CN209422175U - 一种假肢手性能测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种假肢手性能测试设备，包括控制器、底座和位于底座上的框架，位于框架区域内的底座上还设置一用于固定假肢手的夹持装置，夹持装置的上方设有一拉杆，拉杆上设有用于驱动拉杆上下移动的第一驱动装置，第一驱动装置固定于框架的上部，拉杆上还设有用于检测拉杆受力状态的检测传感器，检测传感器、第一驱动装置分别与控制器电性连接，检测传感器所检测到的拉杆的力学数据通过所述控制器输出。本实用新型通过安装检测传感器即可在此装置上准确获得假肢手的力学数据，有助于对假肢手进行标定，适合用于对假肢手的实验研究，还可以对使用一定时间的假肢手进行测试，方便及时发现问题进行技术或结构上的调整。

Description

一种假肢手性能测试设备

技术领域

本实用新型涉及仿生手技术领域，具体涉及一种假肢手性能测试设备。

背景技术

假肢手稳定有效地抓取物体是穿戴者完成日常生活工作中的各种任务的前提，所以设计出结构简单，具有良好抓握力性能的假肢手尤为重要。

目前在假肢手抓握性能测试方面没有专门的实验设备，无法完成对各种型号的假肢手进行抓握性能的准确检测，仅仅依靠手动拉动假肢手指方式进行简单抓握性能测验，无法对整个假肢手(包括旋转手腕)进行承受能力的准确力学测试，因此，在给残疾者配置假肢手时，通常根据经验配置，由于缺乏理论上的数据支撑，假肢手在使用过程中会存在诸多问题。

实用新型内容

针对现有技术中的以上不足，本实用新型提供了一种假肢手性能测试设备，可以对整个假肢手进行抓握和拉力等方面的性能试验，准确掌握假肢手是否达到使用标准，使对假肢手的测试更具统一性，积极发现使用中的假肢手所存在着的缺陷。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种假肢手性能测试设备，所述设备包括控制器、底座和位于所述底座上的框架，位于所述框架区域内的所述底座上还设置一用于固定假肢手的夹持装置，所述夹持装置的上方设有一拉杆，所述拉杆上设有用于驱动所述拉杆上下移动的第一驱动装置，所述第一驱动装置固定于所述框架的上部，所述拉杆上还设有用于检测所述拉杆受力状态的检测传感器，所述的检测传感器、第一驱动装置分别与所述控制器电性连接，所述检测传感器所检测到的所述拉杆的力学数据通过所述控制器输出。

进一步地，所述第一驱动装置作用于所述拉杆的中部和/或两端位置。

进一步地，所述拉杆的两端分别设置一滑块，所述框架的两侧相对位置分别设有所述的第一驱动装置，两所述第一驱动装置的驱动端分别与一竖向丝杆连接，所述竖向丝杆下端与所述底座形成旋转连接；所述竖向丝杆贯穿于所述滑块，二者形成丝杆传动连接，所述检测传感器设置于所述拉杆的两端，且位于与两所述滑块相连接的位置。

再进一步地，所述假肢手在所述拉杆上的作用区域内还设有传感器阵列，用于检测不同指间所产生的力学状态，所述传感器阵列与所述控制器电性连接。

优选地，所述检测传感器为3D传感器，用于检测所述拉杆的三维受力，并将所检测的所述拉杆的受力数据传输至所述控制器。

进一步优选地，所述滑块上还设有与其滑动连接的至少一根导向杆，所述导向杆与所述竖向丝杆呈平行设置，所述导向杆贯穿于所述滑块，其两端分别与所述底座和所述框架的上部固定连接。

再进一步地，位于所述竖向丝杆下端的所述底座上还设置一下滑板座，所述框架的上部设有与其形成滑动连接的上滑板座，所述竖向丝杆的上端与所述上滑板座连接，所述导向杆的下端与对应的所述下滑板座连接，所述第一驱动装置固定于所述上滑板座上，所述竖向丝杆的下端与所述下滑板座形成相对旋转连接，所述下滑板座与设置于所述底座上的第二驱动装置形成驱动连接，用于驱动所述下滑板座和所述上滑板座同步前后移动，所述第二驱动装置与所述控制器电性连接。

所述第二驱动装置包括驱动电机和与所述驱动电机的驱动端固定连接的横向丝杆，所述横向丝杆贯穿于所述下滑板座，且与所述下滑板座形成丝杆传动。

优选地，位于所述下滑板座下方的所述底座上设有多个球面凸起，所述下滑板座的下端面设置于所述球面凸起上。

或优选地，位于所述下滑板座下方的所述底座上设有两条平行设置的固定导轨，两所述固定导轨与所述横向丝杆呈平行设置，且呈间隔设置于所述下滑板座的两侧底面上。

进一步优选地，两所述固定导轨的上端面上呈间隔设有多个球面凸起。

所述夹持装置包括固定座和两挤压板，所述固定座固定于所述底座上，所述固定座的两端分别设置一固定挡板，两所述挤压板的外侧面分别通过一贯穿所述固定挡板的旋转丝杆形成连接，所述旋转丝杆分别与所对应的固定挡板形成螺纹连接，所述假肢手设置于两所述挤压板之间，通过旋紧所述旋转丝杆使所述挤压板的内侧面抱紧所述假肢手的旋转腕部。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

A.本实用新型通过在底座上设置用于夹持假肢手的夹持装置，在夹持装置的假肢手位置设置有水平拉杆，假肢手的手指处于捏合状态时，通过驱动第一驱动装置逐渐带动拉杆上升，使拉杆拉动手指产生向上的拉力，当拉杆的拉力达到一定值时，假肢手会被拉开，此时所得到的拉力最大值即为所实验假肢手的抓握力。通过安装检测传感器即可在此装置上迅速获得拉杆的受力状态，并通过控制器获得抓握力的大小，适合于对假肢手进行实验研究，还可以对使用一定时间的假肢手进行测试，方便及时发现问题进行技术或结构上的调整，实现对假肢手的力学标定。

B.本实用新型通过丝杆传动方式，使拉杆两端的滑块沿着导向杆上下滑动，结构简单，通过同步控制第一驱动装置旋转，更稳定的测取假肢手的抓握数据，同时还可以进一步获得旋转手腕与手指的连接强度等性能数据；本实用新型通过在拉杆的两端设置3D传感器，可检测拉杆受到的三维受力信息，获得第一受力数据；再通过在假肢手作用区域的拉杆上所设置的传感器阵列，获得假肢手作用的第二受力数据，最终通过标定两份数据确定假肢手的力学信息，使得对假肢手的最终检测结果更加趋于真实。

C.本实用新型在底座上还设置了第二驱动装置，可以很好地对滑块进行水平前后调节，在假肢手性能测试过程中，由于手指未完全拉开，此时可以通过驱动第二驱动装置，改变拉杆位置，使拉杆完全将假肢手手指打开，对假肢手的抓握能力的测试更加全面，获得更为准确的测试数据。

D.本实用新型在底座上所采用的夹持装置可以通过旋转丝杆进行夹持空间的调节，适合于不同型号或尺寸假肢手的性能测试，适应范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所提供的假肢手测试设备结构示意图；

图2是图1所示在另一角度下的结构示意图；

图3是图1中所示夹持装置的结构示意图；

图4是假肢手测试设备结构主视图(带有传感器阵列和检测传感器)。

附图标记说明：

1-底座；2-框架；3-假肢手

4-夹持装置

41-固定座

411-固定挡板

42-挤压板

43-旋转丝杆

5-拉杆；6-第一驱动装置；7-滑块；8-竖向丝杆；9-导向杆

10-下滑板座；20-上滑板座

30-第二驱动装置

301-驱动电机，302-横向丝杆

40-球面凸起

50-固定导轨

60-检测传感器

70-传感器阵列。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种假肢手性能测试设备，包括控制器、底座1和位于底座1上的框架2，位于框架2区域内的底座1 上还设置一用于固定假肢手3的夹持装置4，夹持装置4的上方设有一拉杆5，拉杆5上设有用于驱动拉杆5上下移动的第一驱动装置6，第一驱动装置6固定于框架2的上部，同时还在拉杆5上设置有实时检测其受力状态的检测传感器60，检测传感器60和第一驱动装置6分别与控制器(图中未示出)连接。这里的拉杆5长度至少大于假肢手上所有食指捏合时的宽度。假肢手3处于捏合状态时，通过控制器驱动第一驱动装置6逐渐带动拉杆5上升，使拉杆5拉动手指产生向上的拉力，当拉杆5的拉力达到一定值时，假肢手3会被拉开，此时检测传感器60所得到的拉杆5 受力最大值即为所实验假肢手3的抓握力，并通过控制器输出。通过安装检测传感器60即可在此装置迅速获取抓握力的大小，有助于对假肢手3 进行实验研究，可以平稳快速准确地获取假肢手3的力学性能参数。

如图3所示，其中的夹持装置4包括固定座41和两挤压板42，固定座41固定于底座1上，固定座41的两端分别设置一固定挡板411，两挤压板42的外侧面分别通过一贯穿固定挡板411的旋转丝杆43形成连接，旋转丝杆43分别与所对应的固定挡板411形成螺纹连接，假肢手3 设置于两挤压板42之间，通过旋紧旋转丝杆43使挤压板42的内侧面抱紧假肢手3的旋转腕部。这里的两挤压板42采用两个半圆弧结构，其与假肢手的旋转腕部相贴合，通过旋转丝杆43对两挤压板42的位置进行调节，可以调节量挤压板42的夹持空间，适合于对多个尺寸型号的旋转手腕进行夹持固定，适用范围广。

图1中所示拉杆5的两端分别设置一滑块7，在框架2的两侧相对位置分别设有第一驱动装置6，两第一驱动装置6的驱动端分别与一竖向丝杆8连接，第一驱动装置6为一驱动电机，其旋转时可以带动竖向丝杆8 的转动，竖向丝杆8下端与底座1形成旋转连接；竖向丝杆8贯穿于滑块 7，二者形成丝杆传动连接，竖向丝杆8的旋转可以带动滑块7上升或下降，假肢手3作用于拉杆5的中部。其中的检测传感器60设置在拉杆5 的两端且分别与滑块7形成接触式连接；当然还可以进一步在假肢手作用在拉杆5的区域设置传感器阵列70，如图4所示，通过传感器阵列70对假肢手3不同指间的受力状态进行检测，通过两种受力检测手段对假肢手进行最终受力标定，使得对假肢手的最终检测结果更加趋于真实。

为了使本实用新型在假肢手力学性能实验过程中具有更好的稳定性，在滑块7上还设有与其滑动连接的至少一根导向杆9，图2中设置了两根平行的导向杆9，导向杆9与竖向丝杆8呈平行设置，导向杆9贯穿于滑块7，其两端分别与底座1和框架2的上部固定连接，滑块7在上下移动时，可以沿着导向杆9滑动，保持拉杆5的水平位置不变。

为了使本实用新型适应性更好，力学测试数据更加全面、准确，在位于竖向丝杆8下端的底座1上还设置了一个下滑板座10，框架2的上部设有与其形成滑动连接的上滑板座20，竖向丝杆8的上端与上滑板座20 连接，导向杆9的下端与对应的下滑板座10连接，第一驱动装置6固定于上滑板座20上，竖向丝杆8的下端与下滑板座10形成相对旋转连接，下滑板座10与设置于底座1上的第二驱动装置30形成驱动连接，用于驱动下滑板座10和上滑板座20同步前后移动。这里的第二驱动装置30优选地包括驱动电机301和与驱动电机301的驱动端固定连接的横向丝杆 302，横向丝杆302贯穿于下滑板座10，且与下滑板座10形成丝杆传动。通过丝杆传动对下滑板座10的位置进行前后调节，进而实现了滑块 7和拉杆5整体位置的调节，在实验中通过这种位置调节，可以拉动假肢手手指实现所有手指的完全打开，使测试数据更加准确。

为了使驱动下滑板座10更加省力，本实用新型在位于下滑板座10下方的底座1上设有多个球面凸起40，下滑板座10的下端面设置于球面凸起40上滑动，采用局部接触方式，驱动下滑板座前后移动更加省力。

当然，还可以在下滑板座10下方的底座1上设有两条平行设置的固定导轨50，两固定导轨50与横向丝杆302呈平行设置，且呈间隔设置于下滑板座10的两侧底面上。也可以使用宽度小于下滑板座10下端面的固定导轨50同样便于下滑板座10的前后滑动。当然还可以在所设置的两固定导轨50的上端面上呈间隔设有多个球面凸起40来减少下滑板座10滑动时所产生的摩擦阻力。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种假肢手性能测试设备，其特征在于，所述设备包括控制器、底座(1)和位于所述底座(1)上的框架(2)，位于所述框架(2)区域内的所述底座(1)上还设置一用于固定假肢手(3)的夹持装置(4)，所述夹持装置(4)的上方设有一拉杆(5)，所述拉杆(5)上设有用于驱动所述拉杆(5)上下移动的第一驱动装置(6)，所述第一驱动装置(6)固定于所述框架(2)的上部，所述拉杆(5)上还设有用于检测所述拉杆(5)受力状态的检测传感器(60)，所述的检测传感器(60)、第一驱动装置(6)分别与所述控制器电性连接，所述检测传感器(60)所检测到的所述拉杆(5)的力学数据通过所述控制器输出。

2.根据权利要求1所述的假肢手性能测试设备，其特征在于，所述第一驱动装置(6)作用于所述拉杆(5)的中部和/或两端位置。

3.根据权利要求2所述的假肢手性能测试设备，其特征在于，所述拉杆(5)的两端分别设置一滑块(7)，所述框架(2)的两侧相对位置分别设有所述的第一驱动装置(6)，两所述第一驱动装置(6)的驱动端分别与一竖向丝杆(8)连接，所述竖向丝杆(8)下端与所述底座(1)形成旋转连接；所述竖向丝杆(8)贯穿于所述滑块(7)，二者形成丝杆传动连接，所述检测传感器(60)设置于所述拉杆的两端，且位于与两所述滑块相连接的位置。

4.根据权利要求2所述的假肢手性能测试设备，其特征在于，所述假肢手(3)在所述拉杆(5)上的作用区域内还设有传感器阵列(70)，用于检测不同指间所产生的力学状态，所述传感器阵列(70)与所述控制器电性连接。

5.根据权利要求3或4所述的假肢手性能测试设备，其特征在于，所述检测传感器(60)为3D传感器，用于检测所述拉杆(5)的三维受力，并将所检测的所述拉杆(5)的受力数据传输至所述控制器。

6.根据权利要求3所述的假肢手性能测试设备，其特征在于，所述滑块(7)上还设有与其滑动连接的至少一根导向杆(9)，所述导向杆(9)与所述竖向丝杆(8)呈平行设置，所述导向杆(9)贯穿于所述滑块(7)，其两端分别与所述底座(1)和所述框架(2)的上部固定连接。

7.根据权利要求6所述的假肢手性能测试设备，其特征在于，位于所述竖向丝杆(8)下端的所述底座(1)上还设置一下滑板座(10)，所述框架(2)的上部设有与其形成滑动连接的上滑板座(20)，所述竖向丝杆(8)的上端与所述上滑板座(20)连接，所述导向杆(9)的下端与对应的所述下滑板座(10)连接，所述第一驱动装置(6)固定于所述上滑板座(20)上，所述竖向丝杆(8)的下端与所述下滑板座(10)形成相对旋转连接，所述下滑板座(10)与设置于所述底座(1)上的第二驱动装置(30)形成驱动连接，用于驱动所述下滑板座(10)和所述上滑板座(20)同步前后移动，所述第二驱动装置(30)与所述控制器电性连接。

8.根据权利要求7所述的假肢手性能测试设备，其特征在于，所述第二驱动装置(30)包括驱动电机(301)和与所述驱动电机(301)的驱动端固定连接的横向丝杆(302)，所述横向丝杆(302)贯穿于所述下滑板座(10)，且与所述下滑板座(10)形成丝杆传动。

9.根据权利要求8所述的假肢手性能测试设备，其特征在于，位于所述下滑板座(10)下方的所述底座(1)上设有多个球面凸起(40)，所述下滑板座(10)的下端面设置于所述球面凸起(40)上。

10.根据权利要求8所述的假肢手性能测试设备，其特征在于，位于所述下滑板座(10)下方的所述底座(1)上设有两条平行设置的固定导轨(50)，两所述固定导轨(50)与所述横向丝杆(302)呈平行设置，且呈间隔设置于所述下滑板座(10)的两侧底面上。

11.根据权利要求10所述的假肢手性能测试设备，其特征在于，两所述固定导轨(50)的上端面上呈间隔设有多个球面凸起(40)。

12.根据权利要求11所述的假肢手性能测试设备，其特征在于，所述夹持装置(4)包括固定座(41)和两挤压板(42)，所述固定座(41)固定于所述底座(1)上，所述固定座(41)的两端分别设置一固定挡板(411)，两所述挤压板(42)的外侧面分别通过一贯穿所述固定挡板(411)的旋转丝杆(43)形成连接，所述旋转丝杆(43)分别与所对应的固定挡板(411)形成螺纹连接，所述假肢手(3)设置于两所述挤压板(42)之间，通过旋紧所述旋转丝杆(43)使所述挤压板(42)的内侧面抱紧所述假肢手(3)的旋转腕部。