CN213883232U - 一种振动式肌肉张力测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种振动式肌肉张力测量装置，包括振动器，直线导杆，挡板，位移传感器，内部下直线轴承，上固定板，下固定板，手持外壳，压电式压力传感器。其中，振动器用来产生直线往复运动；直线导杆用来给肌肉施加压力；内部下直线轴承用来保证导杆做直线运动；力传感器用来测量肌肉承受压力值并转换为电信号；上固定板用来固定振动器，下固定板用来固定位移传感器，手持外壳是装置的框架。本实用新型利用位移传感器和力传感器来获得肌肉张力变化的动态参数，能够大大方便医务人员对患者肌肉张力的评估。

Description

一种振动式肌肉张力测量装置

技术领域

本实用新型涉及肌肉张力测试技术领域，具体是指一种振动式肌肉张力测量装置。

背景技术

肌肉是人体的重要组成部分，在神经的控制下，可以通过自身的主动收缩产生运动，从而实现对外界环境以及外界物体的作用。

肌肉在接受一次适宜的刺激后，会产生一次收缩，在短暂的收缩之后，随即舒张，而肌肉收缩反应的大小取决于对它的刺激强度，刺激太弱，不能诱发反应，随着刺激强度的增加，收缩反应逐渐增大，当刺激强度超过阈值后，肌肉只能产生微弱的反应。

肌肉在前一次刺激产生的收缩反应消失之前，接受第二次的自己，产生的效应将会叠加，会产生更大的肌肉张力。刺激的频率越高，产生的肌肉张力就会越大。频率足够高的时候，肌肉的张力达到最大，这时候，肌肉张力不再随频率发生变化，进入肌肉痉挛状态。因此，人们在剧烈运动后，为了增加人体对肌肉的控制，往往通过按摩等方法，舒张人体肌肉的张力，使肌肉能够敏感的接受刺激控制。因此，测量肌肉的张紧程度，是评估肌肉舒张程度是否达到预期效果的有效办法。

人们评估肌肉紧张程度的传统方法是：根据被测肌肉的部位不同，被测对象处于不同的测试姿态，测试者凭借经验，利用手指对被测肌肉的拿捏，感受并评估被测肌肉的张紧程度。这种方法受限于有经验的测试者，没有统一的标准。

生物机械法测试肌肉张力，主要是测扭矩的方法及设备，由电机带动减速器、在减速器的输出轴上安装待测部位固定装置及扭矩检测仪组成，它是通过对扭矩的测量来推测被测部位肌肉张力的变化趋势，是一种间接的测量，而对于不同类型的肌肉张力变化特点不能反映出来。因此对于肌肉张力定量的分析，存在很多问题。

肌肉电测试方法分为针式肌肉电和皮肤表面肌电信号获取。针电极检测将针电极插入到肌肉中，会对人体产生一定损伤。表面肌电信号是从皮肤表面通过电极引导、记录下来的神经肌肉系统活动时的生物电信号，它与肌肉的活动状态存在关联性，能反映神经肌肉的活动。但由于肌肉电信号的检测受表面电极放置位置、人体汗液、皮肤、体温变化以及下脂肪厚度等不确定因素的影响，会影响信息获取的准确性。

美国myoton无创肌肉检测系统能够通过检测生物机械力来提供振动频率、弹性、硬度等生物机械力学特性参数，真实客观地反映肌肉的功能状态，并且可对新陈代谢作用进程做出评估。但是目前价格十分昂贵，通用性能差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服以上技术缺陷，提供一种使用简便、结构简单、性能稳定的肌肉张力测量装置，能够方便肌肉张力的测量工作，能够客观较准确的得到肌肉张力的动态变化过程的一种振动式肌肉张力测量装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种振动式肌肉张力测量装置，包括计算机、控制盒、压电式压力传感器、位移传感器以及由手持外壳和手持外壳内部的上固定板、下固定板构成的圆柱状壳体，所述上固定板下端固定连接设有振动器，所述振动器的输出轴端连接设有直线导杆，所述直线导杆的另一端依次穿过下固定板、手持外壳与压电式压力传感器连接，所述直线导杆的中上部固定连接设有挡板，所述位移传感器垂直于挡板连接设置于下固定板上，所述下固定板中部过盈配合连接下直线轴承，所述下直线轴承滑动套接在直线导杆上，所述振动器、位移传感器和压电式压力传感器均通过导线连接控制盒，所述控制盒连接计算机。

作为改进，所述振动器为直线马达，接收控制盒的驱动信号，并按照相应的频率实现振动输出。

作为改进，所述压电式压力传感器为力传感器。能够测量振动状态下，测量头与肌肉间的接触力，能够间接地测量标准振动肌肉的张力。

作为改进，所述位移传感器能够测量振动状态下，测量头与肌肉接触点的位移量。

作为改进，所述控制盒通过串口与计算机连接，一方面接受计算机程序发出的信号，并将信号转换为直线电机的驱动电流输出。同时，能够将测量头上的位移传感器的位移、肌肉张力数值，转换为数字量，并传递给计算机。

作为改进，所述计算机中有张力、位移处理软件，能够将肌肉松弛状态下的位移、与肌肉在张紧状态下的位移进行每个振动力下的差值求算。并最终显示出不同作用力下，肌肉松弛与张紧状态下的位移差值，计算机能够将肌肉松弛状态下的力-位移关系，以及肌肉张紧状态下的力-位移关系，转换为力-位移差的关系曲线。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

本实用新型利用控制盒的信号控制振动器做上下往复运动，位移传感器在直线导杆上下运动时与挡板配合测量接触头处肌肉的位移变化，压电式压力传感器来测量肌肉受压的动态信号，能够获得在力作用下肌肉张力的实时变化特性。

本实用新型利用振动器产生变化的压力，结合位移传感器和压电式压力传感器可以对肌肉张力的动态变化过程进行测量输出。

本实用新型性能稳定、操作简单、结果利于研究分析。

附图说明

图1是本实用新型一种振动式肌肉张力测量装置结构示意图。

图2是本实用新型主测量部件结构示意图。

如图所示：1、手持外壳，2、振动器，3、直线导杆，4、下直线轴承，5、下固定板，6、压电式压力传感器，7、位移传感器，8、挡板，9、导线，10、控制盒，11、计算机，12、上固定板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

结合图1-2所示，一种振动式肌肉张力测量装置，包括计算机11、控制盒10、压电式压力传感器6、位移传感器7以及由手持外壳1和手持外壳1内部的上固定板12、下固定板5构成的圆柱状壳体，所述上固定板12下端固定连接设有振动器2，所述振动器2的输出轴端连接设有直线导杆3，所述直线导杆3的另一端依次穿过下固定板5、手持外壳1与压电式压力传感器6连接，所述直线导杆3的中上部固定连接设有挡板8，所述位移传感器7垂直于挡板8连接设置于下固定板5上，所述下固定板5中部过盈配合连接下直线轴承4，所述下直线轴承4滑动套接在直线导杆3上，所述振动器2、位移传感器7和压电式压力传感器6均通过导线9连接控制盒10，所述控制盒10连接计算机11。

所述振动器2为直线马达，接收控制盒10的驱动信号，并按照相应的频率实现振动输出，所述压电式压力传感器6为力传感器，所述控制盒10通过串口与计算机11连接，所述计算机11中有张力、位移处理软件，能够将肌肉松弛状态下的位移、与肌肉在张紧状态下的位移进行每个振动力下的差值求算。并最终显示出不同作用力下，肌肉松弛与张紧状态下的位移差值。

工作原理：振动器在一定控制信号下带动直线导杆做往复运动，直线导杆带动安装在末端的力传感器一起作用于被测肌肉，实现对被测肌肉的动态施力过程中力与位移的变化曲线。

本实用新型在具体实施时：

位移传感器7优先采激光位移传感器，激光位移传感器是利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表。能够精确非接触测量被测物体的位置、位移等变化。

压电式压力传感器6优先采用膜片式压电压力传感器，膜片式压电压力传感器的工作原理是：基于压电材料的压电效应，利用电气元件和其他机械把待测的压力转换成为电信号，由压电材料制成的压电元件受到压力作用时产生的电荷量与作用力之间呈线性关系。

检测人员手持外壳1，将与压电式压力传感器6相互联结的测量端贴置到被测肌肉表面，控制盒10一方面控制振动器2产生垂直振动，一方面采集压电式压力传感器6和位移传感器7的信息，并通过电路处理和模数转化，最终输出肌肉在给定力的范围内的作用力与位移的关系曲线。控制盒10输出信号可以通过串口传输给计算机11，计算机11对数据处理并显示。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种振动式肌肉张力测量装置，包括计算机(11)、控制盒(10)、压电式压力传感器(6)、位移传感器(7)以及由手持外壳(1)和手持外壳(1)内部的上固定板(12)、下固定板(5)构成的圆柱状壳体，其特征在于：所述上固定板(12)下端固定连接设有振动器(2)，所述振动器(2)的输出轴端连接设有直线导杆(3)，所述直线导杆(3)的另一端依次穿过下固定板(5)、手持外壳(1)与压电式压力传感器(6)连接，所述直线导杆(3)的中上部固定连接设有挡板(8)，所述位移传感器(7)垂直于挡板(8)连接设置于下固定板(5)上，所述下固定板(5)中部过盈配合连接下直线轴承(4)，所述下直线轴承(4)滑动套接在直线导杆(3)上，所述振动器(2)、位移传感器(7)和压电式压力传感器(6)均通过导线(9)连接控制盒(10)，所述控制盒(10)连接计算机(11)。

2.根据权利要求1所述的一种振动式肌肉张力测量装置，其特征在于：所述振动器(2)为直线马达，接收控制盒(10)的驱动信号，并按照相应的频率实现振动输出。

3.根据权利要求1所述的一种振动式肌肉张力测量装置，其特征在于：所述控制盒(10)通过串口与计算机(11)连接。

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