專利名稱：假肢質(zhì)心測(cè)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種質(zhì)心測(cè)定裝置，特別是一種用于假肢質(zhì)心的測(cè)定 裝置。
技術(shù)背景現(xiàn)有的針對(duì)假肢產(chǎn)品的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，主要針對(duì)假肢的加工質(zhì)量。 在國(guó)內(nèi)假肢行業(yè)中，對(duì)假肢質(zhì)心進(jìn)行測(cè)定的裝置還處于空白狀態(tài)?，F(xiàn)代假肢產(chǎn)品通過(guò)采用新材料、改善傳動(dòng)方式、提高智能化水平 等手段，使假肢具有了更好的仿生功能。而為了使假肢與健肢更接近， 進(jìn)一步減少截肢患者對(duì)假肢與健肢在生理和心理感覺(jué)上的差異，除了 使其具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高性能等特點(diǎn)外，還應(yīng)使假肢各部分的重量 與重心與健肢各部分一致，也就是使假肢達(dá)到靜平衡。為了使穿戴假 肢者能最大限度地恢復(fù)正常人的肢體功能，假肢必須具有可靠的穩(wěn)定 性，以保持身體的平衡功能及良好步態(tài)。形狀規(guī)則均勻分布物體的質(zhì)心位置可以通過(guò)計(jì)算獲得，但是對(duì)于 像假肢這樣形狀復(fù)雜不規(guī)則的物體，計(jì)算起來(lái)就相當(dāng)麻煩。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是要提供一種快捷、簡(jiǎn)易且準(zhǔn)確的獲取假肢質(zhì)量與質(zhì)心位 置，以揭示各型假肢平衡功能特點(diǎn)的假肢質(zhì)心測(cè)定裝置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種假肢質(zhì)心測(cè)定裝置，包括可旋轉(zhuǎn)夾具及夾具座、承重圓盤、底座，其特點(diǎn)是 還包括三個(gè)稱重傳感器，數(shù)據(jù)采集模塊和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，可旋轉(zhuǎn)夾 具及夾具座置于一承重圓盤上，承重圓盤則擱置在三個(gè)稱重傳感器 上，三個(gè)稱重傳感器固定在底座上，并將測(cè)量支反力的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù) 據(jù)采集模塊和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)計(jì)算出假肢的質(zhì)量 與質(zhì)心坐標(biāo)。承重圓盤的直徑為450誦；三個(gè)稱重傳感器Ra、 Rb、 Rg固定在底座4直徑為400匪的圓周上，并處于該圓周內(nèi)接正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上。本發(fā)明具有的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 操作方便的特點(diǎn)，能便捷、準(zhǔn)確的測(cè)定假肢的質(zhì)量與質(zhì)心坐標(biāo)。本發(fā) 明是一臺(tái)兼具測(cè)試、研發(fā)雙重功能的測(cè)定裝置。同樣的測(cè)量原理，可 推廣到其它形式復(fù)雜物體的質(zhì)心測(cè)定裝置中。


圖l是本發(fā)明的夾具圖； 圖2是本發(fā)明的承重圓盤圖；圖3是三維質(zhì)心坐標(biāo)測(cè)定原理圖； 圖4是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)立體示意圖； 圖5是本發(fā)明的主視圖； 圖6是圖5的左視圖；圖7是圖5的俯視圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。 如圖4至圖7所示，本發(fā)明的假肢質(zhì)心測(cè)定裝置，包括夾具(可旋轉(zhuǎn)夾具與夾具座)l、承重圓盤2、三個(gè)稱重傳感器3、底座4、數(shù) 據(jù)采集模塊5和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)6、 7。整個(gè)夾具座連同可旋轉(zhuǎn)夾具1置于一承重圓盤2上，圓盤2則擱 置在三個(gè)稱重傳感器3上，三個(gè)稱重傳感器3固定在底座4上，三個(gè) 稱重傳感器3測(cè)量支反力，并將其測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集模塊5和 計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)6，由計(jì)算機(jī)6處理數(shù)據(jù)計(jì)算出假肢的質(zhì)量與質(zhì)心坐 標(biāo)。本發(fā)明是基于靜態(tài)稱重技術(shù)，通過(guò)支反力與重力之間力和力矩的 平衡關(guān)系建立平衡方程計(jì)算，確定質(zhì)量和質(zhì)心位置。質(zhì)量為m的假肢重量p^g，將它夾裝于一個(gè)可選裝的夾具中，此 夾具可在夾具座中繞x軸旋轉(zhuǎn)(圖l)。整個(gè)夾具座連同可旋轉(zhuǎn)夾具l 置于一直徑為450mm的承重圓盤2上。圓盤2則擱置在1 RB、 R^三個(gè)稱 重傳感器3上。RA、 Rb、 R。三個(gè)稱重傳感器3固定在底座4直徑為400mm 的圓周上，并處于該圓周內(nèi)接正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上。(圖2)如果夾具與夾具座1及承重圓盤2的重量可以不計(jì)的話，則主動(dòng) 力(假肢重量)p=mg與支座反力RA、 Rb、 Re形成一個(gè)空間平行力系， 其中Ra、 Rb、 Rc的數(shù)值可由稱重傳感器直接讀出。在圖3左中，p為假肢重量，它作用于假肢的重心(質(zhì)心)處，設(shè) 它在xyz坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(x，y，z) ， A,、 兄w則為由稱重傳感器 測(cè)得的支座反力。由力系平衡條件可得<formula>formula see original document page 6</formula>得附- +1即為假肢質(zhì)量。2附力=02X, =0及^<formula>formula see original document page 6</formula>得少=(x， y)為假肢在xoy平面內(nèi)的質(zhì)心位置。但是質(zhì)心在高度方向的位 標(biāo)z尚未獲得。為了求出z,將夾具繞x軸旋轉(zhuǎn)9(T (圖3右)，于是動(dòng)坐 標(biāo)系此時(shí)位置由y水平，z向上變?yōu)閦沿水平方向，而y垂直向下，被測(cè) 假肢也由腳尖向上轉(zhuǎn)為水平(但腳尖方向始終與z軸正向一致)，此時(shí) 三個(gè)支反力數(shù)值變?yōu)閕^、 / w、 /^，<formula>formula see original document page 6</formula> ，恃z尸-100，即為質(zhì)心的高度方向坐標(biāo)<
權(quán)利要求
1. 一種假肢質(zhì)心測(cè)定裝置，包括可旋轉(zhuǎn)夾具及夾具座(1)、承重圓盤(2)、底座(4)，還包括三個(gè)稱重傳感器(3)，數(shù)據(jù)采集模塊(5)和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)(6、7)，其特征在于所述可旋轉(zhuǎn)夾具及夾具座(1)置于一承重圓盤(2)上，所述承重圓盤(2)則擱置在三個(gè)稱重傳感器(3)上，三個(gè)稱重傳感器(3)固定在底座(4)上，并將測(cè)量支反力的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集模塊(5)和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)(6)，由計(jì)算機(jī)(6)處理數(shù)據(jù)計(jì)算出假肢的質(zhì)量與質(zhì)心坐標(biāo)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的假肢質(zhì)心測(cè)定裝置，其特征在于所述承重 圓盤(2)的直徑為450mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的假肢質(zhì)心測(cè)定裝置，其特征在于所述三個(gè) 稱重傳感器(3)固定在底座(4)直徑為400miii的圓周上，并處于該 圓周內(nèi)接正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種假肢質(zhì)心測(cè)定裝置，包括可旋轉(zhuǎn)夾具及夾具座、承重圓盤、底座，其特點(diǎn)是還包括三個(gè)稱重傳感器，數(shù)據(jù)采集模塊和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，可旋轉(zhuǎn)夾具及夾具座置于一承重圓盤上，承重圓盤則擱置在三個(gè)稱重傳感器上，三個(gè)稱重傳感器固定在底座上，并將測(cè)量支反力的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集模塊和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)計(jì)算出假肢的質(zhì)量與質(zhì)心坐標(biāo)。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，便捷、能夠準(zhǔn)確的測(cè)定假肢的質(zhì)量與質(zhì)心坐標(biāo)。本發(fā)明是一臺(tái)兼具測(cè)試、研發(fā)雙重功能的測(cè)定裝置。同樣的測(cè)量原理，可推廣到其它形式復(fù)雜物體的質(zhì)心測(cè)定裝置中。
文檔編號(hào)A61F2/50GK101264036SQ200810037049
公開(kāi)日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者昆 尚, 麗 文, 沈力行, 趙改平, 丹 郭, 媛 顧, 黃晶晶 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)