一种脉象采集装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种自动加压脉象采集装置，属于中医用医学仪器，其特征在于：该脉象采集装置的结构主要包括金属外壳、永磁铁、线圈、非金属线圈骨架、底座，永磁铁的两极接两块金属板，金属板被永磁铁磁化形成线性电机，线圈设在两块金属板的中心，非金属线圈骨架与支架固定，并能绕轴自由转动；非金属线圈骨架与悬臂梁之间由垫片隔开；悬臂梁在正反两侧对应位置上各贴一片应变片，探头固定在悬臂梁的末端。本发明专利技术的目的是提供一种结构简单、振动小、能准确定位、安全可靠的自动加压脉象检测装置及控制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种脉象采集装置及控制方法
本专利技术涉及一种自动加压脉象采集装置，属于中医用医学医疗仪器，也可作为临床教学设备。
技术介绍
脉诊学有两千年的历史，中医学者经过多年的实践积累了丰富的临床经验，已经发展成为一门具有卓越和独特诊断技巧的“中医脉学”，成为中医诊断疾病的常规手段。脉象反映人体各种生理和病理状况，是观察体内功能变化的重要窗口，对识别病症，判断病情就有重要意义。但由于中医脉诊具有极大的个人主观臆断性，所谓“脉理精微，其体难辨”；“在心易了，指下难明”。由于缺少中医常见脉象标准，影响了进行脉诊客观化检测的研究，是继承和发展中医脉诊的重要课题。多年来，研究人员一直在对脉诊的客观化进行不懈努力，研制出多种脉象传感器和脉象检测装置，但很多采用现代化的科学仪器设计的脉象检测装置，研究方法大部分是遵循着西医的心电图、血流动力学的方法，并不是立足于把中医指下感觉完全反映出来,只是希望通过在一张简单的搏动图上作过细的测绘、分析,由于这种想法不符合中医切诊的特点,遗漏了一些重要的信息,在进一步分析时就难免捉襟见肘。而一些医学仪器也因为在加压方式上存在弊端，脉象仪至今不能为中医临床接受。对已有专利分析：（1）专利手动加压装置：专利“智能化中医脉象检测装置”（专利号00217180.5），提出采用悬臂梁结构，黏贴半导体应变片，检测脉象信号。手动调节螺杆使传感头垂直上下运动，采用递增加压的方式测取5~10段脉搏信号。该专利采用的是手动加压的方式，但是由于采样人员变动导致位置选定不统一会引入非客观和不稳定的因素，不利于规范和客观化分析，过长的采样时间也不利于脉象样本库的积累”。所以研究人员在装置上增加了自动加压的结构。（2）专利“自动调节切脉压力的脉象检测装置及脉象特征提取方法”，（申请号：200610009639.1），提出采用步进电机进行自动加压或减压，步进电机转动带动压力传感器和光电传感器相对于患者腕部上下运动，压力传感器检测压力
技术实现思路
送到中央控制电路，采用PID控制算法控制切脉压力。（3）专利“三部五维数字脉象传感器”（申请号：200910103811.3），专利中采用步进电机驱动液压罐的活塞，改变液压罐中的液压，由液压和电磁阀分别控制和驱动传感头以不同压力柔性切脉，采用压阻式压力传感器实时检测压力信号。（4）专利“脉象采集装置”（申请号：200910057920.6），专利提出外壳上固定电机，电机带动丝杆转动，丝杆带动传感器探头上下运动，通过传感器探头采集的压力信号确定是否继续加压，并设计了升降的极限位置。（5）专利“双感测脉诊仪”（申请号201010189902.6），专利中提出运动控制装置包含马达—马达驱动器—马达控制器。控制运动控制装置用以调节各施力杆，施力杆下端连接传感器，控制按脉的位置及深度。（6）专利“快速定位的三部多点压力脉象仪”（申请号：201110264635.9），专利中加压装置包括步进电机和减速齿轮，再通过传动机构将力施加到传感器探头。该装置的优点是探头稳定性增加，使用体积更小的电机。（7）专利“自动调节切脉压力的脉象检测装置及脉象特征提取方法”，（申请号：200610009639.1），专利中是通过压力传感器检测切脉压力，通过光电传感器检测脉象信号，两个传感器互相独立，检测信号的原理不同，精度不统一，不利于确定切脉压力与脉象信号的对应关系。综合上述专利文献可知，采用自动加压是未来脉诊仪发展的方向，现在采用的驱动装置多是步进电机和马达，电机连接传动杆再连接探头进行加压。这种结构增加了装置的复杂性，比手动加压装置更加笨重，不方便移动和使用。步进电机在工作时的震动也会影响检测的准确性，而且步进电机控制不当容易产生共振。步进电机、转动和直线运动机构之间是一种刚性的连接关系，在系统失控状态极易对人体的检测部位造成伤害。
技术实现思路
：本专利技术的目的：针对现有技术的不足，本专利技术提供一种结构简单、振动小、能准确定位、安全可靠的自动加压脉象检测装置及控制方法。技术方案：本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种脉象检测装置，其特征在于：该脉象采集装置的结构主要包括金属外壳、永磁铁、线圈、非金属线圈骨架、底座，永磁铁的两极接两块金属板，金属板被永磁铁磁化形成线性电机，线圈设在两块金属板的中心，紧密的绕在一个非金属线圈骨架上；非金属线圈骨架与支架固定，支架固定在底座上，非金属线圈骨架绕轴自由转动；悬臂梁采用弹性金属材料固定在非金属线圈骨架的下端，悬臂梁与非金属线圈骨架固定在一起，非金属线圈骨架与悬臂梁之间由垫片隔开；悬臂梁在正反两侧对应位置上各贴一片应变片，探头固定在悬臂梁的末端。非金属线圈骨架与悬臂梁之间设有一定间距，间距的大小为一个垫片的距离。应变片为金属应变片。该脉象检测装置的电路部分由PC机脉象采集软件、采集过程控制单元、驱动电路、AD转换电路、检测单元、线性电机、悬臂梁、应变传感器组成；PC机脉象采集软件与采集过程控制单元连接，采集过程控制单元与驱动电路连接；驱动电路通过线性电机、悬臂梁、应变传感器将信号传送到检测单元上，检测单元与AD转换电路连接，AD转换电路将信号最后送入采集过程控制单元进行数据处理，实现系统的闭环控制。系统中驱动电路的输入信号为PWM信号，输出是电流信号，驱动电路为H桥电路；H桥的4条垂直边由4个三极管Q1、Q2、Q3、Q4组成，电机位于H中的横杆上。一种如上所述脉象采集装置的脉象采集的控制方法：其特征在于：该方法包括如下步骤：初始状态，由于自动复位装置的作用，悬臂梁在水平位置偏上；（1）将采集过程控制单元输出PWM控制信号，使悬臂梁受电机作用向下摆动；（2）采集过程控制单元控制AD转换、检测单元将应变传感器及电桥电路检测的脉象信号进行处理，将脉象信号中的切脉压力信号（直流信号）和脉形信号（交流信号）分离，再通过AD转换为数字信号；（3）采集过程控制单元控制先对切脉压力信号进行数据处理，判断切脉压力信号是否大于2g且小于200g；1）在2g和200g之间，采集过程控制单元接收脉形信号，对脉象信号进行数据处理；执行步骤（4）；2）小于2g，表示切脉压力不够，则不对脉形信号进行处理，采集过程控制单元输出PWM控制信号，进行再次加压，执行步骤（5）；3）大于200g，表示切脉压力过大，采集过程控制单元输出占空比为0的PWM信号，悬臂梁复位，执行步骤（6）；（4）对脉形信号进行数据处理，求采集点中幅度最大值，将最大值与设定值比较；采集脉形数据，分析数据的峰值：1）当峰值大于2g，保存脉形信号，进行步进加压，执行步骤（5）；2）当峰值小于2g，如已获取过脉形信号，表示切脉压力较大，执行步骤（6），采集完成；3）如没有获取过脉形信号，表示切脉压力不够，执行步骤（5）；（5）采集过程控制单元在上次的基础上，PWM信号占空比增加一个设定值（1g），电机带动悬臂梁向下摆加压，重复执行步骤（2）、（3）、（4）；（6）加压装置的的切脉压力过大，采集过程控制单元输出占空比为0的PWM信号，悬臂梁复位，结束加压。优点及效果：（1）采用线性电机直接将电能转化为机械能，不需要中间的传动装置，结构简单、无磨损、噪声低；（2）本专利技术能够连续施加压力，定位精确，重复性高；（3）设计了探头保护装置，避免悬臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉象采集装置，其特征在于：该脉象采集装置的结构主要包括金属外壳、永磁铁（3）、线圈（4）、非金属线圈骨架（6）、底座（1），永磁铁（3）的两极接两块金属板（2），金属板（2）被永磁铁磁化形成线性电机，线圈（4）设在两块金属板（2）的中心，紧密的绕在一个非金属线圈骨架（6）上；非金属线圈骨架（6）与支架（5）固定，支架（5）固定在底座（1）上，非金属线圈骨架（6）绕轴自由转动；悬臂梁（8）采用弹性金属材料固定在非金属线圈骨架（6）的下端，悬臂梁（8）与非金属线圈骨架（6）固定在一起，非金属线圈骨架（6）与悬臂梁（8）之间由垫片（11）隔开；悬臂梁（8）在正反两侧对应位置上各贴一片应变片（12），探头（7）固定在悬臂梁（8）的末端。

【技术特征摘要】
1.一种脉象采集装置，其特征在于：该脉象采集装置的结构主要包括金属外壳、永磁铁（3）、线圈（4）、非金属线圈骨架（6）、底座（1），永磁铁（3）的两极接两块金属板（2），金属板（2）被永磁铁磁化形成线性电机，线圈（4）设在两块金属板（2）的中心，紧密的绕在一个非金属线圈骨架（6）上；非金属线圈骨架（6）与支架（5）固定，支架（5）固定在底座（1）上，非金属线圈骨架（6）绕轴自由转动；悬臂梁（8）采用弹性金属材料固定在非金属线圈骨架（6）的下端，悬臂梁（8）与非金属线圈骨架（6）固定在一起，非金属线圈骨架（6）与悬臂梁（8）之间由垫片（11）隔开；悬臂梁（8）在正反两侧对应位置上各贴一片应变片（12），探头（7）固定在悬臂梁（8）的末端。2.根据权利要求1所述的脉象采集装置，其特征在于：非金属线圈骨架（6）与悬臂梁（8）之间设有一定间距，间距的大小为一个垫片（11）的距离。3.根据权利要求1所述的脉象采集装置，其特征在于：应变片（12）为金属应变片。4.根据权利要求1所述的脉象采集装置，其特征在于：该脉象采集装置的电路部分由PC机脉象采集软件、采集过程控制单元、驱动电路、AD转换电路、检测单元、线性电机、悬臂梁、应变传感器组成；PC机脉象采集软件与采集过程控制单元连接，采集过程控制单元与驱动电路连接；驱动电路通过线性电机、悬臂梁、应变传感器将信号传送到检测单元上，检测单元与AD转换电路连接，AD转换电路将信号最后送入采集过程控制单元进行数据处理，实现系统的闭环控制。5.根据权利要求4所述的脉象采集装置，其特征在于：系统中驱动电路的输入信号为PWM信号，输出是电流信号，驱动电路为H桥电路；H桥的4条垂直边由...

【专利技术属性】
技术研发人员：车新生，贾漫，许会，范冬雪，李莹，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21