The invention provides a measuring device and method for mechanical characteristics of ankle-foot orthosis which can simulate weight loading, belonging to the field of mechanical testing of ankle-foot orthosis. The measuring device includes a mechanical frame, a direct-connected torque transmitter, a gravity bearing, a single chip computer, a transmitter, a torque sensor, a worm gear reducer, a transmission coaxial, a power supply, a motor driver, a servo motor, a planetary reducer, a flange, and a display screen, an adjustable pressure device and a pedal set outside the mechanical frame. \u3002 The invention has simple structure design, fast detection speed, high reliability and great practicability, and has great application prospect.
【技术实现步骤摘要】
一种可模拟体重加载的踝足矫形器力学特性测量装置及方法
本专利技术属于踝足矫形器力学检测领域，一种可模拟体重加载的踝足矫形器力学特性测量装置及方法。
技术介绍
矫形器作为矫形外科治疗的手段，早已应用于临床当中。近年来矫形器由于新的制作材料不断问世及制作水平的不断提高，已在脑卒中、截瘫、偏瘫、脑瘫等治疗中逐渐被人们所应用。通过适当的踝足矫形器,能够预防及矫正足踝部变形,在一定程度上还可以辅助补偿部分缺失的功能，限制足下垂，稳定距上关节，矫正足内外翻，稳定距下关节。2016年世界卫生组织报告称我国脑卒中发病率世界第一。在存活的脑血管病患者中，约有四分之三不同程度地丧失劳动能力，其中重度致残者约占40％。脑血管病导致的运动等功能的损害需要长期的康复治疗。哥本哈根研究报告指出只有10％的脑卒中患者最终实现功能性的行走。在康复临床实践中，踝足矫形器被广泛的应用于脑卒中病患中，临床效果显著，尤其是有效地提高病患的步速和平衡。目前，踝足矫形器的制作和临床应用仅凭临床经验和医护人员的粗放测量和感觉进行制作，由于患者体重等个体差异，在使用前需要经过长时间的试戴、调整和修正才能满足患者...
【技术保护点】
1.一种可模拟体重加载的踝足矫形器力学特性测量装置，其特征在于，该测量装置包括机械框架(1)，设置于机械框架(1)内部的直连式转矩变送器(21)、重力承载轴承(8)、单片机(10)、变送器(12)、扭矩传感器(13)、蜗轮蜗杆减速器(14)、传动同轴器(15)、电源(16)、电机驱动器(17)、伺服电机(18)、行星减速器(19)、法兰(20)，以及设置于机械框架(1)外部的显示屏幕(2)、可调节压力装置和踏板(9)；所述的机械框架(1)用于承载整个装置的重量，并降低装置的震动；所述的显示屏幕(2)设置于机械框架(1)表面，用于输入跖屈背屈角度数据以及活动次数，同时显示测试...
【技术特征摘要】
1.一种可模拟体重加载的踝足矫形器力学特性测量装置，其特征在于，该测量装置包括机械框架(1)，设置于机械框架(1)内部的直连式转矩变送器(21)、重力承载轴承(8)、单片机(10)、变送器(12)、扭矩传感器(13)、蜗轮蜗杆减速器(14)、传动同轴器(15)、电源(16)、电机驱动器(17)、伺服电机(18)、行星减速器(19)、法兰(20)，以及设置于机械框架(1)外部的显示屏幕(2)、可调节压力装置和踏板(9)；所述的机械框架(1)用于承载整个装置的重量，并降低装置的震动；所述的显示屏幕(2)设置于机械框架(1)表面，用于输入跖屈背屈角度数据以及活动次数，同时显示测试时的扭矩数据和重力数据；所述的电源(16)为整个装置供电，与电机驱动器(17)相连；电机驱动器(17)与伺服电机(18)相连，电机驱动器(17)负责控制伺服电机(18)的转速和扭矩，伺服电机(18)提供踝足矫形器运动的动力和运动速率；伺服电机(18)的输出轴与行星减速器(19)相连，行星减速器(19)的输出轴与蜗轮蜗杆减速器(14)相连，且二者之间通过法兰(20)固定，伺服电机(18)的动力依次传递给行星减速器(19)和蜗轮蜗杆减速器(14)，并通过行星减速器(19)和蜗轮蜗杆减速器(14)依次对伺服电机(18)的转速进行降速并提高扭矩；蜗轮蜗杆减速器(14)通过传动同轴器(15)与扭矩传感器(13)相连；传动同轴器(15)的末端延伸至机械框架(1)，并通过重力承载轴承(8)实现与机械框架(1)外部踏板(9)的连接；蜗轮蜗杆减速器(14)内部蜗轮的转动，带动传动同轴器(15)转动，进而通过重力承载轴承(8)带动踏板(9)的运转；所述的扭矩传感器(13)依次与直连式转矩变送器(21)、单片机(10)相连，扭矩传感器(13)负责检测伺服电机(18)传递给踝足矫形器的扭矩数据，并将扭矩数据传送给单片机(10)；所述的可调节压力装置用于模拟体重，通过连接板固定于机械框架(1)的上端，包括丝杆升降机、施加力传感器(6)和固定压盘(7)；丝杆升降机包括防护筒(3)、手轮(4)、丝杆(5)和箱体；连接板的下表面固定箱体，箱体内设置蜗轮、蜗杆；蜗杆与箱体外部的手轮(4)同轴相连，手轮(4)能够带动蜗杆发生同向转动，蜗杆与蜗轮相啮合，使蜗杆的转动能带动蜗轮转动，蜗轮的内螺纹与丝杆(5)配合，驱动丝杆(5)上升或下降；丝杆(5)下端依次固定施加力传感器(6)和固定压盘(7)，固定压盘(7)位于踏板(9)的上方，与踏板(9)配合完成踝足矫形器对重力的模拟；施加力传感器(6)与机械框架(1)中的变送器(12)相连，负责检测施加给踝足矫形器的重力，并将重力数据通过变送器(12)传输至单片机(10)中，实现施加力信号的传送；所述的丝杆(5)上端穿过连接板，通过连接板上表面的防护筒(3)防护。2.根据权利要求1所述的一种可模拟体重加载的踝足矫形器力学特性测量装置，其特征在于，所述的固定压盘(7)为盖体结构，能够通过与踏板(9)配合以防止踝足矫形器倾倒。3.根据权利要求1或2所述的一种可模拟体重加载的踝足矫形器力学特性测量装置，其特征在于，所述箱体内部的蜗杆与手轮(4)之间增设轴承，方便手轮(4)的动力传递；轴承外部套设挡圈，确保蜗杆转动时的轴向限位；导向套间隙套设于丝杆(5)外部，保证...
【专利技术属性】
技术研发人员：高凡，侯瑶，朱勇，刘海斌，陈亚茹，申冰一，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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