FBG制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
FBG式中医可佩戴指尖三维力传感器及三维力测量方法


[0001]本专利技术涉及力传感器
，特别涉及一种
FBG
式中医可佩戴指尖三维力传感器及三维力测量方法
。

技术介绍

[0002]中医技术发展可以追溯到几千年前的中国古代
。
在古代，中医是主要的医疗方式，是人们治疗各种疾病和疾病预防的主要手段，随着时间的推移，中医技术得到了不断的发展和完善
。
在汉朝，张仲景的
《
伤寒杂病论
》
和
《
金匮要略
》
成为了中医学的经典著作，对中医技术的发展产生了深远的影响
。
随着科技的进步和医学知识的不断积累，中医技术得到了不断的改进和完善
。
目前，中医技术已经发展成为一门完整的学科体系，包括中药
、
针灸
、
推拿
、
气功等多种治疗方式
。
中医技术在治疗慢性疾病
、
康复治疗
、
疼痛管理等领域有着广泛的应用，并受到了越来越多人的关注和认可
。
随着世界范围内对中医学的认可和推广，中医技术的发展将会越来越受到重视和关注
。
[0003]中医传统上通过触诊和按摩来判断人体状况并进行治疗
。
但是，手动触诊和按摩的结果通常受到医生的主观因素影响，不够客观
。
力传感器可以帮助中医医生测量和记录人体表面的压力和力量分布，从而更客观地评估患者的身体状况
。
[0004]在中医推拿治疗中，力传感器可以帮助中医医生更准确地测量手法的力度和深度，以确保治疗效果
。
通过实时记录手法的力度和深度，医生可以及时调整治疗手法，以最大限度地减轻患者的不适
。
[0005]力传感器还可以用于中医医生的培训和技能评估
。
通过分析不同医生的手法力度和深度，医生可以了解自己的技能差距并加以改进
。
此外，力传感器还可以评估中医医生在推拿治疗中的技能水平，并帮助培训医生更好地掌握技能
。
测量力还可以在针灸
、
拔罐等治疗中发挥作用
。
通过测量针刺和拔罐等过程中的接触力度，可以帮助医生掌握治疗过程中的力度和深度，提高治疗效果
。
[0006]力传感器在中医中的应用具有重要的意义，可以帮助中医医生更准确地评估患者的身体状况，提高治疗效果和手法水平，从而更好地为患者服务
。
[0007]目前针对中医领域的力传感器方面的研究较少且面临许多问题与挑战，例如在实际应用中，中医诊断通常是在临床环境中进行的，环境变化复杂，如温度
、
湿度
、
噪声等因素都可能对测试结果产生影响；同时还面临一些实用性问题，例如传感器体积过大
、
精度有限和耦合严重等
。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供一种
FBG
式中医可佩戴指尖三维力传感器及三维力测量方法，具有良好的环境性能
。
[0009]为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]一种
FBG
式中医可佩戴指尖三维力传感器，包括指尖
、
弹性体
、
固定指套和多根光
纤；
[0011]所述指尖为
FBG
式中医可佩戴指尖三维力传感器的受力采集器；
[0012]所述弹性体的第一端与所述指尖连接，接受所述指尖传递的作用力并产生形变；
[0013]所述固定指套与弹性体的第二端连接，用于手指佩戴；
[0014]所述多根光纤均匀配置于所述弹性体上，在所述弹性体的形变作用下产生
X、Y、Z
方向的形变，得到所述指尖的三维受力
。
[0015]进一步地，所述指尖为半球状，半球面延伸形成空心圆柱并作为指尖保护壳；所述弹性体的第一端设置圆柱体外螺纹，在指尖保护壳内部与半球状指尖内部设置的小孔内螺纹旋转连接
。
[0016]进一步地，所述弹性体的第一端为螺旋弹簧，中间段为空心圆柱体，第二端为圆形底板；
[0017]所述螺旋弹簧的顶部与指尖连接，所述圆形底板与固定指套连接；
[0018]一根光纤穿过中间段空心圆柱体中轴线上的圆孔，并呈悬浮紧绷状态固定于螺旋弹簧的顶部与圆形底板之间，且由圆形底板的圆心小孔引出；
[0019]另外设置四根长度相等的光纤沿所述中空圆柱体的轴线方向平行且均匀设置，其中每根光纤嵌入并粘贴于螺旋弹簧与圆形底板的凹槽内，均呈紧绷悬置状态并分别由设置于圆形底板边缘沿圆周以
90
度间隔均匀分布的4个小孔引出
。
[0020]进一步地，所述弹性体的空心圆柱体的圆周面上，开有4排平行且交错布置的椭圆孔
。
[0021]进一步地，设弹性体空心圆柱的轴向方向为
z
方向，设置于空心圆柱体中轴线上的光纤为中心光纤，在弹性体空心圆柱外圆周面上的四根光纤沿空心圆柱圆周方向依次为光纤一
、
光纤二
、
光纤三
、
光纤四；中心光纤用于检测
z
方向受力，光纤一和光纤三用于检测
y
方向受力，光纤二和光纤四用于检测
x
方向受力
。
[0022]进一步地，所述固定指套包括远端固定指套
、
近端固定指套和
V
形指套连接体，其中，远端固定指套的内部中空用于固定手指尖末端，近端固定指套的内部中空用于固定手指中段，
V
形指套由长耳板和短耳板呈
V
形构成；所述弹性体的第二端底面延伸设置两组耳板，
A
组耳板与
V
形指套连接体的长耳板之间螺丝连接，
B
组耳板与远端固定指套的前平行耳板之间铆钉连接，
V
形指套连接体的短耳板与近端固定指套的耳板之间螺丝连接，远端固定指套的后平行耳板与近端固定指套的耳板之间铆接
。
[0023]一种三维力测量方法，使用一种
FBG
式中医可佩戴指尖三维力传感器进行测量，所述传感器包括指尖
、
弹性体
、
固定指套和多根光纤；所述指尖为
FBG
式中医可佩戴指尖三维力传感器的受力采集器；所述弹性体的第一端与所述指尖连接，接受所述指尖传递的作用力并产生形变；所述固定指套与弹性体的第二端连接；所述多根光纤均匀配置于所述弹性体上；所述三维力测量方法为：
[0024]当手指伸入到固定指套后使传感器的指尖接触被测物体，传感器的指尖受到被测物体的反作用力，即传感器的指尖受力；
[0025]弹性体接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
FBG
式中医可佩戴指尖三维力传感器，其特征在于，包括指尖
、
弹性体
、
固定指套和多根光纤；所述指尖为
FBG
式中医可佩戴指尖三维力传感器的受力采集器；所述弹性体的第一端与所述指尖连接，接受所述指尖传递的作用力并产生形变；所述固定指套与弹性体的第二端连接，用于手指佩戴；所述多根光纤均匀配置于所述弹性体上，在所述弹性体的形变作用下产生
X、Y、Z
方向的形变，得到所述指尖的三维受力
。2.
根据权利要求1所述的
FBG
式中医可佩戴指尖三维力传感器，其特征在于，所述指尖为半球状，半球面延伸形成空心圆柱并作为指尖保护壳；所述弹性体的第一端设置圆柱体外螺纹，在指尖保护壳内部与半球状指尖内部设置的小孔内螺纹旋转连接
。3.
根据权利要求1所述的
FBG
式中医可佩戴指尖三维力传感器，其特征在于，所述弹性体的第一端为螺旋弹簧，中间段为空心圆柱体，第二端为圆形底板；所述螺旋弹簧的顶部与指尖连接，所述圆形底板与固定指套连接；一根光纤穿过中间段空心圆柱体中轴线上的圆孔，并呈悬浮紧绷状态固定于螺旋弹簧的顶部与圆形底板之间，且由圆形底板的圆心小孔引出；另外设置四根长度相等的光纤沿所述中空圆柱体的轴线方向平行且均匀设置，其中每根光纤嵌入并粘贴于螺旋弹簧与圆形底板的凹槽内，均呈紧绷悬置状态并分别由设置于圆形底板边缘沿圆周以
90
度间隔均匀分布的4个小孔引出
。4.
根据权利要求3所述的
FBG
式中医可佩戴指尖三维力传感器，其特征在于，所述弹性体的空心圆柱体的圆周面上，开有4排平行且交错布置的椭圆孔
。5.
根据权利要求3所述的
FBG
式中医可佩戴指尖三维力传感器，其特征在于，设弹性体空心圆柱的轴向方向为
z
方向，设置于空心圆柱体中轴线上的光纤为中心光纤，在弹性体空心圆柱外圆周面上的四根光纤沿空心圆柱圆周方向依次为光纤一
、
光纤二
、
光纤三
、
光纤四；中心光纤用于检测
z
方向受力，光纤一和光纤三用于检测
y
方向受力，光纤二和光纤四用于检测
x
方向受力
。6.
根据权利要求1所述的
FBG
式中医可佩戴指尖三维力传感器，其特征在于，所述固定指套包括远端固定指套
、
近端固定指套和
V
形指套连接体，其中，远端固定指套的内部中空用于固定手指尖末端，近端固定指套的内部中空用于固定手指中段，
V
形指套由长耳板和短耳板呈
V
形构成；所述弹性体的第二端底面延伸设置两组耳板，
A
组耳板与
V
形指套连接体的长耳板之间螺丝连接，
B
组耳板与远端固定指套的前平行耳板之间铆钉连接，
V
形指套连接体的短耳板与近端固定指套的耳板之间螺丝连接，远端固定指套的后平行耳板与近端固定指套的耳板之间铆接
。7.
一种三维力测量方法，其特征在于，使用一种
FBG
式中医可佩戴指尖三维力传感器进行测量，所述传感器包括指尖
、
弹性体
、
固定指套和多根光纤；所述指尖为
FBG
式中医可佩戴指尖三维力传感器的受力采集器；所述弹性体的第一端与所述指尖连接，接受所述指尖传递的作用力并产生形变；所述固定指套与弹性体的第二端连接；所述多根光纤均匀配置于所述弹性体上；所述三维力测量方法为：当手指伸入到固定指套后使传感器的指尖接触被测物体，传感器的指尖受到被测物体的反作用力，即传感器的指尖受力；
弹性体接受所述指尖传递的作用力并产生形变；所述多根光纤在弹性体的形变作用下产生
X、Y、Z
方向的形变，得到所述指尖的三维受力
。8.
根据权利要求7所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁桥康，龙建勇，欧阳松涛，秦海，肖文星，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：