本发明专利技术公开了一种脉象采集触头装置，包括仿生手(1)、支撑仿生手(1)的仿生手支架(2)以及固定仿生手支架(2)和患者手臂的脉诊平台(3)。其中，仿生手(1)包括柔性手指(11)和位于柔性手指(11)前端的阵列式压力传感器(12)。每个柔性手指(11)的内腔都沿圆周分为多个气室，各个气室连通着气动系统的各个气路。阵列式压力传感器(12)连接到控制系统上，控制系统根据从阵列式传感器(12)收到的脉压信息来带动气动系统的各个气路向气室注入的气压。柔性手指采用一体式设计，消除了关节之间的铰接，由高压气体控制手指运动，减少气动过程中的能量损失，提高了可靠性和使用寿命；同时采用三腔结构，可以多自由度运动。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种以中医理论为基础的医疗设备，尤其涉及一种脉象采集触头装置。
技术介绍
脉诊测试触头装置是中医脉诊系统设计中的重要部分，也是关键的难点，脉诊触头部分的性能直接决定了脉诊的精度和可靠性。传统的脉诊触头都是由刚体的立式压力传感器组成，比如公开号为CN201624647U、名称为寸、关、尺三部脉象信号采集分析仪的技术专利和公开号为CN102258367A、名称为双感测脉诊仪的专利技术专利申请，都是采用纯机械结构，利用电机或者液压驱动机械部件的上下左右移动，缺点是结构复杂，柔顺性能差， 只能做直线运动，和传统中医手指不符，不能主动适应患者手腕的外形，影响实施效果。也有一些进一步改进的脉诊机械手采用三段连接的结构，增加了手指的灵活度，可以完成较复杂的运动，例如手指的弯曲，但由于其本质上还是机械结构，与人体手指的柔性还不一样，其采集的脉象信号难以保证真实性。
技术实现思路
为了克服现有技术中脉诊触头装置自由度少、工作范围狭窄、只能完成简单动作的不足，本专利技术提供了一种通过柔性手指末端的阵列式压力传感器和与手指内腔连通的气动系统来模拟人类手指随机任意的加压、按寻脉象的过程的脉象采集触头装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案一种脉象采集触头装置，包括仿生手、支撑仿生手的仿生手支架以及固定仿生手支架和患者手臂的脉诊平台。其中，仿生手包括柔性手指和位于柔性手指执行端的阵列式压力传感器。每个柔性手指的内腔都沿圆周分为多个气室，各个气室连通着气动系统的各个气路。阵列式压力传感器连接到控制系统上，控制系统根据从阵列式传感器收到的脉压信息来带动气动系统的各个气路向气室注入的气压。对于上述脉象采集触头装置，仿生手包括三个柔性手指，三个柔性手指水平排列安装在仿生手支架上。对于上述脉象采集触头装置，柔性手指的内腔分隔成三个互成120°的扇形气室。对于上述脉象采集触头装置，柔性手指包括橡胶管和螺旋状镶嵌在橡胶管圆周内的起加强作用的纤维线。对于上述脉象采集触头装置，橡胶管两端分别由前端盖和后端盖密封。其中，前端盖采用指尖形状，由聚酯材料制成，表面附着阵列式压力传感器；后端盖通过平键和螺钉固定在仿生手支架上，后端盖上装有进气管，用于向各气室输入不同压力的气体。对于上述脉象采集触头装置，气动系统包括气源部分以及连通气源部分和每个柔性手指内各个气室的各个气路。对于上述脉象采集触头装置，气源部分包括空气压缩机、气罐、压力表和流量指示器。对于上述脉象采集触头装置，每条气路上均设有电磁阀组，每个电磁阀组中，二位三通电磁阀一路接气源部分，一路接流量控制阀，一路接二位二通电磁阀，二位二通电磁阀的另一端连通大气。对于上述脉象采集触头装置，阵列式压力传感器包括PVDF压电薄膜、电极和导线。对于上述脉象采集触头装置，阵列式压力传感器是整体上三层的结构，上下层是通过导电相连的电极阵列，中间是PVDF压电薄膜。对于上述脉象采集触头装置，上层电极的阵列通过导线连接横向排列，下层电极的阵列通过导线连接纵向排列。对于上述脉象采集触头装置，上层电极的阵列为3X4矩阵，下层电极的阵列为 4X5矩阵。对于上述脉象采集触头装置，在脉诊平台上面设有患者手臂定位框。与现有技术相比，本专利技术技术方案主要的优点如下(I)柔性手指采用了一体式设计，不同于传统的三段式手指，结构上消除了关节之间的铰接，完全由高压气体控制手指的运动，减少了气动过程中的能量损失，提高了可靠性和使用寿命；(2)同时，柔性手指采用三腔式结构，可以根据需要设计多自由度的运动，可以完成更加复杂的动作；(3)基于气动技术的设计，柔顺性好，对患者手腕的适应能力更强，使脉诊更符合中医手指诊脉的实际情况。附图说明图I示出本专利技术一个实施例所述的脉象采集触头装置的组成结构；图2a和2b分别是柔性手指的一个实施例的横截面示意图和结构简图；图3是柔性手指的气动系统一个实施例的结构示意图；图4是对柔性手指弯曲特性进行分析的空间坐标图。具体实施例方式本专利技术一个实施例所述的脉象采集触头装置的结构如图I所示。该脉象采集触头装置包括仿生手I、支撑仿生手I的仿生手支架2以及固定仿生手支架2和患者手臂的脉诊平台3。其中，仿生手I包括柔性手指11和位于柔性手指11前端的阵列式压力传感器12， 仿生手I优选包括三个柔性手指11，三个柔性手指11水平排列安装在仿生手支架2上。每个柔性手指11的内腔都沿圆周分为多个气室，与各个气室连通的气动系统的各个气路控制柔性手指11中的气室压力。阵列式压力传感器12连接到控制系统上，脉搏信息经阵列式压力传感器12传到控制系统，控制系统分析阵列式压力传感器12发来的不同通道的信息后，发出指令控制气路施加不同压力给柔性手指11，从而调节仿生手I在患者手臂上的取脉位置和取脉压力。在脉诊平台3上面设有患者手臂定位框4。图2a和2b是柔性手指的一个实施例的横截面示意图和结构简图。在该实施例中，柔性手指11的内腔分隔成三个互成120°的扇形气室111。柔性手指11包括橡胶管112和螺旋状镶嵌在橡胶管112圆周内的起加强作用的纤维线113。橡胶管112优选为由硅橡胶制成，纤维线113优选为尼龙制成的细纤维。纤维线113用来在通气时限制橡胶管112径向增大，使柔性手指11沿轴线方向伸长。橡胶管112两端分别由前端盖114和后端盖115 密封，优选为通过强力胶密封。其中，前端盖114采用指尖形状，优选为由聚酯材料制成，表面附着一个或多个阵列式压力传感器12，获得脉搏波的原始压力数据，通过前端盖114上的导线传到控制系统用于脉象特征提取分析。由于阵列式压力传感器12内各个压力传感器之间存在关联性，某个压力传感器下的脉搏波在贡献给它本身压力信息的同时，也影响着其他各个压力传感器，利用这些相互影响的信息，则可以较为准确地实现类似中医大夫手指的压力信息采集过程。后端盖115通过平键和螺钉固定在仿生手支架2上，后端盖115 上装有进气管36，可向各扇形气室111内输入不同压力的气体改变柔性手指11的运动。柔性手指11的气动系统用于控制和维持柔性手指11运动所需要的压力，一个实施例的具体结构如图3所示，气动系统包括气源部分31以及连通气源部分31和每个柔性手指11内各个气室111的各个气路。气源部分31包括空气压缩机311、气罐312、压力表 3213和流量指示器314，向柔性手指11提供所需的高压气体。每个柔性手指11内腔中的气室优选为三个，三条气路分别连通柔性手指11的三个气室，每条气路上均设有电磁阀组。 每个电磁阀组中，二位三通电磁阀34 —路接气源部分31，一路接流量控制阀35，一路接二位二通电磁阀32，二位二通电磁阀32的另一端通过排气管33连通大气。每个电磁阀组控制气动系统实现三种状态加压，保持和减压。当二位三通电磁阀34接通气源、二位二通电磁阀32断开时，实现对柔性手指11内腔的加压；当二位三通电磁阀34和二位二通电磁阀32都断开时就可以实现柔性手指11的压力保持；当二位三通电磁阀34断开、二位二通电磁阀32接通时可释放高压气体到外界，可降低柔性手指的压力。气动系统采用整体式设计，封装在气动箱内，通过进气管36与仿生手I连接。阵列式压力传感器12用于检测脉搏并将检测到的信号转化成电信号输出。在优选实施例中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许若锋，王常海，田瑞曼，崔利宏，张涛，齐永奇，李寒冰，赵玉君，
申请(专利权)人：河南省海王星科技发展有限公司，河南中医学院，
类型：发明
国别省市：
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