[发明专利]一种手臂扭转角度的测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种手臂扭转角度的测量装置及方法，所述手臂支撑模块固定在滑轮模块上，所述滑轮模块卡持在具有弧度的导轨上并沿具有弧度的导轨滑动，所述传动模块包括传动齿轮和同步带，所述同步带沿具有弧度的导轨的弧形面设置，所述传动齿轮与所述同步带啮合，所述传动齿轮的输出端连接角度测量模块，所述角度测量模块连接在滑轮模块上。本发明采用间接测量的方式，不需要外部的驱动力，可以通过使用者自身手部的转动即可实现，角度测量模块内角度传感器测定的角度与实际手臂扭转角度成比例关系，其比值即为传动模块的传动比。由于所述传动模块的传动比较大，最终测量结果的误差低于多圈角位移传感器误差，提高了测量精度。

技术领域

本发明涉及一种医疗康复设备，尤其涉及的是一种手臂扭转角度的测量装置及方法。

背景技术

随着我国老龄化进程加快，越来越多的老年人健康成为社会的一大问题。脑卒中是老年人普遍发生的一种疾病，有着发病率高、死亡率高、致残率高的特点，对老年人的健康威胁重大。脑卒中是导致患者偏瘫的重要因素，而上肢偏瘫可直接造成患者的运功功能及日常生活自理能力逐渐丧失，对患者的生活质量带来了严重影响。上肢主动康复设备是针对上肢有部分行动能力的患者，通过对患者上肢动作采集，以游戏的方式与患者互动，以减少病人做重复康复运动的疲劳感和枯燥感，加速病人的恢复进程。

人体上肢在运动过程中自由度较多，除肩关节、肘关节及腕关节常规的屈/伸运动外，腕部相对与前臂的中轴线还可做旋内/旋外运动，即前臂的扭转运动。前臂扭转运动的轴心为前臂的中轴线，在运动采集过程中对此运动角度的测量较困难。现有的上肢主动康复设备多采用定制传感器对前臂扭转角度测量，传感器结构复杂、费用高且较难维护。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种手臂扭转角度的测量装置及方法，通过手臂扭动转换为弧形滑动，实现对扭转角度的测量。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括具有弧度的导轨、传动模块、滑轮模块、手臂支撑模块和角度测量模块；所述手臂支撑模块固定在滑轮模块上，所述滑轮模块卡持在具有弧度的导轨上并沿具有弧度的导轨滑动，所述传动模块包括传动齿轮和同步带，所述同步带沿具有弧度的导轨的弧形面设置，所述传动齿轮与所述同步带啮合，所述传动齿轮的输出端连接角度测量模块，所述角度测量模块连接在滑轮模块上。

所述具有弧度的导轨的两个弧形侧边分别具有向内凹陷的第一凹槽，所述具有弧度的导轨的弧形底部具有向内凹陷的第二凹槽。

所述滑轮模块包括滑轮支架、第一横向滑轮组、第二横向滑轮组和纵向滑轮组，所述第一横向滑轮组和第二横向滑轮组分别横向设置在滑轮支架的两侧，所述纵向滑轮组纵向设置在滑轮支架的底部，所述第一横向滑轮组和第二横向滑轮组分别位于所述弧形导辊两个弧形侧边的第一凹槽内，所述纵向滑轮组位于所述具有弧度的导轨的第二凹槽内。

将滑轮模块卡入具有弧度的导轨对应的凹槽，能够实现在具有弧度的导轨上的有效滑动。

所述第一横向滑轮组和第二横向滑轮组结构相同，分别具有至少一组横向滑轮件，所述横向滑轮件包括横向连接轴和至少一个横向轴承，所述横向连接轴的首端横向连接在滑轮支架的侧边，末端悬空设置，所述横向轴承套设在所述横向连接轴的悬空部，所述横向连接轴悬空部的长度与所述第一凹槽的深度相匹配，所述纵向滑轮组包括至少一组纵向滑轮件，所述纵向滑轮件包括纵向连接轴和至少一个纵向轴承，所述纵向连接轴的首端纵向连接在滑轮支架的底部，末端悬空设置，所述纵向轴承套设在所述纵向连接轴的悬空部，所述纵向连接轴的悬空部的长度与所述第二凹槽的深度相匹配。

所述纵向连接轴的首端为螺纹端，所述纵向连接轴的螺纹端穿过滑轮支架的底部并通过螺纹固定，所述滑轮支架的底部和纵向轴承之间设有轴承垫圈，所述横向连接轴的首端为螺纹端，所述横向连接轴的螺纹端穿过滑轮支架的侧边并通过螺母固定，所述滑轮支架的侧边和横向轴承之间设有轴承垫圈。