[发明专利]基于多方向瞬时突变扰动力矩效应的抓握测试装置及方法

权利要求书

1.基于多方向瞬时突变扰动力矩效应的抓握测试装置，其特征是，包括：

中空壳体，所述中空壳体内盛装流体；

所述中空壳体内壁上设置有用于检测拇指侧力的力矩传感器，在所述中空壳体内壁相对的另一侧设置有用于检测四指侧力的力矩传感器；

所述中空壳体设置在底座上，在所述底座的底部与电磁铁装置相连；

所述电磁铁装置用于产生作用于底座底部的指定方向瞬时突变扰动力矩；

所述力矩传感器检测待测试者在瞬时突变扰动力矩作用下的数据信号，利用该数据信号进行处理后评估手部精准抓握功能。

2.如权利要求1所述的基于多方向瞬时突变扰动力矩效应的抓握测试装置，其特征是，拇指侧力的力矩传感器及四指侧力的力矩传感器分别通过各自对应的接触片与中空壳体外侧接触平面固定连接。

3.如权利要求1所述的基于多方向瞬时突变扰动力矩效应的抓握测试装置，其特征是，所述电磁铁装置包括电磁铁、额定砝码及弹性绳索，底座由中心向下连有电磁铁，将额定砝码由弹性绳索依次连于底座中心的前后左右等距离的指定位置。

4.如权利要求1所述的基于多方向瞬时突变扰动力矩效应的抓握测试装置，其特征是，所述中空壳体内部呈方形，底座为方形柱体。

5.基于多方向瞬时突变扰动力矩效应的抓握测试方法，其特征是，包括：

抓握测试装置被测试者抓握；

抓握测试装置的底座的底部接收指定方向上的瞬时突变扰动力矩；

将抓握测试装置平稳端起至指定高度，保持设定时间后平稳放至初始位置，测试结束后得到三维力、三维力矩以及压力中心点实时信号；

利用上述数据计算抓握过程中多指动力学稳定协同作用的指标，评估手部精准抓握功能。

6.如权利要求5所述的基于多方向瞬时突变扰动力矩效应的抓握测试方法，其特征是，所述方法还包括单指斜坡实验，受试者用五指抓握测试装置的情况下，单个手指按照给定力指标完成之间力量上升跟随任务，分别对每个手指进行测试。

7.如权利要求5所述的基于多方向瞬时突变扰动力矩效应的抓握测试方法，其特征是，对于每一个单指试验，可计算指定时间间隔内单个手指对F_TOT,j产生的力的线性回归，其中回归系数为约束矩阵。

8.如权利要求7所述的基于多方向瞬时突变扰动力矩效应的抓握测试方法，其特征是，在无控制流形假设的框架下，计算多指指力稳定协同作用的指标，利用约束矩阵将手指力转化为手指模态。

9.如权利要求7所述的基于多方向瞬时突变扰动力矩效应的抓握测试方法，其特征是，约束矩阵E反映了非任务手指在任务手指产生力时产生的无意识的力，E矩阵是使用来自每个受试者单指斜坡实验的数据计算的；

其中，i,j＝{I,M,R,L}，其中I表示食指index，M表示中指middle，R表示无名指ring，L表示小指little；

j代表任务手指，F_i,j代表当j手指是任务手指时，单独的第i手指所产生的力，F_TOT,j代表当j手指是任务手指时，产生的合力。

10.如权利要求9所述的基于多方向瞬时突变扰动力矩效应的抓握测试方法，其特征是，整体指数EN_j由非任务手指的平均k_i,j计算而来，EN_j＝∑k_i,j/3。