一种肘关节活动角度实时测量仪的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体的说，涉及一种肘关节角度实时测量仪。

背景技术：

肘关节屈伸是人体上肢基本的正常运动，而在实际生活中，由于跌打扭伤很容易造成肘关节损伤，所以肘关节康复运动也是重要的医疗工作之一，检测肘关节活动状态是很有必要的。测量肘关节活动角度是最能体现肘关节运动特性。目前测量关节活动角度的常规工具就是关节角度尺，其原理是用量角器测量角度。原理是以关节肘心为旋转原点，肢体到达某一位置是通过观察量角器刻度完成。由于整个过程需要人为观察以及间断性比较强，所以测量精度和真实性较低。另外，有些采用如“等动测试仪器-SYBIX”等康复医疗仪器设备上的辅助功能，通过图像分析软件来识别关节运动角度，能够得到较准确的数据，但购买仪器费用昂贵、实际操作步骤繁琐。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种肘关节角度实时测量仪，该测量仪测量精度高并且能够有效避免操作繁琐等缺点。

本实用新型提供的技术方案是：设计一种肘关节活动角度实时测量仪，该测量仪包括增量型光电编码器、固定基座、一号固定支撑杆、一号支撑柱、旋转基座、二号固定支撑杆、二号支撑柱，所述增量型光电编码器通过螺钉紧固安装在固定基座的上表面；固定基座右侧面上设置有安装孔，与一号固定支撑杆进行过盈配合安装；一号支撑柱安装在一号固定支撑杆上，一号支撑柱可在一号固定支撑杆上进行位置调节，确定合适位置后用螺栓拧紧；

旋转基座安装在于固定基座的下方，其中心设置有D型孔，通过D型孔与增量型光电编码器轴端配合，并用螺钉紧固；旋转基座的左侧面上设置有安装孔，与二号固定支撑杆进行过盈配合安装；二号支撑柱安装在二号固定支撑杆上，二号支撑柱可在二号固定支撑杆上进行位置调节，确定合适位置后用螺栓拧紧；

所述一号支撑柱与二号支撑柱的下表面处于同一水平面上；一号支撑柱与二号支撑柱上留有豁口，用于将对应支撑柱通过子母扣带固定在人体上肢上；

增量型光电编码器与STM32单片机相连，STM32单片机通过USART2串口与上位机连接。

本实用新型固定基座和固定柱通过3D打印技术成型；固定支撑杆采用铝合金材料。

与现有技术相比，本实用新型设计的测量仪可以测量肘关节的实时活动角度，提高了测量精度和医生的工作效率，可作为肢体康复运动器材推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为本实用新型的立体结构示意图；

附图标记如下：1-增量型光电编码器、2-固定基座、3-一号固定支撑杆、4-一号支撑柱、5-旋转基座、6-二号固定支撑杆、7-二号支撑柱。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型提供一种肘关节活动角度实时测量仪(简称测量仪，参见图1-3)，其特征在于，该测量仪包括增量型光电编码器1、固定基座2、一号固定支撑杆3、一号支撑柱4、旋转基座5、二号固定支撑杆6、二号支撑柱7，所述增量型光电编码器1通过螺钉紧固安装在固定基座2的上表面。固定基座2右侧面上设置有安装孔，与一号固定支撑杆3进行过盈配合安装；一号支撑柱4安装在一号固定支撑杆3上，一号支撑柱4可在一号固定支撑杆3上进行位置调节，确定合适位置后用螺栓拧紧。

旋转基座5安装在于固定基座2的下方，其中心设置有D型孔，通过D型孔与增量型光电编码器1轴端配合，并用螺钉紧固。旋转基座5的左侧面上设置有安装孔，与二号固定支撑杆6进行过盈配合安装；二号支撑柱7安装在二号固定支撑杆6上，二号支撑柱6可在二号固定支撑杆3上进行位置调节，确定合适位置后用螺栓拧紧。

所述一号支撑柱4与二号支撑柱7的下表面处于同一水平面上。一号支撑柱4与二号支撑柱7上留有豁口，用于将对应支撑柱通过子母扣带固定在人体上肢上。

增量型光电编码器1与STM32单片机相连，STM32单片机通过USART2串口与上位机连接，当上臂与下臂成180度时上位机显示为0度，当肘关节运动时即可通过单片机记录脉冲数并计算旋转角度。增量型光电编码器1与STM32单片机相连，通过编译单片机中的通用定时器，记录编码器脉冲个数n；通过编译单片机中的USART2串口，运用USB转TTL进行上位机通讯；通过C语言编程得到关节实时角度。

所述的增量型光电编码器分辨率为2000p/r，即一个脉冲为0.18度；肘关节旋转运动时光电编码器进行转动，设为n个脉冲，即可得到旋转角度为θ＝0.18×n。

单片机通过USB转TTL协议与上位机进行通讯。

本实用新型工作原理：测量仪在使用时，首先调节一号固定支撑杆3和二号固定支撑杆6位于同一条直线上，并且所述增量型光电编码器1与单片机相连，使单片机的特定IO端口进行程序烧写，使一号固定支撑杆3和二号固定支撑杆6在同一条直线上时输出为0度。

然后通过子母扣带将一号支撑柱4绑于人体上肢上臂，通过子母扣带将二号支撑柱7绑于人体上肢下臂。调节旋转基座5中心与人体肘关节旋转中心位于同一直线上。当肘关节运动时，人体上肢会带动一号固定支撑杆3和二号固定支撑杆6相对转动，即光电编码器1产生脉冲，单片机计算产生相应角度，并通过USB转TTL协议与上位机进行通讯，即可读出实时转动角度。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。