专利名称：振动波输出仪器及其使用方法
技术领域：
本发明有关于一种信号输出仪器，特别是有关于一种振动波输出仪器及其使用方 法。
背景技术：
由于骨质疏松症及退化性关节炎所造成的疼痛对老年人是一大冲击，因此，在取 得人体骨密度及髋关节松脱与否的信息时，其中一方法是利用振动的方式作为一信号输入 源，借由传递一振动波至人体的一操作部(例如皮肤表面)，振动波经操作部而传至体内， 并使用传感器测量出一自体内所反射的反射波，这样此反射波的信息即可用来计算出骨质 密度及髋关节松脱与否的结果，以评估骨胳品质的好坏、提供确定治疗方式的信息。然而，由于发出振动波的一振动装置本身具一定的重量，且人体表面为不规则的 表面，当操作人员在操作振动装置时，若振动装置缺乏有效、紧密且方便的固定方式，操作 人员将无法正确地将振动装置施加在受测人体的操作部，进而造成测量结果的偏差而影响 实际测量结果。
发明内容
本发明的一个形式公开了一种振动波输出仪器。此种人体诊断用的振动波输出仪器包括一平台、一振动装置、一压迫装置及一定 位机构。振动装置用以对操作部发出振动波。压迫装置施压振动装置，使振动装置持续推 压操作部。定位机构活动地设在平台上，用以移动压迫装置及振动装置至操作部。本发明的一个实施例，平台包括一底座及一直立支柱，直立支柱立设在底座上，其 中直立支柱设有一第一 Z轴轨道。定位机构包括一活动支撑臂及一活动载具。活动支撑臂，呈L状，具有相对应的第 一端及第二端，第一端可垂直滑动地设在直立支柱上。活动载具活动地设在第二端，分别连 接压迫装置及振动装置。活动支撑臂的第一端具有一第二 Z轴轨道，第二 Z轴轨道与第一 Z轴轨道相接合。 活动支撑臂的第二端具有一 X轴轨道及一 Y轴轨道，X轴轨道与Y轴轨道位于不同平面。活 动载具用以沿X轴轨道或Y轴轨道移动。本发明的一个实施例，压迫装置为一气压缸单元，气压缸单元包括一气缸本体、一 气动伸缩臂及一充气单元。气动伸缩臂用以于气缸本体中活动地伸缩。充气单元接通气缸 本体，用以对气缸本体提供气压。气动伸缩臂可伸缩地设在气缸本体的一端，其中当充气单 元提供气压至气缸本体时，气动伸缩臂伸出气缸本体。此外，平台还包括一缓冲气槽，缓冲 气槽接通气缸本体及充气单元，提供气压缸单元一供气缓冲空间。本发明的另一个实施例，活动载具为一用以容纳压迫装置及振动装置的容器，容 器包括一活动板体、一弹性元件及一开口。开口位于容器底面，其中压迫装置位于振动装置 的一侧，振动装置被推动而伸出开口。活动板体可线性移动地设在容器中，介于气压缸单元与振动装置之间，其一面固定振动装置，另一面被气动伸缩臂抵靠。弹性元件的两端分别连 接活动板体及容器。本发明的另一个实施例，压迫装置为一弹力回复单元，弹力回复单元的两端分别 连接容器及振动装置，并迫使振动装置伸向开口。振动波输出仪器还包括一断电装置，断电装置电性连接振动装置及压迫装置，用 以切断振动装置及压迫装置的电源。直立支柱包括一配重物，设在直立支柱中、一滑轮，枢设在直立支柱中、一连接件， 配合滑轮，其两端分别连接活动支撑臂及配重物，以及一固定销，活动地插设在直立支柱 上，其中当配重物通过连接件拉起活动支撑臂后，固定销插设配重物至直立支柱上。本发明的另一个振动波输出仪器包括一平台、一活动载具、一振动装置及一压迫 装置。活动载具活动地设在平台上，用以沿一X、Y或Z轴的方向位移。振动装置固定在活 动载具上，并随活动载具移动，用以发出振动波。压迫装置固定在活动载具上，且位于振动 装置的一侧，并随活动载具移动，气压缸单元用以推出一气动伸缩臂，气动伸缩臂持续推压 振动装置。如此，当活动载具带动振动装置至人体的皮肤表面时，压迫装置施压振动装置，振 动装置便持续抵靠并压迫人体的皮肤表面。本发明的另一个形式为提供一种振动波输出仪器的使用方法。此振动波输出仪器的使用方法，包括提供一记号在一操作部、移动一振动装置至 记号上方，并对准此记号、对一气压缸单元加压，使气压缸单元推出一气动伸缩臂，气动伸 缩臂连动振动装置移动，使振动装置的一振动轴接触并抵靠操作部的此记号，以及使振动 轴发出振动波。此使用方法的一个实施例中，在移动振动装置至此记号上方，并对准记号后，还包 括判断振动装置是否已对准并抵靠记号，如果是，则再次对气压缸单元加压，持续使气动伸 缩臂压迫振动轴，使得振动轴抵靠及压迫操作部。此使用方法的另一个实施例中，在移动振动装置至此记号上方，并对准记号时，还 包括使振动装置分别沿一 X、Y或Z轴方向移动，以位于记号上方。综上所述，本发明振动波输出仪器及其使用方法，提供稳固且方便的固定方式，使 得振动装置可稳定且准确地对准一待测人体的预定测量点，另外，借由施压振动装置，使其 持续压迫至此待测人体的皮肤表面，一方面加强振动装置对准人体内部结构的准确性，另 一方面缩短振动波由皮肤表面传至人体内内部结构的距离，以提高测量结果的正确性。
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的详细说 明如下图1示出本发明振动波输出仪器在一个实施例下的立体图。图2示出图1的2-2剖面图。图3示出图1在一个实施例下的操作示意图(1)。图4示出图1在一个实施例下的操作示意图(2)。图5示出图1在一个实施例下的操作示意图(3)。5
图6示出本发明振动波输出仪器的使用方式在一个实施例下的流程图。
主要元件符号说明
lOO振动波输出仪器415缓沖气槽
200平台500定位机构
2lo底座5lo活动支撑臂
211支撑脚511第一端
220直立支柱512第二Z轴轨道
22l第一Z轴轨道513第二端
230配重物514X轴轨道
240滑轮515Y轴轨道
250连接件520活动载具
260固定销530容器
300振动装置53l开口
3lo振动轴532内壁
400压迫装置533活动板体
4lo气压缸单元534弹性元件
411气缸本体600断电装置
412气动伸缩臂700操作部
413气压计6lo一670步骤
414充气单元具体实施方式
以下将以图示及详细说明清楚说明本发明的精神，如本领域技术人员在了解本发明的实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。
本发明公开一种振动波输出仪器。请参阅图l及图2所示，图l示出本发明振动波输出仪器在一个实施例下的立体图。图2示出图l的2—2剖面图。
此振动波输出仪器lOO至少包括一千台2001一振动装置3001一压迫装置400(或称预压装置)(见图2)及一定位机构500。振动装置300的一端具有一振动轴3lo，振动轴3lo在抵靠一操作部．700后，发出一合适频率的振动波至操作部’700的内部结构。压迫装置400位于振动装置300的另一侧，可进一步地对振动装置300施以压力，使振动装置300产生位移，并持续使振动轴3lo的一端可更紧密地抵靠并压迫操作部700的表面，以确保振动轴3lo实质接触操作部700的表面，使振动轴3lo所产生的振动波确实地传递至操作部．700的内部结构。定位机构500为多个元件的总称，活动地接设在平台200上，且分别连接压迫装置400及振动装置300，借由沿一X1Y或Z轴的方向(见图1)位移，而带动压迫装置400及振动装置300至操作部．700的一预定位置。
如此，待振动波传至操作部．700内，操作部．700的内部结构对应地反射一输出信号，操作人员便可根据此输出信号测量及判断操作部．700的内部结构。在一具体实施例中，操作部700例如为人体表面的皮肤，其内部结构例如为人体的骨胳；根据输出信号可测量及判断人体的骨质密度及髋关节松脱状态。骨质密度的计算方式为将所测量的输出信号的 共振频率来计算骨质密度，进而评估骨骼品质的好坏。髋关节松脱判断方式则是将输出信 号经转换后以判断髋关节是否松脱。以下将详细地介绍平台200、振动装置300、压迫装置400及定位机构500的细节 元件及其元件配置。再如图1及图2所示，平台200包括一底座210及一直立支柱220。底座210具有 多个以供站立的支撑脚211，例如为移动轮或/及防滑补强脚座等。直立支柱220垂直地立 设在底座210的表面，以供支撑振动装置300、压迫装置400及定位机构500的重量。请参阅图1及图3所示，图3为示出图1的一种操作示意图。定位机构500包括 一活动支撑臂510及一活动载具520。活动支撑臂510在图中呈现“L”状，具有相对应的第 一端511及第二端513，其第一端511可垂直滑动地设在直立支柱220上，其第二端513可 供活动载具520水平滑动设置。直立支柱220的两对应侧缘分别设有一第一 Z轴轨道221。 活动支撑臂510的第一端511的两对应侧缘分别设有一第二 Z轴轨道512，各对应侧缘的第 二 Z轴轨道512与第一 Z轴轨道221彼此相对应且匹配。再如图1及图2所示，活动支撑臂510的第二端513具有一 X轴轨道514及一 Y 轴轨道515，X轴轨道514与Y轴轨道515位于不同平面，且相互垂直。活动载具520可与 X轴轨道514共同沿Y轴轨道515水平地滑动，或可与Y轴轨道515共同沿X轴轨道514水 平地滑动。如此，借由第一 Z轴轨道221与第二 Z轴轨道512的接合，定位机构500的活动支 撑臂510便可垂直地在直立支柱220上滑动。而且，借由X轴轨道514及Y轴轨道515，活 动载具520便可水平地(沿X轴或Y轴的方向)在活动支撑臂510的第二端513上滑动。见图4及图5所示，图4及图5分别示出图1的其他操作示意图。本发明的压迫 装置400在此实施例中可为一气压缸单元410，气压缸单元410包括一气缸本体411、一气 动伸缩臂412及一充气单元414。气动伸缩臂412活动地设在气缸本体411中，可伸出或缩 入气缸本体411。充气单元414连接气缸本体411，可对气缸本体411提供气压，以推出气 动伸缩臂412进而持续预压邻近的振动装置300往开口 531伸出，如此，可确保振动轴310 实质接触操作部700的表面，使振动轴310所产生的振动波确实地传递至操作部700的内 部结构，同时，亦不会因人体不经意的轻微晃动即导致振动轴310与操作部700表面分离。 此外，可选择性地提供气压计413以显示出此气压的气压数据，以供操作人员读取是否已 提供适当的气压到气缸本体411(即对应持续预压振动装置300的强度)。此外，压迫装置400并不仅局限于上述的气压缸单元410，只要一预压装置(例如 弹簧元件等)能预压一力量迫使振动装置300持续伸出开口 531均可取代气压缸单元410。 需说明的是，图示中的充气单元414仅为一实施例，举例来说亦可采用电子方式，由电脑控 制一电机行程压迫一弹簧系统以提供预压力量。再如图1及图4所示，此外，平台200还包括一缓冲气槽415，缓冲气槽415接通 气缸本体411及充气单元414 (连接细节在图中省略)，提供气压缸单元410 —供气缓冲空 间。如此，当充气单元414提供一气压至气缸本体411时，空气必须充满缓冲气槽415后， 才会进入气缸本体411，促使气动伸缩臂412伸出，进而使气动伸缩臂412抵靠并持续推动 邻近的振动装置300 (见图4及图5)。
因此，操作人员便可更精准地操控气动伸缩臂412的伸出，避免气动伸缩臂412伸 出过快而伤害振动装置300或操作部700。实作上，活动载具520例如为一用以容纳并固定压迫装置400及振动装置300的 容器530。容器530(见图幻包括一开口 531、一内壁532、一活动板体533及一弹性元件 534。开口 531位于容器530的底面，通常面向操作部700的表面。内壁532位于容器530 相对开口 531的位置，用以固定压迫装置400。
活动板体533可线型移动地设在容器530中，介于气压缸单元410与振动装置300 之间，活动板体533固定振动装置300背对振动轴310的一端。弹性元件534的两端分别连 接活动板体533及内壁532或一不动件(例如容器530中不随振动装置300移动的元件)。如此，当气压缸单元410加压以伸出气动伸缩臂412时，气动伸缩臂412持续地压 迫活动板体533朝开口 531前进，使得振动装置300的振动轴310因此伸出开口 531 (见图 5)，反之，当气压缸单元410泄压以收回气动伸缩臂412时，弹性元件534将板体拉回带回 原位，以便下次使用(见图2)。上述的实施例中，振动波输出仪器100还可选择性地包括一断电装置600用以于 紧急状况时迅速切断电源，断电装置600电性连接振动装置300及压迫装置400，可设在活 动支撑臂510 (如图所示)、活动载具520上，或以外接手持方式提供操作部700的受测人员 及操作人员分别操作。当断电装置600被触发后，振动装置300及压迫装置400的电源立即被切断，使得 振动装置300立即停止发出振动波，而压迫装置400立即停止输出压迫的施力，例如，立即 释放气缸本体411中的气体，使其气动伸缩臂412停止伸出的动作。如此，可降低振动装置 300及压迫装置400在操作不当时，所可能造成危害操作部700的风险。此外，见图2所示，直立支柱220包括一配重物230、一滑轮MO、一连接件250及 一固定销260。配重物230位于该直立支柱220中。滑轮240枢设在直立支柱220中。连 接件250，例如绳索等，配合至该滑轮240上，其一端连接活动支撑臂510，另一端连接配重 物230。如此，当操作人员下压活动支撑臂510时，由于活动支撑臂510的重量加上第一 Z 轴轨道221与第二 Z轴轨道512间的摩擦力相同于配重物230的重量，因此活动支撑臂510 可固定地位于预期的位置。加上，操作人员亦可将固定销260插设此配重物230到该直立 支柱220上，以避免配重物230拉起活动支撑臂510。相反地，当操作人员上举活动支撑臂510时，由于第一 Z轴轨道221与第二 Z轴轨 道512间的摩擦力已被克服，配重物230将可提供大部分的力量，通过连接件250升起活动 支撑臂510，以节省操作人员所需的力(见图3)。最后，振动波输出仪器100在此说明书中所公开元件的作动形态，均不限实行到 人工或机器(自动化)的媒介，请参阅图2及图6所示，图6示出本发明振动波输出仪器的 使用方式在一实施例下的流程图。以下将介绍依据上述振动波输出仪器100的使用方法在 人工或机器(自动化)的实施方式下的初步流程步骤610 提供一记号在一操作部700 此步骤中，操作部700例如人体腿部的皮肤表面，操作人员可在腿部的皮肤表面 的预定测量点上做出一记号。在自动化的环境下，记号可以是一机器可判读的记号。步骤620 移动振动装置300以对准此记号(见图3及图4)
此步骤中，操作人员可借由上述的定位机构500，使得活动载具520分别沿一 X、Y 或Z轴方向移动，以将振动装置300移位到此记号的上方，接近此记号的位置。在自动化的 环境下，借由座标判读的技术，一自动化机器可带动振动装置300至此记号的上方并对准 此记号。步骤630 第一次推动振动装置300 (见图4)此步骤中，当活动载具520被移至此记号的上方时，甚至接触皮肤表面时，操作人 员可借由充气单元414对气压缸单元410加压，气压缸单元410推出气动伸缩臂412，气动 伸缩臂412连动振动装置300移动，使得振动装置300的振动轴310恰好接触并抵靠皮肤 表面的此记号。在自动化的环境下，自动化机器可对气压缸单元410加压，直到振动轴310 恰好抵靠皮肤表面为止。步骤640 判断振动装置300是否已对准并抵靠记号此步骤中，操作人员可以人工或自动化机器判定振动轴310是否已对准并抵靠记 号，若是，则进行步骤650，否则回步骤640。步骤650 第二次推动振动装置300 (见图5)此步骤中，操作人员再次借由充气单元对气压缸单元410加压，使得气动伸缩臂 412持续压迫振动轴310，而使振动轴310抵靠及压迫已呈凹陷的皮肤表面上的记号。在自 动化的环境下，自动化机器可依据程式再次对气压缸单元410进行微调加压。在一具体实 施例中，充气单元对气压缸单元410加压0. 5公斤(kg) 1公斤(kg)。步骤660 发出振动波至操作部700内(见图5)此步骤中，操作人员或自动化机器启动振动装置300，使得振动轴310发出合适频 率的振动波至皮肤表面内。步骤670 读取自操作部700内回馈的输出信号此步骤中，操作人员或自动化机器可利用超声波检测器(图中未示)，读取自皮肤 表面内回馈的输出信号，根据此输出信号测量及判断骨质密度及髋关节松脱状态。综上所述，本发明的振动波输出仪器及其使用方法，提供稳固且方便的固定方式， 使得振动装置可稳定且准确地对准一待测人体的预定测量点，另外，借由施压振动装置使 其持续压迫至此待测人体的皮肤表面，一方面加强振动装置对准人体的准确性，另一方面 缩短振动波由皮肤表面传至内部结构的距离，以提高测量结果的正确性。本发明所公开如上的各实施例中，并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在 不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权 利要求书所界定者为准。9
权利要求
1.一种振动波输出仪器，包括一平台；一振动装置，用以对一操作部发出振动波；一压迫装置，用以对该振动装置施压，使该振动装置持续推压该操作部；以及一定位机构，活动地设在该平台上，用以移动该压迫装置及该振动装置至该操作部。
2.根据权利要求1所述的振动波输出仪器，其中该平台包括一底座及一直立支柱，该 直立支柱立设在该底座上，其中该直立支柱设有一第一 Z轴轨道。
3.根据权利要求2所述的振动波输出仪器，其中该定位机构包括一活动支撑臂，具有相对应的第一端及第二端，该第一端可垂直滑动地设在该直立支 柱上。
4.根据权利要求3所述的振动波输出仪器，其中该活动支撑臂的该第一端具有一第二 Z轴轨道，该第二 Z轴轨道与该第一 Z轴轨道相接合，该第二端具有一 X轴轨道及一 Y轴轨 道，该X轴轨道与该Y轴轨道位于不同平面。
5.根据权利要求4所述的振动波输出仪器，其中该定位机构还包括一活动载具，可水平滑动地设在该第二端，其一端连接该压迫装置及该振动装置，另一 端用以沿该X轴轨道或该Y轴轨道移动。
6.根据权利要求5所述的振动波输出仪器，其中该活动载具为一用以容纳该压迫装置 及该振动装置的容器，该容器的底面具有一开口，其中该压迫装置位于该振动装置的一侧， 该振动装置被推动而伸出该开口。
7.根据权利要求6所述的振动波输出仪器，其中该压迫装置为一气压缸单元，该气压 缸单元包括一气缸本体；一充气单元，接通该气缸本体，用以对该气缸本体提供气压；以及一气动伸缩臂，可伸缩地设在该气缸本体的一端，其中当该充气单元提供气压至该气缸本体时，该气动伸缩臂伸出该气缸本体。
8.根据权利要求7所述的振动波输出仪器，其中该平台还包括一缓冲气槽，接通该气缸本体及该充气单元，提供该气压缸单元一供气缓冲空间。
9.根据权利要求7所述的振动波输出仪器，其中该容器还包括一活动板体，可线性移动地设在容器中，介于该气压缸单元与该振动装置之间，其一面 固定该振动装置，另一面被该气动伸缩臂抵靠；以及一弹性元件，其两端分别连接该活动板体及该容器。
10.根据权利要求6所述的振动波输出仪器，其中该压迫装置为一预压单元，该预压单 元的两端分别连接该容器及该振动装置，并迫使该振动装置伸向该开口。
11.根据权利要求1所述的振动波输出仪器，还包括一断电装置，该断电装置电性连接 该振动装置及该压迫装置，用以切断该振动装置及该压迫装置的电源。
12.根据权利要求1所述的振动波输出仪器，其中该操作部为皮肤表面。
13.根据权利要求3所述的振动波输出仪器，其中该直立支柱包括一配重物，设在该直立支柱中；一滑轮，枢设在该直立支柱中；一连接件，配合该滑轮，其两端分别连接该活动支撑臂及该配重物；以及 一固定销，活动地插设在该直立支柱上，其中当该配重物通过该连接件拉起该活动支撑臂后，该固定销插设该配重物至该直立 支柱上。
14.一种振动波输出仪器，包括 一平台；一活动载具，活动地设在该平台上，用以沿一 X、Y或Z轴的方向位移； 一振动装置，固定在该活动载具上，并随该活动载具移动，用以发出振动波；以及 一气压缸单元，固定在该活动载具上，且位于该振动装置的一侧，并随该活动载具移 动，该气压缸单元用以推出一气动伸缩臂，该气动伸缩臂持续推压该振动装置。
15.根据权利要求14所述的振动波输出仪器，其中该平台包括一底座及一直立支柱， 该直立支柱立设在该底座上，设有一第一 Z轴轨道。
16.根据权利要求15所述的振动波输出仪器，还包括一活动支撑臂，具有相对应的第 一端及第二端，该第一端具有一第二 Z轴轨道，该第二 Z轴轨道与该第一 Z轴轨道相接合， 该第二端具有一 X轴轨道及一 Y轴轨道，其中该X轴轨道与该Y轴轨道位于不同平面。
17.根据权利要求16所述的振动波输出仪器，其中该活动载具可水平滑动地设在该第 二端，其一端连接该气压缸单元及该振动装置，另一端分别用以沿该X轴轨道或该Y轴轨道 移动。
18.根据权利要求14所述的振动波输出仪器，其中该活动载具包括一容器，用以容纳该气压缸单元及该振动装置，其中该容器的底面具有一开口，该气压 缸单元位于该振动装置的一侧，该振动装置被推动而伸出该开口 ；一活动板体，可线性移动地设在该容器中，介于该气压缸单元与该振动装置之间，其一 面固定该振动装置，另一面被该气动伸缩臂抵靠；以及 一弹性元件，其两端分别连接该活动板体及该容器。
19.一种振动波输出仪器的使用方法，包括 提供一记号在一操作部；移动一振动装置至该记号上方，并对准该记号；对一气压缸单元加压，使该气压缸单元推出一气动伸缩臂，该气动伸缩臂连动该振动 装置移动，使该振动装置的一振动轴抵靠该操作部的该记号；以及 使该振动轴发出振动波。
20.根据权利要求19所述的振动波输出仪器的使用方法，其中移动该振动装置至该记 号上方，并对准该记号后，还包括判断该振动装置是否已对准并抵靠该记号；以及当判断出该振动装置已对准并抵靠该记号时，则再次对该气压缸单元加压，持续使该 气动伸缩臂压迫该振动轴，使得该振动轴抵靠及压迫该操作部的该记号。
全文摘要
一种振动波输出仪器及其使用方法，此振动波输出仪器包括一平台、一振动装置、一压迫装置及一定位机构。定位机构用以移动压迫装置及振动装置至操作部。压迫装置用以对振动装置施压，并使振动装置持续抵靠并压迫操作部。振动装置用以对操作部发出振动波。
文档编号A61B8/00GK102048556SQ200910208179
公开日2011年5月11日 申请日期2009年10月28日 优先权日2009年10月28日
发明者吴欣学, 吴育民, 杨锦文, 林孝诚, 游志雄 申请人:广达电脑股份有限公司