专利名称：假肢状态智能监控显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及假肢技术领域，特别涉及假肢监控装置技术领域，具体是指一种假肢 状态智能监控显示装置。
背景技术：
目前国内外高级假肢已成为一个复杂系统，例如肌电控制假肢、智能假腿、有动力 的假腿、仿生智能上肢或下肢假肢。但是现有的假肢本身都没有任何监控假肢工作状态的显示设备，就像飞机或汽车 没有仪表板，截肢者装上假肢后，只能从使用中发生的各种现象猜测判断各种问题，既不方 便，又不淮确，还常常出错。上海科生做假肢有限公司发明了在假肢臂筒上安装肌电信号输出接口，从假肢引 出信号，再用附加仪表显示，后来将此接口制作在多功能电池座上，安装电池座在假肢臂筒 上后便可使用此接口，但是需用电缆连接一个肌电仪附件，假肢使用者使用仍然感觉不方 便，而且显示的信息只有肌电控制信号，比较单一。随着假肢技术进步，假肢结构更加复杂，假肢关节和控制信号源以及动作自由度 数目增加，使用者判断假肢工作状况和故障部位更加困难。因此，迫切需要提供一种直接安装在假肢上，使用者可随时监控假肢工作状态的 智能显示装置，可以显示假肢工作状态的各种信息、包括控制信号、电池电量和故障部位 等，给使用者带来很大的便利。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供了一种假肢状态智能监控显 示装置，使输入假肢的肌电信号和其他控制信号以及假肢的内部工作状态从不可见变为可 见，给使用者正确判断假肢的工作状况和故障带来极大的方便，也为假肢的安装、调试、维 修带来了便利，适于大规模推广应用。为了实现上述目的，本发明的假肢状态智能监控显示装置采用了如下的技术方 案该假肢状态智能监控显示装置包括显示器、微处理器和多种信号检测采集元件， 所述信号检测采集元件通过信号通路连接所述微处理器，所述微处理器通过信号通路连接 所述显示器。所述假肢状态智能监控显示装置的信号检测采集元件采集的信号输入所述微处 理器，由微处理器将所述信号按设定的程序进行分析，并将分析处理的结果通过所述显示
器显不。所述假肢状态智能监控显示装置的显示装置还包括警示部件，所述警示部件通过 信号通路连接所述微处理器，当所述信号中的任何一个参数超过设定程序规定的安全值， 所述显示器立即显示显示警示信号和该参数及其数值以及故障部位，所述警示部件也立即发出信号警示假肢使用者。所述假肢状态智能监控显示装置的所述警示部件是发光部件或发声部件，可以产 生闪光或声音警示信号。所述假肢状态智能监控显示装置的所述发声部件可采用微型喇叭或蜂鸣器，所述 发光部件可采用发光二极管。所述假肢状态智能监控显示装置的所述信号检测采集元件是适用于检测该项参 数的传感器。输入所述微处理器进行分析处理的信号包括以下信号的一种或几种假肢肌电控 制信号或其他类型的控制信号由放大器放大后输出的信号、输入假肢各关节电机驱动电路 的信号、各电机驱动电路输出端的电压、由检测假肢各关节运动位置传感器输出的信号、假 肢总电流和各电机驱动电流取样电阻输出的信号、假肢电池电压分压器输出的信号、各电 机温度传感器输出的信号、假肢各关节力矩传感器(例如应变片)输出的信号和指端压力 传感器输出的信号。检测和显示的信号除包括上述信号以外，还可根据实际需要，增加检测和显示的信号。所述假肢状态智能监控显示装置当显示信息较多时，可设置一至二个信息显示切 换按钮，所述信息显示切换按钮通过信号通路连接所述微处理器。所述假肢状态智能监控显示装置的显示器可采用耗电极低的小型液晶显示屏。本发明的有益效果具体如下1、本发明通过信号检测采集元件采集假肢工作状态的主要信息，将这些信息输入 微处理器处理，然后由显示器显示，使输入假肢的肌电信号和其他控制信号、指端压力大小 以及假肢的内部工作状态从不可见变为可见，给使用者灵活使用假肢、正确判断假肢的工 作状况和故障带来极大的方便，也为假肢的安装、调试、维修带来了便利，使现代肌电控制 假肢和智能假肢增加了人机信息交换通道，提高了假肢的使用效果，是假肢技术的进步。2、本发明通过微处理器对假肢的各种工作参数值进行分，并将分析的结果通过所 述显示器显示，当所述信息的某个参数超过预定安全值范围时，所述显示器立即显示此参 数和警示信号并显示故障部位，声或光警示元件立即发出信号警示用户，使假肢使用更安 全，可避免假肢损坏或由假肢故障引起的人身安全事故，具有社会和经济效益。3、本发明的技术路线切实可行，可在上下肢假肢中根据需要选择采用简单显示较 少参数到显示较多参数，具有很大实用价值。
图1是本发明的一个具体实施案例示意图。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。此实例是 一个典型的一自由度肌电控制前臂假肢。请参见图1所示，本发明的假肢状态智能监控显示装置包括显示器7、微处理器5 和信号检测采集元件16，警示部件17，所述信号检测采集元件16和警示部件17分别通过
4信号通路连接所述微处理器5，所述微处理器5通过信号通路连接所述显示器7。图1中粗 线是假肢原有的电路连接，细线是智能监控显示装置的信号通路。所述信号检测采集元件16采集的信号输入所述微处理器5，由所述微处理器5将 所述信号按设定程序进行分析处理并与规定值进行比较，并将对所述信号分析的结果通过 所述显示器7显示。当所述某个信号的参数超过所述预设安全值时，除直接由显示器7显示此参数和 故障部位，并显示警示信号外，同时，所述警示部件17发出警示信号，警示假肢使用者。所 述警示部件17可以是发光部件或发声部件。所述发声部件可以是微型喇叭或蜂呜器，所述 发光部件可以是LED (发光二极管)。在本实用新型的具体实施例中，微处理器采集的信号包括肌电信号传感器1和2 来的信号，电机驱动电路8输入端的控制信号18和输出端的电压19，手指运动位置传感器 (在指掌关节转动轴上安装的旋转电位器9)来的信号，电机温度传感器10来的信号，手指 力矩的传感器15来的信号，拇指端压力传感器12来的信号，电池3的电流经电源开关4到 总电流采样电阻13，由总电流采样电阻13取得的电流信号。所述假肢状态智能监控显示装置还包括一个信息显示切换按钮6，所述信息显示 切换按钮6通过信号通路连接所述微处理器5。在假肢11的外壁、使用者可以方便看见的部位，安装显示器7，例如假肢11的前臂 外壁向上的一面，安装显示器7，所述显示器7可用液晶显示屏。因假肢11上面积有限，液 晶显示屏可采用小型液晶屏，用切换按钮切换观察各种信息。如果假肢11是多自由度上肢或下肢假肢，因关节增加，传感器数目增加，可设二 个或更多个信息显示切换按钮，切换更多显示内容就很方便。信号采集口 16采集的信号全部送到微处理器进行分析处理后在显示器7上显示， 平时只显示第一组信息，例如显示控制信号、指端压力和电源电压，按下信息显示切换按钮 6 一次显示第二组信息，再按一下信息显示切换按钮6显示第三组信息，再按一下信息显示 切换按钮6回到显示第一组信息。如果传感器来的信号超过正常值(预设安全值)，显示 器7上立即显示该参数和由微处理器判别的故障部位并显示警示信号，同时微处理器控制 警示部件17发出声音或闪光警示信号。对于普及型一自由度肌电控制假肢，没有上述外加传感器，只显示肌电控制信号、 电机驱动电路输入和输出端的信号、总电流和电池电压等重要信息，结构较简单，已可大幅 度提高假肢使用效果。综上，本发明的假肢状态智能监控显示装置对现有假肢技术没有考虑使用者对假 肢的监控而言，是一种创新发明和提高，使输入假肢的肌电信号和其他控制信号以及假肢 的内部工作状态从不可见变为可见，大幅度增加了假肢和使用者的信息交换，使假肢和使 用者构成一个更加紧密的人机系统，给使用者灵活使用假肢，正确判断假肢的工作状况和 故障带来极大的方便，也为假肢的安装、调试、维修带来了便利，适于大规模推广应用。在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以做出 各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的 而非限制性的。
权利要求
一种假肢状态智能监控显示装置，其特征在于，包括显示器、微处理器和多种信号检测采集元件，所述信号检测采集元件通过信号通路连接所述微处理器，所述微处理器通过信号通路连接所述显示器。
2.根据权利要求1所述的假肢状态智能监控显示装置，其特征在于，所述信号检测采 集元件采集的信号输入所述微处理器，由所述微处理器将所述信号按设定程序进行分析处 理，并将所述分析处理的结果通过所述显示器显示。
3.根据权利要求2所述的假肢状态智能监控显示装置，其特征在于，所述假肢状态智 能监控显示装置还包括警示部件，所述警示部件通过信号通路连接所述微处理器，当所述 信号中的任何一个参数超过设定程序规定的安全值时，所述显示器立即显示警示信号和所 检测到的该参数及其数值以及故障部位，所述警示部件发出警示信号警示假肢使用者。
4.根据权利要求3所述的假肢状态智能监控显示装置，其特征在于，所述警示部件是 发光部件或发声部件，可以产生闪光或声音警示信号。
5.根据权利要求1所述的假肢状态智能监控显示装置，其特征在于，所述信号检测采 集元件是传感器。
6.根据权利要求1所述的假肢状态智能监控显示装置，其特征在于，输入所述微处理 器进行分析处理后在显示器上显示并在必要时发出警示信号的信号包括以下信号的一种 或几种控制假肢的肌电信号或其他类型的控制信号由放大器放大后输出的信号、输入假 肢各关节电机驱动电路的信号、各电机驱动电路输出端的电压、由检测假肢各个关节运动 位置传感器输出的信号、假肢总电流取样电阻和各电机驱动电流取样电阻输出的信号、假 肢电池电压分压器输出的信号、电机温度传感器输出的信号、假肢各关节力矩传感器输出 的信号和假肢指端压力传感器输出的信号。
7.根据权利要求1所述的假肢状态智能监控显示装置，其特征在于，输入所述微处理 器进行分析处理后在显示器上显示并在必要时发出警示信号的信号除包括权利要求6所 提到的信号以外，还可根据需要增加检测和显示的信号。
8.根据权利要求1所述的假肢状态智能监控显示装置，其特征在于，当显示信息较多 时，可设置一至二个信息显示切换按钮，所述信息显示切换按钮通过信号通路连接所述微 处理器。
全文摘要
本发明涉及一种假肢状态智能监控显示装置，包括显示器、微处理器和多种信号检测采集元件，信号检测采集元件通过信号通路连接微处理器，微处理器通过信号通路连接显示器，信号检测采集元件采集的信号输入微处理器，由微处理器将信号按预设程序进行分析处理，处理结果传送到显示器显示，显示信息较多时，可设置一至二个信息显示切换按钮，本发明使输入假肢的控制信号以及假肢的内部工作状态对于使用者从不可见变为可见，大幅度增加了假肢与人的信息交换，给使用者灵活使用假肢、正确判断假肢的工作状况和故障带来极大的方便，也为假肢的安装、调试、维修带来了便利，适于大规模推广应用。
文档编号A61F2/72GK101849865SQ20101019603
公开日2010年10月6日 申请日期2010年6月8日 优先权日2010年6月8日
发明者孙为, 罗永昭 申请人:上海科生假肢有限公司