一种中医脉诊用仿生医生手指系统的制作方法

本实用新型涉及中医脉诊信息化领域，尤其是一种中医脉诊用仿生医生手指系统。

背景技术：

随着互联网技术的不断发展，医疗领域也逐渐走向互联化和信息化。通过互联网媒介，医生与患者之间的距离进一步拉近，患者不必长途跋涉寻医问药，即可享受到相当大的优势医疗资源。在互联网时代，对于中医来说，传统的切脉诊断方法因空间距离的限制而受到很大的制约，影响了中医的进一步发展。虽然目前针对临床上患者脉象信息的采集问题和中医脉诊的量化问题已经开展了很多研究和探索，但是依赖简单信号采集与处理的技术未能真正满足中医脉诊的信息化需要，其相应的设备大多以图像的形式呈现脉象，与传统中医摸脉习惯大相径庭，再加上用机器取代中医的思维方式也让中医医生群体难以接受，现如今，中现代化面临着既要发展中医信息化，又要让中医参与其中，既要方便患者也要方便和提升医生兴趣和价值这一困扰。因此，发展一种远程的脉诊技术就显得尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种中医脉诊用仿生医生手指系统及信号采集方法，通过对仿生手指间距的调节，可以方便定位寸、关、尺三个穴位，解决了患者穴位个体差异性问题；通过对仿生手指的运动控制和悬臂梁位移传感器的定位，能够实现位移采集与脉象采集的分离，避免它们之间的相互干扰；通过指头中的弹簧预弹力机构，模拟医生手指的柔性机构，同时有效克服指头运动出现虚位现象，从而提升系统响应度；通过专门设计的手腕固定机构将整套系统固定在手腕上，不仅可以实现松紧度可调，有效消除了诊脉时手腕抖动对脉搏传感器采集信号的影响，使采集的脉搏信号更加准确，而且可尽量减少腕带对脉搏血流的影响。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种中医脉诊用仿生医生手指系统，它包括：仿生手指、仿生手指定位与驱动机构、手腕固定机构、壳体支撑结构、指法信号输入端和脉象信号输出端；仿生手指由仿生食指、仿生中指和仿生无名指组成，仿生手指定位与驱动机构由手指驱动机构和仿生手指定位校正机构组成，手腕固定机构由充气腕带机构和腕部贴合板构成，壳体支撑结构由盒盖、盒底和电机固定板组成；仿生指头封装于壳体支撑结构内，并通过置于壳体支撑结构内部的仿生手指定位与驱动机构进行定位固定，壳体支撑结构固定在手腕固定机构的上方。

进一步限定，所述的仿生无名指以无名指指头套为固定机构，将无名指指头杆安装在其内部，从而实现无名指指头杆能在无名指指头套内部上下滑动，无名指指头套头部上盖无名指指头盖，防止无名指指头杆移动超出无名指指头套长度,无名指指头杆头部安装无名指指头头，用以采集无名指处穴位的脉搏信号；所述仿生中指、仿生食指与仿无名指结构相同。

进一步限定，所述的无名指指头头以无名指指头头基座为固定机构，上连无名指指头杆，以无名指压电传感器作为无名指脉搏采集传感器，粘贴在无名指指头头基座的下表面上，并引出两电极，将无名指指头头硅胶套套在无名指指头头基座及无名指压电传感器上，防止无名指压电传感器的磨损，并隔绝人体生物电；所述中指指头头、食指指头头与无名指指头头结构相同。

进一步限定，所述的仿生手指驱动机构是由结构相同的食指驱动机构、中指驱动机构和无名指驱动机构并排安置而成。

进一步限定，所述的无名指驱动机构是以无名指驱动电机作为驱动源，无名指驱动电机轴上固定无名指钢丝轱辘，并将无名指钢丝的一端缠绕在无名指钢丝轱辘上，另一端通过无名指钢丝引导梁转方向后接在无名指指头杆上，无名指弹簧放在无名指指头套内提供预弹力，由无名指驱动电机带动无名指弹簧压缩。

进一步限定，所述的所述仿生手指定位校正机构是由仿生手指纵向定位校正机构和仿生手指横向定位滑槽两部分构成，仿生手指纵向定位校正机构用于定位并校正仿生无名指所在位置，仿生手指固定在仿生手指横向定位滑槽上，通过仿生食指、仿生中指和仿生无名指在仿生手指横向定位滑槽槽孔内滑动，可调节仿生食指和仿生无名指与仿生中指的间距，从而定位于腕部寸、关、尺三个穴位。

进一步限定，所述的仿生手指纵向定位校正机构是由结构相同的食指定位校正机构、中指定位校正机构和无名指定位校正机构组成。

进一步限定，所述的无名指定位校正机构以无名指电阻应变片作为传感器，粘贴在无名指弹性钢片梁上，无名指弹性钢片梁一端固定在腕部贴合板，一端固定在无名指指头杆上，形成悬臂梁结构，用于采集仿生无名指位置信息。

进一步限定，所述的充气腕带机构包括充气泵、电磁阀、充气接口、气管和充气腕带；将充气腕带的两端固定在腕部贴合板两凸起端，充气泵给腕带充气加压，电磁阀放气泄压，通过充放气调整，可将手腕固定在终端上。

进一步限定，所述的壳体支撑结构由盒盖、盒底和电机固定板组成。电机固定板通过螺钉固定在盒底，用于固定食指指驱动电机、食指钢丝引导梁、中指驱动电机、中指钢丝引导梁、无名指驱动电机和无名指钢丝引导梁，盒盖与盒底间通过螺钉固定，将其他结构封装在盒内。

进一步限定，所述的指法信号输入端为预留的信号输入端口，外接相应接线和设备时，可通过此接口向本终端输入远程医生端采集到的中医医生的施脉指法信号；

所述的脉象信号输出端为预留的信号输出端口，外接相应接线和设备时，可将本终端采集到的寸、关、尺三路脉象信号向外传送。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过对仿生手指间距的调节，可以方便定位寸、关、尺三个穴位，解决了患者穴位个体差异性问题；通过对仿生手指的运动控制和悬臂梁位移传感器的定位，能够实现位移采集与脉象采集的分离，避免它们之间的相互干扰；通过指头中的弹簧预弹力机构，模拟医生手指的柔性机构，同时有效克服指头运动出现虚位现象，从而提升系统响应度；通过专门设计的手腕固定机构将整套系统固定在手腕上，不仅可以实现松紧度可调，有效消除了诊脉时手腕抖动对脉搏传感器采集信号的影响，使采集的脉搏信号更加准确，而且可尽量减少腕带对脉搏血流的影响。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型仿生手指结构示意图；

图3为本实用新型仿生手指定位与驱动机构示意图；

图4为本实用新型手腕固定机构示意图；

图5为本实用新型壳体支撑结构示意图；

图6为本实用新型信号输入输出端结构示意图；

图中，1-仿生指头，2-仿生手指定位与驱动机构，3-手腕固定机构，4-壳体支撑结构，5-指法信号输入端，6-脉象信号输出端，11-仿生食指，12-仿生中指，13-仿生无名指，21-仿生手指驱动机构，22-仿生手指定位校正机构， 31-充气腕带机构，32-腕部贴合板，41-盒盖，42-电机固定板，43-盒底，131-无名指指头盖，132-无名指弹簧，133-无名指指头套，134-无名指指头杆，135-无名指指头头，211-食指驱动机构，212-中指驱动机构，213-无名指驱动机构，221-仿生手指纵向定位校正机构，222-仿生手指横向定位滑槽，311-充气泵，312-电磁阀，313-充气接口，314-气管，315-充气腕带，1351-无名指指头头基座，1352-无名指压电传感器，1353-无名指指头头硅胶套，2134-无名指驱动电机，2131-无名指钢丝引导梁，2132-无名指钢丝，2133-无名指钢丝轱辘，2211-食指定位校正机构，2212-中指定位校正机构，2213-无名指定位校正机构，2221-仿生手指横向定位槽上盖，2222-仿生手指横向定位槽下底，22131-无名指电阻应变片，22132-无名指弹性钢片梁。。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种中医脉诊用仿生医生手指终端，它包括仿生无名指1、仿生手指定位与驱动机构2、手腕固定机构3、壳体支撑结构4、指法信号输入端5和脉象信号输出端6。所述的仿生指头是由仿生食指11、仿生中指12和仿生无名指13三个独立结构构成，确保仿生食指11、仿生中指12和仿生无名指13独立工作；通过指法信号输入端5将远程医生端采集到的医生食指、中指和无名指的指法信号输入到本终端并与仿生手指纵向定位校正机构221对比校正，进而控制仿生手指驱动机构21分别驱动仿生食指11、仿生中指12和仿生无名指13的动作，精确模拟中医医生施脉指法动作；所述的仿生无名指1由仿生食指11、仿生中指12和仿生无名指13组成，仿生指头头部分别覆盖食指压电传感器、中指压电传感器和无名指压电传感器1352，分别采集寸、关、尺三个穴位的脉象信息，并通过脉象信号输出端6将采集的脉象信号发送到远程医生端。所述的手腕固定机构3包括由充气腕带机构31和腕部贴合板32组成的松紧可调的固定模块；所述的壳体支撑结构4包括盒盖41、盒底42和电机固定板43三个部分。以上仿生无名指1、仿生手指定位与驱动机构2、手腕固定机构3、指法信号输入端5和脉象信号输出端6均通过一定方式与壳体支撑结构4连接固定，从而形成一个整体的集成化终端。

实施例1：

如图2所示，仿生手指包括结构相同的仿生食指11、仿生中指12和仿生无名指13组成，以仿生无名指13为例，以无名指指头套133为固定机构，将无名指指头杆134穿在其内部，从而实现无名指指头杆134能在无名指指头套133内部上下滑动，要求无名指指头套133内部与无名指指头杆134贴合紧密，防止无名指指头杆134在上下移动过程中的晃动。无名指指头套133头部上盖无名指指头盖131，起限位作用，防止无名指指头杆131移动超出无名指指头套133长度,无名指指头杆131头部安装无名指指头头135，用以采集无名指处穴位的脉搏信号，无名指指头套133、无名指指头杆134和无名指指头盖131均采用聚四氟乙烯材料；所述仿生中指12、仿生无名指13与仿生食指11的结构和材质相同；

无名指指头头135以无名指指头头基座1351为固定机构，上连无名指指头杆134，以PVDF压电薄膜或压电陶瓷作为无名指压电传感器1352，粘贴在无名指指头头基座1351的下表面上，并引出两电极，电极线穿过中空的无名指指头杆134，然后从无名指指头盖131上的两个圆孔引出，接到脉象信号输出端6，将无名指指头头硅胶套1353套在无名指指头头基座1351及无名指压电传感器1352上，防止无名指压电传感器1352的磨损，并隔绝人体生物电；中指指头头125、食指指头头115与无名指指头头135结构相同；

如图3所示，仿生手指驱动机构21是由结构相同的食指驱动机构211、中指驱动机构212和无名指驱动机构213并排安置在仿生手指横向定位槽222上；

无名指驱动机构213是以微型减速电机作为无名指驱动电机2134，无名指驱动电机2134轴上固定无名指钢丝轱辘2133，并将无名指钢丝2132的一端通过通孔固定并缠绕在无名指钢丝轱辘2133上，另一端通过无名指钢丝引导梁2131上的圆孔转方向后接在无名指指头杆134的顶端，无名指弹簧132放在无名指指头套133内部提供预弹力，由无名指驱动电机2134带动无名指弹簧132压缩；

仿生手指定位校正机构22是由仿生手指纵向定位校正机构221和仿生手指横向定位滑槽222两部分构成，仿生手指纵向定位校正机构221用于定位并校正仿生指头1所在位置，仿生指头1固定在仿生手指横向定位滑槽222上，仿生手指横向定位滑槽222由仿生手指横向定位滑槽上盖2221和仿生手指横向定位滑槽下底2222组成，仿生手指横向定位滑槽上盖2221上开有3个槽型孔，通过控制仿生食指11和仿生无名指13在仿生指头1横向定位滑槽222槽孔内滑动，可调节仿生食指11和仿生无名指13与仿生中指12的间距，从而定位于腕部寸、关、尺三个穴位；

仿生手指纵向定位校正机构221是由结构相同的食指定位校正机构2211、中指定位校正机构2212和无名指定位校正机构2213组成；

无名指定位校正机构2213以无名指电阻应变片22131作为传感器，粘贴在无名指弹性钢片梁22132上，并引出四根电极线，无名指弹性钢片梁22132一端固定在腕部贴合板32上，一端开孔并固定在无名指指头杆134上，形成悬臂梁结构，从而作为位移传感器，用于采集仿生无名指13位置信息；

如图4所示，充气腕带机构31包括充气泵311、电磁阀312、充气接口313气管314和充气腕带315共计5个部分；将充气腕带315的两端固定在腕部贴合板32两凸起端，充气泵311、电磁阀312和充气腕带315之间用气管314连接，充气泵311给腕带充气加压，电磁阀312放气泄压，通过充放气调整，可将手腕固定在终端上；

如图5所示，壳体支撑结构4由盒盖41、盒底43和电机固定板42组成，且均用聚四氟乙烯材料制成，电机固定板42通过6个螺钉固定在盒底43，电机固定板42上开有3个圆孔、3个方孔和6个螺孔，用于固定食指指微型减速电机2114、食指钢丝引导梁2111、中指微型减速电机2124、中指钢丝引导梁2121、无名指驱动电机2134和无名指钢丝引导梁2131等结构，盒盖41与盒底43间通过8个螺钉固定，将其他结构封装在盒内。

如图6所示，指法信号输入端5采用USB接口，方便外接电脑或手机，可通过此接口向本终端输入远程医生端采集到的中医医生的施脉的食指指法信号A1、中指指法信号A2和无名指指法信号A3；

脉象信号输出端6采用USB接口，外接相应的电脑或手机时，可将本终端采集到的寸脉象信号B1、关脉象信号B2和尺脉象信号B3向外传送。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。