面板3和支架2之间，具有承载重量和稳定装置的作用。
[0019]本发明的位移传感器I结构是，如图2所示，该传感器包括空心非金属棒1-1、金属圆筒1-2、压盖1-3、卡槽1-4、非金属棒1-5、金属棒1-6、电介质材料1-7、信号线1-8、检测器件1-9和导线过孔1-10等几部分。空心非金属棒1-1、非金属棒1-5及卡槽1-4的材质选用有机玻璃，金属棒1-6、金属圆筒1-2及压盖1-3采用不锈钢材料，电介质材料1-7选用固体材料中摩擦系数最低的聚四氟乙烯(摩擦系数为0.04)，信号线1-8选用具有良好屏蔽性能的信号传输导线，检测器件1-9具有较高的灵敏度和稳定性。空心非金属棒1-1和金属棒1-6、非金属棒1-5和金属棒1-6之间通过螺栓结构连接，三者的直径相同。金属棒1-6的两端做成螺栓结构，在靠近金属棒1-6的一端，非金属棒1-5和空心非金属棒1-1沿轴线方向制作相应尺寸的螺纹，以使二者均能与位于中间位置的金属棒1-6牢固相连。通过这种结构还可以实现对位移传感器I的微调。在测量的过程中，要求金属棒1-6的长度不能完全填充金属圆筒1-1，否则，位移传感器I的电容值将不再变化，即处于饱和状态;为了降低初始位置的测量误差，也不能使金属棒1-6与金属圆筒1-1的正对面积从零开始。信号线1-8的一端通过处于空心非金属棒1-1轴心位置的导线过孔1-10与金属棒1-6相连，另一端与处于外部的金属圆筒1-2相连，通过下一级的检测电路/仪表实现对电容变化量的测量，从而反应出位移的变化。压盖1-3用于固定位移传感器I的内外电极和电介质材料1-7，并通过压盖1-3能够方便地实现电介质材料1-7的安装与更换。非金属棒1-5和卡槽1-4之间通过胶粘接在一起，卡槽1-4内径设为15_，用于卡扣心电导联线(标准)的圆形按扣，圆形按扣用于卡扣心电电极，通过调整位移传感器I的位置及其与人体胸腔的夹角，可以使心电电极能够均匀的分布在人体胸腔表面。卡槽与圆形按扣之间的紧密卡扣关系，使得人体胸腔在呼吸的过程中，能够带动作为位移传感器I内电极的金属棒1-6随着人体的呼吸做出相应的运动。在这种往返的运动中，位移传感器I的内电极与外电极的正对面积发生改变，电容值也发生相应变化，最终反映在空间位置的变换上，这种空间位置信息正是更新场域模型所需要的。
[0020]如图3所示，支架2由支撑柱2-1、螺栓2-2和底座2-3等三部分组成。其中，支撑柱2-1用于支撑位于其上部的承重梁4，其下端纵轴线位置的内壁具有一定长度的螺纹，用于连接位于底座上的螺栓2-2;螺栓2-2用于调整支架2的高度，其上端旋入支撑柱2-1的内部，下端与底座2-3连为一体;底座2-3设置于地面，起到支撑整套装置的作用，并保证支架2的稳定性。对于具有不同身高的被测人群，可以通过调整四个支架2的高度使得人体胸腔处在合适的测量位置。如果在测量时间较长的情况下，被测人可以选择坐下接受胸腔检测，以减轻被测人的不适感，并降低由于长时间站立所带来人体机能反应对测量结果造成的不利影响。
[0021 ]如图4为图1中支撑面板3的俯视图，本发明的支撑面板3由四个支撑面组成，支撑面3-1与支撑面3-1之间通过紧固件固3-2定在一起。每个面上都打有若干数量的过孔3-5，四个支撑面3-1通过紧固件3-2连接在一起后，这些圆形过孔就会组成三个类似同心椭圆形状，螺钉通过这些圆形过孔来固定位移传感器I。为了实现对不同人群胸腔的测量，需要调节四个支撑面3-1之间的距离，使得被测人体胸腔处在合适的测量位置。
【主权项】
1.一种用于人体胸腔数据采集的位移传感器，其特征在于，包括金属圆筒(1-2)，在金属圆筒(1-2)内表面覆盖有电介质材料(1-7)，在金属圆筒(1-2)内部设置有金属棒(1-6)，在金属棒(1-6)的一侧连接有空心非金属棒(1-1)，其另一侧连接有非金属棒(1-5);在非金属棒(1-5)的另一端开设有用于容纳心电电极的卡槽(1-4);非金属棒(1-5)、金属棒(1-6)和空心非金属棒(1-1)的外径相同并与内壁覆盖有电介质材料(1-7)的金属圆筒(1-2)的内径相匹配，能够在其内自由滑动； 空心非金属棒(1-1)的空心处设置有导线过孔(1-10)，连接检测器件(1-9)的两根信号线(1-8)，一根通过空心非金属棒(1-1)的导线过孔(1-10)与金属棒(1-6)相连，另一根与金属圆筒(1-2)相连，通过对电容变化量的测量，获得位移的相对变化信息。2.根据权利要求1所述的位移传感器，其特征在于，电介质材料(1-7)为聚四氟乙烯。3.根据权利要求1所述的位移传感器，其特征在于，金属棒(1-6)的两端做成螺栓结构，在靠近金属棒(1-6)的一端，非金属棒(1-5)和空心非金属棒(1-1)沿轴线方向制作相应尺寸的螺纹，以使二者均能与位于中间位置的金属棒(1-6)牢固相连，通过这种结构还可以实现对位移传感器的微调。4.根据权利要求1所述的位移传感器，其特征在于，空心非金属棒(1-1)和非金属棒(1-5)选用有机玻璃。5.根据权利要求1所述的位移传感器，其特征在于，金属棒(1-6)、金属圆筒(1-2)选用不锈钢材料。
【专利摘要】本发明提供一种用于人体胸腔数据采集的位移传感器，包括金属圆筒(1-2)，在其内表面覆盖有电介质材料(1-7)，内部设置有金属棒(1-6)，在金属棒(1-6)的一侧连接有空心非金属棒(1-1)，其另一侧连接有非金属棒(1-5)；非金属棒(1-5)、金属棒(1-6)和空心非金属棒(1-1)的外径相同并与内壁覆盖有电介质材料(1-7)的金属圆筒(1-2)的内径相匹配，能够在其内自由滑动；连接检测器件(1-9)的两根信号线(1-8)，一根通过空心非金属棒(1-1)与金属棒(1-6)相连，另一根与金属圆筒(1-2)相连。本发明可应用于胸腔轮廓的实时采集。
【IPC分类】A61B5/053, G01B7/04
【公开号】CN105547127
【申请号】CN201510894628
【发明人】郝振华, 岳士弘
【申请人】天津大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月7日