用于获知两受力体间压力和压力变化的测量装置制造方法
【专利摘要】一种用于获知两受力体间压力和压力变化的测量装置，包括底座、测量部以及调节支撑机构；该调节支撑机构包括螺杆、螺杆上的限位轴环、位于限位轴环两侧地螺设于螺杆上的两支撑件以及连杆，支撑件上设置背向分布的铰轴，铰轴上铰接两个连杆的第一端，两连杆的第二端分别铰接于底座和测量部。本测量装置能够测量两受力体间压力和压力的变化，通过调节支撑机构能够满足两受力体间多种距离变化的需求，使用限位部能够避免调节支撑机构卡死，提高该测量装置的使用效率，同时该测量装置还具有自锁功能，能够在测量过程中保持调节到的位置，提高了两受力体间压力和压力变化测量的准确度。
【专利说明】用于获知两受力体间压力和压力变化的测量装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于测量【技术领域】，具体是一种用于获知两受力体间压力和压力变化的测量装置。
【背景技术】
[0002]在现代工业及医疗【技术领域】中，经常需要测量两个有一定距离的受力体之间的力的作用，同时需要调节两受力体之间的距离，使之满足需求。譬如，在全膝关节置换(TotalKnee Arthroplasty, TKA)手术中，下肢力线对齐和软组织平衡是关乎手术成败的两个重要因素，直接决定人工关节寿命。为此需要测量股骨，胫骨之间的距离，以及股、胫骨之间的受力分布，给临床医生提供定量力的分布情况以及间隙大小；医生还需要根据所得的数据调节膝关节与内外软组织，使二者达到平衡状态，以使软组织张力处在最佳的松紧状态。制作假肢时，同样有上述需求，以使制作者能准确地调节关节内外软组织的平衡及选择合适的人工膝关节的大小。
[0003]因此迫切需要一种测量装置，该装置的机械结构既能装载测量所需的元器件，又能准确调节两受力体之间的距离，并保证各零部件之间保持稳定的相对关系；压力测量元件则需实时将采集到的压力变化信息传输出来以供观察。虽然目前已有类似设计，但其机械结构仍存在不足之处，例如，机构复杂，支撑稳定性及使用可靠性欠佳等。因此需要一款操作简便，支撑稳定性良好，性能可靠的装置，以便在TKA手术中及时掌握膝关节间的压力变化信息，为调节软组织提供可信的依据。
【发明内容】
[0004]鉴于现有测量装置中所存在的问题，本实用新型提供一种用于获知两受力体间压力和压力变化的测量装置，该测量装置能够准确测量两受力体间的压力及压力变化，并且对带测量的两受力体间的距离要求小，测量时测量装置能够自锁，为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案。
[0005]一种用于获知两受力体间压力和压力变化的测量装置,包括底座、置于所述底座上方的测量部以及所述底座和测量部之间的调节支撑机构；所述调节支撑机构包括可旋转的安装于所述底座上的螺杆、设置于所述螺杆上的限位轴环、位于所述限位轴环两侧地螺设于所述螺杆上的两支撑件以及连杆，所述支撑件上设置背向分布的铰轴，所述铰轴上铰接两个所述连杆的第一端，两所述连杆的第二端分别铰接于所述底座和所述测量部。
[0006]进一步地，所述螺杆上设置用于限定所述支撑件移动范围的限位部。
[0007]进一步地，所述支撑件对称分布所述限位轴环的两侧。
[0008]进一步地，所述螺杆在所述限位轴环两侧的螺纹螺向相反或相同，对应的，两所述支撑件各自的所述铰轴上的两所述连杆形成的劣角朝向相反或相同。
[0009]进一步地，所述测量部包括壳体和设置于所述壳体上口部的顶板，所述壳体内放置包括至少一个压力传感器的压力测量模块，所述顶板上面设置与所述压力传感器数目相同的刚性垫片，所述压力传感器与对应的所述刚性垫片间设置一带有测量凸点的杠杆，所述杠杆一端与对应的所述压力传感器测量点接触，另一端支撑于所述壳体，所述测量凸点与对应的所述刚性垫片接触。
[0010]进一步地，所述杠杆上垫设一形状与所述壳体内轮廓相同的塑胶薄膜，所述顶板盖于所述塑胶薄膜上。
[0011]进一步地，所述螺杆一端固定安装一光杆，所述光杆上设置能够旋转所述光杆的手柄。
[0012]进一步地，所述底座下部固装可拆卸的垫板。
[0013]本实用新型还提供另一种用于获知两受力体间压力和压力变化的测量装置，包括底座、置于所述底座上方的测量部以及所述底座和测量部之间的调节支撑机构；
[0014]所述调节支撑机构包括可旋转的安装于所述底座上的螺杆、设置于所述螺杆上的限位轴环、对称分布于所述限位轴环两侧地螺设于所述螺杆上的两支撑件以及连杆，所述螺杆在所述限位轴环两侧的螺纹螺向相反，所述支撑件上设置背向分布的铰轴，所述铰轴上铰接两个所述连杆的第一端，两所述连杆的第二端分别铰接于所述底座和所述测量部，两所述支撑件各自的所述铰轴上的两所述连杆形成的劣角朝向相反；
[0015]所述测量部包括壳体和设置于所述壳体上口部的顶板，所述壳体内放置包括至少一个压力传感器的压力测量模块，所述顶板上面设置与所述压力传感器数目相同的刚性垫片，所述压力传感器与对应的所述刚性垫片间设置一带有测量凸点的杠杆，所述杠杆一端与对应的所述压力传感器测量点接触，另一端支撑于所述壳体，所述测量凸点与对应的所述刚性垫片接触；
[0016]所述螺杆上设置用于限定所述支撑件移动范围的限位部。
[0017]进一步地，所述螺杆的螺纹为三角螺纹。
[0018]本实用新型一种用于获知两受力体间压力和压力变化的测量装置能够测量两受力体间压力和压力的变化，通过调节支撑机构能够满足两受力体间多种距离变化的需求，使用限位部能够避免调节支撑机构卡死，提高该测量装置的使用效率，同时该测量装置还具有自锁功能，能够在测量过程中保持调节到的位置，提高了两受力体间压力和压力变化测量的准确度。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型测量装置一实施方式的立体结构图；
[0020]图2为图1所示实施方式另一视角的结构图；
[0021]图3为图1所示实施方式的分解图。
[0022]附图中标记:顶板1、塑胶薄膜2、杠杆3、压力测量模块4、壳体5、螺杆6、限位部7、第一支撑件8、连杆9、销钉10、底座11、垫板12、固定销钉13、光杆14、手柄15、第二支撑件16。
【具体实施方式】
[0023]本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0024]以下结合具体实施例对本实用新型做详细描述。
[0025]参照附图1-3所示为本实用新型用于获知两受力体间压力和压力变化的测量装置一实施方式的结构示意图，该测量装置包括底座11、调节支撑机构和测量部，其中，调节支撑机构包括螺杆6、限位部7、支撑件(第一支撑件8和第二支撑件16)、连杆9、销钉10、固定销钉13、光杆14和手柄15，测量部包括顶板1、塑胶薄膜2、杠杆3、压力测量模块4和壳体5。
[0026]在使用时，测量装置受限于调节支撑机构的最大调节距离，可能无法与两受力体充分接触，为了改变这种情况，在底座11的下端增设垫板12，增加合适数目的垫板12后，再利用调节支撑机构的距离调节能力，实现对两受力体间压力和/或者压力变化的测量。
[0027]在测量部中，顶板1、塑胶薄膜2、杠杆3和压力测量模块4依次放置在壳体内，塑胶薄膜2与壳体5完全契合，能够防止工作环境中液体影响压力测量模块4的正常工作。压力测量模块4上设置了 4个压力传感器及相应电路，顶板I上对应压力传感器设置了 4个刚性垫片，该刚性垫片能够增加与受力体接触面积，获取可靠的压力和/或者压力变化数据。在每个压力传感器和刚性垫片之间设置一杠杆3，该杠杆3 —端与对应的压力传感器接触，另一端与壳体5接触形成支撑，在杠杆I与刚性垫片相对的表面设置了测量凸点，该测量凸点与刚性垫片接触，形成了以与壳体5接触端为支撑点、测量凸点为主动力点、与压力传感器接触点为从动力点的杠杆，改变测量凸点在杠杆3上的位置，可以改变刚性垫片所受压力与压力传感器测量值之间的比例关系，改变测量装置的量程。
[0028]在调节支撑机构中，螺杆6可旋转的安装在底座11上，在螺杆6的大约中间部位设置了限位轴环(图中未标出)，该限位轴环限定螺杆6只能绕其轴线转动，不会产生轴向或者径向的位移。限位轴环两侧的螺杆6具有螺向相反的螺纹结构，在每段螺杆6上分别设置了第一支撑件8和第二支撑件16，在第一支撑件8和第二支撑件16上分别设置背向分布的铰轴，4个铰轴在平行于底座11的平面内呈矩形状分布，在铰轴上铰接两个连杆的第一端，两个连杆形成劣角(包括锐角、直角和钝角)，两个连杆的第二端通过销钉10分别铰接于底座11和壳体5上，第一支撑件8和第二支撑件16的铰轴上的两连杆形成的劣角角度相同，朝向相反，这种方式设置有利于在螺杆轴线方向上受力平衡，在其他实施方式中，第一支撑件8和第二支撑件16的铰轴上的两连杆形成的劣角朝向相反，则在螺杆转动时，螺杆轴线上产生方向相同的力，对限位轴环产生较强的作用力，而在本实施方式中，限位轴环两侧的作用力相抵消。
[0029]为了防止同一铰轴上的两连杆出现在同一直线上的现象，在螺杆6上设置了限位部7，该限位部7可以是螺接在螺杆一端的螺母，阻止第一支撑件8和第二支撑件16出现在使同一铰轴上的两连杆呈平角的情况出现。如果两连杆呈平角，两连杆处于垂直于底座和壳体5的状态，螺杆6将无法转动，进而使得两连杆无法驱动底座和壳体间距离改变，出现卡死的现象，要想重新获得操作需在第一支撑杆8或者第二支撑杆16上施加一轴向的力，这将给测量装置的使用带来极大的不便。
[0030]为了便于调节支撑机构的调节，在螺杆6的一端通过固定销钉13固定安装了光杆14，在光杆14的另一端设置了手柄15，延长了调节支撑机构的可操作距离。
[0031]为保证测量装置在调节完毕后能够保持调节到的位置，不发生逆向运动，调节支撑机构须具有自锁功能，因此，螺杆6选择三角螺纹作为传动螺纹。当受力体通过底座和壳体将外力传递给连杆时，连杆将力传递给支撑件，每个支撑件所受的合力作用为沿螺杆轴线方向的推力，由于螺旋结构具有自锁功能，支撑件无法相对螺杆运动，因此能够保证螺旋结构不进行相对运动，底座、壳体与调节支撑机构也无相对运动，四组连杆各自的夹角不会改变，保证了底座与壳体之间的运动稳定可靠，不会发生侧偏或摇摆，并且调节完成后底座与壳体之间的距离不会有增大或者减小的情况出现。
[0032]以上通过具体实施例对本实用新型做了详细的说明，这些具体的描述不能认为本实用新型仅仅限于这些实施例的内容。本领域技术人员根据本实用新型构思、这些描述并结合本领域公知常识作出的任何改进、等同替代方案，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种用于获知两受力体间压力和压力变化的测量装置，其特征在于，包括底座、置于所述底座上方的测量部以及所述底座和测量部之间的调节支撑机构；所述调节支撑机构包括可旋转的安装于所述底座上的螺杆、设置于所述螺杆上的限位轴环、位于所述限位轴环两侧地螺设于所述螺杆上的两支撑件以及连杆，所述支撑件上设置背向分布的铰轴，所述铰轴上铰接两个所述连杆的第一端，两所述连杆的第二端分别铰接于所述底座和所述测量部。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述螺杆上设置用于限定所述支撑件移动范围的限位部。
3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述支撑件对称分布在所述限位轴环的两侧。
4.根据权利要求1-3任一项所述的测量装置，其特征在于，所述螺杆在所述限位轴环两侧的螺纹螺向相反或相同，对应的，两所述支撑件各自的所述铰轴上的两连杆形成的劣角朝向相反或相同。
5.根据权利要求1-3任一项所述的测量装置，其特征在于，所述测量部包括壳体和设置于所述壳体上口部的顶板，所述壳体内放置包括至少一个压力传感器的压力测量模块，所述顶板上面设置与所述压力传感器数目相同的刚性垫片，所述压力传感器与对应的所述刚性垫片间设置一带有测量凸点的杠杆，所述杠杆一端与对应的所述压力传感器测量点接触，另一端支撑于所述壳体，所述测量凸点与对应的所述刚性垫片接触。
6.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述杠杆上垫设一形状与所述壳体内轮廓相同的塑胶薄膜，所述顶板盖于所述塑胶薄膜上。
7.根据权利要求1-3任一项所述的测量装置，其特征在于，所述螺杆一端固定安装一光杆，所述光杆上设置能够旋转所述光杆的手柄。
8.根据权利要求1-3任一项所述的测量装置，其特征在于，所述底座下部固装可拆卸的垫板。
9.一种用于获知两受力体间压力和压力变化的测量装置，其特征在于，包括底座、置于所述底座上方的测量部以及所述底座和测量部之间的调节支撑机构； 所述调节支撑机构包括可旋转的安装于所述底座上的螺杆、设置于所述螺杆上的限位轴环、对称分布于所述限位轴环两侧地螺设于所述螺杆上的两支撑件以及连杆，所述螺杆在所述限位轴环两侧的螺纹螺向相反，所述支撑件上设置背向分布的铰轴，所述铰轴上铰接两个所述连杆的第一端，两所述连杆的第二端分别铰接于所述底座和所述测量部，两所述支撑件各自的所述铰轴上的两连杆形成的劣角朝向相反； 所述测量部包括壳体和设置于所述壳体上口部的顶板，所述壳体内放置包括至少一个压力传感器的压力测量模块，所述顶板上面设置与所述压力传感器数目相同的刚性垫片，所述压力传感器与对应的所述刚性垫片间设置一带有测量凸点的杠杆，所述杠杆一端与对应的所述压力传感器测量点接触，另一端支撑于所述壳体，所述测量凸点与对应的所述刚性垫片接触； 所述螺杆上设置用于限定所述支撑件移动范围的限位部。
10.根据权利要求9所述的测量装置，其特征在于，所述螺杆的螺纹为三角螺纹。
【文档编号】A61B5/00GK203400134SQ201320252788
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年5月11日 优先权日:2013年5月11日
【发明者】吴剑, 高鹏, 孔龙阳 申请人:清华大学深圳研究生院