握力手柄的制作方法

本实用新型属于人体、义肢和机械人握力测量技术领域，具体涉及适用于手部肌肉复健及假肢握力测量的握力手柄。

背景技术：

目前，在市场上针对手指握力测量所开发的应用或设备并不多，尤其是市面上的握力计不能更好的贴合实际手指抓握物体的这一动作过程。而且市面上存在的握力测量设备的数据显示比较局限，不能对发力的整体过程进行详细的记录，缺乏一套方便快捷的智能化数据采集与管理系统。

握力是疾病预测的重要指标——很多研究表明，握力可以有效的预测肺炎肝硬化等疾病的康复状况。握手的力道大小可能显示人老化的速度、教育水平，甚至能预测当事人未来的健康情况。尤其在老年人群体中，握力值的下降暗示着独立性的下降。流行病学研究论证了健康成年人中低握力值预示着年老之后产生功能性的残疾的风险，同时预示着全因死亡率的升高。通过大量临床和流行病学研究结果分析，握力与标准化氮、血清白蛋白的出现率等营养指标显著相关，并且不受炎症和容量状态的影响，是一种评估老年人营养状态的重要指标。

由于握力值与人体健康密不可分的联系，握力数据的采集和分析的重要性不言而喻。握力值是衡量老年人身体健康状况的重要指标。对老年人握力值进行日常监测与分析，不仅能够帮助老年人更全面的认识自己的体质情况，通过大量的握力值数据的分析也能够预测老年人健康状况。目前，评价手抓握力的三项指标分别是“握力”、“握耐力”和“握爆发力”，而“握力”是目前国内外评价抓握力的最主要指标。在手指抓握的实际过程中，手心面是逐渐贴合物体的表面而发力，而现有的握力器大多都是手柄状不能贴合手指抓握过程，而且监测到的数据无法有效和及时地存储分析。

使用智能假肢时对假肢握力调试和握力掌控需要大量具体的数据，需要对握力进行记录，手部肌肉复健也要参照相似人群握力平均值进行比较，调整复健治疗过程和了解复健效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为解决现有握力器的一些不足，通过把常规握力器的形状改变为球型握力器来达到更加贴合手指抓握物体的这一过程。同时，通过开发了相应的Labview专用计算机来方便监测和存储握力值以及可以调出以往数据进行对比，而提供握力手柄。

为达到上述目的，本实用新型采用以下系统方案：

握力手柄，它包括：连接线（21）、海绵球柄套（22）、橡胶球柄（23）、绝缘橡胶层（25）、HX711AD模块（26）、压力传感器模块（27）；贴合人体手指的海绵球柄套（22）设在橡胶球柄（23）表面；橡胶球柄（23）中还设有金属骨架（24），用于上、下橡胶球柄（23）的支撑及压力传感器模块（27）的固定； HX711AD模块固定于其中一侧的绝缘橡胶层（25）上。

一种握力测量综合系统，包括：握力数据存储分析端、握力数据查看端、握力数据采集端；其特征是：握力数据存储分析端是通过串口线与握力数据采集端连接的一台专用计算机；握力数据查看端是任意一台安装有专用APP软件的移动终端设备；握力数据采集端，包括：握力采集器、握力手柄，握力采集器与握力手柄通过专用线缆连接，所述的握力采集器分别设有：电源变压单元、控制单元、中央处理单元、握力手柄接口、状态指示灯，串口信号单元，所述的中央处理单元分别与电源变压单元、控制单元、握力手柄、状态指示灯单元，串口信号单元连接；

所述的电源变压单元，采用降压IC芯片电路，将接入电源进行降压、稳压，将电源分配到其他所需部件上；

所述的控制单元是集开关控制电路、复位电路、暂停电路的单元，与中央处理单元连接，控制单元分别设有：电源开关按键1、复位按键2、暂停按键3；按键1用于握力采集器上电与掉电，按键2用于握力采集器复位，按键3用于握力采集器采集数据开启与暂停；

所述的中央处理单元是整个系统的核心单元电路，采用的是STM32F103ZET6型号的单片机。

所述的状态指示灯分别设有：采集端工作电源指示灯1；握力手柄数据采集状态指示灯2；采集端工作状态指示灯3；当采集端通电，设备处于打开状态时，指示灯1亮起，当处于关闭状态时指示灯1熄灭；当处于正在采集数据状态时，指示灯2呈闪烁光亮状态，当没有采集数据时，指示灯2呈常灭状态；采集端处在工作状态时指示灯3常亮，采集端处于暂停状态时灯3灭；

所述的串口信号单元通过串口线与专用计算机连接，串口信号单元中还设有通信扩展接口，通信扩展接口连接到网络传输单元，通过串口信号单元或通过网络传输单元连接专用计算机；

所述的STM32单片机通过内部自带ADC来采集握力手柄上HX711AD模块所转化的电压值；再将握力手柄采集到的握力值通过STM32单片机一定的算法在中计算出后，传输到串口信号单元，将采集到的数据上传至专用计算机中；通过计算机监测界面，显示握力值波形数据，通过计算机界面的回放功能，进行握力值波形数据对比，可为肌肉复健、假肢握力测试提供参考数据；

所述的移动终端设备专用APP软件，通过软件查看握力数据采集端的测试数据。

本发明公开一种握力测量综合系统，包括：握力数据统计分析端、握力数据采集端；所述的握力数据统计分析端是通过串口线与握力数据采集端连接的一台专用计算机，用专用的程序Labview虚拟仪器软件系统完成对数据采集端的数据记录和分析统计；

握力数据采集端的中央处理器是一种STM32单片机，握力数据采集端还包括：电源变压单元、控制单元、中央处理单元、握力手柄、状态指示灯，串口信号单元；按键1握力采集器上电与掉电，按键2用于握力采集器复位，按键3用于握力采集器采集数据开启与暂停；

专用计算机显示界面系统是由Labview虚拟仪器设计的专用显示界面；通过专用计算机保存和记录握力值数据，通过计算机监测界面，显示握力值波形数据，通过计算机界面的回放功能，进行握力值波形数据对比。

附图说明

图1是本实用新型握力测量综合系统的连接构架示意图；

图2是本实用新型握力测量综合系统的握力手柄结构截面示意图；

图3是本实用新型握力测量综合系统的界面系统原理图。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2所示，一种握力测量综合系统，包括：握力数据存储分析端、握力数据采集端。

所述的握力数据存储分析端是通过串口线与握力数据采集端连接的一台专用计算机，用专用的程序完成对数据采集端的数据记录、保存和分析统计。

所述的握力数据采集端，包括：握力采集器、握力手柄；

所述的握力采集器分别设有：电源变压单元、控制单元、中央处理单元、握力手柄接口、状态指示灯，串口信号单元；

所述的电源变压单元，采用LM25XX系列降压IC芯片电路，将接入电源进行降压、稳压，将电源分配到其他所需部件上；

所述的控制单元是集开关控制电路、复位电路、暂停电路的单元，与中央处理单元连接，控制单元分别设有：电源开关按键1、复位按键2、暂停按键3；按键1用于握力采集器上电与掉电，按键2用于握力采集器复位，按键3用于握力采集器采集数据开启与暂停；

所述的中央处理单元是一种以STM32单片机为核心的处理器，是整个系统的核心单元，采用的是STM32F103ZET6型号的单片机，以满足采集数据的精确度；STM32单片机分别与电源变压单元、控制单元、握力手柄接口、状态指示灯单元，串口信号单元连接；

所述的握力手柄，包括：连接线（21）、海绵球柄套（22）、橡胶球柄（23）、绝缘橡胶层（25）、HX711AD模块（26）、压力传感器模块（27）；贴合人体手指的海绵球柄套（22）设在橡胶球柄（23）表面，通过连接线（21）与握力采集器的连接；

所述的橡胶球柄（23）中还设有金属骨架（24），用于上、下橡胶球柄的支撑及压力传感器模块（27）的固定； HX711AD模块（26）与压力传感器模块（27）连接，HX711AD模块（26）固定于其中一侧的绝缘橡胶层（25）上；

所述的状态指示灯分别设有：采集端工作电源指示灯1；握力手柄数据采集状态指示灯2；采集端工作状态指示灯3；当采集端通电，设备处于打开状态时，指示灯1亮起，当处于关闭状态时指示灯1熄灭；当处于正在采集数据状态时，指示灯2呈闪烁光亮状态，当没有采集数据时，指示灯2呈常灭状态；采集端处在工作状态时指示灯3常亮，采集端处于暂停状态时灯3灭。

所述的串口信号单元通过串口线与专用计算机连接，将采集到的数据上传至专用计算机中；串口信号单元中还设有通信扩展接口。

实施例2

如图1、图2所示与实施例1所述，一种握力测量综合系统，包括：握力数据查看端、握力数据采集端。

所述的握力数据查看端是任意一台安装有专用APP软件的移动终端设备，握力数据采集端通过串口线连接到网络传输单元；

所述的握力数据采集端，包括：握力采集器、握力手柄；

所述的握力采集器分别设有：电源变压单元、控制单元、中央处理单元、握力手柄、状态指示灯，串口信号单元；

所述的串口信号单元中还设有通信扩展接口，通信扩展接口连接网络传输单元；

所述的网络传输单元通过无线传输方式将采集数据传输到移动终端设备，无线传输方式有蓝牙、WIFI模式两种，根据需要选择连接方式，当串口信号单元无法通过串口线连接时，在计算机上加装蓝牙适配器，用无线蓝牙传输方式与握力采集器连接；

所述的移动终端设备专用APP软件，通过软件查看握力数据采集端的测试数据。

工作原理：

如图3所示的握力测量综合系统的界面系统原理图，所述握力采集器中的STM32单片机通过内部自带ADC来采集握力手柄上HX711AD模块所转化的电压值；再将握力手柄采集到的握力值通过STM32单片机一定的算法在中计算出后，传输到串口信号单元，通过串口信号单元传到专用计算机上；专用计算机程序界面系统由握力检测界面和握力值回放对比界面组成，其界面是由Labview虚拟仪器设计的，主要的功能是以一种图形界面显示采集到的握力值，能够直观地观察和更方便地保存通过握力采集器采集到的数据；

通过专用计算机保存和记录握力值数据，通过计算机监测界面，显示握力值波形数据，通过计算机界面的回放功能，进行握力值波形数据对比；

手部肌肉复健的患者测试后，对比历史测试记录数据，使医生更好的调整需要手部肌肉复健的患者的康复治疗方式；握力数据采集端还可提供对假肢、智能假肢进行握力调试数据，以便其调整到更适宜的所需握力。