肌肉张力测试手柄

技术领域

本发明涉及皮肤肌肉张力测量装置，具体地，涉及一种肌肉张力测试手柄。

背景技术

肌肉是人体的重要组成部分，人的各项生理活动都需要肌肉的参与来实现，肌肉的损伤或疾病会严重影响人的正常生活。肌肉张力异常是许多神经、肌肉疾病的常见表现，肌肉张力评价对于制定治疗计划、评价治疗效果至关重要。

肌肉张力是指被活动肢体或按压肌肉时所感觉到的阻力，这种阻力的产生来自于组织的物理特性，肌肉或结缔组织内部的弹性，反射性肌肉收缩等。神经-肌肉反射弧上的病变、肌腱的挛缩、关节的强硬等都会影响肌肉张力的检查结果，肌张力的检测应在温暖的环境和舒适的体位下进行，让被测试者尽量放松。

临床最常用的肌肉张力评价方法是改良Ashworth量表，此方法虽简便易行，但结果受测试者主观影响较大。等速运动测试仪法可以客观、定量地评定痉挛，但由于操作复杂和设备庞大，未能在临床广泛应用。手法肌肉张力评定是根据对被测肌肉的拿捏，凭借自身的经验和判断力，感受肌肉的张紧程度，这种方法同样受测试者的主观影响较大，且没有统一的标准。

随着技术进步，逐步出现了一些新的检测肌张力的装置，例如名为“一种肌张力测量仪”(公告号CN 203776916 U)、“一种上肢肌张力测量装置”(公告号CN 104622848 A)、“一种肌张力检测设备及系统”(公告号CN 204147049 U)、一种肌张力测量装置(公告号CN202426537 U)、“肌张力检测分析设备及检测方法”(公告号CN 1077026 A)、“足部肌张力定量检测仪”(公告号CN 201710367 U)、一种皮肤肌张力测量装置(公告号CN 102125436 A)、一种肌张力障碍检测仪(公告号CN 106974664 A)等示出的检测技术，这些测量装置及方法的出现，虽然提高了肌张力检测的准确度，降低了检测结果的主观性，但包括上述公开技术在内的现有技术，存在一些诸多不足。例如，“一种上肢肌张力测量装置”、“足部肌张力定量检测仪”和“一种肌张力检测设备及系统”存在只能测量四肢或足部等特殊部位，测量精度不足、操作十分复杂，应用十分不便；“一种肌张力测量仪”、“一种肌张力测量装置”、“肌张力检测分析设备及检测方法”虽然有所改进，但测量装置比较复杂，成本较高，且对测量人员要求较高，有待改进。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种肌肉张力测试手柄，该肌肉张力测试手柄的结构简单，结果精度高，操作简便。

本发明提供的一种肌肉张力测试手柄，包括主体外壳、位移检测元件、压力形变元件、皮肤接触元件以及基座元件。位移检测元件设置在所述主体外壳内。压力形变元件连接在所述位移检测元件的上端。皮肤接触元件连接在所述位移检测元件的下端。基座元件连接在所述主体外壳的下端。其中，在一预定按压力作用时，所述压力形变元件在所述主体外壳的轴向方向上相对所述位移检测元件具有形变量，所述皮肤接触元件将所述预定压力输出到肌肉皮肤表面，且在所述主体外壳的轴向方向上所述位移检测元件相对所述基座元件具有相对位移量；所述位移检测元件具有检测所述形变量和所述相对位移量并将所述形变量和所述相对位移量转化为电压信号输出的电路模块。

示例性地，所述位移检测元件包括安装柱，所述安装柱具有上安装面、下安装面，前安装面、后安装面、左安装面以及右安装面，所述电路模块包括第一信号处理板、第二信号处理板、第一传感器、第二传感器、发光条和光信号接收片，所述第一传感器和所述第二传感器分别设置在所述上安装面上和所述下安装面上，所述第一信号处理板和所述第二信号处理板分别设置在所述前安装面上和所述后安装面上，所述发光条和所述光信号接收片分别设置在所述左安装面上和所述右安装面上。

示例性地，所述安装柱上具有从所述安装柱的下安装面向上延伸的轴向限位槽，所述主体外壳上具有与所述轴向限位槽相对应的横向贯孔，所述横向贯孔与所述轴线限位槽之间通过限位销连接。

示例性地，所述安装柱上设置有第一容置轨道和第二容置轨道，所述第一容置轨道从所述上安装面沿所述安装柱的中轴线向下延伸，所述第二容置轨道从所述下安装面沿所述安装柱的中轴线向上延伸，且所述第一容置轨道和所述第二容置轨道的同轴度公差不大于0.03mm。

示例性地，所述压力形变元件包括：

上壳体，所述上壳体固定连接在所述主体外壳的上端；

圆柱杆，所述圆柱杆的一端连接在所述上壳体上，另一端与所述第一容置轨道滑动连接；以及

测力弹簧，所述测力弹簧设置在所述上壳体与所述安装柱之间且绕设在所述圆柱杆上。

示例性地，还包括压力传递元件，所述皮肤接触元件通过所述压力传递元件连接在所述位移检测元件的下端。

示例性地，所述压力传递元件为空心套杆，所述空心套杆的杆壁上开设有导向槽，所述导向槽从所述空心套杆的上端向下延伸。

示例性地，所述基座元件包括：

基座，所述基座上具有供所述皮肤接触元件穿过的通孔；

套筒，所述套筒与所述基座固定连接，且所述套筒套设在所述空心套杆外；以及

限位杆，一端与所述套筒固定连接，另一端与所述第二容置轨道滑动连接；

其中，所述限位杆的与所述套筒连接的一端上还连接有横杆，所述横杆的两端位于所述导向槽内。

示例性地，所述空心套杆内设置有复位弹簧，所述复位弹簧一端与所述横杆连接、另一端与所述皮肤接触元件连接。

示例性地，所述皮肤接触元件包括：

圆形皮肤接触体，所述圆形皮肤接触体具有皮肤接触面和与所述皮肤接触面相对的连接面；以及

弹簧挂柱，所述弹簧挂柱凸出设置在所述连接面上；

其中，所述复位弹簧为拉簧，所述拉簧的一端挂设在所述弹簧挂柱上。

本发明的肌肉张力测试手柄，通过设置在主体外壳内的位移检测元件同时采集与按压力、位移相关的动态位移差，不受主体外壳及基座元件的影响，测量精度高，且结构简单、操作方便。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是根据本发明实施例的肌肉张力测试手柄的立体图；

图2是图1所示的肌肉张力测试手柄的分解图；

图3是图1所示的肌肉张力测试手柄的俯视图；

图4是图3中的A-A剖视图；

图5是图3的B-B剖视图；

图6是根据本发明实施例的肌肉张力测试手柄的位移检测元件的电路模块的结构框图。

其中，附图标记为

100-肌肉张力测试手柄

110-主体外壳

111-横向贯孔

112-限位销

113-信号线出孔

120-位移检测元件

121-安装柱

1201-定位台阶

1202-螺纹连接部

1211-限位槽

1212-第一容置轨道

1213-第二容置轨道

1214-上安装面

1215-下安装面

1216-前安装面

1217-后安装面

1218-左安装面

1219-右安装面

122-电路模块

1221-第一信号处理板

1222-第二信号处理板

1223-第一传感器

1224-第二传感器

1225-发光条

1226-光信号接收片

130-压力形变元件

131-上壳体

1311-安装孔

1312-连接螺钉

132-圆柱杆

133-测力弹簧

140-皮肤接触元件

141-圆形皮肤接触体

1411-皮肤接触面

1412-连接面

142-弹簧挂柱

150-基座元件

151-基座

1511-通孔

152-套筒

153-限位杆

154-横杆

160-压力传递元件

161-导向槽

162-连接螺纹段

170-复位弹簧

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

如图1至图6所示，本发明的肌肉张力测试手柄100，包括主体外壳110、位移检测元件120、压力形变元件130、皮肤接触元件140以及基座元件150。位移检测元件120设置在主体外壳110内。压力形变元件130连接在位移检测元件120的上端。皮肤接触元件140连接在位移检测元件120的下端。基座元件150连接在主体外壳110的下端。其中，在一预定按压力作用时，压力形变元件130在主体外壳110的轴向方向上相对位移检测元件120具有形变量，皮肤接触元件140将所述预定压力输出到肌肉皮肤表面，且在主体外壳110的轴向方向上位移检测元件120相对基座元件150具有相对位移量；位移检测元件120具有检测所述形变量和所述相对位移量并将所述形变量和所述相对位移量转化为电压信号输出的电路模块122。

本发明在使用时，使用者手握主体外壳110并往下垂直向肌肉缓慢施加一定的按压力，这个过程中，皮肤接触元件140往肌肉的方向压入，位移检测元件120检测给肌肉施加的按压力同时测量肌肉在压力作用下产生的位移值，且按压力及位移值是通过位移检测元件采集与按压力、位移值相关的动态位移差转化为电压信号输出的，其不受主体外壳110及基座元件150的影响，测量精度高，且结构简单、操作方便。

主体外壳110主要用于容置位移检测元件120，为了容置位移检测元件120，主体外壳110具有容置空腔，且主体外壳110的壳体壁上设置有信号线出孔113，以供位移检测元件120的信号线穿出。

具体地，结合参阅图2和图6，位移检测元件120包括安装柱121，安装柱121具有上安装面1214、下安装面1215，前安装面1216、后安装面1217、左安装面1218以及右安装面1219，电路模块122包括第一信号处理板1221、第二信号处理板1222、第一传感器1223、第二传感器1224、发光条1225和光信号接收片1226，第一传感器1223和第二传感器1224分别设置在上安装面1214上和下安装面1215上，第一信号处理板1221和第二信号处理板1222分别设置在前安装面1216上和后安装面1217上，发光条1225和光信号接收片1226分别设置在左安装面1218上和右安装面1219上。发光条1225用来提供光源，光信号接收片1226接收发光条1225发出的光信号，第一传感器1223和第二传感器1224可以采用PSD位置传感器，第一信号处理板1221、第二信号处理板1222分别对第一传感器1223和第二传感器1224进行流压转换、放大、计算、输出。应当能理解地，电路模块122还具有信号线(图中未示出)，以将第一信号处理板1221、第二信号处理板1222处理后的电压信号输出。

需要说明的是，在未示出的实施例中，第一信号处理板1221、第二信号处理板1222、第一传感器1223、第二传感器1224、发光条1225和光信号接收片1226的安装方式并不局限于此，只要是安装在安装柱121上，且能达到采集与按压力、位移值相关的动态位移差即可。

本发明的实施例中，安装柱121上具有从安装柱121的下安装面向上延伸的轴向限位槽1211，主体外壳110上具有与轴向限位槽1211相对应的横向贯孔111，横向贯孔111与轴线限位槽1211之间通过限位销112连接。基于限位销112与轴向限位槽1211的配合，安装柱121与主体外壳110之间在周向上不能相对转动，但可以具有相对的轴向移动。

本发明的实施例中，安装柱121上还设置有第一容置轨道1212和第二容置轨道1213，第一容置轨道1212从上安装面1214沿安装柱121的中轴线向下延伸，第二容置轨道1213从下安装面1215沿安装柱121的中轴线向上延伸，且第一容置轨道1212和第二容置轨道1213的同轴度公差不大于0.03mm。容易想到的，要达到容置目的，第一容置轨道1212和第二容置轨道1213不能贯通。

本发明的实施例中，压力形变元件130包括上壳体131、圆柱杆132以及测力弹簧133。上壳体131固定连接在主体外壳110的上端，具体地，上壳体131上具有安装孔1311，连接螺钉1312穿过安装孔1311固定在主体外壳110上，也就是说，上壳体131通过连接螺钉1312与主体外壳110固定连接。圆柱杆132的一端连接在上壳体131上，另一端与第一容置轨道1312滑动连接，圆柱杆132与第一容置轨道1312之间可以形成间隙配合，以便圆柱杆132能在第一容置轨道1312轴向滑动。测力弹簧133设置在上壳体131与安装柱121之间且绕设在圆柱杆132上，具体地，安装柱121上具有定位台阶1201，测力弹簧133为压簧，压簧设置在上壳体131的下端面与定位台阶1201之间，这样，测力弹簧133的上端能随着圆柱杆132做轴向移动，且测力弹簧133在径向的移动量几乎可以忽略。

本发明的实施例中，皮肤接触元件140通过压力传递元件160连接在位移检测元件120的下端。具体地，压力传递元件160为空心套杆，空心套杆与安装柱121固定连接在一起，为了实现空心套与安装柱121之间的固定连接，空心套杆具有连接螺纹段162，安装柱121的下端具有螺纹连接部1202，连接螺纹段162与螺纹连接部1202螺纹连接在一起；空心套杆的杆壁上还开设有导向槽161，导向槽161从空心套杆的上端向下延伸。压力传递元件160的作用不仅仅是将按压力传递给皮肤接触元件140，还为位移检测元件120与基座元件150之间的相对移动提供限位。

本发明的实施例中，基座元件150包括基座151、套筒152以及限位杆153。基座151上具有供皮肤接触元件140穿过的通孔1511，套筒152与基座151固定连接，且套筒152套设在空心套杆外，限位杆153的一端与套筒152通过连接螺钉固定连接，另一端与第二容置轨道1213滑动连接，具体地，主体外壳110套设在套筒152外，相对套筒152能够上下滑动；限位杆153的与套筒152连接的一端上可以连接有横杆154，横杆154的两端位于导向槽161内，通过连接螺钉将横杆154与套筒152固定连接，限位杆153的远离横杆154的一端与第二容置轨道1213形成间隙配合，以便在预定按压力作用时，安装柱121随主体外壳110轴向向下移动，限位杆153与安装柱121发生相对位移变化。示例性地，基座151可以采用树脂玻璃环，树脂玻璃环可以与套筒152通过过盈配合方式固定在一起。

本发明的实施例中，空心套杆内设置有复位弹簧170，复位弹簧170一端与横杆154连接、另一端与皮肤接触元件140连接。

本发明的实施例中，皮肤接触元件140包括圆形皮肤接触体141以及弹簧挂柱142，圆形皮肤接触体141具有皮肤接触面1411和与皮肤接触面1411相对的连接面1412；弹簧挂柱142凸出设置在连接面1412上。复位弹簧170为拉簧，拉簧170的一端挂设在弹簧挂柱142上，另一端挂设在横杆154上。在预定按压力作用时，安装柱121轴向向下移动，带动压力传递元件160进而带动皮肤接触元件140，使圆形皮肤接触体141往肌肉的方向压入，由于圆形皮肤接触体141的设置，圆形皮肤接触体141与皮肤形成面接触，相对形成点接触的测量头而言，受皮肤表面状态影响较小，更能保证测量面的应力一致性，提高测量精度。

本发明在使用时，使用者手握主体外壳110并往下垂直向肌肉缓慢施加一定的按压力，这个过程中，安装柱121轴向向下移动，带动压力传递元件160进而带动皮肤接触元件140，使圆形皮肤接触体141往肌肉的方向压入，同时将施加的这个按压力通过压力传递元件160和安装柱121传递给测力弹簧133，这时，电路模块122的其中一信号处理板和一传感器(如第一传感器1223和第一信号处理板1221)感测圆柱杆132与安装柱121之间发生的相对位移变化(该相对位移变化对应测力弹簧133的变形量，通过测力弹簧133的变形量可得到测量弹簧133承受的压力值，即后文中的“力-位移”中的“力”)并转化为电压信号输出，以便后续元件(后续元件本申请中暂不做介绍)将实时的电压模拟信号转换为数字信号并根据事先标定好的数据范围截取此次测量的有效电压信号数据；与此同时，基座151仍固定在皮肤表面上维持不动，使得套筒152和限位杆153与安装柱121之间产生一个轴向的相对移动，电路模块122的其中一信号处理板和一传感器(如第二传感器1224和第二信号处理板1222)感测限位杆153与安装柱121之间发生的相对位移变化(该相对位移变化可得到后文中的“力-位移”中的“位移”)并转化为电压信号输出，以便后续元件将实时的电压模拟信号转换为数字信号并根据事先标定好的数据范围截取此次测量的有效电压信号数据；后续元件将采集到的肌肉的“力-位移”信号处理后，通过串口通讯传输给PC电脑，经内置软件处理后生成肌肉的“力-位移”曲线及相关数据文档。当一次数据测试完成后，将肌肉张力测试手柄100轻轻拿起，皮肤接触元件140离开皮肤表面，基座151、套筒152以及限位杆153在重力以及复位弹簧170的作用下回复到初始状态，导向槽161在回复过程中能起导向和限位作用。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“上、下”、“前、后”和“左、右”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词在并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。