测痛仪

1.本发明属于疼痛测试领域，尤其是涉及一种测痛仪。


背景技术：

2.疼痛作为人体的五大生命体征之一，对人体具有保护和发出预警的信号的功能。但疼痛也会给人带来困扰，尤其是长期的慢性疼痛。在临床中，疼痛敏感性的异常，痛觉阈值的增高或降低往往对诊断治疗以及疗效起到一个指导作用。随着定量感觉检测技术的发展，痛觉被量化表达，且可采用测痛仪进行测量。目前市场中已有多种款式的测痛仪，并在临床中进行了广泛的应用，对病人进行检测评估。
3.假肢、矫形器及其他康复辅具的临床使用过程中，因肢体与辅具间的反复摩擦引起的疼痛往往也是导致辅具使用率大幅度降低，依从性差的原因之一。此外在日常生活中因活动发生反复摩擦引起的疼痛也随处可见。目前临床中的测痛仪多为手持便携式测痛仪，仅有可测量正压力下的痛觉阈值，对摩擦等因素引起的疼痛阈值无法测量，不利于医生进一步了解患者的病情，不利于充分发挥辅具的作用，不利于患者最佳治疗方案的确定。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中提出的技术问题，本发明提供了一种测痛仪，该测痛仪能够评估测试在反复摩擦情况下的疼痛情况。
5.本发明提供了一种测痛仪，该测痛仪包括：
6.活动臂，包括多根依次活动连接的臂节；
7.执行模块，安装于活动臂的尾臂节的末端上并包括传动机构、与传动机构相连的探头以及与传动机构驱动连接的驱动单元，驱动单元用于驱动传动机构带动探头线性往复移动；
8.力检测模块，安装于执行模块上并用于检测探头所承受作用力；
9.控制模块，分别与驱动单元以及力检测模块连接，控制模块用于控制探头的往复移动频率并获取力检测模块的检测数据。
10.可选地，执行模块还包括安装于尾臂节的末端上的壳体，传动机构设置于壳体的内腔，驱动单元安装于壳体的外周壁上。
11.可选地，传动机构为曲柄滑块机构并包括：
12.曲柄，与驱动单元驱动连接；
13.滑轨，安装于壳体的内周壁上；
14.滑块，与滑轨滑移连接；以及
15.连杆，两端分别与曲柄以及滑块枢转连接；
16.其中，探头的顶端安装于滑块上，探头的底端朝下伸出至壳体外，壳体为曲柄滑块机构的机架。
17.可选地，力检测模块包括安装于滑块的内壁并贴合滑轨的薄膜力传感器。
18.可选地，薄膜力传感器包括沿探头的长度方向布置的第一薄膜力传感器以及沿滑轨的长度方向布置的第二薄膜力传感器。
19.可选地，活动臂还包括底座，臂节还包括：
20.首臂节，从底座朝上伸出且包括外套筒以及能够伸缩地插接于外套筒内的伸缩杆；以及
21.中间枢转臂节组，包括第一枢转臂节以及第二枢转臂节，第一枢转臂节的首端与伸缩杆枢转连接，第一枢转臂节的尾端与第二枢转臂节的首端枢转连接，第二枢转臂节的尾端安装有朝下延伸布置的尾臂节。
22.可选地，第一枢转臂节的首端与伸缩杆的枢转连接处以及第一枢转臂节的尾端与第二枢转臂节的首端的枢转连接处均设有电磁锁，电磁锁与控制模块连接。
23.可选地，外套筒一体设置在底座上，首臂节还包括锁止结构，锁止结构用于锁止伸缩杆以控制伸缩杆相对外套筒的伸出长度。
24.可选地，尾臂节为与控制模块连接的电动推杆。
25.可选地，壳体与尾臂节的末端之间设有变位机，变位机与控制模块连接以用于调节壳体的方位。
26.在本发明提供的测痛仪中，通过调节活动臂中各臂节的姿态，即可调整尾臂节的位置，相应地即可将执行模块调节至被测试人员的需测试部位。通过控制模块能够控制驱动单元作业，驱动单元能够驱动传动机构动作，从而使得探头在测试部位往复运动。因此，通过控制模块控制驱动单元的作业工况即可调节探头的往复移动频率，同时，力检测模块能够检测探头在往复移动过程中对的摩擦力，并反馈摩擦力数据给控制模块，如此即可通过控制模块获取反复摩擦引起的摩擦力数据。进一步，通过被测试人员的反馈的疼痛情况，即可确定不同疼痛等级所对应的摩擦力大小以及反复摩擦频率，如此便于医生了解患者的病情。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为根据本发明其中一个实施例提供的测痛仪的示意图；
29.图2为图1中的测痛仪的执行模块的放大图；
30.图3为根据本发明其中一个实施例提供的测痛仪的控制框图。
31.附图标记
32.10、活动臂；11、尾臂节；12、底座；13、首臂节；131、外套筒；132、伸缩杆；14、第一枢转臂节；15、第二枢转臂节；16、电磁锁
33.20、执行模块；21、探头；22、传动机构；221、曲柄；222、滑轨；223、滑块；224、连杆；23、驱动单元；24、壳体；
34.30、控制模块；40、变位机；50、力检测模块。
具体实施方式
35.为了使本发明的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本发明。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。
36.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
38.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.针对现有技术所提出的技术问题，本发明旨在提供一种测痛仪，该测痛仪能够评估测试在反复摩擦情况下的疼痛情况，便于医生进一步了解患者的病情。
41.图1为根据本发明其中一个实施例提供的测痛仪的示意图。图2为图1中的测痛仪的执行模块的放大图。图3为根据本发明其中一个实施例提供的测痛仪的控制框图。如图1至图3所示，本发明提供了一种测痛仪，该测痛仪包括活动臂10、执行模块20、力检测模块50以及控制模块30。活动臂10包括多根依次相连的臂节。执行模块20安装于活动臂10的尾臂节11的末端上并包括传动机构22、与传动机构相连的探头21以及与传动机构22驱动连接的驱动单元23，驱动单元23用于驱动传动机构22带动探头21线性往复移动。力检测模块50安装于执行模块20上并用于检测探头21所承受作用力。控制模块30分别与驱动单元23以及力检测模块50连接，控制模块30用于控制探头21的往复移动频率并获取力检测模块50的检测数据。
42.具体地，通过调节活动臂10中各臂节的姿态，即可调整尾臂节11的位置，相应地即可将执行模块20调节至被测试人员的需测试部位。通过控制模块30能够控制驱动单元23作业，驱动单元23能够驱动传动机构22动作，从而使得探头21在测试部位往复运动。因此，通过控制模块30控制驱动单元23的作业工况即可调节探头21的往复移动频率，同时，力检测模块50能够检测探头21在往复移动过程中对的摩擦力，并反馈摩擦力数据给控制模块30，
如此即可通过控制模块30获取反复摩擦引起的摩擦力数据。进一步，通过被测试人员的反馈的疼痛情况，即可确定不同疼痛等级所对应的摩擦力大小以及反复摩擦频率，如此便于医生了解患者的病情。
43.需要说明的是，控制模块30与力检测模块50以及驱动单元23之间为信号连接，即控制模块30能够发送控制信号给驱动单元23以控制其作业工况，控制模块30能够获取力检测模块50发送的电信号。另外，控制模块30可以包括但不限于：通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(dsp)、多个微处理器、与dsp核心关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、单片机、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)电路、其他任何类型的集成电路(ic)以及状态机等。
44.在本实施例中，驱动单元23优选采用电机，通过电机与传动机构22配合驱动探头21往复线性移动。更优选地，驱动单元23为伺服电机，由于伺服电机的转速过快，因此，更进一步地，驱动单元23为伺服电机与减速机的组合。当然，驱动单元23并不局限于此，还可包括例如油缸、气缸等。
45.进一步地，执行模块20还包括安装于尾臂节11的末端上的壳体24，传动机构22设置于壳体24的内腔，驱动单元23安装于壳体24的外周壁上。
46.具体地，传动机构22需要往复动作，通过壳体24能够保护安装壳体24内的传动机构22，降低传动机构22发生故障的风险。当然，为了避免壳体24的体积过大，驱动单元23优选安装在壳体24外。
47.在一种可选的实施例中，传动机构22为滚珠丝杆传动机构，本领域技术人员可以理解，滚珠丝杆传动结构包括丝杆以及活动连接在丝杆上的丝杆螺母，丝杆螺母能够沿丝杆的轴向往复移动。驱动单元23为伺服电机并通过联轴器与丝杆驱动连接，探头21的顶端固定安装在丝杆螺母上，通过伺服电机与滚珠丝杆传动机构的组合实现将探头21往复线性移动。
48.在另一种可选的实施例中，传动机构22为曲柄滑块机构并包括曲柄221、滑轨222、滑块223以及连杆224。曲柄221与驱动单元23驱动连接；滑轨222安装于壳体24的内周壁上；滑块223与滑轨222滑移连接；连杆224两端分别与曲柄221以及滑块223枢转连接。
49.其中，探头21的顶端安装于滑块223上，探头21的底端朝下伸出至壳体24外，壳体24为曲柄滑块机构的机架。
50.具体地，驱动单元23驱动曲柄221转动，从而带动连杆224活动，进而带动滑块223在滑轨222上线性往复移动。如图2所示，在图示实施例中，驱动单元23为电机，曲柄221的一端与电机的输出轴相连，电机驱动曲柄221转动。
51.需要说明的是，由于曲柄滑块传动机构具有慢送急回的特点，因此，安装在滑块223上的探头21在一个运动行程中也具备慢送急回的特点，更贴合实际反复摩擦情况，因此，传动机构22优选采用曲柄滑块传动机构。相比较采用滚珠丝杆传动机构，不须在控制模块30内额外设置相应地速度控制单元以使得探头21在一个行程内具备不同的移速。
52.在本发明的实施例中，力检测模块50包括安装于滑块223的内壁并贴合滑轨222的薄膜力传感器。
53.具体地，探头21的底端压接在测试部位并在测试部位上往复移动的过程中，探头21上的作用力传递给滑块223并作用于滑轨222上，从而引起设置在滑轨222与滑块223之间
的薄膜力传感器发生变化，如此以达到监控探头21上的作用力的目的。
54.在一种可选的实施例中，薄膜力传感器为二维力传感器，探头21的底端作用于测试部位的压力方向为探头21的长度方向，探头21在运动过程中产生的摩擦力的方向为沿滑轨222的长度方向。该二维力传感器用于检测沿探头21的长度方向以及沿滑轨222的长度方向的作用力，换言之，通过该二维力传感器即可同时检测作用于探头21上的压力以及摩擦力。
55.在另一种可选的实施例中，薄膜力传感器包括沿探头21的长度方向布置的第一薄膜力传感器以及沿滑轨222的长度方向布置的第二薄膜力传感器。
56.具体地，第一薄膜力传感器以及第二薄膜力传感器均为一维力传感器，第一薄膜力传感器用于检测作用于探头21上的压力，第二薄膜力传感器用于检测作用于探头21上的摩擦力，换言之，在该实施例中，通过两种安装位置不同的薄膜力传感器实现分开检测探头21上的作用力。相比较采用二维力传感器的技术方案，该方案对安装位置的要求更为灵活，更易保证检测数据的准确性。
57.当然，在一些可选的实施例中，可将力检测模块50集成于探头21上，也能实现检测探头21上的作用力。可以理解的，探头21的底端面积对进行测试具有一定的影响且要与不同的被测试人员接触，因此，在该测痛仪中，探头21可为耗材，如果将力检测模块50集成于探头21上，极大地提高了该测痛仪的使用成本。
58.在本发明的实施例中，活动臂10还包括底座12，臂节还包括首臂节13以及中间枢转臂节组。首臂节13从底座12朝上伸出且包括外套筒131以及能够伸缩地插接于外套筒131内的伸缩杆132。中间枢转臂节组包括第一枢转臂节14以及第二枢转臂节15，第一枢转臂节14的首端与伸缩杆132枢转连接，第一枢转臂节14的尾端与第二枢转臂节15的首端枢转连接，第二枢转臂节15的尾端安装有朝下延伸布置的尾臂节11。
59.具体地，该活动臂10主要由4个活动连接臂节构成，其中首臂节13包括外套筒131以及伸缩杆132，通过调节伸缩杆132的伸出长度即可调节尾臂节11的高度位置，即执行模块20高度，通过控制执行模块20的高度即可调节探头21作用在测试部位的压力。中间枢转臂节组能够相对首臂节13枢转，其中，第一枢转臂节14以及第二枢转臂节15能够相互枢转，从而改变执行模块20的水平位置，如此即可将执行模块20移动至测试部位的上方。
60.进一步地，外套筒131一体设置在底座12上，首臂节13还包括锁止结构，锁止结构用于锁止伸缩杆132以控制伸缩杆132相对外套筒131的伸出长度。
61.具体地，外套筒131以及伸缩杆132是分体式结构，外套筒131一体设置(例如焊接)在底座12上，通过锁止结构控制伸缩杆132的伸出长度。
62.在一种可选的实施例中，锁止结构为插销与插销孔的配合结构，具体地，在外套筒131上设有沿上下方向布置的销孔排，销孔排包括多个间隔布置的销孔，在伸缩杆132设有与销孔排对位设置的对位销孔，通孔销孔排、对位销孔以及插销的配合实现高度调整。
63.在另一种可选的实施例中，锁止结构为设置在外套筒131的顶端的可调节松紧的管箍，通过调节管箍的松紧从而控制伸缩杆132的伸出长度。相比较采用插销与插销孔的配合结构，采用管箍的锁止结构能线性控制伸缩杆132的伸出长度。
64.需要说明的是，首臂节13并不局限于上述实施例，例如还可包括例如油缸、电动缸、电动推杆等。
65.进一步地，尾臂节11为控制模块30连接的电动推杆。具体地，在首臂节13为手动调节的情况下，通过首臂节13难以控制探头21作用在测试部位上的作用力。因此，在本实施例中，首臂节13优选为电动推杆，通过控制模块30即可控制电动推杆的伸出长度，从而精准控制探头21在测试部位的作用力大小。当然，尾臂节11并不局限于电动推杆，还可包括例如电动缸。
66.在本发明的实施例中，第一枢转臂节14的首端与伸缩杆132的枢转连接处以及第一枢转臂节14的尾端与第二枢转臂节15的首端的枢转连接处均设有电磁锁16，电磁锁16与控制模块30连接。
67.具体地，将执行模块20移动至测试部位后，保证执行模块20的水平位置不易发生改变，在本实施例中，在枢转关节处设置电磁锁16，通过电磁锁16锁止枢转关节，从而改变中间枢转臂节组的状态。需要说明的是，两个电磁锁16均在得电状态下，第一枢转臂节14以及第二枢转臂节15均不能活动，中间枢转臂节组为锁止状态。两个电磁锁16中的一者处于断电状态下，第一枢转臂节14以及第二枢转臂节15中的一者能够活动，中间枢转臂节组处于活动状态。通过控制模块30控制两个电磁锁16的得电情况，即可切换中间枢转臂节的状态，以进一步调节中间枢转臂节组中两臂节的姿态。
68.在一种可选的实施例中，执行模块20与尾臂节11的末端之间设有变位机40，变位机40与控制模块30连接以用于调节执行模块20的方位。
69.具体地，通过变为机30改变执行模块20的方位，即可调整探头21的运动方向。如此，即可在测试部位上测试不同摩擦方向情况下的疼痛情况。如图1和图2所示，在图示实施例中，尾臂节11的末端通过变位机40与壳体24相连，壳体24能够随变位机40转动，从而调整方位，相应地，安装在壳体24内的传动机构22的方位也发生改变，从而改变探头21的运动方向。
70.为了便于方便说明，下面举例详细说明，在该测痛仪中，尾臂节11为与控制模块30连接的电动推杆，执行模块20与尾臂节11的末端之间设有变位机40，变位机40与控制模块30连接以用于调节执行模块20的方位，驱动单元23为电机，该控制模块30被配置成：
71.步骤s1，获取实时探头压力、实时探头摩擦力、预设探头压力、预设探头振动频率以及预设角度；
72.步骤s2，根据预设角度控制变位机40将执行模块20调节至预设角度；
73.步骤s3，在实时探头压力小于预设压力值的情况下，控制尾臂节11以第一速度运行；
74.步骤s4，在实时探头压力大于预设压力值的情况下，控制尾臂节11以第二速度运行；
75.步骤s5，在实时探头压力等于预设探头压力的情况下，控制尾臂节11停止；
76.步骤s6，根据预设探头振动频率控制驱动单元23的转速；
77.其中，第一速度大于第二速度。
78.需要说明的是，在步骤s1中，控制模块30可通过力检测模块50获取实时探头压力以及实时探头摩擦力，预设探头压力、预设探头振动频率以及预设角度可通过与控制模块30连接的输入模块(例如触控屏等)输入，其中，探头振动频率即为探头21的往复移动频率。在步骤s3以及步骤s4中，预设压力值为常值，在低于预设压力值的情况下感觉不到疼痛但
能表明探头21的底端被抵接，该预设压力值能够通过实验测试获得。
79.具体地，该控制模块30在获得预设探头压力、预设探头振动频率以及预设角度后，先调节变位机40的角度，使得执行模块20位于预设角度。接着控制尾臂节11以较快的第一速度运行，直至实时探头压力达到预设压力值，此时表明探头21抵达至测试部位，接着尾臂节11继续以较慢的第二速度运行，直至实时探头压力达到预设探头压力，此时探头21处于预设探头压力状态下，控制尾臂节11停止运行。接着继续控制驱动单元23作业使得探头21按预设探头振动频率运行即可获取相应的实时探头摩擦力。
80.换言之，在该实施例中，尾臂节11的动作以预设压力值为基准被分割成两行程段，在还未抵达测试部位前的高速空行程段，以及，抵达测试部位后的慢速测试行程段。
81.当然，在被测试人员感觉不到疼痛的情况下，可以继续调整预设压力值以及预设探头振动频率，以继续进行测试；在被测试人员感觉到疼痛的情况下，可记录相应的实时探头压力值以及实时探头摩擦力值。
82.可以理解地，在该测痛仪设有电磁锁16的情况下，可通过与控制模块30相连的输入模块(例如按键)实现开断电磁锁16，在此不做详细说明。
83.由此可见，在本发明提供的测痛仪中，通过活动臂10即可改变执行模块20的位置，且通过电磁锁16能够确定活动臂10的姿态。进一步地，通过控制模块30控制驱动单元23的作业工况即可调节探头21的往复移动频率，如此以模拟反复摩擦的情况，控制模块30通过力检测模块50即可获取摩擦力数据。进一步地，在尾臂节11为电动推杆的情况下，通过控制尾臂节11的伸出长度即可控制探头21的压力，当然，探头21的压力能够通过力检测模块50实时反馈给控制模块30，如此即可精确控制施加于探头21上的压力。进一步地，变位机40的角度，即可改变探头21的振动方向，即摩擦力方向。进一步地，通过更换不同型号的探头21，即可改变与测试部位的作用面积。
84.综上，在本发明的测痛仪中，能够实现对体位姿态、振动频率、探头面积、压力量程、振动方向等进行控制，实现多角度评估测试疼痛等级，提高临床数据的准确性和科学性，为改善患者病情具有重要指导意义。
85.进一步，本领域技术人员应当理解，如果将本发明实施例所提供的产品所涉及到的全部或部分子模块通过稠合、简单变化、互相变换等方式进行组合、替换，如各组件摆放移动位置；或者将其所构成的产品一体设置；或者可拆卸设计；凡组合后的组件可以组成具有特定功能的设备/装置/系统，用这样的设备/装置/系统代替本发明相应组件同样落在本发明的保护范围内。
86.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
87.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。