一種柔性分布力測量墊及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及中醫推拿領域，具體的說是一種柔性分布力測量墊及其制作方法，該柔性分布力測量墊適用于中醫推拿手法的測定。
【背景技術】
[0002]目前的推拿手法測試儀主要基于電阻應變片。比如由上海中醫藥大學針灸推拿學院研發的TPA-2型推拿手法測定儀。該測定儀是在一個測力平臺的四周和下方，分別裝有能識別上下左右、前后三個方向的應變感測器，可感應微小力的變化，因而可檢測操作者在測力平臺上進行摸擬推拿手法的作用力。
[0003]此外，有科研團隊在壓敏導電橡膠的基礎上，設計了一款可檢測中醫推拿力的力學量綜合測定墊。其采用一種整體兩層式的結構，先在模具上布置兩層行列導線，然后將導電橡膠注入模具中，等待它固化成型。當傳感器表面施加一負載時，作為傳感器敏感材料的導電橡膠會發生變形，從而傳感器內部節點位置也會相應變化，引起行列電阻的變化。故可以根據行列電阻變化量計算出傳感器在電場作用下所呈現的形變信息，最終獲得受力信息。
[0004]這些測試儀器大多只能在一個固定的測力平臺上模擬推拿手法的三維作用力，不能與臨床操作同時進行；或只能檢測臨床操作推拿手法的壓力特征信息，很難滿足中醫推拿科學研究和臨床試驗的需求。由于受到測試手段的限制，缺少能夠在臨床推拿過程中直接檢測醫生推拿作用力的儀器，限制了推拿手法作用力的量化研究。

【發明內容】

[0005]本發明的目的就是為了克服上述現有技術中的不足之處，提供一種柔性分布力測量墊及其制作方法，適用于中醫推拿力的測定，該測量墊能客觀、精確地測出推拿力的大小、時間、位置等各項指標，解決臨床測定這一問題。
[0006]本發明的目的是通過如下技術措施來實現的:一種柔性分布力測量墊，所述柔性分布力測量墊由柔性基體材料和光纖光柵陣列傳感器組成，所述光纖光柵陣列傳感器布置于柔性基體材料上，所述光纖光柵陣列傳感器由多根光纖并列布置，兩根光纖之間間隔0.1-ο.2mm，上述光纖在熔接點處熔接，串聯成一根光纖，形成一個通道，每根光纖上都設有一個不同反射波長的光柵傳感器，這些光柵傳感器在通道上等間距布置，若干個通道排列形成一個光柵矩陣。
[0007]本發明還提供一種上述的柔性分布力測量墊的制作方法，包括以下步驟:
(O制作模具，準備一塊金屬板，利用數銑工藝進行加工，在金屬板上銑出一個深Imm的矩形槽，矩形槽內等距排列直徑1.5mm的圓柱，在金屬板邊緣橫向并列開若干個深0.5mm的小槽，用以固定光纖；
(2)將屬于一個通道上的設有不同反射波長的光柵傳感器的光纖放入模具邊緣的一對小槽中并固定，使每根光纖上的光柵傳感器在水平投影線上等間隔排列，間隔0.5mm，如此以來，光柵傳感器均勻密布在模具中；
(3)制作柔性基體材料，將有機硅材料和配套固化劑按質量比100:4比例混合均勻后，倒入模具中，然后利用抽真空的方式去除混合材料中的氣泡，常溫固化5個小時即可；
(4)從模具中取出嵌有光柵傳感器的基體材料，將同一通道的光纖通過熔接技術串聯成一根光纖，形成一個通道，若干個通道排列形成一個光柵矩陣，柔性分布力測量墊制作完成。
[0008]因為有機硅材料收縮率大，光柵可能在固化過程中折斷，所以需要在基體材料中開工藝孔，即在矩形槽中布置的圓柱，減小收縮應力，并減小光柵傳感器之間的干擾。
[0009]本發明適用于中醫推拿手法測定的柔性分布力測量墊實現了推拿手法的數字化，可用于記錄專家的推拿手法信息，有利于中醫推拿學科的發展，推動中醫藥事業的發展。柔性分布力測量墊能精確及時地測出推拿力的大小、方向和軌跡，并且能臨床操作，通過計算機實時反映出各項指標。光纖光柵傳感器電絕緣性能好，比導電橡膠更加安全可靠。另外，光纖光柵傳感器的體積小、重量輕，橡膠墊可以做的更薄更軟，能與身體完全貼合，準確地反映推拿力的一些指標，能客觀、精確地測出推拿力的大小、時間、位置等各項指標。
【附圖說明】
[0010]圖1為實施例光纖光柵陣列傳感器中單通道的結構示意圖。
[0011]圖2為實施例的柔性分布力測量墊使用狀態示意圖。
[0012]圖3為實施例制作方法的模具示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面將結合附圖，對本發明中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0014]如圖1、2所示，本實施例提供一種由5*5的光纖光柵陣列傳感器組成的柔性分布力測量墊，所述柔性分布力測量墊由柔性基體材料I和光纖光柵陣列傳感器組成，所述光纖光柵陣列傳感器布置于柔性基體材料I上，所述光纖光柵陣列傳感器是由5根光纖7并列布置，這5根光纖7在熔接點3處熔接，串聯成一根光纖，形成一個通道4。兩根光纖7之間間隔很小，間隔為0.1-0.2mm,在整個傳感器中就可以看作一條直線。每根光纖7上都設有一個光柵傳感器2，這些光柵傳感器2在通道4上等間距布置。5個通道4就形成了一個5*5的光柵矩陣。為了確定推拿力作用在測量墊上的位置，采用了光的波分復用技術，每個通道4上使用不同反射波長的光柵傳感器2，只要確定了通道4和波長，就能確定力的作用位置。
[0015]本實施例還提供一種上述的柔性分布力測量墊的制作方法，包括以下步驟:
(1)制作模具，如圖3所示，準備一塊金屬板，利用數銑工藝進行加工，在金屬板上銑出一個深1_的矩形槽，矩形槽內等距排列直徑1.5mm的圓柱，在金屬板邊緣橫向并列開若干個深0.5_的小槽，用以固定光纖；需要說明的是，圖3所示的模具僅為示意圖，圖中僅開有兩個通道的小槽，上述模具的大小可根據光纖光柵陣列的規模擴展；
(2)將屬于一個通道上的設有不同反射波長的光柵傳感器的光纖放入模具邊緣的一對小槽中并固定，使每根光纖上的光柵傳感器在水平投影線上等間隔排列，間隔0.5mm，如此以來，光柵傳感器均勻密布在模具中； (3)制作柔性基體材料，將有機硅材料和配套固化劑按質量比100:4比例混合均勻后，倒入模具中，然后利用抽真空的方式去除混合材料中的氣泡，常溫固化5個小時即可；所述的有機硅材料為RTV-2雙組份加成型有機硅材料，購買的武漢矽利康有機硅材料有限公司生產的含配套固化劑的產品，型號為M628;
(4)從模具中取出嵌有光柵傳感器的基體材料，將同一通道的光纖通過熔接技術串聯成一根光纖，形成一個通道，若干個通道排列形成一個光柵矩陣，柔性分布力測量墊制作完成。
[0016]為了減小基體材料的收縮應力，在測定墊中開工藝孔8，即在矩形槽中布置的圓柱，工藝孔8能有效地減小測量過程中光柵傳感器之間的干擾。
[0017]進一步的，上述光纖光柵陣列傳感器中的5個通道與波長解調儀5連接，波長解調儀5與計算機6連接，形成一套完整的一種中醫推拿手法測定系統，波長解調儀5將解調好的數據發送給計算機6，計算機6中面向中醫推拿數據的高速信息處理系統實將基于中度規模科學計算的推拿軌跡可視化復現。
[0018]上述的面向中醫推拿數據的高速信息處理系統實現了基于中度規模科學計算的推拿軌跡可視化復現。用C語言在VS2013上開發，并通過擁有強大矩陣算法的Matlab與自行開發的工具箱實現數據的處理，最后在通過基于opencv的函數庫，實現數據的可視化。
[0019]本發明柔性分布力測量墊的工作原理是通過測量Bragg波長的變化實現對推拿分布力的檢測。當手碰觸光纖光柵陣列傳感器時，就會有作用力施加到某個光柵傳感器2上，受力的傳感器由于有機硅基體材料的良好伸展性，受壓時伸展，嵌在基體里的光纖光柵會隨著基體的伸展而伸展，光纖光柵的光柵周期就會變化，從而Bragg光柵的中心波長就會相應的發生變化，由多通道的波長解調儀5可獲得光纖Bragg光柵的中心波長變化，計算機6通過相應的軟件實現推拿手法的數字化和可視化。
[0020]本說明書中未作詳細描述的內容，屬于本專業技術人員公知的現有技術。
【主權項】
1.一種柔性分布力測量墊，其特征是:所述柔性分布力測量墊由柔性基體材料和光纖光柵陣列傳感器組成，所述光纖光柵陣列傳感器布置于柔性基體材料上，所述光纖光柵陣列傳感器由多根光纖并列布置，兩根光纖之間間隔0.1-0.2_，上述光纖在熔接點處熔接，串聯成一根光纖，形成一個通道，每根光纖上都設有一個不同反射波長的光柵傳感器，這些光柵傳感器在通道上等間距布置，若干個通道排列形成一個光柵矩陣。2.一種如權利要求1所述的柔性分布力測量墊的制作方法，其特征是包括以下步驟: (O制作模具，準備一塊金屬板，利用數銑工藝進行加工，在金屬板上銑出一個深Imm的矩形槽，矩形槽內等距排列直徑1.5mm的圓柱，在金屬板邊緣橫向并列開若干個深0.5mm的小槽，用以固定光纖； (2)將屬于一個通道上的設有不同反射波長的光柵傳感器的光纖放入模具邊緣的一對小槽中并固定，使每根光纖上的光柵傳感器在水平投影線上等間隔排列，間隔0.5mm，如此以來，光柵傳感器均勻密布在模具中； (3)制作柔性基體材料，將有機硅材料和配套固化劑按質量比100:4比例混合均勻后，倒入模具中，然后利用抽真空的方式去除有混合材料中的氣泡，常溫固化5個小時即可； (4)從模具中取出嵌有光柵傳感器的基體材料，將同一通道的光纖通過熔接技術串聯成一根光纖，形成一個通道，若干個通道排列形成一個光柵矩陣，柔性分布力測量墊制作完成。3.根據權利要求2所述的柔性分布力測量墊的制作方法，其特征是:步驟(3)中所述的有機硅材料為RTV-2雙組份加成型有機硅材料。
【專利摘要】本發明涉及中醫推拿領域，提供一種柔性分布力測量墊及其制作方法，所述柔性分布力測量墊由柔性基體材料和光纖光柵陣列傳感器組成，所述光纖光柵陣列傳感器布置于柔性基體材料上，所述光纖光柵陣列傳感器由多根光纖并列布置，兩根光纖之間間隔0.1-0.2mm，上述光纖在熔接點處熔接，串聯成一根光纖，形成一個通道，每根光纖上都設有一個不同反射波長的光柵傳感器，這些光柵傳感器在通道上等間距布置，若干個通道排列形成一個光柵矩陣。本發明適用于中醫推拿力的測定，該測量墊能客觀、精確地測出推拿力的大小、時間、位置等各項指標，解決臨床測定這一問題。
【IPC分類】B32B27/12, B32B27/06, G01L1/24, B32B17/10, B32B17/02
【公開號】CN105157892
【申請號】CN201510214889
【發明人】王漢熙, 祁耀斌, 王愚佳, 程健, 胡佳文
【申請人】武漢理工大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年4月30日