专利名称：假肢三维质心测定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种质心测定装置，特别是一种用于假肢三维质 心的测定装置。
背景技术：
现有的针对假肢产品的国家标准中，主要针对假肢的加工质量。 在国内假肢行业中，对假肢质心进行测定的装置还处于空白状态。
现代假肢产品通过采用新材料、改善传动方式、提高智能化水平 等手段，使假肢具有了更好的仿生功能。而为了使假肢与健肢更接近， 进一步减少截肢患者对假肢与健肢在生理和心理感觉上的差异，除了 使其具有轻质、高强度、高性能等特点外，还应使假肢各部分的重量 与重心与健肢各部分一致,也就是使假肢达到静平衡。为了使穿戴假 肢者能最大限度地恢复正常人的肢体功能，假肢必须具有可靠的稳定 性，以保持身体的平衡功能及良好步态。
形状规则均匀分布物体的质心位置可以通过计算获得，但是对于 像假肢这样形状复杂不规则的物体，计算起来就相当麻烦。 发明内容
本实用新型是要提供一种快捷、简易且准确的获取假肢质量与质 心位置，以揭示各型假肢平衡功能特点的假肢三维质心测定装置。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是 一种假
肢三维质心测定装置，包括可旋转夹具及夹具座、承重圆盘、底座， 其特点是还包括三个称重传感器，数据采集模块和计算机处理系统， 可旋转夹具及夹具座置于一承重圆盘上，承重圆盘则搁置在三个称重 传感器上，三个称重传感器固定在底座上，并将测量支反力的数据传 输到数据采集�？楹图扑慊硐低常杉扑慊硎菁扑愠黾僦� 的质量与质心坐标。
承重圆盘的直径为450mm;三个称重传感器RA、 RB、 Rc固定在底 座4直径为400mm的圆周上，并处于该圆周内接正三角形的三个顶点 上。
本实用新型具有的实质性特点和显著优点是本实用新型具有结 构简单，操作方便的特点，能便捷、准确的测定假肢的质量与质心坐 标。本实用新型是一台兼具测试、研发双重功能的测定装置。同样的 测量原理，可推广到其它形式复杂物体的质心测定装置中。
图l是本实用新型的夹具图2是本实用新型的承重圆盘图3是三维质心坐标测定原理图4是本实用新型的结构立体示意图5是本实用新型的主视图6是图5的左视图7是图5的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图4至图7所示，本实用新型的假肢三维质心测定装置，包括 夹具(可旋转夹具与夹具座)1、承重圆盘2、三个称重传感器3、底 座4、数据采集�？�5和计算机处理系统6、 7。
整个夹具座连同可旋转夹具1置于一承重圆盘2上，圆盘2则搁 置在三个称重传感器3上，三个称重传感器3固定在底座4上，三个 称重传感器3测量支反力，并将其测量数据传输到数据采集�？�5和 计算机处理系统6，由计算机6处理数据计算出假肢的质量与质心坐 标。
本实用新型是基于静态称重技术，通过支反力与重力之间力和力 矩的平衡关系建立平衡方程计算，确定质量和质心位置。
质量为m的假肢重量P二rag，将它夹装于一个可选装的夹具中，此 夹具可在夹具座中绕x轴旋转(图l)。整个夹具座连同可旋转夹具l 置于一直径为450mm的承重圆盘2上。圆盘2则搁置在Ra、 RB、 Rc三个称 重传感器3上。RA、 RB、 Re三个称重传感器3固定在底座4直径为400mm 的圆周上，并处于该圆周内接正三角形的三个顶点上。(图2)
如果夹具与夹具座1及承重圆盘2的重量可以不计的话，则主动 力(假肢重量)p二mg与支座反力RA、 RB、 Re形成一个空间平行力系，
其中Ra、 Rb、 Re的数值可由称重传感器直接读出。
在图3左中，p为假肢重量，它作用于假肢的重心(质心)处，设 它在xyz坐标系中的坐标为(x，y，z) ， A〃、必〃、瓜〃则为由称重传感器 测得的支座反力。由力系平衡条件可得<formula>formula see original document page 6</formula>
得<formula>formula see original document page 6</formula>即为假肢质量。
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得
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(x， y)为假肢在xoy平面内的质心位置。但是质心在高度方向的位 标z尚未获得。为了求出z，将夹具绕x轴旋转9(T (图3右)，于是动坐 标系此时位置由y水平，z向上变为z沿水平方向，而y垂直向下，被测 假肢也由脚尖向上转为水平(但脚尖方向始终与z轴正向一致)，此时 三个支反力数值变为RAV, RBC, RCV、 由Sigma mx1=0， RAV300-P(z + 100)-0，
由此得<formula>formula see original document page 6</formula>，即为质心的高度方向坐标。
权利要求1. 一种假肢三维质心测定装置，包括可旋转夹具及夹具座(1)、承重圆盘(2)、底座(4)，还包括三个称重传感器(3)，数据采集�？�(5)和计算机处理系统(6、7)，其特征在于所述可旋转夹具及夹具座(1)置于一承重圆盘(2)上，所述承重圆盘(2)则搁置在三个称重传感器(3)上，三个称重传感器(3)固定在底座(4)上，并将测量支反力的数据传输到数据采集�？�(5)和计算机处理系统(6)，由计算机(6)处理数据计算出假肢的质量与质心坐标。
2. 根据权利要求1所述的假肢三维质心测定装置，其特征在于所述 承重圆盘(2)的直径为450mm。
3. 根据权利要求1所述的假肢三维质心测定装置，其特征在于所述 三个称重传感器(3)固定在底座(4)直径为400mm的圆周上，并处 于该圆周内接正三角形的三个顶点上。
专利摘要本实用新型涉及一种假肢三维质心测定装置，包括可旋转夹具及夹具座、承重圆盘、底座，其特点是还包括三个称重传感器，数据采集模块和计算机处理系统，可旋转夹具及夹具座置于一承重圆盘上，承重圆盘则搁置在三个称重传感器上，三个称重传感器固定在底座上，并将测量支反力的数据传输到数据采集�？楹图扑慊硐低常杉扑慊硎菁扑愠黾僦闹柿坑胫市淖�。本实用新型装置结构简单，操作方便，便捷、能够准确的测定假肢的质量与质心坐标。本实用新型是一台兼具测试、研发双重功能的测定装置。同样的测量原理，可推广到其它形式复杂物体的质心测定装置中。
文档编号G01M1/00GK201200503SQ20082005810
公开日2009年3月4日 申请日期2008年5月7日 优先权日2008年5月7日
发明者昆 尚, 丽 文, 沈力行, 赵改平, 丹 郭, 媛 顾, 黄晶晶 申请人:上海理工大学
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