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 输到数据采集模块和计算机处理系统，由计算机处理数据计算出假肢 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、数据采集模块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模块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)，数据采集模块(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模块(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模块和计算机处理系统，由计算机处理数据计算出假肢的质量与质心坐标。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