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1、(10)申请公布号 CN 102512184 A (43)申请公布日 2012.06.27 CN 102512184 A *CN102512184A* (21)申请号 201110422128.3 (22)申请日 2011.12.16 A61B 5/22(2006.01) A61B 17/66(2006.01) (71)申请人 上海理工大学 地址 200093 上海市杨浦区军工路 516 号 (72)发明人 朱坚民 李海伟 黄之文 王军 毛得吉 李付才 (74)专利代理机构 上海东创专利代理事务所 ( 普通合伙 ) 31245 代理人 宁芝华 (54) 发明名称 一种骨折创伤断面应力测量与控制。
2、装置 (57) 摘要 本发明公开了一种基于骨外固定方式的骨折 创伤断面应力测量与控制装置， 包括骨骼二维力 传感器、 骨外固定装置、 自动加力控制系统和计算 机 ； 骨骼二维力传感器通过螺纹串接在骨外固定 装置双侧的支撑杆上， 构成骨折创伤断面应力测 控装置的检测系统， 检测作用在支撑杆上的力， 经 计算、 分析得出作用在骨折创伤断面的应力 ； 自 动加力机构紧固在支撑杆上， 计算机采集传感器 检测信号， 经高精度智能控制算法由计算机输出 伺服电机控制信号， 构成自动加力控制系统， 通过 控制伺服电机实现对骨折创伤断面施加应力的控 制。该骨折创伤断面应力测控装置既可满足骨折 治疗时的固定要求，。
3、 又可实现骨折创伤断面应力 的实时无创检测与应力的动态控制， 体积较小、 重 量轻、 测控精度高。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 5 页 1/1 页 2 1. 一种骨折创伤断面应力测量与控制装置， 其特征在于包括 ： 骨外固定装置， 其包括支撑杆， 所述骨外固定装置的上半部分和下半部分各包括两个 半环， 半环穿过十字夹头并与两侧的支撑杆连为一体， 骨针穿过断骨并通过弹性夹针器固 定在半环上， 实现对断骨的固定 ； 骨骼二维力传感器， 其连接在所述骨外。
4、固定装置两侧的支撑杆上并与数据采集装置连 接， 检测出作用在所述支撑杆上的力， 经计算、 分析得出作用在骨折创伤断面的应力 ； 自动加力控制系统， 其紧固在支撑杆上， 包括伺服电机、 以及与所述伺服电机连接的主 动锥齿轮、 与所述主动锥齿轮连接的从动锥齿轮 ； 计算机， 所述计算机分别与伺服电机运动控制卡与所述数据采集装置连接， 所述计算 机采集所述骨骼二维力传感器的检测信号， 由所述计算机输出控制所述伺服电机的信号控 制伺服电机实现对施加应力的控制。 2. 根据权利要求 1 所述的骨折创伤断面应力测量与控制装置， 其特征在于还包括传感 器固定板， 所述骨外固定装置上下对称并且左右对称， 所述。
5、骨骼二维力传感器和传感器固 定板通过螺纹串接在所述骨外固定装置双侧的支撑杆上。 3. 根据权利要求书 2 所述的骨折创伤断面应力测量与控制装置， 其特征在于， 所述的 支撑杆分为上支撑杆、 中间力杆和下支撑杆三段， 自上而下的联接顺序是 ： 上支撑杆、 从动 锥齿轮、 中间力杆、 骨骼二维力传感器、 传感器固定板、 下支撑杆， 联接方式都是螺纹联接。 4. 根据权利要求书 3 所述的骨折创伤断面应力测量与控制装置， 其特征在于， 所述的 从动锥齿轮齿端、 轴端分别攻有左旋和右旋螺纹。 5. 根据权利要求书 1 或 2 所述的骨折创伤断面应力测量与控制装置， 其特征在于， 所 述的自动加力控制系。
6、统还包括伺服电机运动控制卡、 电机固定板、 上连杆和下连杆， 所述伺 服电机运动控制卡与伺服电机耦合， 所述电机固定板分别连接伺服电机、 上连杆和下连杆， 主动锥齿轮连接在所述伺服电机的输出轴上， 所述从动锥齿轮分别连接上支撑杆与中间力 杆。 权 利 要 求 书 CN 102512184 A 2 1/6 页 3 一种骨折创伤断面应力测量与控制装置 技术领域 0001 本发明涉及医疗器械领域， 具体地说， 涉及一种基于骨外固定方式的骨折创伤断 面应力测量与控制装置。 背景技术 0002 长期以来， 骨折延迟愈合及骨不连一直是临床骨科面临的难题， 减少延迟愈合的 发生， 骨折就可按愈合规律正常连接。
7、。 0003 骨折治疗通常包括复位、 固定、 功能锻炼三个方面， 骨折愈合时断骨的固定对治疗 效果有着非常重要的影响。根据骨折愈合期的不同阶段要求调节骨折处的应力分布， 就可 促进骨折愈合朝着最佳水平发展， 所以合理设计骨折治疗器械是十分重要的。因骨折治疗 中骨组织将在新的环境下， 按照其应力分布进行修复， 器械设计不合理或使用不当， 就使得 修复后的骨组织在某种意义上是较脆弱的， 甚至导致骨折治疗的失败。 0004 目前， 骨折临床治疗过程中为了给骨折创伤断面提供较好的应力环境， 并且达到 固定和施加骨折愈合刺激应力的目的， 通常采用骨外固定器协助治疗。纵观国内外用于骨 折临床治疗的各种结构。
8、、 各种类型的骨外固定器， 它们都可以对骨折端施力， 如中国专利号 为 ： 200520124497.4 的骨外固定器， 为双边式外固定架， 在骨折治疗过程中其稳定性较差， 一次固定之后骨折病人肢体若有移动则有可能导致固定错位， 且调节至骨折复位固定后， 在骨折创伤断面生长过程中不能再进行调整 ； 再如中国专利申请公布号为 ： CN101983616A 的骨外固定的拉伸加压调节杆， 它解决了在骨折创伤断面生长过程中调节加力大小的问 题， 但是在其调节过程中仍然采用手动的方式， 并且无法检测作用在骨折创伤断面的应力 大小、 更不用说对施加应力进行控制。 0005 在骨折创伤断面应力测量方面， 河。
9、南科技大学的李孟源设计了 S 型传感器， 实现 了对骨折创伤断面上平均应力大小的测量， 但这种 S 型传感器体积和重量较大， 且只能实 现沿骨骼轴向力的测量， 无法测量骨折创伤断面实际应力的径向分力， 而径向分力对骨折 愈合存在极为不利的影响， 它能够破坏骨折创伤断面的骨桥搭接和塑型修复， 使骨折延迟 愈合甚至不愈合 ； 另外， 这种装置对骨折创伤断面的加力仍然需要医生手动进行， 手动加力 难以避免有一定的调整误差， 并且对医生的经验要求较高， 所以无法实现对应力大小的实 时精确控制。 0006 综上所述， 传统采用骨外固定器协助治疗的方式主要存在以下问题 ： 一是对于施 加于骨折创伤断面的力。
10、的大小无法精确检测和控制， 仅凭手术医生的感觉， 若加力过大， 创 伤断面骨细胞坏死， 骨折延迟愈合， 甚至不愈合， 加压过小， 则达不到一定的应力刺激水平 和稳定固定的作用 ； 二是加力过程全部由医生手动完成， 无法脱离手动实现自动加力 ； 三 是无法实现加力大小的实时调整， 只能在固定的阶段手动调整所施加力的大小， 并不能保 证施加力一定促进骨折愈合朝着较好的水平发展。 发明内容 说 明 书 CN 102512184 A 3 2/6 页 4 0007 针对目前基于骨外固定方式治疗骨折存在的问题， 本发明的目的是提供一种基于 骨外固定方式的骨折创伤断面应力测量与控制装置， 能够解决上述问题，。
11、 为骨折创伤断面 的愈合提供合适的应力环境， 促进骨折愈合朝着最佳水平发展。 0008 为实现上述目的， 本发明采用如下技术方案 ： 0009 一种骨折创伤断面应力测量与控制装置， 包括 ： 0010 骨外固定装置， 其包括支撑杆， 所述骨外固定装置的上半部分和下半部分各包括 两个半环， 半环穿过十字夹头并与两侧的支撑杆连为一体， 骨针穿过断骨并通过弹性夹针 器固定在半环上， 实现对断骨的固定 ； 0011 骨骼二维力传感器， 其连接在所述骨外固定装置两侧的支撑杆上并与数据采集装 置连接， 检测出作用在所述支撑杆上的力， 经计算、 分析得出作用在骨折创伤断面的应力 ； 0012 自动加力控制系。
12、统， 其紧固在支撑杆上， 包括伺服电机、 以及与所述伺服电机连接 的主动锥齿轮、 与所述主动锥齿轮连接的从动锥齿轮 ； 0013 计算机， 所述计算机分别与伺服电机运动控制卡与所述数据采集装置连接， 所述 计算机采集所述骨骼二维力传感器的检测信号， 由所述计算机输出控制所述伺服电机的信 号控制伺服电机实现对施加应力的控制。 0014 进一步地， 所述的骨折创伤断面应力测量与控制装置还包括传感器固定板， 所述 骨外固定装置上下对称并且左右对称， 所述骨骼二维力传感器和传感器固定板通过螺纹串 接在所述骨外固定装置双侧的支撑杆上。 0015 优选地， 所述的支撑杆分为上支撑杆、 中间力杆和下支撑杆三。
13、段， 自上而下的联接 顺序是 ： 上支撑杆、 从动锥齿轮、 中间力杆、 骨骼二维力传感器、 传感器固定板、 下支撑杆， 联 接方式都是螺纹联接。 0016 优选地， 所述的从动锥齿轮齿端、 轴端分别攻有左旋和右旋螺纹。 0017 优选地， 所述的自动加力控制系统还包括伺服电机运动控制卡、 电机固定板、 上连 杆和下连杆， 所述伺服电机运动控制卡与伺服电机耦合， 所述电机固定板分别连接伺服电 机、 上连杆和下连杆， 主动锥齿轮连接在所述伺服电机的输出轴上， 所述从动锥齿轮分别连 接上支撑杆与中间力杆。 0018 其中， 所述骨外固定装置是组合式半环四针型骨外固定装置， 为上、 下和左、 右结 构。
14、都对称的装置， 上半部分和下半部分各包括两个半环， 半环穿过十字夹头并与两侧的支 撑杆连为一体， 骨针穿过断骨并通过弹性夹针器固定在半环上， 实现对断骨的固定 ； 骨骼二 维力传感器和传感器固定板通过螺纹串接在骨外固定装置双侧的支撑杆上， 检测作用在骨 外固定装置支撑杆上的力， 传感器的输出信号经数据采集装置传输到计算机内， 通过对整 个测控装置进行力学分析， 得出作用在骨外固定装置支撑杆上的外力与骨折创伤断面应力 的关系， 经计算机对所检测到的信号换算、 处理显示出作用在骨折创伤断面的应力， 从而实 现对骨折创伤断面应力的实时检测。 0019 所述的上支撑杆的一端穿入十字夹头横夹板的通孔用螺。
15、钉紧固， 另一端加工有 M6LH 的左旋螺纹用于联接从动锥齿轮齿端 ； 中间力杆一端加工有 M6 的右旋螺纹用于联接 从动锥齿轮的轴端， 另一端加工有 M4 的右旋螺纹用于联接骨骼二维力传感器 ； 下支撑杆一 端穿入十字夹头横夹板的通孔用螺钉紧固， 另一端加工有 M4 的右旋螺纹用于联接骨骼二 维力传感器的固定板， 传感器固定板和传感器用螺钉联接为一体。 说 明 书 CN 102512184 A 4 3/6 页 5 0020 伺服电机固定在电机固定板上， 电机固定板和上、 下连杆用螺钉紧固为一体， 上支 撑杆、 中间力杆分别穿进上、 下连杆的套筒内， 用螺钉压紧， 将电机和骨外固定装置固定为 。
16、一体 ； 伺服电机的输出轴与主动锥齿轮相联接， 计算机采集的力杆上骨骼二维力传感器信 号作为高精度智能控制算法的输入， 经计算机运算后通过 USB 接口往伺服电机控制卡发送 控制信号， 伺服电机的转动带动主动锥齿轮以相同的方式转动， 两个锥齿轮的啮合将主动 锥齿轮的水平方向的转动转化为从动锥齿轮竖直方向的旋转， 由于从动锥齿轮内孔攻有左 旋和右旋的螺纹， 齿端、 轴端分别与上支撑杆、 中间力杆联接， 从而使两个施力杆之间产生 相对运动， 通过控制伺服电机的转动来实现对骨骼创伤断面应力的实时控制。 0021 作为本发明的一种优选方案， 所述的十字夹头由横夹板和竖夹板构成， 横夹板和 竖夹板的长度。
17、、 宽度、 厚度都相等， 并且都在厚度方向钻有两个对称通孔， 横夹板的长度中 心线方向开槽， 槽的宽度与竖夹板的宽度相等， 将竖夹板扣在槽内用螺栓紧固 ； 半环穿进竖 夹板通孔实现对半环的固定， 支撑杆穿进横夹板的通孔， 骨针通过弹性夹针器固定在半环 上， 骨针、 弹性夹针器、 半环、 十字夹头、 支撑杆联接成一体。 0022 作为本发明的一种优选方案， 所述的弹性夹针器加工有通孔和夹针槽， 孔的直径 等于半环的直径， 将半环穿入通孔、 骨针端部放入夹针槽， 垂直于夹针槽平面钻有阶梯孔， 用螺栓穿入阶梯孔旋紧， 同时实现了对骨针和弹性夹针器在半环上的固定。 0023 另外， 所述的弹性夹针器对。
18、骨针穿入断骨的水平角度没有特定的要求， 可以根据 骨针的水平角度调整它在半环上的位置， 满足固定要求。 0024 作为本发明的一种优选方案， 所述的主动、 从动锥齿轮的模数为 1mm， 齿数为 20， 主动锥齿轮通过螺栓压紧的方式与点机输出轴联接， 其沿电机输出轴的轴线方向可自由调 整， 解决锥齿轮在安装时的问题 ； 从动锥齿轮的齿端加工有 M6LH 的左旋螺纹， 轴端加工有 M6 的右旋螺纹。 0025 作为本发明的一种优选方案， 所述的伺服电机可以根据需要， 改变上、 下连杆沿支 撑杆的轴线方向和圆周方向来调整伺服电机的位置。 0026 作为本发明的一种优选方案， 所述的传感器固定板直径和。
19、传感器的直径大小相 同， 通过螺钉和传感器紧固， 沿其凸台轴线攻有 M4 的内螺纹， 用于和下支撑杆联接。 0027 作为本发明的一种优选方案， 整套装置进行镀铬处理， 可以避免长时间使用该装 置生锈的问题。 0028 本发明的有益效果在于 ： 本发明的基于骨外固定方式的骨折创伤断面应力测量与 控制装置， 可以对于施加于骨折创伤断面应力的大小进行精确检测和控制， 并整个骨折治 疗过程主要通过计算机完成， 通过高精度智能控制算法实现自动施加骨折愈合刺激应力， 保证施加的刺激应力能够促进骨折愈合朝着较好的水平发展。 该骨折创伤断面应力测控装 置既可满足骨折治疗时的固定要求， 又可实现骨折创伤断面应。
20、力的实时无创检测与应力的 动态控制， 体积较小、 质量较轻、 测控精确度高。 附图说明 0029 图 1 为骨折创伤断面应力测控装置结构示意图 ； 0030 图 2 为骨折创伤断面应力测控原理示意图 ； 0031 图 3 为自动加力机构示意图 ； 说 明 书 CN 102512184 A 5 4/6 页 6 0032 图 4a、 图 4b、 图 4c 分别为支撑杆各部分结构示意图 ； 0033 图 5a、 图 5b 为横夹板结构示意图 ； 0034 图 6a、 图 6b 为竖夹板结构示意图 ； 0035 图 7a、 图 7b 为弹性夹针器结构示意图 ； 0036 图 8 为传感器与传感器固定板。
21、联接方式示意图 ； 0037 图 9 为主动锥齿轮、 从动锥齿轮结构示意图 ； 0038 图 10a、 图 10b、 图 10c 为上、 下连杆和电机固定板结构示意图 ； 0039 图 11 为本发明实施例力控制曲线图。 0040 其中 ： 1a- 上支撑杆， 1b- 中间力杆， 1c- 下支撑杆， 2- 十字夹头， 2a- 横夹板， 2a-1- 卡槽， 2a-2- 通孔 1， 2a-3- 阶梯孔 1， 2a-4- 紧固螺纹孔 1， 2b- 竖夹板， 2b-1- 定位螺 纹孔， 2b-2- 紧固螺纹孔 2， 2b-3- 通孔 2， 3- 弹性夹针器， 3a- 夹针槽， 3b- 夹紧孔， 3c-。
22、 阶梯 孔 2， 4- 骨骼二维力传感器， 5- 传感器固定板， 5a- 固定螺钉， 6- 半环， 7- 骨针， 8- 上连杆， 8a- 滑动套筒， 8b- 平头 1， 9- 主动锥齿轮， 9a- 紧固螺纹孔 3， 10- 电机固定板， 11- 直流伺服 电机， 12- 从动锥齿轮， 13- 下连杆， 13a- 紧固套筒， 13b- 平头 2， 13c 紧固螺纹孔 4， 14a- 伺 服电机控制卡， 14b- 伺服电机控制卡， 15- 计算机， 16- 数据采集装置。 具体实施方式 0041 下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步的说明， 但不应以此限 制本发明的保护范围。 004。
23、2 如图 1-11 所示， 一种骨折创伤断面应力测量与控制装置， 包括骨骼二维力传感器 4( 具体参见中国专利 CN 102138802A)、 骨外固定装置、 自动加力控制系统、 数据采集装置 和计算机。 其中， 骨外固定装置包括支撑杆(上支撑杆1a及下支撑杆1c)， 骨外固定装置的 上半部分和下半部分各包括两个半环 6， 半环 6 穿过十字夹头 2 并与两侧的支撑杆 1a 及 1c 连为一体， 骨针 7 穿过断骨并通过弹性夹针器 3 固定在半环 6 上， 实现对断骨的固定 ； 骨骼 二维力传感器4连接在骨外固定装置两侧的支撑杆上并与数据采集装置16连接， 检测出作 用在支撑杆上的力， 进而得。
24、出作用在骨折创伤断面的应力 ； 自动加力控制系统紧固在支撑 杆上， 包括直流伺服电机 11、 以及与直流伺服电机 11 连接的主动锥齿轮 9、 与主动锥齿轮 9 连接的从动锥齿轮 12 ； 计算机 15 分别与直流伺服电机 11 与数据采集装置 16 连接， 通过数 据采集装置 16 采集骨骼二维力传感器 4 的检测信号， 经计算机 15 内的高精度智能控制算 法运算后， 由计算机 15 输出控制直流伺服电机 11 的信号， 控制直流伺服电机 11 实现对骨 折创伤断面施加应力的控制。 0043 其检测部分由骨骼二维力传感器4、 传感器固定板5、 半环6、 弹性夹针器3、 十字夹 头 2、 上。
25、支撑杆 1a、 中间力杆 1b、 下支撑杆 1c、 从动锥齿轮 12、 骨针 7 构成。本发明所采用 的骨外固定装置是组合式半环四针型骨外固定装置， 竖夹板 2b 竖直装入横夹板 2a 的卡槽 2a-1 内， 用螺栓穿入横夹板 2a 的阶梯孔 2a-3 旋进竖夹板 2b 的定位螺纹孔 2b-1， 组成十字 夹头 2 ； 将半环 6 穿入竖夹板 2b 的通孔 2b-3 内， 用螺钉紧固， 双侧的上支撑杆 1a 和下支持 撑杆 1c 分别穿入横夹板 2a 的通孔 2a-2 内， 用螺钉紧固， 支撑杆各部分结构如图 4 所示。 骨骼二维力传感器 4 和传感器固定板 5 的联接方式如图 8 所示， 将。
26、传感器固定板 5 旋紧在 下支撑杆 1c 的螺纹上， 中间力杆 1b 旋入传感器 4 的螺纹孔， 再用从动锥齿轮 12 把中间力 说 明 书 CN 102512184 A 6 5/6 页 7 杆 1b 和上支撑杆 1a 联接在一起， 通过螺纹把骨骼二维力传感器 4 串连在骨外固定装置双 侧的支撑杆上， 检测作用在骨外固定装置支撑杆上的力。最后， 四根骨针 7 分别穿于上、 下 断骨， 将上、 下断骨六个方向的自由度完全约束， 骨针 7 的端部置入弹性夹针器 3 的夹针槽 3a 内， 弹性夹针器 3 的夹紧孔 3b 穿到半环 6 上， 根据骨针 7 端部的水平角度调节弹性夹针 器 3 在半环 6。
27、 上的位置， 最后用螺栓穿过阶梯孔 3c 旋紧， 完成骨针 7 和弹性夹针器在半环 上的固定， 并实现对断骨的固定。 0044 骨折创伤断面应力测控原理， 如图 2 所示， 在检测骨折创伤断面应力的过程中， 传 感器 4 的输出信号经数据采集装置 16 传输到计算机 15 内， 通过对整个测控装置进行力学 分析， 得出作用在骨外固定装置支撑杆上的外力与骨折创伤断面应力的关系， 经计算机对 所检测到的信号换算、 处理显示出作用在骨折创伤断面的应力， 从而实现对骨折创伤断面 应力的实时检测。 0045 自动加力控制系统由计算机 15、 直流伺服电机 11、 伺服电机控制卡 14a 和 14b、 电。
28、 机固定板 10、 主动锥齿轮 9、 从动锥齿轮 12、 上连杆 8 和下连杆 13 构成。如图 3 所示的自动 加力系统结构图， 伺服电机 11 前端法兰加工有螺纹孔， 用螺栓固定在电机固定板 10 上， 电 机固定板与上连杆 8 的平头 8b、 下连杆 13 的平头 13b 用螺钉紧固为一体， 上连杆 8 的滑动 套筒8a套在上支撑杆1a上， 在自动加力系统加力时骨外固定装置上、 下部分半环会有相向 移动的趋势， 对上连杆 8 沿上支撑杆 1a 轴线方向的滑动和转动不做约束， 使其能够自由加 力。下连杆 13 的紧固套筒 13a 套在中间力杆 1b 上， 同时将主动锥齿轮 9 用螺钉安装在。
29、伺 服电机 11 输出轴上， 调整主动锥齿轮 9 和上、 下连杆的位置， 使主动锥齿轮 9 和从动锥齿轮 12 啮合状况良好， 最后用螺钉旋进下连杆 13 的紧固螺纹孔 13c， 将整个加力系统固定在骨 外固定装置两侧的支撑杆上， 并把主动锥齿轮 9 上的紧固螺钉旋紧， 完成自动加力系统的 安装。 0046 如图 2 所示的骨折创伤断面应力测控原理， 伺服电机 11 的输出轴与主动锥齿轮 9 相联接， 计算机 15 通过采集卡采集的传感器 4 信号作为高精度智能控制算法的输入， 经计 算机 15 运算由 USB 数据传输线往伺服电机控制卡 14a 发送控制信号， 伺服电机控制卡 14a 与 1。
30、4b 通过 CAN 总线连接， 控制信号再由控制卡 14a 经 CAN 总线传输至 14b， 实现对双侧加 力机构的同时控制。伺服电机 11 的转动带动主动锥齿轮 9 以相同的方式转动， 两个锥齿轮 的啮合将主动锥齿轮9的水平方向的转动转化为从动锥齿轮12竖直方向的旋转， 由于从动 锥齿轮12内孔攻有左旋和右旋的螺纹， 齿端、 轴端分别与上支撑杆1a、 中间力杆1b联接， 从 而使两个施力杆之间产生相对运动， 完成加载和卸载， 通过控制伺服电机的转动来实现对 骨骼创伤断面应力的控制。 0047 下面通过实施例进一步描述本发明的具体实施方式。 应用本发明所设计的一种基 于骨外固定方式的骨折创伤断。
31、面应力测控装置， 搭建了骨骼应力测控系统的原型样机， 并 对离体牛股骨进行了力的加载与控制实验。 采用本发明所设计的基于骨外固定方式的骨折 创伤断面应力测控装置为实验平台， 数据采集装置采用的是 NI cDAQ-9172 和 NI9237 数据 采集卡， NI cDAQ-9172 是一款 8 槽 NI CompactDAQ 机箱， 最多可容纳 8 个 C 系列 I/O 模块， 其兼容 USB 2.0 可在 11 VDC 至 30 VDC 间操作 ； NI9237 为 C 系列 I/O 模块共有四个相同的 采集通道， 与 NI CompactDAQ 结合使用可同时驱动和测量两个骨骼二维力传感器所。
32、需的全 部信号调理功能， 四个 RJ-50 插头可直接连接双侧两个骨骼二维力传感器的桥路， 采集传 说 明 书 CN 102512184 A 7 6/6 页 8 感器的应变信号。应用 labview 软件编写测量和自动加力控制系统的程序， 实现对骨骼二 维力的测量、 并采用 bang-bang 控制实现了对骨骼轴向力的控制。电机的正反转带动锥齿 轮左右旋转， 实现两加力杆之间的相对运动， 当小于设定时电机正转加力， 当大于设定值时 电机反转卸力， 当等于设定值时电机停止转动， 实现对骨折断面轴向力的加载和卸载。轴 向力控制系统的目标值设定为 1.2E-4， 利用骨骼二维力传感器测量所施加在骨骼。
33、上的平均 力， 力控制曲线如图 11 所示。从图 11 可看出， 在控制的初期， 轴向力从 0 逐渐增大， 系统稳 定以后， 在 1.2E-4 值上下波动， 并逐渐稳定在 1.2E-4。 0048 本发明的基于骨外固定方式的骨折创伤断面应力测量与控制装置， 可以满足骨折 治疗时的固定要求， 同时能够对于施加于骨折创伤断面应力的大小进行精确检测和控制， 实现了骨折创伤断面应力的实时无创检测与应力的动态控制， 体积较小、 质量较轻、 测控精 确度高。 0049 以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已， 并非用来限定本发明的实施范围。任 何所属技术领域中具有通常知识者， 在不脱离本发明的精神和范围内，。
34、 当可作各种的更动 与润饰， 因此本发明的保护范围应当以权利要求书所界定范围为准。 说 明 书 CN 102512184 A 8 1/5 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102512184 A 9 2/5 页 10 图 3 图 5a 图 5b 说 明 书 附 图 CN 102512184 A 10 3/5 页 11 图 6a 图 6b 图 7a 图 7b 图 8 说 明 书 附 图 CN 102512184 A 11 4/5 页 12 图 9 图 10a 图 10b 图 10c 说 明 书 附 图 CN 102512184 A 12 5/5 页 13 图 11 说 明 书 附 图 CN 102512184 A 13 。