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1、(10)申请公布号 CN 103494654 A (43)申请公布日 2014.01.08 CN 103494654 A (21)申请号 201310478882.8 (22)申请日 2013.10.14 A61D 1/00(2006.01) A61B 19/00(2006.01) (71)申请人 中国医学科学院生物医学工程研究 所 地址 300192 天津市南开区白堤路 236 号 (72)发明人 吴金鹏 吕恒勇 龚智勇 胡甜甜 李迎新 (74)专利代理机构 天津市三利专利商标代理有 限公司 12107 代理人 李蕊 (54) 发明名称 一种动物躯体拉伸仪及其实现方法 (57) 摘要 本发明。
2、提供了一种动物躯体拉伸仪及其实现 方法， 所述拉伸仪包括液晶显示屏、 控制按键组、 设备电气安装前板、 头部旋转动力组件、 尾部旋转 动力组件、 头部关节支撑板、 关节分离支撑板、 尾 部关节支撑板、 躯体关节拉伸组件、 尾部关节拉伸 组件、 设备安装尾板、 拉伸步进电机安装板和头部 关节拉伸组件， 具体实现方法为 ：（1） 动物仰卧或 俯卧的姿势固定于支撑板上 ；（2） 在所述控制按 键组的操控下， 利用所述头部旋转动力组件、 尾部 旋转动力组件、 头部关节拉伸组件、 躯体关节拉伸 组件和 / 或尾部关节拉伸组件对动物躯体进行旋 转和 / 或拉伸运动 ； 所述拉伸仪是一种针对动物 躯干可进行。
3、 360 度全方位系统被动拉伸训练的加 载装置。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 4 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2页 说明书7页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103494654 A CN 103494654 A 1/2 页 2 1. 一种动物躯体拉伸仪， 其特征在于 ： 包括液晶显示屏、 控制按键组、 设备电气安装前 板、 头部旋转动力组件、 尾部旋转动力组件、 头部关节支撑板、 关节分离支撑板、 尾部关节支 撑板、 躯体关节拉伸组件、 尾部关节拉伸组件、 设备安装尾板、 拉伸步进电机安装板和头部 关节拉。
4、伸组件， 所述液晶显示屏和控制按键组线路连接并分别设置于所述设备电气安装前 板上， 所述头部旋转动力组件和尾部旋转动力组件之间设置有所述头部关节支撑板、 关节 分离支撑板和尾部关节支撑板， 其中， 所述头部关节支撑板设置于近头部旋转动力组件一 侧， 所述尾部关节支撑板设置于近尾部旋转动力组件一侧， 所述关节分离支撑板设置于所 述头部关节支撑板和尾部关节支撑板之间， 该关节分离支撑板为若干个分离设置的条状支 撑板， 所述每个条状支撑板底部固定连接有躯体关节拉伸组件， 所述头部关节支撑板底部 固定连接有头部关节拉伸组件， 所述尾部关节支撑板底部固定连接有尾部关节拉伸组件， 所述尾部旋转动力组件固定。
5、设置于所述设备安装尾板上， 所述头部旋转动力组件固定设置 于所述设备电气安装前板上， 所述躯体关节拉伸组件固定设置于所述拉伸步进电机安装板 上， 所述控制按键组分别与所述头部旋转动力组件、 躯体关节拉伸组件和尾部旋转动力组 件线路连接。 2. 根据权利要求 1 所述的动物躯体拉伸仪， 其特征在于 ： 还包括设备安装侧板和设备 安装底板， 所述设备安装侧板分别固定设置于所述设备电气安装前板和设备安装尾板的两 侧， 所述设备安装底板固定设置于所述设备电气安装前板和设备安装尾板的底部， 所述设 备安装侧板与设备安装底板垂直固定。 3. 根据权利要求 1 所述的动物躯体拉伸仪， 其特征在于 ： 所述头。
6、部关节支撑板、 关节分 离支撑板和尾部关节支撑板位于同一水平面上。 4. 根据权利要求 1 所述的动物躯体拉伸仪， 其特征在于 ： 所述头部旋转动力组件和尾 部旋转动力组件的具体结构包括旋转步进电机安装板、 旋转动力轴、 摆动旋转杆、 旋转用步 进电机， 所述摆动旋转杆上部与所述旋转动力轴固定连接， 所述旋转动力轴与所述旋转步 进电机安装板轴动连接， 所述旋转用步进电机与所述旋转步进电机安装板固定连接， 其中， 所述旋转步进电机安装板与所述设备电气安装前板或所述设备安装尾板固定连接， 所述摆 动旋转杆下部与所述头部关节支撑板或尾部关节支撑板固定连接。 5. 根据权利要求 1 所述的动物躯体拉伸。
7、仪， 其特征在于 ： 所述头部关节拉伸组件、 躯体 关节拉伸组件和尾部关节拉伸组件的具体结构包括拉伸用步进电机、 导轨固定安装板、 行 程丝杠、 拉伸行程导轨、 拉伸动力螺母台、 拉伸动力螺母台固定板、 拉伸最低行程位置开关、 拉伸最高行程位置开关和关节拉伸动力传动支撑臂， 所述拉伸用步进电机与所述导轨固定 安装板固定连接， 所述行程丝杠穿过所述导轨固定安装板和拉伸动力螺母台固定板， 并分 别与该导轨固定安装板和拉伸动力螺母台固定板活动连接， 所述行程丝杠下端与所述拉伸 用步进电机固定连接， 该行程丝杠上端与所述拉伸动力螺母台固定连接， 所述拉伸动力螺 母台固定于所述关节拉伸动力传动支撑臂一侧。
8、， 从而使关节拉伸动力传动支撑臂随行程丝 杠进行运动， 所述拉伸行程导轨分别与所述导轨固定安装板和拉伸动力螺母台固定板垂直 固定连接， 所述拉伸最低行程位置开关与所述导轨固定安装板固定连接， 所述拉伸最高行 程位置开关与所述拉伸动力螺母台固定板固定连接， 所述关节拉伸动力传动支撑臂与所述 头部关节支撑板、 关节分离支撑板的条状支撑板或尾部关节支撑板的底部固定连接。 6. 根据权利要求 1 所述的动物躯体拉伸仪， 其特征在于 ： 所述头部关节支撑板和关节 权 利 要 求 书 CN 103494654 A 2 2/2 页 3 分离支撑板上设有固定用缺口， 用来满足柔性固定需求， 所述柔性固定是指头。
9、部关节支撑 板和关节分离支撑板上分别设置有用于固定头部和四肢的软性绳类材质固定物， 所述关节 分离支撑板的中部为用于放置动物躯体的凹面结构。 7. 根据权利要求 1 所述的动物躯体拉伸仪， 其特征在于 ： 所述关节分离支撑板的相邻 的条状支撑板之间采用卡扣机构进行组装。 8. 根据权利要求 1 所述的动物躯体拉伸仪， 其特征在于 ： 所述控制按键组包括智能控 制核心 ARM 开发板和用于操控该 ARM 开发板的控制键， 所述 ARM 开发板与所述液晶显示屏 线路连接， 所述 ARM 开发板包括电源模块、 光电开关模块、 GPIO 接口模块、 步进电机驱动器 并口接口模块、 以及脉冲线驱动模块，。
10、 其中， 电源模块， 用于提供接口电路的电源 ； 光电开关模块， 与电源模块线路连接， 用于限定各动力组件和拉伸组件的运动位置 ； GPIO 接口模块， GPIO 一个端口与光电开关模块线路连接， 用于设置拉伸参数 ； 步进电机驱动器并口接口模块， 与 GPIO 另一个端口线路连接， 用于连接步进电机 ； 脉冲线驱动模块， 与 GPIO 再一个端口线路连接， 用于滤除干扰。 9. 具有权利要求 1 所述动物躯体拉伸功能的拉伸仪的实现方法， 其特征在于 ： 具体实 现方法为 ： （1） 动物仰卧或俯卧的姿势固定于所述关节分离支撑板上， 动物的头部固定于所述头 部关节支撑板上， 动物的尾部固定于所。
11、述尾部关节支撑板上 ； （2） 在所述控制按键组的操控下， 利用所述头部旋转动力组件、 尾部旋转动力组件、 头 部关节拉伸组件、 躯体关节拉伸组件和 / 或尾部关节拉伸组件对动物躯体进行旋转和 / 或 拉伸运动。 10. 根据权利要求 9 所述的拉伸仪的实现方法， 其特征在于 ： 所述控制按键组的实现控 制方式为 ： （1） ARM 开发板的电源模块通电， 对 ARM 开发板的 GPIO 接口模块的模块信息进行开机 上电初始化 ； （2） 通过控制面板设置 GPIO 接口模块的模块信息， 即对拉伸参数进行设置 ； （3） GPIO 接口模块保存所设置的拉伸参数， 并进行计算， 得到对应的设置参。
12、数 ； （4） 打开光电开关模块， 脉冲线驱动模块滤除干扰后， 步进电机驱动器并口接口模块接 收到 GPIO 接口模块传输的设置参数， 控制步进电机提供相应的动力， 通过所述头部旋转动 力组件、 尾部旋转动力组件、 头部关节拉伸组件、 躯体关节拉伸组件和 / 或尾部关节拉伸组 件带动相应支撑板进行旋转和 / 或拉伸运动， 时时拉伸参数通过液晶显示屏进行显示， 直 至拉伸完成， 等待下次拉伸设置。 权 利 要 求 书 CN 103494654 A 3 1/7 页 4 一种动物躯体拉伸仪及其实现方法 技术领域 0001 本发明涉及生物力学动物实验领域， 尤其是一种动物躯体拉伸仪及其实现方法。 背景。
13、技术 0002 牵张力是决定细胞形变和功能的主要因素， 人体及动物体内细胞的增殖、 分化、 迁 移、 凋亡等生物学过程受到包括力学因素在内的多种环境因素的影响， 在不同的张应力作 用下细胞骨架的所有构件发生整体重排， 从而导致细胞发生形变， 细胞形状的改变发出信 息并向胞核内传递而导致不同结果。目前的拉伸研究主要处在细胞水平， 所涉及的拉伸实 验装置也是对于细胞等微观结构的拉伸。然而， 在体状态下研究细胞在生理状态下对应力 的各种反应， 包括体液静压力、 流体剪切应力、 电流及生化环境以及体外一系列复杂的环 境， 鲜有涉及。这样， 导致在体细胞拉伸研究难以进行。 0003 目前的拉伸研究主要处。
14、在细胞水平， 所涉及的拉伸实验装置也是对于细胞等微观 结构的拉伸。然而， 在体状态下研究细胞在生理状态下对应力的各种反应， 包括体液静压 力、 流体剪切应力、 电流及生化环境以及体外一系列复杂的环境， 鲜有涉及。用作探讨活体 模型对机械应力的各种力学反应机制， 对比动物活体模型与细胞模型的研究结果的活体躯 体拉伸加载装置尚不存在。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题在于提供一种动物躯体拉伸仪。 0005 本发明所要解决的另一技术问题在于提供具有上述动物躯体拉伸功能的拉伸仪 的实现方法。 0006 为解决上述技术问题， 本发明的技术方案是 ： 0007 一种动物躯体拉伸仪， 包括液晶显。
15、示屏、 控制按键组、 设备电气安装前板、 头部旋 转动力组件、 尾部旋转动力组件、 头部关节支撑板、 关节分离支撑板、 尾部关节支撑板、 躯体 关节拉伸组件、 尾部关节拉伸组件、 设备安装尾板、 拉伸步进电机安装板和头部关节拉伸组 件， 所述液晶显示屏和控制按键组线路连接并分别设置于所述设备电气安装前板上， 所述 头部旋转动力组件和尾部旋转动力组件之间设置有所述头部关节支撑板、 关节分离支撑板 和尾部关节支撑板， 其中， 所述头部关节支撑板设置于近头部旋转动力组件一侧， 所述尾部 关节支撑板设置于近尾部旋转动力组件一侧， 所述关节分离支撑板设置于所述头部关节支 撑板和尾部关节支撑板之间， 该关。
16、节分离支撑板为若干个分离设置的条状支撑板， 所述每 个条状支撑板底部固定连接有躯体关节拉伸组件， 所述头部关节支撑板底部固定连接有头 部关节拉伸组件， 所述尾部关节支撑板底部固定连接有尾部关节拉伸组件， 所述尾部旋转 动力组件固定设置于所述设备安装尾板上， 所述头部旋转动力组件固定设置于所述设备电 气安装前板上， 所述躯体关节拉伸组件固定设置于所述拉伸步进电机安装板上， 所述控制 按键组分别与所述头部旋转动力组件、 躯体关节拉伸组件和尾部旋转动力组件线路连接。 0008 优选的， 上述动物躯体拉伸仪， 还包括设备安装侧板和设备安装底板， 所述设备安 说 明 书 CN 103494654 A 4。
17、 2/7 页 5 装侧板分别固定设置于所述设备电气安装前板和设备安装尾板的两侧， 所述设备安装底板 固定设置于所述设备电气安装前板和设备安装尾板的底部， 所述设备安装侧板与设备安装 底板垂直固定。 0009 优选的， 上述动物躯体拉伸仪， 所述头部关节支撑板、 关节分离支撑板和尾部关节 支撑板位于同一水平面上。 0010 优选的， 上述动物躯体拉伸仪， 所述头部旋转动力组件和尾部旋转动力组件的具 体结构包括旋转步进电机安装板、 旋转动力轴、 摆动旋转杆、 旋转用步进电机， 所述摆动旋 转杆上部与所述旋转动力轴固定连接， 所述旋转动力轴与所述旋转步进电机安装板轴动连 接， 所述旋转用步进电机与所。
18、述旋转步进电机安装板固定连接， 其中， 所述旋转步进电机安 装板与所述设备电气安装前板或所述设备安装尾板固定连接， 所述摆动旋转杆下部与所述 头部关节支撑板或尾部关节支撑板固定连接。 0011 优选的， 上述动物躯体拉伸仪， 所述头部关节拉伸组件、 躯体关节拉伸组件和尾部 关节拉伸组件的具体结构包括拉伸用步进电机、 导轨固定安装板、 行程丝杠、 拉伸行程导 轨、 拉伸动力螺母台、 拉伸动力螺母台固定板、 拉伸最低行程位置开关、 拉伸最高行程位置 开关和关节拉伸动力传动支撑臂， 所述拉伸用步进电机与所述导轨固定安装板固定连接， 所述行程丝杠穿过所述导轨固定安装板和拉伸动力螺母台固定板， 并分别与。
19、该导轨固定安 装板和拉伸动力螺母台固定板活动连接， 所述行程丝杠下端与所述拉伸用步进电机固定连 接， 该行程丝杠上端与所述拉伸动力螺母台固定连接， 所述拉伸动力螺母台固定于所述关 节拉伸动力传动支撑臂一侧， 从而使关节拉伸动力传动支撑臂随行程丝杠进行运动， 所述 拉伸行程导轨分别与所述导轨固定安装板和拉伸动力螺母台固定板垂直固定连接， 所述拉 伸最低行程位置开关与所述导轨固定安装板固定连接， 所述拉伸最高行程位置开关与所述 拉伸动力螺母台固定板固定连接， 所述关节拉伸动力传动支撑臂与所述头部关节支撑板、 关节分离支撑板的条状支撑板或尾部关节支撑板的底部固定连接。 0012 优选的， 上述动物躯。
20、体拉伸仪， 所述头部关节支撑板和关节分离支撑板上设有固 定用缺口， 用来满足柔性固定需求。 0013 优选的， 上述动物躯体拉伸仪， 所述柔性固定是指头部关节支撑板和关节分离支 撑板上分别设置有用于固定头部和四肢的软性绳类材质固定物。 0014 优选的， 上述动物躯体拉伸仪， 所述关节分离支撑板的中部为用于放置动物躯体 的凹面结构。 0015 优选的， 上述动物躯体拉伸仪， 所述关节分离支撑板的相邻的条状支撑板之间采 用卡扣机构进行组装。 0016 优选的， 上述动物躯体拉伸仪， 所述控制按键组包括智能控制核心 ARM 开发板和 用于操控该 ARM 开发板的控制键， 所述 ARM 开发板与所述。
21、液晶显示屏线路连接， 所述 ARM 开 发板包括电源模块、 光电开关模块、 GPIO 接口模块、 步进电机驱动器并口接口模块、 以及脉 冲线驱动模块， 其中， 0017 电源模块， 用于提供接口电路的电源 ； 0018 光电开关模块， 与电源模块线路连接， 用于限定各动力组件和拉伸组件的运动位 置 ； 0019 GPIO 接口模块， GPIO 一个端口与光电开关模块线路连接， 用于设置拉伸参数 ； 说 明 书 CN 103494654 A 5 3/7 页 6 0020 步进电机驱动器并口接口模块， 与 GPIO 另一个端口线路连接， 用于连接步进电 机 ； 0021 脉冲线驱动模块， 与 GP。
22、IO 再一个端口线路连接， 用于滤除干扰。 0022 优选的， 上述动物躯体拉伸仪， 所述脉冲线驱动模块包括施密特触发器、 芯片 S3C2440 和芯片 26LS31， 光电开关模块输出的信号通过施密特触发器滤除尖刺干扰后， 通 过外部中断 EINT3、 EINT4 通知芯片 S3C2440， 并在中断服务程序中采取保护措施， 停止 PWM （脉冲宽度调制） 输出， 以防躯体固定器的拉伸超过限位， 芯片 26LS31 将 GPIO 接口模块输出 的脉冲分为差分脉冲信号， 增强信号的抗干扰能力。 0023 优选的， 上述动物躯体拉伸仪， 所述保护措施指通过 WinCE6.0 底层的中断服务 程序。
23、 （Interrupt Service Routine， ISR）通知系统， 并创建中断服务线程 （Interrupt Service Thread,IST） ， 在 IST 中实现对该中断的响应。 0024 具有上述动物躯体拉伸功能的拉伸仪的实现方法， 具体实现方法为 ： 0025 （1） 动物仰卧或俯卧的姿势固定于所述关节分离支撑板上， 动物的头部固定于所 述头部关节支撑板上， 动物的尾部固定于所述尾部关节支撑板上 ； 0026 （2） 在所述控制按键组的操控下， 利用所述头部旋转动力组件、 尾部旋转动力组 件、 头部关节拉伸组件、 躯体关节拉伸组件和 / 或尾部关节拉伸组件对动物躯体进行。
24、旋转 和 / 或拉伸运动。 0027 优选的， 上述拉伸仪的实现方法， 所述控制按键组的实现控制方式为 ： 0028 （1） ARM 开发板的电源模块通电， 对 ARM 开发板的 GPIO 接口模块的模块信息进行 开机上电初始化 ； 0029 （2） 通过控制面板设置 GPIO 接口模块的模块信息， 即对拉伸参数进行设置 ； 0030 （3） GPIO 接口模块保存所设置的拉伸参数， 并进行计算， 得到对应的设置参数 ； 0031 （4） 打开光电开关模块， 脉冲线驱动模块滤除干扰后， 步进电机驱动器并口接口 模块接收到 GPIO 接口模块传输的设置参数， 控制步进电机提供相应的动力， 通过所。
25、述头部 旋转动力组件、 尾部旋转动力组件、 头部关节拉伸组件、 躯体关节拉伸组件和 / 或尾部关节 拉伸组件带动相应支撑板进行旋转和 / 或拉伸运动， 时时拉伸参数通过液晶显示屏进行显 示， 直至拉伸完成， 等待下次拉伸设置。 0032 优选的， 上述拉伸仪的实现方法， 所述拉伸参数包括拉伸的幅度、 时间长度、 频率 等生物力学相关的参数。 0033 本发明的有益效果是 ： 0034 上述动物躯体拉伸仪， 是一种针对动物躯干可进行 360 度全方位系统被动拉伸训 练的加载装置， 动力采用步进电机提供， 能够提供精确的控制， 而智能控制的核心采用 ARM 控制模块， 不仅成本低廉， 而且开发方便。
26、灵活， 可广泛用于研究生物力学刺激对大鼠器官、 组织、 细胞等的影响 ； 该拉伸仪不仅能够精确的确定拉伸的幅度、 时间长度、 频率等生物力 学相关的参数， 而且拉伸角度和方式全面， 并且能够研究由于外部的躯体拉伸而对内部脏 器进行拉伸的目的。 0035 上述动物躯体拉伸仪可以在活体动物模型上进行拉伸实验， 同时能够达到对内脏 结构的力学加载， 能控制拉伸量， 从而能够对拉伸等生物力学因素对机体组织、 器官、 细胞、 甚至是超微结构水平的影响进行研究， 为进一步进行生物力学拉伸的临床应用实验打下基 说 明 书 CN 103494654 A 6 4/7 页 7 础。 附图说明 0036 图 1 是。
27、本发明所述动物躯体拉伸仪的结构示意图， 0037 图中 ： 1- 液晶显示屏 2- 控制按键组 3- 设备电气安装前板 0038 4- 头部旋转动力组件 5- 尾部旋转动力组件 0039 6- 头部关节支撑板 7- 关节分离支撑板 0040 8- 尾部关节支撑板 9- 躯体关节拉伸组件 0041 10- 尾部关节拉伸组件 11- 设备安装尾板 0042 12- 拉伸步进电机安装板 13- 头部关节拉伸组件 0043 14- 设备安装侧板 15- 设备安装底板 ； 0044 图 2 是本发明所述动物躯体拉伸仪的头部旋转动力组件和尾部旋转动力组件的 结构示意图， 0045 图中 ： 16- 旋转步。
28、进电机安装板 17- 旋转动力轴 0046 18- 摆动旋转杆 19- 旋转用步进电机 ； 0047 图 3 是本发明所述动物躯体拉伸仪的头部关节拉伸组件、 躯体关节拉伸组件和尾 部关节拉伸组件的结构示意图， 0048 图中 ： 20- 拉伸用步进电机 21- 导轨固定安装板 0049 22- 行程丝杠 23- 拉伸行程导轨 24- 拉伸动力螺母台 0050 25- 拉伸动力螺母台固定板 26- 拉伸最低行程位置开关 0051 27- 拉伸最高行程位置开关 28- 关节拉伸动力传动支撑臂 ； 0052 图 4 是本发明所述动物躯体拉伸仪的步进电机驱动器与 ARM 开发板的接口电路 图， 005。
29、3 图中 ： P1 为 ARM 开发板引出的信号接口， 包括一些具有特殊功能的引脚， 如外部中 断信号 EINT3、 EINT4、 定时器输出 TOUT0、 TOUT1 等， 以及若干 GPIO， 0054 J1 为 DB25 接口， 用于连接伺服驱动器的控制接口， 包含了伺服驱动器的脉冲输 入、 A、 B、 Z 相脉冲反馈、 信号输入 IN1 IN4 以及信号输出 OUT1 和 OUT2， 0055 U1、 U2 为施密特触发器， 用于对 ARM 输出的光电脉冲进行滤波处理， 以防信号中的 尖刺噪声对伺服电机的动作产生干扰， 0056 U3、 U4 为限位光电开关， 用于确定传动轴背部挡板的。
30、位置， 以防拉伸臂超过安全拉 伸范围， 0057 U5、 U6 分别为 26LS31 与 26LS32， 是一种线驱动器， 用于将单相脉冲转换为差分脉 冲信号或者进行相反的转换过程 ； 0058 图 5 是本发明所述动物躯体拉伸仪的躯体拉伸功能实现方法流程图。 具体实施方式 0059 为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案， 下面结合附图及具体实 施方式对本发明所述技术方案作进一步的详细说明。 0060 如图 1- 图 4 所示， 所述动物躯体拉伸仪， 包括液晶显示屏 1、 控制按键组 2、 设备电 说 明 书 CN 103494654 A 7 5/7 页 8 气安装前板3、 头部旋。
31、转动力组件4、 尾部旋转动力组件5、 头部关节支撑板6、 关节分离支撑 板 7、 尾部关节支撑板 8、 躯体关节拉伸组件 9、 尾部关节拉伸组件 10、 设备安装尾板 11、 拉 伸步进电机安装板 12、 头部关节拉伸组件 13、 设备安装侧板 14 和设备安装底板 15， 所述液 晶显示屏 1 和控制按键组 2 线路连接并分别设置于所述设备电气安装前板 3 上， 所述头部 旋转动力组件 4 和尾部旋转动力组件 5 之间设置有所述头部关节支撑板 6、 关节分离支撑 板7和尾部关节支撑板8， 且所述头部关节支撑板6、 关节分离支撑板7和尾部关节支撑板8 位于同一水平面上， 所述关节分离支撑板 7。
32、 的相邻的条状支撑板之间采用卡扣机构进行组 装， 如果需要分离， 则打开卡扣即可， 该关节分离支撑板 7 的中部为用于放置动物躯体的凹 面结构， 所述头部关节支撑板6和关节分离支撑板7上设有固定用缺口， 用来满足柔性固定 需求， 该柔性固定是指头部关节支撑板 6 和关节分离支撑板 7 上分别设置有用于固定头部 和四肢的软性绳类材质固定物， 从而将动物的头部和四肢稳妥固定于头部关节支撑板 6 和 关节分离支撑板 7 上， 其中， 所述头部关节支撑板 6 设置于近头部旋转动力组件 4 一侧， 所 述尾部关节支撑板 8 设置于近尾部旋转动力组件 5 一侧， 所述关节分离支撑板 7 设置于所 述头部关。
33、节支撑板 6 和尾部关节支撑板 8 之间， 该关节分离支撑板 7 为若干个分离设置的 条状支撑板， 所述每个条状支撑板底部固定连接有躯体关节拉伸组件 9， 所述关节分离支撑 板 7 用于支撑动物躯干， 并考虑仰卧和俯卧两种姿势， 根据部位或者关节的需要将条状支 撑板进行组合或者分离， 从而按照脊柱的走向对躯干部分进行划分， 如进行某一关节进行 拉伸时， 将某一关节部位的条状支撑板与两侧的条状支撑板分离， 进行相应位置的牵引， 所 述头部关节支撑板 6 底部固定连接有头部关节拉伸组件 13， 所述尾部关节支撑板 8 底部固 定连接有尾部关节拉伸组件10， 所述尾部旋转动力组件5固定设置于所述设备。
34、安装尾板11 上， 所述头部旋转动力组件4固定设置于所述设备电气安装前板3上， 所述躯体关节拉伸组 件 9 固定设置于所述拉伸步进电机安装板 12 上， 所述控制按键组 2 分别与所述头部旋转动 力组件4、 躯体关节拉伸组件9和尾部旋转动力组件5线路连接， 所述设备安装侧板14分别 固定设置于所述设备电气安装前板 3 和设备安装尾板 11 的两侧， 所述设备安装底板 15 固 定设置于所述设备电气安装前板 3 和设备安装尾板 11 的底部， 所述设备安装侧板 14 与设 备安装底板 15 垂直固定 ； 0061 其中， 上述动物躯体拉伸仪， 所述头部旋转动力组件4和尾部旋转动力组件5的具 体结。
35、构包括旋转步进电机安装板16、 旋转动力轴17、 摆动旋转杆18、 旋转用步进电机19， 所 述摆动旋转杆 18 上部通过六角螺母与所述旋转动力轴 17 固定连接， 所述旋转动力轴 17 与 所述旋转步进电机安装板 16 轴动连接， 所述旋转用步进电机 19 通过六角螺母与所述旋转 步进电机安装板16固定连接， 其中， 所述旋转步进电机安装板16通过六角螺母与所述设备 电气安装前板 3 或所述设备安装尾板 11 固定连接， 所述摆动旋转杆 18 下部通过六角螺母 与所述头部关节支撑板 6 或尾部关节支撑板 8 固定连接 ； 所述头部关节拉伸组件 13、 躯体 关节拉伸组件9和尾部关节拉伸组件1。
36、0的具体结构包括拉伸用步进电机20、 导轨固定安装 板 21、 行程丝杠 22、 拉伸行程导轨 23、 拉伸动力螺母台 24、 拉伸动力螺母台固定板 25、 拉伸 最低行程位置开关26、 拉伸最高行程位置开关27和关节拉伸动力传动支撑臂28， 所述拉伸 用步进电机 20 通过六角螺母与所述导轨固定安装板 21 固定连接， 所述行程丝杠 22 穿过所 述导轨固定安装板 21 和拉伸动力螺母台固定板 25， 并分别与该导轨固定安装板 21 和拉伸 动力螺母台固定板 25 活动连接， 所述行程丝杠 22 下端通过六角螺母与所述拉伸用步进电 说 明 书 CN 103494654 A 8 6/7 页 9。
37、 机 20 固定连接， 该行程丝杠 22 上端与所述拉伸动力螺母台 24 固定连接， 所述拉伸动力螺 母台 24 通过六角螺母固定于所述关节拉伸动力传动支撑臂 28 一侧， 从而使关节拉伸动力 传动支撑臂 28 随行程丝杠 22 进行运动， 所述拉伸行程导轨 23 分别与所述导轨固定安装板 21 和拉伸动力螺母台固定板 25 垂直固定连接， 所述拉伸最低行程位置开关 26 与所述导轨 固定安装板 21 固定连接， 所述拉伸最高行程位置开关 27 与所述拉伸动力螺母台固定板 25 固定连接， 所述拉伸用步进电机 20 为关节拉伸运动的动力传动装置， 通过该拉伸用步进电 机 20 带动行程丝杠 2。
38、2 上下运动， 行程丝杠 22 再带动拉伸动力螺母台 24 运动， 由于拉伸动 力螺母台 24 通过六角螺母与关节拉伸动力传动支撑臂 28 相连接， 从而带动关节拉伸动力 传动支撑臂 28 上下运动 ； 导轨固定安装板 21 通过六角螺母与拉伸行程导轨 23 相连接， 拉 伸动力螺母台固定板 25 通过六角螺母固定于拉伸行程导轨 23 上端。拉伸最低行程位置开 关 26 安装在导轨固定安装板 21 上， 拉伸最高行程位置开关 27 位于拉伸动力螺母台固定板 25 上， 当拉伸动力螺母台 24 向下运动时， 其下边界会触发拉伸最低行程位置开关 26， 使行 程开关的电信号发生改变， 从而起到限位。
39、的作用， 同理， 当拉伸动力螺母台 24 向上运动时， 其上边界会触发拉伸最高行程位置开关 27， 使行程开关的电信号发生改变， 从而起到限位 的作用， 从而起到对关节拉伸动力传动支撑臂 28 有效的限位作用， 拉伸动力螺母台固定板 25 与行程丝杠 22 顶端通过轴承相连， 不随丝杠转动而运动。拉伸行程导轨 23 起到固定导 轨固定安装板 21 与拉伸动力螺母台固定板 25 的作用， 所述关节拉伸动力传动支撑臂 28 与 所述头部关节支撑板6、 关节分离支撑板7的条状支撑板或尾部关节支撑板8的底部固定连 接 ； 0062 其中， 上述动物躯体拉伸仪， 所述控制按键组2包括智能控制核心ARM开。
40、发板和用 于操控该 ARM 开发板的控制键， 所述 ARM 开发板与所述液晶显示屏 1 线路连接， 所述 ARM 开 发板包括电源模块、 光电开关模块、 GPIO 接口模块、 步进电机驱动器并口接口模块、 以及脉 冲线驱动模块， 其中， 0063 电源模块， 用于提供接口电路的电源 ； 0064 光电开关模块， 与电源模块线路连接， 用于限定各动力组件和拉伸组件的运动位 置 ； 0065 GPIO 接口模块， GPIO 一个端口与光电开关模块线路连接， 用于设置拉伸参数 ； 0066 步进电机驱动器并口接口模块， 与 GPIO 另一个端口线路连接， 用于连接步进电 机 ； 0067 脉冲线驱动。
41、模块， 与 GPIO 再一个端口线路连接， 用于滤除干扰， 所述脉冲线驱动 模块包括施密特触发器、 芯片 S3C2440 和芯片 26LS31， 光电开关模块输出的信号通过施密 特触发器滤除尖刺干扰后， 通过外部中断 EINT3、 EINT4 通知芯片 S3C2440， 并在中断服务程 序中采取保护措施， 停止 PWM（脉冲宽度调制） 输出， 以防躯体固定器的拉伸超过限位， 芯片 26LS31将GPIO接口模块输出的脉冲分为差分脉冲信号， 增强信号的抗干扰能力。 所述保护 措施指通过 WinCE6.0 底层的中断服务程序 （Interrupt Service Routine， ISR） 通知系。
42、统， 并创建中断服务线程 （Interrupt Service Thread,IST） ， 在 IST 中实现对该中断的响应。 0068 如图 5 所示， 具有上述动物躯体拉伸功能的拉伸仪的实现方法， 具体实现方法为 ： 0069 （1） 动物仰卧或俯卧的姿势固定于所述关节分离支撑板 7 上， 动物的头部固定于 所述头部关节支撑板 6 上， 动物的尾部固定于所述尾部关节支撑板 8 上 ； 说 明 书 CN 103494654 A 9 7/7 页 10 0070 （2） 在所述控制按键组 2 的操控下， 利用所述头部旋转动力组件 4、 尾部旋转动力 组件 5、 头部关节拉伸组件 13、 躯体关节。
43、拉伸组件 9 和 / 或尾部关节拉伸组件 10 对动物躯 体进行旋转和 / 或拉伸运动。 0071 具体实现过程为 ： 0072 上述拉伸仪的实现方法， 所述控制按键组 2 的实现控制方式为 ： 0073 （1） ARM 开发板的电源模块通电， 对 ARM 开发板的 GPIO 接口模块的模块信息进行 开机上电初始化 ； 0074 （2） 通过控制面板设置 GPIO 接口模块的模块信息， 即对拉伸参数进行设置， 所述 拉伸参数包括拉伸的幅度、 时间长度、 频率等生物力学相关的参数 ； 0075 （3） GPIO 接口模块保存所设置的拉伸参数， 并进行计算， 得到对应的设置参数 ； 0076 因步。
44、进电机运行在位置模式下， 因而通过控制其输入的位置脉冲的频率和脉冲数 来控制电机转动的速度和角度。 在ARM9控制板上， 通过定时器的PWM模式来输出脉冲信号， 通过设置定时器参数即可控制脉冲信号频率、 占空比以及脉冲数量， 拉伸的角度、 速度和时 间的计算公式如下 ： 0077 0+N 0078 F lv l(v0+Nv) 0079 0080 、 、 T为每次拉伸的角度、 速度、 时间， 0、 0、 T0为初始角度、 速度、 时间， 、 v、 T 为角度、 速度、 时间增量， 其单位分别为度、 转 / 秒 （rps） 、 秒 （s） ， i 为减速电机的减 速比， 本系统中为 5:1， 代表。
45、电机转一周所需脉冲数， 其值为 10000， 代表电机每转 1 度 所需的脉冲数， 与 的关系式为 l/360。 0081 （4） 打开光电开关模块， 脉冲线驱动模块滤除干扰后， 步进电机驱动器并口接口模 块接收到 GPIO 接口模块传输的设置参数， 控制步进电机提供相应的动力， 通过所述头部旋 转动力组件4、 尾部旋转动力组件5、 头部关节拉伸组件13、 躯体关节拉伸组件9和/或尾部 关节拉伸组件10带动相应支撑板进行旋转和/或拉伸运动， 时时拉伸参数通过液晶显示屏 1 进行显示， 直至拉伸完成， 等待下次拉伸设置。 0082 上述动物躯体拉伸仪采用控制程序可对不同运动过程进行管理， 主要实。
46、现下列功 能 ：（1） 对头部和尾部旋转拉伸的分别控制 ；（2） 对躯体任意高度 （角度） 的拉伸的控制 ；（3） 对头部和尾部不同角度在任意转动角度的控制 ；（4） 对头部和尾部进行不同角度上任意角 度停留时间的控制 ；（5） 对躯体以不同高度 （角度） 进行拉伸的控制 ；（6） 对躯体在不同刻度 上进行不同静止时间的控制。 0083 这些功能主要通过拉伸参数的设置来实现， 设定拉伸参数后， 通过 ARM 开发板进 行控制处理， 来驱动步进电机运动， 从而达到拉伸目的。 0084 上述参照具体实施方式对该一种动物躯体拉伸仪及其实现方法进行的详细描述， 是说明性的而不是限定性的， 可按照所限定范围列举出若干个实施例， 因此在不脱离本发 明总体构思下的变化和修改， 应属本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103494654 A 10 1/4 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 103494654 A 11 2/4 页 12 图 2 说 明 书 附 图 CN 103494654 A 12 3/4 页 13 图 3 说 明 书 附 图 CN 103494654 A 13 4/4 页 14 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103494654 A 14 。