CN203408035U - 粘弹性测量装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能够高精度地测量被测量物的粘弹性的粘弹性测量装置。测量装置(1)具备：壳体(10)；面接触部(11a)，其设置于壳体(10)，与皮肤(U1)面接触；球压头(40)，其与面接触部(11a)相比向皮肤(U1)侧移动，被压入到皮肤(U1)；驱动部(30)，其支承球压头(40)，使球压头(40)向皮肤(U1)侧移动；负荷传感器(20)，其右端部侧(21a)固定于壳体(10)，左端部侧(21b)支承驱动部(30)，对将球压头(40)压入到皮肤(U1)的压入负荷进行检测；以及控制部(66)，其获取球压头(40)的位移。

Description

粘弹性测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种对被测量物的粘弹性进行测量的粘弹性测量装置。

背景技术

以往，存在一种对人的皮肤等被测量物的粘弹性进行测量的测量装置(例如专利文献1)。在专利文献1的发明中，对设置有深针的压力传感器部、驱动部进行驱动来测量施加给被测量物的压力。

但是，在专利文献1的发明中，驱动部对深针和压力传感器部进行一体驱动，因此驱动部的结构大而驱动部的重量增加。由此，人手持计测器进行测量时的抖动给压力传感器的测量精度带来的影响增加。另外，与重量相比需要增加驱动器的驱动力。

另外，在专利文献1的发明中，使压力传感器介于驱动器与深针之间，由此从驱动器至深针的距离长。由此，驱动器的旋转轴抖动扩大，对测量精度带来很大影响。另外，为了对其进行控制而需要轴承、联轴节等部件，从而导致成本上升。轴承产生滑动摩擦，因此特别是在处理低压力时对测量精度带来影响。

另外，在专利文献1的发明中，使用弹簧挤压压力传感器来防止压力传感器晃动并且将压力传感器固定于滚珠丝杠装置，因此由于间隙的影响等而传感器的固定状态不稳定。在进行更高精度的感测时，需要使压力传感器的固定状态更牢固。

由于这些原因，专利文献1的发明不适合于处理微小压力的高精度的测量。

专利文献1：日本特开2000-316818号公报

实用新型内容

实用新型要解决的问题

本实用新型的课题是提供一种能够高精度地测量被测量物的粘弹性的粘弹性测量装置。

用于解决问题的方案

本实用新型通过以下那样的解决方法来解决课题。此外，为了更容易理解，附加与本实用新型的实施方式对应的附图标记来进行说明，但是并不限定于此。另外，附加附图标记来说明的结构可以适当地改进，另外，也可以将至少一部分代替为其它结构物。

·第一实用新型是一种粘弹性测量装置，具备：壳体(10、210、310)；面接触部(11a)，其设置于上述壳体，与被测量物面接触；加压头(40)，其与上述面接触部相比能够向上述被测量物(U1)侧移动而被压入到上述被测量物；驱动部(30)，其支承上述加压头，使上述加压头向上述被测量物侧移动；负荷检测部(20、220)，其固定部侧(21a)固定于上述壳体，可移动部侧(21b)支承上述驱动部，该负荷检测部对将上述加压头压入到上述被测量物的压入负荷进行检测；以及位移获取部(31、66)，其获取上述加压头的位移。

·第二实用新型的粘弹性测量装置的特征在于，还具备控制部(66)，上述控制部进行加压头压入处理，控制上述驱动部(30)以将上述加压头(40)配置于压入位置，以及上述控制部进行粘弹性计算处理，根据上述加压头压入处理的上述压入位置处的、上述负荷检测部(20、220)的输出和由上述位移获取部(31、66)获取到的上述加压头的位移来计算上述被测量物(U1)的粘弹性。

·第三实用新型的粘弹性测量装置的特征在于，上述驱动部(30)具备脉冲电动机(31)，上述控制部(66)输出驱动脉冲来控制上述脉冲电动机，根据上述驱动脉冲来获取上述加压头(40)的位移，上述控制部兼用作上述位移获取部。

·第四实用新型的粘弹性测量装置的特征在于，上述控制部(66)对由上述位移获取部(31、66)获取到的上述加压头的位移加上上述负荷检测部(20、220)本身的位移作为上述加压头(40)的位移，来进行上述粘弹性计算处理。

·第五实用新型的粘弹性测量装置的特征在于，还具备接触角度校正部(371～377)，该接触角度校正部将上述加压头(40)与上述被测量物(U1)的表面的接触角度向与上述被测量物的表面正交的方向进行校正。

·第六实用新型的粘弹性测量装置的特征在于，还具备接触压力校正部，该接触压力校正部对上述面接触部与上述被测量物接触的压力进行适当校正。

·第七实用新型的粘弹性测量装置的特征在于，该测量装置是以测量者手持上述壳体来使上述面接触部与上述被测量物接触的方式使用的测量装置，该测量装置还具备减振部，该减振部减小上述面接触部与上述被测量物之间的振动。

·第八实用新型的粘弹性测量装置的特征在于，还具备倾斜检测部和控制部，该倾斜检测部检测上述负荷检测部的检测方向的倾斜，上述控制部通过针对上述负荷检测部的输出校正与由上述倾斜检测部检测出的上述检测方向的倾斜对应的量，来进行上述负荷检测部的检测基准点的校正。

·第九实用新型的粘弹性测量装置的特征在于，上述倾斜检测部通过检测加速度来检测上述检测方向，上述控制部通过针对上述负荷检测部的输出抵消与由上述倾斜检测部检测出的加速度对应的量，来进行上述负荷检测部的检测基准点的校正。

·第十实用新型的粘弹性测量装置的特征在于，还具备压紧力检测部和控制部，该压紧力检测部检测上述面接触部的压紧力，上述控制部根据上述压紧力检测部的输出来判断是否进行粘弹性测量。

·第十一实用新型的粘弹性测量装置的特征在于，在根据上述压紧力检测部的输出判断为上述面接触部的压紧力的输出在规定压力内的情况下，上述控制部进行粘弹性测量。

·第十二实用新型的粘弹性测量装置的特征在于，具备多个上述压紧力检测部，该多个上述压紧力检测部对上述面接触部的多个位置的上述压紧力进行检测，在根据上述多个上述压紧力检测部的输出而上述多个位置的上述压紧力的相对值在规定范围内的情况下，上述控制部进行粘弹性测量。

·第十三实用新型的粘弹性测量装置的特征在于，还具备倾斜检测部，该倾斜检测部对上述负荷检测部的检测方向的倾斜进行检测，上述控制部根据上述倾斜检测部的输出进行上述压紧力检测部的检测基准点的校正。

·第十四实用新型的粘弹性测量装置的特征在于，具备：多个上述压紧力检测部，其对上述面接触部的多个位置的上述压紧力进行检测；以及压紧力显示部，其进行与压紧力有关的显示，上述控制部根据多个上述压紧力检测部的输出，将多个位置的上述压紧力的作用的中心位置显示在上述压紧力显示部。

·第十五实用新型的粘弹性测量装置的特征在于，还具备压紧力显示部，该压紧力显示部进行与压紧力有关的显示，上述控制部根据上述压紧力检测部的输出，将上述压紧力的大小以能够识别的方式显示在上述压紧力显示部。

·第十六实用新型的粘弹性测量装置的特征在于，还具备压紧力检测部和控制部，该压紧力检测部对上述面接触部的压紧力进行检测，上述控制部在上述压紧力检测部的输出不同的多个压紧力处计算上述被测量物的粘弹性，根据计算出的多个粘弹性，求出与低于上述多个压紧力的压紧力对应的粘弹性。

实用新型的效果

根据本实用新型，能够起到以下效果。

·在第一实用新型中，不对重量大的负荷检测部进行驱动，只要对重量小的加压头进行驱动即可，因此实现驱动部的小型、轻量化。由此，能够减轻测量者手持测量装置进行测量时的抖动影响。并且，能够减小驱动部的驱动力，因此能够降低驱动电力，能够减少消耗电力。

另外，能够缩短从驱动部至被测量物的距离。由此，能够减小随着抖动等产生的驱动部的旋转轴抖动扩大，并且不需要对旋转轴抖动进行控制的轴承、联轴节等部件，从而能够实现成本降低。另外，不会受到轴承等的滑动摩擦的影响，因此实现测量精度的提高。

并且，能够将负荷传感器牢固地固定于计测机的壳体，因此实现负荷传感器的测量精度的提高。

·在第二实用新型中，控制部能够根据加压头的压入位置处的、负荷检测部的输出和加压头的位移计算被测量物的粘弹性。

·在第三实用新型中，控制部根据脉冲电动机的驱动脉冲来获取加压头的位移，因此能够使结构简单。

·在第四实用新型中，作为加压头的位移，加上负荷检测部本身的位移，因此能够进一步提高测量精度。

·在第五实用新型中，校正加压头的接触角度，因此能够进一步提高测量精度。

·在第六实用新型中，适当地校正面接触部与被测量物接触的压力，因此能够提高负荷检测、位移获取的精度，能够提高测量精度。

·在第七实用新型中，减小面接触部与被测量物之间的振动，因此即使测量者抖动、身体移动等，负荷检测、位移获取也稳定，因此能够提高测量精度。

另外，根据本实用新型，能够起到以下效果。

·在第八实用新型中，即使在测量装置倾斜的情况下，也能够校正负荷检测部的检测基准点。由此，能够正确地判断压头和被测量部的接触点，并且，在压头和被测量部接触之后也能够正确地测量粘弹性。

·在第九实用新型中，如果针对负荷检测部的输出抵消与由倾斜检测部检测出的加速度对应的量，则能够对检测基准点进行校正，因此校正处理简单。

·在第十实用新型中，检测面接触部的压紧力，因此，能够在面接触部的压紧力的状态适当的情况下测量粘弹性。

·在第十一实用新型中，在面接触部的压紧力在规定压力内的情况下，使用负荷检测部等的输出进行测量，因此能够减小由压紧力的变化引起的被测量物的粘弹性的变化。另外，即使在多次进行测量的情况下，也能够使测量条件均匀。

·在第十二实用新型中，能够在圆环部均匀地按压被测量物的状态下测量粘弹性。

·在第十三实用新型中，即使在测量装置倾斜的情况下，也能够校正压紧力检测部的零点。由此，即使在测量者手持测量装置进行测量而测量装置的设置角度发生变化的情况下，也能够校正零点而正确地进行测量。

·在第十四实用新型中，将压紧力的作用的中心位置显示在压紧力显示部，因此测量者能够调整装置的倾斜以使压紧力的作用的中心位置适当等。

·在第十五实用新型中，将压紧力的大小以能够识别的方式进行显示，因此测量者能够调整装置的加压状态以达成适当的压紧力等。

·在第十六实用新型中，根据多个压紧力的粘弹性求出低压紧力的粘弹性，因此即使是难以进行低压紧力的测量的被测量物，也能够求出低压紧力的粘弹性。

附图说明

图1是表示第一实施方式的测量装置1的立体图、使用方式的图。

图2是第一实施方式的测量装置1的俯视图、截面图。

图3是放大示出第一实施方式的驱动部30附近(图2的(b)的箭头III部)的截面图。

图4是第一实施方式的测量装置1的框图。

图5是第一实施方式的测量装置1的处理的流程图。

图6是第二实施方式的测量装置201的俯视图、截面图(相当于图2的图)。

图7是第三实施方式的测量装置301-1～301-3的立体图。

图8是第三实施方式的测量装置301-4的立体图、截面图。

图9是第三实施方式的测量装置301-5的三面图。

图10是第三实施方式的测量装置301-6的三面图。

图11是第三实施方式的测量装置301-7的立体图。

图12是第四实施方式的测量装置401的立体图、截面图。

图13是第四实施方式的测量装置401的框图。

图14是说明测量装置倾斜的情况下的测量误差的图表。

图15是表示第四实施方式的负荷传感器20和加速度传感器480的输出的图表。

图16是表示被检者摇动的状态下的、皮肤的负荷和位移的测量结果的图表。

图17是说明第四实施方式的圆环部471的压紧力的分布不均匀的状态、均匀的状态的图。

图18是说明第四实施方式的测量装置401的一系列处理的流程图。

图19是表示第四实施方式的压紧力信息显示画面493a的图。

图20是表示圆环部471的压紧力与杨氏模量的关系的图。

附图标记说明

1、201、301-1～301-7、401：测量装置；10、210、310：壳体；11、471：圆环部；11a：面接触部；20、220：负荷传感器；30：驱动部；31：脉冲电动机；40：球压头；66、466：控制部；312：把持部；371：粘合片；372、475(475-1～475-3)：压力传感器；373：开关；374：抽吸喷嘴；375a～375d：弹簧；376：球接头；377：突起；U：测量者；U1：皮肤。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，参照附图等说明本实用新型的第一实施方式。

图1是表示第一实施方式的测量装置1的立体图、使用方式的图。

图1的(a)是测量装置1的立体图。

图1的(b)是表示测量装置1的使用方式的图。

此外，在实施方式的说明和附图中，以图1的(b)的状态为基准，设为左右方向X、深度方向Y、厚度方向Z。

测量装置1是左右方向X细长的长方体。测量装置1的大小为容纳于手掌程度的大小。测量装置1是将球压头40压入到皮肤U1而对皮肤U1的粘弹性进行测量的粘弹性测量装置。

作为利用者的测量者U以手掌包裹测量装置1的方式手持测量装置1，使圆环部11与脸颊等的皮肤U1(被测量物)接触。此外，测量者U也可以以握持测量装置1的方式手持测量装置1。

另外，通过使测量装置1小型化至容纳于手掌的尺寸，在使测量装置1与脸颊接触时，能够一边使容纳测量装置1以外的手掌与脸颊接触一边进行计测。由此，能够减轻抖动的影响。

图2是第一实施方式的测量装置1的俯视图、截面图。

图2的(a)是说明测量装置1的内部结构的俯视图。

图2的(b)是图2的(a)的b-b部截面图。

图3是放大示出第一实施方式的驱动部30附近(图2的(b)的箭头III部)的截面图。

图3的(a)是将球压头40配置于退避位置的状态。

图3的(b)是球压头40伸出的状态。

如图2所示，测量装置1具备壳体10、圆环部11、负荷传感器20(负荷检测部)、驱动部30、球压头40(加压头)以及基板50。

壳体10是测量装置1的壳体。壳体10是左右方向X长的长方体。

圆环部11是固定于壳体10上表面的圆环状的筒体。圆环部11表面是与利用者的皮肤U1面接触的面接触部11a。圆环部11的中心轴11b与厚度方向Z平行。

负荷传感器20是对施加给皮肤U1的负荷(压力)进行检测的部件。

负荷传感器20是在平行梁型的应变发生体21粘贴四个应变片22a～22d的类型。

应变发生体21配置成长度方向与左右方向X一致。应变发生体21的右端部侧21a(固定部侧)通过螺栓固定固定于壳体10的安装套12。应变发生体21的左端部侧21b(可移动部侧)是自由的，支承驱动部30。

通过上述结构，负荷传感器20对在应变发生体21的左端部侧21b通过驱动部30施加给厚度方向Z的负荷进行测量，来对施加给皮肤U1的负荷进行测量。

驱动部30是支承球压头40且使球压头40沿压入方向Z2(被测量物侧)移动的部件。厚度方向Z中的、壳体10的圆环部11侧为球压头40的压入方向Z2，其相反侧为返回方向Z1。

如图3所示，驱动部30具备脉冲电动机31、进给丝杠32、弹簧33、引导件34以及移动体35。

脉冲电动机31主体固定于应变发生体21的左端部侧21b。脉冲电动机31的旋转轴31a的轴向为厚度方向Z。

进给丝杠32是设置于脉冲电动机31的旋转轴31a周围的外螺纹。进给丝杠32与移动体35的内螺纹35a啮合。通过旋转驱动进给丝杠32使移动体35在厚度方向Z上移动。

弹簧33是防止进给丝杠32的间隙(backlash等)的拉伸螺旋弹簧。弹簧33的下端固定于应变发生体21，上端固定于移动体35。由此，弹簧33向返回方向Z1(应变发生体21侧)拉拽移动体35。弹簧33设置有两个，平衡良好地拉拽移动体35。

引导件34是用于与厚度方向Z平行地引导移动体35的轴体。引导件34的轴向为厚度方向Z。引导件34的下端固定于应变发生体21的左端部侧21b。引导件34插入到移动体35的引导件孔35b。引导件34设置有两个，平衡良好地引导移动体35并且能够防止移动体35在XY平面内的旋转。

移动体35是通过上述结构和驱动部30而在厚度方向Z上移动的被驱动部分。移动体35由树脂等形成，移动体35重量轻。

球压头40是与面接触部11a相比能够向压入方向Z2侧伸出而压入到皮肤U1的球体。球压头40固定于移动体35上表面，与移动体35一体地在圆环部11的中心轴11b上沿厚度方向Z移动。

球压头40从相对于面接触部11a被最拉拽的退避位置(图3的(a)的位置)向压入方向Z2伸出，配置在相对于面接触部11a突出的位置(图3的(b)的位置)。球压头40的移动冲程为几mm左右。

在此，在面接触部11a与皮肤U1接触时对皮肤U1施加压力，因此皮肤U1从面接触部11a的中央部向Z1方向隆起。其隆起量根据皮肤U1的柔软度、测量者手持测量装置1按压皮肤时的力而变动。由此，认为球压头40的移动冲程中的球压头40与皮肤U1接触的区域发生变动会对测量带来影响。例如，在隆起量大的情况下，认为在测量开始时(图3的(a)的退避位置)球压头40会与皮肤U1接触。相反在隆起量小的情况下，认为得不到足够测量的接触区域。

因此，也可以设置使圆环部11能够在Z方向上移动的机构。由此，能够调整球压头40与皮肤U1的接触区域。另外，为了进行更高精度的测量，期望设置在调整位置能够固定圆环部11的位置的机构。

另外，也可以设置用于将施加给皮肤U1的压力保持在某一范围内的机构、测量压力变动的机构等压力调整部。例如，在能够吸收压力的位置设置弹簧，使用位移计来监视弹簧的收缩量，由此能够判断是否为适当的压力而测出测量开始的定时，或者在测量过程中变动大的情况下纠正错误。

通过上述结构，驱动部30不对重量大的负荷传感器20进行驱动，仅在厚度方向Z上对重量小的球压头40进行驱动即可，因此驱动部30实现小型化、轻量化。由此，能够减轻测量者U手持测量装置1进行测量时的抖动的影响。并且，能够减小驱动部30的驱动力，因此能够减少驱动电力，能够减少消耗电力。

另外，测量装置1能够缩短从驱动部30至作为被测量物的皮肤U1的距离。由此，能够减小随着抖动等产生的驱动部30的旋转轴抖动的扩大，并且不需要对旋转轴抖动进行控制的轴承、联轴节等部件，从而能够实现成本降低。另外，不会受到轴承等的滑动摩擦的影响，因此实现测量精度的提高。

并且，测量装置1构成为通过螺栓固定(固定部)将负荷传感器20牢固地固定于壳体10的安装套12，在负荷传感器20上具备驱动部30。由于设为该结构，本申请的实用新型减轻以下问题：由专利文献1的在驱动部上设置负荷传感器的结构导致的特有的问题，即负荷传感器20固定于滚珠丝杠装置，因此由间隙的影响等而传感器的固定状态不稳定，从而导致初始负荷变动、重复精度恶化这种问题。

此外，固定部并不限定于螺栓固定，也可以使用粘接剂等来固定。

如图2所示，基板50是安装了CPU(中央处理装置)、半导体存储装置等的印刷电路板。基板50固定于壳体10的安装套13。基板50经由电缆等(未图示)与测量装置1的各电部件电连接。另外，基板50与电池(未图示)相连接，对各电部件提供电力。

图4是第一实施方式的测量装置1的框图。

测量装置1具备操作部61、显示部62、A/D转换器63、电动机驱动电路64、存储部65以及控制部66。

操作部61是测量者U操作测量装置1的部件。测量装置1具备设置于壳体10的操作按钮等(在图1、图2中省略了图示)。操作部61将操作信息输出到控制部66。

显示部62是显示测量结果的显示装置。显示部62设置于壳体10(在图1、图2中省略了图示)。

A/D转换器63是将来自负荷传感器20的模拟信号转换为数字信号而输出到控制部66的电路。A/D转换器63安装于基板50。

电动机驱动电路64是脉冲电动机31的驱动电路。电动机驱动电路64根据控制部66的驱动脉冲的输出输出适合于脉冲电动机31的驱动的电压等。电动机驱动电路64安装于基板50。

存储部65是用于存储测量装置1进行动作所需的程序、信息等的存储装置。存储部65由安装于基板50上的存储装置等构成。

控制部66是统一控制测量装置1的控制装置。控制部66由安装于基板50上的CPU等构成。

控制部66根据A/D转换器63的输出来计算负荷传感器20的负荷。控制部66输出驱动脉冲而控制脉冲电动机31，对驱动脉冲的脉冲数进行计数来获取球压头40的位移。也就是说，控制部66兼用作获取球压头40的位移的位移获取部。

图5是第一实施方式的测量装置1的处理的流程图。

如图1的(a)所示，在开始测量时，测量者U使测量装置1的圆环部11的面接触部11a与皮肤U1轻轻地紧密接合。由此，成为图3的(a)的状态。在该状态下，测量者U对操作部61进行操作。

在步骤S(以下简单称为“S”)1中，控制部66根据来自操作部61的输出来判断是否开始测量。控制部66在判断为开始测量的情况下(S1：“是”)，进入到S2，另一方面，在判断为没有开始测量的情况下(S1：“否”)，反复进行S1的处理。

在S2中，控制部66在操作之后将对作为测量对象的皮肤U1压紧面接触部11a时的施加给负荷传感器20的负荷设定为设定初值、即零。

在S3中，控制部66输出驱动脉冲来驱动脉冲电动机31。控制部66在开始驱动脉冲电动机31的同时开始对驱动脉冲进行计数，根据其计数值来获取球压头40的位移，并且开始负荷传感器20的负荷测量。

如图3所示，由此，球压头40在压入方向Z2上逐渐移动，与皮肤U1接触。

直到规定位移或者规定压入负荷为止，以某一采样时间间隔继续计测位移和压入负荷，存储数据。

在S4中，控制部66判断压入负荷是否达到规定压入负荷或者球压头40的位移是否达到规定位移。控制部66在判断为任一个达到的情况下(S4：“是”)，进入到S5。另一方面，控制部66在判断为均没有达到的情况下(S4：“否”)，反复进行S4。直到达到规定压入负荷或者达到规定位移为止(S4：“是”)进行该重复。

在S5中，控制部66在返回方向Z1上驱动球压头40而将其配置于退避位置(参照图3的(a))。另外，停止位移和负荷的测量，结束存储数据。

在S6中，控制部66进行粘弹性计算处理。根据所存储的位移和负荷数据，计算皮肤U1的粘弹性。能够从各种计算方法中选择该计算方法。例如，使用“日本特开2011-137667的式28、26和31”，能够求出三个要素个体模型中的非线性物性值、即弹性部的杨氏模量、粘弹性部的粘性无伸缩率以及粘弹性部中的弹性部的杨氏模量。此外，与上述式28、26和31对应的式如下。

[式1]

式28： $E^e\left({\mathrm{\ϵ}}_k^e\right):=\frac{{\stackrel{\·}{\mathrm{\σ}}}_{\mathrm{\αk}}}{{\stackrel{\·}{\mathrm{\ϵ}}}_{\mathrm{\α}}-C\left({\mathrm{\ϵ}}_k^v\right)\·({\stackrel{\‾}{\mathrm{\σ}}}_{k+1}-{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\αk}}^{\mathrm{ve}})}$

式26： $C\left({\mathrm{\ϵ}}_k^v\right):=\frac{{\stackrel{\·}{\mathrm{\σ}}}_{\mathrm{\βk}}{\stackrel{\·}{\mathrm{\ϵ}}}_{\mathrm{\α}}-{\stackrel{\·}{\mathrm{\σ}}}_{\mathrm{\αk}}{\stackrel{\·}{\mathrm{\ϵ}}}_{\mathrm{\β}}+(1-R_k){\stackrel{\·}{\mathrm{\σ}}}_{\mathrm{\αk}}({\stackrel{\‾}{\mathrm{\σ}}}_{k+1}-{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\βk}}^{\mathrm{ve}})C\left({\mathrm{\ϵ}}_{k-1}^v\right)}{{\stackrel{\·}{\mathrm{\σ}}}_{\mathrm{\βk}}({\stackrel{\‾}{\mathrm{\σ}}}_{k+1}-{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\αk}}^{\mathrm{ve}})-R_k{\stackrel{\·}{\mathrm{\σ}}}_{\mathrm{\αk}}({\stackrel{\·}{\mathrm{\σ}}}_{k+1}-{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\βk}}^{\mathrm{ve}})}$

式31： $E^{\mathrm{ve}}\left({\mathrm{\ϵ}}_k^v\right):=E^{\mathrm{ve}}\left({\mathrm{\ϵ}}_{k-1}^v\right)+\frac{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\αk}}^v-{\mathrm{\ϵ}}_{k-1}^v}{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\γk}}^v-{\mathrm{\ϵ}}_{k-1}^v}(\frac{E^e\left({\mathrm{\ϵ}}_k^e\right)E_{\mathrm{\γk}}}{E^e\left({\mathrm{\ϵ}}_k^e\right)-E_{\mathrm{\γk}}}-E^{\mathrm{ve}}\left({\mathrm{\ϵ}}_{k-1}^v\right))$

在此， $R_k=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\βk}}^v-{\mathrm{\ϵ}}_{k-1}^v}{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\αk}}^v-{\mathrm{\ϵ}}_{k-1}^v}$

E：杨氏模量

C：粘性无伸缩率

ε：应变

应变速度

σ：应力

应力速度

上标e、v、ve分别表示弹性部、粘弹性部、粘弹性部中的弹性部。

[式2]

(ε_α点)、

(ε_β点)、

(ε_γ点)

上述为具有(εα点)>(εβ点)>>(εγ点)的关系的应变速度，(εα点)、(εβ点)表示较高速的应变速度，(εγ点)表示与这些应变速度相比极低的应变速度。

另外，在实施方式中，对皮肤U1这种薄的被测量物进行测量。因此，使用适合于薄的被测量物的运算的“国际公开公报WO2010/084840的式31和34”，作为皮肤U1的弹性，求出杨氏模量E。此外，与上述式31和34对应的实施方式的各要素如下。

[式3]

式31： $\hat{F}=\frac{4}{3}\frac{E}{1-v^2}{\left(\frac{\mathrm{\φ}}{2}\right)}^{\frac{1}{2}}{\left\{\mathrm{\δ}(1+\mathrm{B\δ})\right\}}^{\frac{3}{2}}$

式34： $E=-\frac{6}{{\mathrm{\π}}^3{(1-v^2)}^2}{\left(\frac{2}{\mathrm{\φ}}\right)}^2\frac{\hat{F}}{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ϵ}}}_I^3}$

δ：球压头40与皮肤U1接触后的变位

厚度有限的式样中的压入负荷

球压头40的直径

ν：皮肤U1的泊松比

B：表示随着压入而增加的负荷的影响的系数

相当压入应变

此外，在无法忽视随着球压头40的加压产生的负荷传感器20的左端部侧21b的位移的情况下，控制部66也可以对基于驱动脉冲的位移加上左端部侧21b的位移来进行校正。在该情况下，预先测量左端部侧21b的位移和负荷传感器20的输出并存储到存储部65即可。而且，在进行测量时，控制部66根据负荷传感器20的输出，从存储部65读出左端部侧21b的位移即可。

在S7中，控制部66将粘弹性的测量结果输出到显示部62。此外，控制部66也可以将测量结果存储到存储部65，根据操作部61的操作来读出测量结果以使测量者U在之后能够确认测量结果。

在S8中，控制部66结束一系列处理。

另外，将测量装置1与PC(个人计算机)等外部装置连接，能够使外部装置侧具备操作部61、显示部62、存储部65、控制部66的功能的一部分或者全部。或者能够使测量装置1和外部装置双方具备功能。例如在通过操作部61进行开始测量的操作的情况下，在测量装置1设置开始测量用的开关，在外部装置侧设置用于对通信用软件等发送开始测量命令的按钮。由此，测量者能够与测量场景一致地选择开始测量的操作。

在基板50用于设置测量装置1与外部装置的通信的电路。对于测量装置1与外部装置的连接，有线(RS-232C、USB等)和无线(Bluetooth(注册商标)、Wi-Fi(注册商标)等)均可。

如上所述，本实施方式的测量装置1将驱动部30配置于负荷传感器20的可移动端侧，由此能够提高测量精度。另外，控制部66根据脉冲电动机31的驱动脉冲来获取球压头40的位移，因此能够使结构简单。

(第二实施方式)

接着，说明本实用新型的第二实施方式。

此外，在以下各实施方式的说明和附图中，对实现与上述第一实施方式相同的功能的部分附加相同的附图标记或者对末尾(最后两位)附加相同的附图标记，适当地省略重复的说明。

图6是第二实施方式的测量装置201的俯视图、截面图(相当于图2的图)。

测量装置201具备负荷传感器220、底座225。

负荷传感器220使用圆柱状等小型的压电元件。负荷传感器220的下表面(固定端侧)固定于壳体210的底面。负荷传感器220的上表面(可移动端侧)固定有底座225。

底座225是成为安装驱动部30的基座的部件。

通过上述结构，测量装置201与第一实施方式同样地，由负荷传感器220经由驱动部30检测球压头40的压入负荷。

如上所述，本实施方式的测量装置201使用压电元件作为负荷传感器220，因此能够使装置整体小型化。

(第三实施方式)

接着，说明本实用新型的第三实施方式。

图7是第三实施方式的测量装置301-1～301-3的立体图。

如图7的(a)所示，测量装置301-1具备粘合片371。

粘合片371设置于圆环部11的前端。在进行测量时，粘合片371粘合到皮肤。由此，测量装置301-1能够校正球压头40与皮肤表面的接触角度，并且即使在测量者抖动、体动的情况下，也能够使圆环部11的前端(面接触部)与皮肤表面紧密接合，减小抖动等对测量的影响。

如图7的(b)所示，测量装置301-2具备三个压力传感器372。

压力传感器372在圆环部11的前端等间隔地配置。各压力传感器372将检测出的压力信息输出到控制部66(参照图4)。在三个压力传感器372的输出差在规定范围内的情况下，控制部66开始测量。

由此，测量装置301-2能够仅在球压头40与皮肤表面的接触角度被校正为规定范围内的情况下开始测量。另外，能够在面接触部与皮肤的接触压力适当的状态下进行测量，因此能够抑制随着接触压力过度所引起的皮肤固化而产生的测量误差。

此外，在各压力传感器372的输出差在规定范围外或者各压力传感器372的重心位置在规定范围外的情况下，控制部66也可以通过声音、光对测量者警告(通知)可能不会正确测量。

另外，压力传感器372可以是三个部件，也可以是一个圆环状的部件。即使在该情况下，控制部66通过在传感器的输出在适当的范围内时开始计测，也能够仅在球压头40的接触角度被校正为规定范围内的情况下开始测量。另外，能够在面接触部和皮肤的接触压力适当的状态下进行测量，因此能够抑制随着接触压力过度引起的皮肤固化而产生的测量误差。并且，如果是该方式，则能够削减部件数。

如图7的(c)所示，测量装置301-3具备三个开关373。

开关373在圆环部11的前端等间隔地配置。开关373当向返回方向Z1移动规定量时，内部的电触点接通，将信号输出到控制部66(参照图4)。仅在从三个开关373输出信号的情况下，控制部66开始测量。

由此，测量装置301-3能够仅在球压头40与皮肤表面的接触角度被校正为规定范围内的情况下开始测量。

图8是第三实施方式的测量装置301-4的立体图、截面图。

图8的(a)是测量装置301-4的立体图。

图8的(b)是放大示出图8的(a)的b-b部截面的截面图。

图8的(c)、图8的(d)是第三实施方式的测量装置301-4的其它方式的立体图、截面图。

如图8的(a)、图8的(b)所示，测量装置301-4代替圆环部而设置有抽吸喷嘴374。

测量装置301-4在抽吸喷嘴374与皮肤U1表面接触的状态下，使抽吸泵等(未图示)进行作动来抽吸空气，使皮肤U1与抽吸喷嘴374的边缘部紧密接合。

由此，测量装置301-4能够校正球压头40与皮肤U1表面的接触角度。

另外，即使在测量者抖动、体动的情况下，也能够使抽吸喷嘴374的前端(面接触部)与皮肤表面紧密接合，减小抖动等对测量的影响。

此外，如图8的(c)、图8的(d)所示，抽吸喷嘴374的形状也可以是越向前端则直径越大。

图9是第三实施方式的测量装置301-5的三面图。

测量装置301-5具备壳体310、把持部312以及四个弹簧375a～375d。

壳体310是与第一实施方式的壳体10相同的部件，收容有与第一实施方式相同的负荷传感器、驱动部等。

把持部312是支承壳体310的壳体。在进行测量时，测量者以手掌包裹把持部312的方式把持把持部312或者手握把持部312，来使面接触部11a与皮肤接触。

弹簧375a～375d是设置于壳体310与把持部312之间的螺旋弹簧。弹簧375a～375d的下端固定于把持部312。弹簧375a～375d的上端固定于壳体310的底部角部。

由于弹簧375a～375d伸缩，因此以使壳体310相对于把持部312能够在旋转方向θX、θY上旋转的方式支承壳体310。

由此，测量装置301-5在面接触部11a与皮肤接触的情况下，壳体310进行旋转，能够校正球压头40与皮肤表面的接触角度。另外，能够吸收随着测量时的抖动、体动产生的面接触部11a与皮肤之间的振动而减小这些振动，能够减小该振动对测量带来的影响。

另外，测量者在进行测量时不直接手持壳体310。因此，测量装置301-5能够降低由测量者的把持引起的壳体310的变形，因此能够降低由壳体310的变形引起的负荷传感器的变形。由此，测量装置301-5能够进一步提高测量精度。

此外，弹簧375a～375d如果是弹性体，则可以是其它部件，也可以代替弹簧375a～375d而例如使用板弹簧、橡胶等。

另外，设置对弹簧收缩到规定量以上的情况进行检测的传感器，如果控制部66(参照图4)根据该传感器的输出使用声音、光对测量者警告(通知)不要进行测量或者可能不会正确测量，则能够抑制随着接触压力过度引起的皮肤固化而产生的测量误差。

图10是第三实施方式的测量装置301-6的三面图。

测量装置301-6具备壳体310、把持部312以及球接头376。

上述测量装置301-5使用弹簧375a～375d对壳体310与把持部312之间进行连接，与此相对，测量装置301-6使用球接头376对壳体310与把持部312之间进行连接。

由此，测量装置301-6与上述测量装置301-5同样地，能够校正球压头40与皮肤表面的接触角度，能够减小面接触部11a与皮肤之间的振动的影响，并且由于不直接把持收容了负荷传感器的壳体，因此能够降低壳体的变形，进一步提高测量精度。

图11是第三实施方式的测量装置301-7的立体图。

测量装置301-7具备三个突起377。

突起377在圆环部11的前端的面接触部11a等间隔地设置。突起377从面接触部11a突出。

因此测量者能够确认突起377与皮肤接触的感触来修正面接触部11a的接触状态。由此，测量装置301-7能够校正球压头40与皮肤表面的接触角度。

另外，通过搭载加速度传感器、负荷传感器(负荷值误差检测部)，能够减小由抖动等引起的负荷值的误差的影响，提高测量精度。负荷传感器以测量开始时间点的初始负荷为基准来检测负荷变化。根据测量装置的角度(x、y、z方向)来决定此时的初始负荷。当产生抖动等时从初始位置起角度发生变化，因此初始负荷发生变动，表现为负荷值的误差。通过加速度传感器、负荷传感器来检测并校正该误差。

例如，在搭载了加速度传感器的情况下，根据初始位置和抖动时的加速度信息来估计并校正初始负荷的变化。

另外，在搭载了负荷传感器的情况下，与测量用的负荷传感器分开地设置检测方向与测量用的负荷传感器的检测方向相同的校正用负荷传感器。设为与测量用负荷传感器相同或者对负荷值乘以系数等来调整校正用负荷传感器的初始负荷。通过从测量用负荷传感器的输出减去校正用负荷传感器的输出，能够消除由抖动等引起的从初始位置起的角度变化而产生的测量误差，能够仅抽取对球压头40施加的负荷。

(第四实施方式)

接着，说明本实用新型的第四实施方式。

图12是第四实施方式的测量装置401的立体图、截面图。

图13是第四实施方式的测量装置401的框图。

测量装置401是与图7所说明的测量装置301-2同样地具备三个压力传感器475(475-1～475-3)的类型。

如图12、图13所示，测量装置401具备压力传感器475(压紧力检测部)、加速度传感器480(倾斜检测部)、通信部491、通信终端492以及控制部466。

压力传感器475(475-1～475-3)检测圆环部471(471-1～471-3)的表面(面接触部)对皮肤表面的压紧力。作为压力传感器475，例如能够利用具备与负荷传感器20相同结构的传感器、具备压电元件的传感器等。作为倾斜检测部，并不限定于加速度传感器，例如还能够代替使用倾斜传感器、负荷传感器等。

各压力传感器475-1～475-3配置在各圆环部471-1～471-3的正下方。各压力传感器475-1～475-3检测各圆环部471-1～471-3按压的皮肤的压紧力。压力传感器475的检测方向为厚度方向Z。压力传感器475的输出通过A/D转换器476被进行A/D转换，输出到控制部466。

此外，如果是包围球压头40的环状(框状)，则圆环部471的形状并不限定于圆环状。其形状例如也可以是四角形、三角形。

加速度传感器480对负荷传感器20的检测方向的倾斜、压力传感器475的检测方向的倾斜进行检测。加速度传感器480是压电元件等加速度传感器480。加速度传感器480的加速度的检测方向与负荷传感器20和压力传感器475的检测方向相同为厚度方向Z。因此，加速度传感器480能够检测这些检测方向从铅直方向起的倾斜。加速度传感器480的输出通过A/D转换器481被进行A/D转换，输出到控制部466。

加速度传感器480配置在负荷传感器20附近。因此，加速度传感器480能够检测负荷传感器20附近的加速度，因此能够正确地检测负荷传感器20的检测方向的倾斜。

通信部491是对通信终端492发送压紧力信息显示画面493a(参照图19)的部分。该压紧力信息显示画面493a表示与圆环部471的压紧力有关的信息。通信部491具备用于进行无线通信的RF电路、天线等。

通信终端492是便携式信息终端、个人计算机、平板型终端等。通信终端492具有与通信部491进行无线通信来接收压紧力信息显示画面493a的功能。

通信终端492具备压紧力显示部493。

压紧力显示部493是液晶显示装置等显示装置。压紧力显示部493显示压紧力信息显示画面493a(参照图19)。测量者能够一边确认压紧力显示部493的显示一边进行测量。在该情况下，测量装置401主体与通信终端492是分开的，因此，例如即使在被检者亲自测量自己的脸颊等时，被检者也能够看到压紧力显示部493。

此外，通信部491和通信终端492也可以通过经由通信线缆等的有线通信发送和接收图像信息。另外，显示部62也可以兼用作压紧力显示部493。

控制部466除了进行与上述实施方式相同的处理以外，还进行后述的各种处理等。

[负荷传感器20的零点]

说明测量装置401的负荷传感器20的零点。

(测量装置倾斜的情况下的测量误差)

首先，说明测量装置倾斜的情况下的测量误差。

图14是说明测量装置倾斜的情况下的测量误差的图表。

图14的(a)是表示测量装置的倾斜固定且正常进行了测量的情况下的测量结果的图表。

图14的(b)是表示由于被检者摇动而测量装置摇动的情况下的测量结果的图表。

图14的(c)是表示由于被检者逐渐倾斜而测量装置逐渐倾斜的情况下的测量结果的图表。

如图14的(a)所示，在正常进行测量的情况下，在从开始测量起球压头40与皮肤接触前的A1中，基于负荷传感器20的实测值大致为零而没有抖动。这是由于，零点(检测值基准点)稳定。此外，零点是要判断为球压头40的负荷0gf的基准点。也就是说，零点是与球压头40的负荷0gf对应的负荷传感器20的输出值。

在该情况下，能够高精度地判断球压头40与皮肤接触时(接触点A2)的负荷变动。另外，在接触后的A3(从接触点A2至测量结束为止)，零点也稳定。因此，实测值的图表描绘出很好的曲线。

此外，控制部466根据接触后A3的实测值对第一实施方式中说明的“国际公开公报WO2010/084840的式31和34”进行参数拟合，计算杨氏模量(粘弹性)。而且，将基于上述式的函数作为拟合曲线A4(与基于上述式的函数对应的曲线)显示在图表上。在附图中用两点划线表示拟合曲线A4。拟合曲线A4与表示实测值的曲线大致一致。也就是说，通过正常的测量计算出的杨氏模量是正确的。

为了正确地制作拟合曲线，正确地判断接触点的位置很重要。因此，更正确地判断接触点可提高测量精度，因此很重要。

如图14的(b)所示，在摇动的情况下，在接触前的B1中，实测值与被检者的摇动周期等相应地发生变动。

由被检者的呼吸等引起这种摇动。另外，这种实测值的变动是由以下原因等引起，该原因是由于测量装置401的倾斜发生变动而由驱动部30、球压头40等的初始负荷引起的向负荷传感器20的负荷发生变动，从而零点发生变动。

在该情况下，导致球压头40与皮肤的接触点B2的判断精度降低。另外，在接触后的B3中也发生实测值的变动。拟合曲线B4与表示实测值的曲线不一致。因此，即使计算杨氏模量，该杨氏模量也不正确。

如图14的(c)所示，在被检者逐渐倾斜的情况下也同样，在接触前的C1中，与倾斜相应地零点逐渐发生变动。该倾斜例如是由于测量装置401被压紧于脸颊而被检者的身体逐渐倾斜等引起的。

因此，与图14的(b)同样地，控制部466的球压头40与皮肤的接触点C2的判断精度降低。另外，在接触后的C3中也产生测量误差。拟合曲线C4与表示实测值的曲线一致，但是零点发生变动。因此，即使计算杨氏模量，该杨氏模量也不正确。

(负荷传感器20的零点校正处理)

说明负荷传感器20的零点校正处理。

图15是表示第四实施方式的负荷传感器20和加速度传感器480的输出的图表。

图15的(a)是说明使测量装置401逐步地倾斜的情况下的负荷传感器20的输出和加速度传感器480的输出的比较的表。

如图15的(a)所示，使负荷传感器20的检测方向以以下五个阶段变化，将负荷传感器20的输出与加速度传感器480的输出进行比较。

·倾斜-90°：检测方向为上侧

·倾斜-45°：检测方向为斜上方45°

·倾斜0°：检测方向为水平方向

·倾斜+45°：检测方向为斜下方45°

·倾斜+90°：检测方向为下侧

实线表示负荷传感器20的输出。虚线表示加速度传感器480的输出。

在倾斜0°的情况下，将加速度传感器480的输出调整为与负荷传感器20的输出相同。另外，对倾斜-90°与倾斜+45°之间的加速度传感器480的输出的变动幅度乘以系数来进行校正以使其与负荷传感器20的变动幅度相等。也就是说，放大了加速度传感器480的输出。

另外，负荷传感器20对与测量装置401的倾斜相应的球压头40、驱动部30等的负荷进行检测。另外，加速度传感器480对与测量装置401的倾斜相应的加速度进行检测。这些传感器的检测方向为同一方向(厚度方向Z)。因此，这些传感器的输出与测量装置401的倾斜相应地以相同的方式发生变动。

因此，控制部466通过使加速度传感器480的上述调整后的力与负荷传感器20的输出相抵消(减去或者相加)，来进行负荷传感器20的零点校正处理。在本实施方式中，已被校正为负荷传感器20的输出值与加速度传感器480的输出值正负相反，因此将两者相加即可。零点的校正处理进行这种简单的运算处理即可，是容易的。

图15的(b)、图15的(c)是表示被检者摇动的情况下的负荷传感器20、加速度传感器480的输出的图。

图15的(d)是表示根据图15的(b)、图15的(c)示出的输出校正零点所得到的结果的图表。

此外，图15的(b)～图15的(d)是在球压头40与皮肤接触之前的状态下进行测量得到的。

如图15的(b)所示，负荷传感器20的输出与被检者的摇动周期相应地发生变动。同样地，如图15的(c)所示，加速度传感器480的输出也与被检者的摇动周期相应地发生变动。通过上述校正，加速度传感器480的输出与负荷传感器20的输出的振幅变为相同。

控制部466对负荷传感器20的输出值(图15的(b))与加速度传感器480的输出值(图15的(c))进行加法运算来校正负荷传感器20的零点。

如图15的(d)所示，校正后的输出大致变为零，能够确认为能够校正零点。

图16是表示被检者摇动的状态下的、皮肤的负荷和位移的测量结果的图表。

图16的(a)是不进行负荷传感器20的零点校正的情况下的测量结果。

图16的(b)是进行了负荷传感器20的零点校正的情况下的测量结果。

如图16的(a)所示，在被检者摇动的情况下，测量结果与图14的(b)同样地，在球压头40与皮肤接触前的D1和接触后的D3两方中，受到被检者的摇动的影响。另外，接触点D2的判断也不正确。

如图16的(b)所示，在进行了负荷传感器20的零点校正的情况下，接触前的E1的负荷的实测值变得稳定。即使在接触后的E3中，被检者的摇动的影响也减小。并且，接触点E2的判断也正确。

这样，测量装置401进行负荷传感器20的零点校正处理，因此即使在被检者摇动的情况下，也能够正确地判断球压头40与皮肤的接触，并且在接触后也能够正确地进行测量。此外，虽然省略说明，但是在被检者逐渐倾斜的情况下(参照图14的(c))，也能够期望得到相同的效果。

[与压力传感器475有关的校正处理]

说明与压力传感器475有关的校正处理。

(压力传感器475的零点校正处理)

说明测量装置401的压紧力检测的零点校正。

测量装置401将加速度传感器480的输出除了利用于上述负荷传感器20的零点校正以外，还利用于压力传感器475的零点校正(检测基准点)。

负荷传感器20、压力传感器475、加速度传感器480的检测方向相同(厚度方向Z)。因此，加速度传感器480还能够检测压力传感器475的检测方向的倾斜。

压力传感器475的零点校正例如能够使用以下方法。

即使测量装置401倾斜，也能够根据测量装置401的倾斜(角度)来计算施加给压力传感器475的圆环部471等的负荷。

因此，在无负荷状态下，在图15的(a)的-90°的状态下，预先测量施加给压力传感器475的圆环部471等的负荷，将该负荷信息存储到存储部65。控制部466根据加速度传感器480的输出和存储部65的负荷信息，计算随着测量装置401的倾斜而发生的压力传感器475的输出变化。而且，控制部466以从压力传感器475的输出减去该输出的变化的方式来进行零点校正。

此外，加速度传感器480的输出与零点的校正量对应。因此，也可以将测量装置401的倾斜与零点的校正量相对应地存储到存储部65来进行上述零点校正。在该情况下，控制部466根据加速度传感器480的输出，参照存储部65读出零点的校正量，从压力传感器475的输出减去该零点的校正量即可。

由此，即使在测量装置401由测量者手持进行测量而倾斜不稳定的情况下，也能够正确地测量对皮肤的压紧力。

(使压紧力适当的处理)

说明测量装置401的使压紧力适当的处理。

人的皮肤具有当压紧力变大时固化而杨氏模量变大的性质。因此，当圆环部471按压人的皮肤的压紧力变大时，存在负荷传感器20的输出变大并且球压头40的位移变小的趋势。使压紧力适当的处理是使该压紧力变得适当的处理。

控制部466根据三个压力传感器475-1～475-3的输出，仅在圆环部471-1～471-3按压皮肤的压紧力的合计在规定范围以内的情况下对驱动部30进行驱动，对球压头40的负荷和位移进行测量。另外，在球压头40与皮肤接触之后，在压紧力的合计在规定范围外的情况下终止测量。

由此，测量装置401能够仅在压紧力的合计在规定范围内的情况下进行测量。

作为规定范围，能够使用三个圆环部471-1～471-3的压紧力的合计为“0～200gf”等。

由此，测量装置401能够仅在压紧力适当的情况下进行测量。

(使压紧力分布均匀的处理)

说明测量装置401的使压紧力适当的处理。

图17是说明第四实施方式的圆环部471的压紧力分布不均匀的状态、均匀的状态的图。

如图17的(a)所示，当圆环部471与皮肤U1倾斜地接触等时，圆环部471的压紧力分布变得不均匀(参照压紧力F1、F2)，形成皮肤U1的表层绷紧的状态。在这种状态下，无法正确地测量人的皮肤U1。

控制部466根据三个压力传感器475-1～475-3的输出，仅在圆环部471-1～471-3按压皮肤的压紧力的相对值(相对于各压紧力的值的其它压紧力的值)在规定范围以内的情况下对驱动部30进行驱动，对球压头40的负荷和位移进行测量。另外，在球压头40与皮肤接触之后，在这些压紧力的相对值在规定范围外的情况下终止测量。

例如在规定范围被设定为10gf以内的情况下，在圆环部471-1～471-3的压紧力分别为25gf、24gf、26gf时，压紧力的相对值在规定范围内，因此控制部466开始进行测量。另一方面，在圆环部471-1～471-3的压紧力分别为50gf、15gf、10gf时，压紧力的相对值在规定范围外，因此控制部466终止测量。

由此，测量装置401能够仅在这些压紧力的相对值在规定范围内的情况下进行测量。

如图17的(b)所示，在这些压紧力的相对值在规定范围内的情况下，处于圆环部471能够均匀地按压皮肤U1的状态(参照压紧力F3、F4)。在该情况下，能够在压紧力作用的中心点G接近圆环部471的中心(即球压头40的配置位置)的状态下进行测量。

由此，测量装置401能够在皮肤U1的表层均匀地绷紧的状态下进行测量。

说明测量装置401的一系列处理。

图18是说明第四实施方式的测量装置401的一系列处理的流程图。

图19是表示第四实施方式的压紧力信息显示画面493a的图。

S401与第一实施方式的S1(参照图5)相同。

在S402中，控制部466开始接收负荷传感器20、压力传感器475-1～475-3以及加速度传感器480的输出，开始对压头负荷、加速度(倾斜)、压紧力进行测量。控制部466使用压力传感器475的进行了上述零点校正处理的结果作为压紧力。

另外，如图19所示，控制部466制作压紧力信息显示画面493a。

压紧力信息显示画面493a具有圆刻度493b、作用中心点指标493c。

圆刻度493b由与圆环部471对应的多个同心圆形成。圆刻度493b的中心与圆环部471的中心(即球压头40的位置)对应。圆刻度493b的上下左右方向与测量装置1的左右方向X、深度方向Y对应。

作用中心点指标493c表示圆环部471-1～471-3的压紧力的中心点。

因此，作用中心点指标493c与圆刻度493b的中心越近，则压紧力的中心越接近球压头40的位置。在这种情况下，适合于测量。

另外，控制部466以能够识别圆环部471-1～471-3的压紧力的合计的方式显示作用中心点指标493c。该方式能够使用根据压紧力合计的大小例如使作用中心点指标493c的色彩变化(在小的情况下为蓝色、在适当的情况下为绿色、在大的情况下为红色等)、使浓度变化或者使指标的显示大小变化的方法。另外，控制部466也可以以数值来显示压紧力合计的大小。

控制部466依次制作压紧力信息显示画面493a直到测量结束为止，控制通信部491将其发送到通信终端492。

通信终端492当接收到压紧力信息显示画面493a时将其显示于压紧力显示部493。

由此，测量者通过实时地确认压紧力信息显示画面493a，能够调整测量装置401的倾斜，将压紧力的状态调整为适合。即、测量者能够对装置的倾斜进行调整以使作用中心点指标493c处于适合测量的圆(例如圆刻度493b的最内侧的圆)的内侧，或者对圆环部471的加压状态进行调整以使作用中心点指标493c变为适合的色彩。

此外，图19示出显示作用中心点指标493c的移动轨迹的例子，但是也可以删除该轨迹的显示。

在S403中，控制部466进行使上述压紧力适当的处理。也就是说，控制部466根据压力传感器475-1～475-3判断圆环部471-1～471-3的压紧力的合计是否在规定范围内。控制部466在判断为处于规定范围内的情况下(S403：“是”)，进入到S404，另一方面，在判断为处于规定范围外的情况下(S403：“否”)，反复进行该判断。

在S404中，控制部466进行使上述压紧力分布均匀的处理。也就是说，控制部466根据压力传感器475-1～475-3来判断圆环部471-1～471-3的压紧力的相对值是否在规定范围内。控制部466在判断为处于规定范围内的情况下(S404：“是”)，进入到S405，另一方面，在判断为处于规定范围外的情况下(S404：“否”)，反复进行从S403起的处理。

通过S403、S404的处理，测量装置401能够仅在压紧力为适当(S403：“是”)并且压紧力分布均匀的情况下(S404：“是”)，进入到S405以后的处理来开始与皮肤的粘弹性有关的测量。

在S405中，控制部466对驱动部30进行驱动来开始对球压头40进行驱动。控制部466开始将脉冲电动机31的脉冲计数(球压头40的移动位移)、压头负荷、加速度、压紧力的计测数据累积(存储)到存储部65。

在S406中，与S403同样地，控制部466判断压紧力的合计是否在规定范围内。控制部466在判断为处于规定范围内的情况下(S406：“是”)，进入到S407，另一方面，在判断为处于规定范围外的情况下(S406：“否”)，进入到S407a。

在S407中，与S404同样地，控制部466判断这些压紧力的相对值是否在规定范围内。控制部466在判断为处于规定范围内的情况下(S407：“是”)，进入到S408，另一方面，在判断为处于规定范围外的情况下(S407：“否”)，进入到S407a。

在S407a中，控制部466终止计测，结束处理(S411)。也就是说，控制部466将球压头40配置于退避位置，结束计测数据的累积。

进入到该S407a的情况是对皮肤的压紧力的状态不适合于测量的情况(S406：“否”、S407：“否”)。因此，在该情况下，测量装置401能够终止测量。在该情况下，测量者从最初起重新开始测量即可。

在S408中，与第一实施方式的S4(参照图5)同样地，控制部466判断是否达到规定位移或者规定压入负荷。控制部466在判断为达到了规定位移等的情况下(S408：“是”)，进入到S409，另一方面，在判断为没有达到的情况下(S408：“否”)，反复进行从S406起的处理。

在S409中，控制部466根据存储部65所累积的计测数据来校正球压头40的负荷数据。也就是说，控制部466对于球压头40的负荷数据，使用加速度数据、应用上述负荷传感器20的零点校正处理来校正负荷数据。而且，控制部466根据校正后的负荷数据进行接触点的判断等，并且进行参数拟合来计算杨氏模量。由此，测量装置401能够使用可靠性高的负荷数据来进行粘弹性测量，因此能够提高测量精度。

在S410中，控制部466将测量结果(基于校正后的负荷数据的图表(参照图14等)、计算出的杨氏模量等)显示在显示部62。

在S411中，控制部466结束一系列处理。

如上所述，本实施方式的测量装置401即使在由于是测量者手持进行测量的装置而装置倾斜的情况下，通过进行各传感器的零点校正，也能够提高测量精度。另外，能够在圆环部471与皮肤的接触状态为适当的情况下进行测量，因此能够进一步提高测量精度。

图20是表示圆环部471的压紧力与杨氏模量的关系的图。

在本实施方式那样的手持型的测量装置401的情况下，如果不以某种程度的压紧力将圆环部471按压至皮肤，则测量结果会不稳定。即，为了使球压头40的负荷等稳定，需要以某种程度的压紧力将圆环部471按压至皮肤。

因此，难以求出压紧力0gf的杨氏模量。另一方面，如图20所示，压紧力与杨氏模量具有比例关系。

因此，测量装置401能够通过以下处理来求出压紧力0gf时的杨氏模量。

(1)控制部466根据压力传感器475-1～475-3的输出，进行压紧力例如为100gf、150gf、200gf时的测量。此外，测量数并不限定于三个，并且压紧力并不限定于这些数值。

(2)控制部466计算与这三个点的压紧力对应的杨氏模量。该计算处理利用图18示出的上述处理即可。

(3)控制部466使用这些杨氏模量求出图20示出的近似直线或者近似曲线。

(4)控制部466根据该近似直线或者近似曲线来求出压紧力0gf的杨氏模量。

这样，测量装置401通过求出压紧力0gf以外的杨氏模量，也能够求出压紧力0gf的杨氏模量。

此外，求出的杨氏模量并不限定于与压紧力0gf对应，与低于在这三个点进行测量的压紧力的压紧力对应即可。

以上，说明了本实用新型的实施方式，但是本实用新型并不限定于上述实施方式，如后述的变形方式那样能够进行各种变形、变更，这些也属于本实用新型的技术范围内。另外，实施方式所记载的效果仅是例举了从本实用新型产生的最佳效果，本实用新型的效果并不限定于实施方式所记载的效果。此外，还能够适当地组合上述实施方式和后述的变形方式来使用，省略详细说明。

(变形方式)

(1)在实施方式中，示出测量装置主体具备控制部的例子，但是并不限定于此。例如，也可以将测量装置与个人计算机等控制装置连接，使用控制装置的CPU等作为控制部。

(2)在实施方式中，示出控制部根据脉冲电动机的驱动脉冲来获取球压头的位移的例子，但是并不限定于此。例如，也可以设置对球压头的位移进行检测的光学传感器等检测部，控制部根据该检测部的输出来获取球压头的位移。

(3)在实施方式中，示出被测量物为人的皮肤的例子，但是并不限定于此。实施方式的测量装置适合于柔软的被测量物、薄被测量物，因此，例如被测量物也可以是食品、纤维、橡胶等。

(4)在实施方式中，在负荷传感器的输出中存在噪声(例如，随着脉冲电动机的驱动产生的负荷传感器的振动所引起的噪声等)的情况下，例如也可以设置去除噪声的滤波器。

(5)在实施方式中，示出在负荷传感器上直接配置驱动部的例子，但是并不限定于此。例如，也可以在负荷传感器左端部(可移动部)侧螺栓固定驱动部固定部，在位于比负荷传感器左端部侧更靠左的位置的驱动部固定部固定驱动部等。在该情况下，存在对现有的负荷传感器实施的加工的劳力和时间减少这种优点。

(6)在实施方式中，示出压头的形状为球型的例子，但是并不限定于此。

Claims (16)

1.一种粘弹性测量装置，其特征在于，具备：

壳体；

面接触部，其设置于上述壳体，与被测量物面接触；

加压头，其与上述面接触部相比能够向上述被测量物侧移动而被压入到上述被测量物；

驱动部，其支承上述加压头，使上述加压头向上述被测量物侧移动；

负荷检测部，其固定部侧固定于上述壳体，可移动部侧支承上述驱动部，该负荷检测部对将上述加压头压入到上述被测量物的压入负荷进行检测；以及

位移获取部，其获取上述加压头的位移。

2.根据权利要求1所述的粘弹性测量装置，其特征在于，

还具备控制部，

上述控制部进行加压头压入处理，控制上述驱动部以将上述加压头配置于压入位置，以及

上述控制部进行粘弹性计算处理，根据上述加压头压入处理的上述压入位置处的、上述负荷检测部的输出和由上述位移获取部获取到的上述加压头的位移来计算上述被测量物的粘弹性。

3.根据权利要求2所述的粘弹性测量装置，其特征在于，

上述驱动部具备脉冲电动机，

上述控制部输出驱动脉冲来控制上述脉冲电动机，根据上述驱动脉冲来获取上述加压头的位移，上述控制部兼用作上述位移获取部。

4.根据权利要求2所述的粘弹性测量装置，其特征在于，

上述控制部对由上述位移获取部获取到的上述加压头的位移加上上述负荷检测部本身的位移作为上述加压头的位移，来进行上述粘弹性计算处理。

5.根据权利要求1所述的粘弹性测量装置，其特征在于，

还具备接触角度校正部，该接触角度校正部将上述加压头与上述被测量物的表面的接触角度向与上述被测量物的表面正交的方向进行校正。

6.根据权利要求1所述的粘弹性测量装置，其特征在于，

还具备接触压力校正部，该接触压力校正部对上述面接触部与上述被测量物接触的压力进行适当校正。

7.根据权利要求1所述的粘弹性测量装置，其特征在于，

该测量装置是以测量者手持上述壳体来使上述面接触部与上述被测量物接触的方式使用的测量装置，

该测量装置还具备减振部，该减振部减小上述面接触部与上述被测量物之间的振动。

8.根据权利要求1所述的粘弹性测量装置，其特征在于，

还具备倾斜检测部和控制部，该倾斜检测部检测上述负荷检测部的检测方向的倾斜，

上述控制部通过针对上述负荷检测部的输出校正与由上述倾斜检测部检测出的上述检测方向的倾斜对应的量，来进行上述负荷检测部的检测基准点的校正。

9.根据权利要求8所述的粘弹性测量装置，其特征在于，

上述倾斜检测部通过检测加速度来检测上述检测方向，

上述控制部通过针对上述负荷检测部的输出抵消与由上述倾斜检测部检测出的加速度对应的量，来进行上述负荷检测部的检测基准点的校正。

10.根据权利要求1所述的粘弹性测量装置，其特征在于，

还具备压紧力检测部和控制部，该压紧力检测部检测上述面接触部的压紧力，

上述控制部根据上述压紧力检测部的输出来判断是否进行粘弹性测量。

11.根据权利要求10所述的粘弹性测量装置，其特征在于，

在根据上述压紧力检测部的输出判断为上述面接触部的压紧力的输出在规定压力内的情况下，上述控制部进行粘弹性测量。

12.根据权利要求10所述的粘弹性测量装置，其特征在于，

具备多个上述压紧力检测部，该多个上述压紧力检测部对上述面接触部的多个位置的上述压紧力进行检测，

在根据上述多个上述压紧力检测部的输出而上述多个位置的上述压紧力的相对值在规定范围内的情况下，上述控制部进行粘弹性测量。

13.根据权利要求10所述的粘弹性测量装置，其特征在于，

还具备倾斜检测部，该倾斜检测部对上述负荷检测部的检测方向的倾斜进行检测，

上述控制部根据上述倾斜检测部的输出进行上述压紧力检测部的检测基准点的校正。

14.根据权利要求10～13中的任一项所述的粘弹性测量装置，其特征在于，具备：

多个上述压紧力检测部，其对上述面接触部的多个位置的上述压紧力进行检测；以及

压紧力显示部，其进行与压紧力有关的显示，

上述控制部根据多个上述压紧力检测部的输出，将多个位置的上述压紧力的作用的中心位置显示在上述压紧力显示部。

15.根据权利要求10所述的粘弹性测量装置，其特征在于，

还具备压紧力显示部，该压紧力显示部进行与压紧力有关的显示，

上述控制部根据上述压紧力检测部的输出，将上述压紧力的大小以能够识别的方式显示在上述压紧力显示部。

16.根据权利要求1所述的粘弹性测量装置，其特征在于，

还具备压紧力检测部和控制部，该压紧力检测部对上述面接触部的压紧力进行检测，

上述控制部在上述压紧力检测部的输出不同的多个压紧力处计算上述被测量物的粘弹性，

根据计算出的多个粘弹性，求出与低于上述多个压紧力的压紧力对应的粘弹性。

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