专利名称：智能肢体康复训练器及训练方法近年来，随着科学技术的迅速发展，尤其是电子科学的发展，康复设备有日趋电子 化的倾向，已知的康复设备的结构为单独主动运动结构和单独被动运动结构，单独主动运 动结构均采用纯机械式利用控制转轮摩擦阻力的方式来调整主动训练力的大小，单独被动 运动结构采用电动方式通过电机带动肢体进行被动训练。这两种运动结构的缺陷是运动 结构单一，无法根据不同患者的实际情况调节需要的各种运动参数，无法满足不同患者在 康复的不同阶段的所有需求，从而无法实现最佳训练。
本发明的目的是提供一种满足不同患者在不同康复阶段所需求的智能肢体康复 训练器及训练方法。本发明训练器采用的技术方案是包括电机的电机输出轴一端连接减速器，减速 器以伞齿轮带动转轴旋转，转轴的两端分别连接踏板，控制器的输出端与驱动器的输入端 通过串口连接，驱动器的输出端与电机的电源连接；电机输出轴的另一端与码盘连接，码盘 的输出连接控制器，电源电路的输出分别连接控制器和驱动器。本发明训练方法是具有主动运动、被动运动和痉挛肌缓解三种训练模式；主动 运动训练时，电机作为发电机运动状态，由驱动器的电流环电路控制电机实现恒转矩控制， 调节电流环电路的电流大小设定阻力大小；被动运动训练时，电机处于电动机状态，由驱动 器的H桥电路内部速度环控制电机实现恒转速控制；在被动运动训练中由电机的工作电流 的变化判断肢体是否出现痉挛，由驱动器的电流采集电路实现痉挛肌缓解训练。本发明在设定的程序下自动进行肢体康复训练，根据患者的实际情况调节运动参 数，实现最佳训练。临床上可用于脑血管意外后、肢体骨折术后、肩周炎、疤痕挛缩、臂丛神 经损伤、钙化性肌腱病变、关节囊韧带过度松弛等多种疾病导致的上肢各关节活动障碍。可 在家里或在工作场所使用，使患者获得更强的独立生活能力，并相当大地提高患者的生活 质量，这种训练器也可以作为健康老年人的体育运动训练器材，为残疾人康复治疗创造了 条件，可以帮助患者进行科学有效的康复训练，使患者的运动机能得到很好的恢复，具有提 高患者的康复质量、减轻社会负担的实际意义。图1为本发明的结构连接示意图。图2为图1中控制器1的原理图。图3为图1中驱动器2的原理图。2)选择运动方向训练过程中可以随时改变运动方向(向前或向后 )，通过电机3 正转和反转控制。3)设定速度电机3正反转每分钟转速在0 60转/分之间，通过PWM方式控制 电机3工作电压的占空比来控制电机3的速度，并与码盘5采集的转速值构成速度环以便 精确控制电机3的转速。4)设定阻力阻力设定范围在1 20牛顿，主要是在主动运动训练时电机3工作 在发电机状态，通过调节速度环电路电流的大小来实现运动阻力的设定。5)数据显示功能；通过液晶显示运动里程、运动时间、速率和转矩大小。本发明是将主动运动训练和被动运动训练合在一起，可为患者同时提供主动运动 训练、被动运动训练和痉挛肌缓解。利用纯电动的方式实现肢体的主动运动和被动运动训 练，并且主动运动和被动运动训练时是利用同一台电机工作在不同状态而实现两种训练模 式的，主动运动训练时，电机3处于发电机状态，患者可利用自身具有的肌力克服电流环提 供的阻力进行主动训练，患者可调节电流环电流的大小来设定阻力的大小，且训练的速度、 力量、已经运动的时间和里程均通过显示屏显示。被动运动训练时，电机3处于电动机状 态，通过电机3带动肢体进行被动训练，患者可自行设定运动速度和里程，且系统每隔4分 钟自动变换运动方向，患者可根据自身的情况进行设定变换运动方向的时间、运动速度和 里程；同时在被动训练中又增加了痉挛训练模式，当在被动训练过程中，由于肢体出现痉挛 导致电机产生反作用力，通过检测电机3的工作电流的变化判断肢体是否出现痉挛，出现 痉挛时，本发明立即判断并立即终止驱动，5秒钟后电机会以5rpm进行平滑驱动，对于会出 现屈肌痉挛的患者，本发明自动改变驱动方向，通过倒转的驱动方向让痉挛的肢体得到伸 展，从而减轻或缓解痉挛症状。


本发明公开了一种能够自动对肢体进行康复训练的智能肢体康复训练器及训练方法，控制器的输出端与驱动器的输入端通过串口连接，驱动器的输出端与电机的电源连接；电机输出轴的另一端与码盘连接，码盘的输出连接控制器，电源电路的输出分别连接控制器和驱动器；可在设定的程序下自动进行主动运动、被动运动和痉挛肌缓解三种训练模式，根据患者的实际情况调节运动参数，帮助患者进行科学有效的最佳训练，使患者的运动机能得到很好的恢复。