专利名称:步态康复训练机器人控制系统的制作方法康复训练机器人技术是近年来迅速发展起来的一门新兴技术,是机器人技术在医学领域的新应用。随着社会老龄化以及残障训练者越来越多,繁重的训练任务给治疗师和训练者家庭带来沉重的负担。传统的下肢医疗康复训练多为康复医师或者其他人员利用辅助器材施予适当的助力或阻力,来引导训练者完成相应的被动式运动。近年来科技水平的不断提高,服务于老年人和下肢有运动障碍的病人的下肢康复训练机器人得到了广泛的应用,它突破了传统的康复训练方法,医学理论和临床医学证明正确的、科学的康复训练对于肢体运动功能的恢复和提高起到非常重要的作用。总结康复机器人的研究现状,目前康复训练机器人控制主要还是基于下肢运动的控制,而控制模式以被动运动模式为主,运动模式单一,缺乏目标导向训练。
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处,提供一种适用于下肢步态康复训练机器人的步态康复训练机器人控制系统,以期在减重平衡系统的协助下,训练者使用步态康复机器人,可以实现按照人正常行走的姿态进行被动模式和主动模式的康复训练。 并能利用所获取的足底压力信号进行主被动康复训练的效果评估。本发明为解决技术问题采用如下技术方案一减重装置,是在基座上设置由升降电机驱动的推杆,在所述推杆上通过吊带悬吊承重背心;在承重背心的下方、位于两侧分别设置护栏;—步态模拟发生器,是以训练者脚穿的一对护靴固定安装在脚踏杆上,所述脚踏杆以设定的速度和训练模式按运动轨迹运转,在护靴底部设置足底压力传感器;一 PC机,用来控制步态模拟发生器的实时速度、选择不同的训练模式,以及通过控制升降电机带动推杆升降;所述训练模式包括被动式康复训练训练者根据康复效果评测情况自主选择预先设定的步态康复机器人的运动轨迹和不同的行走速度进行康复训练;主动式康复训练基于训练者的运动意图,根据训练者足底压力传感器的检测信号,实时判断训练者的运动意图,检测所需补偿的拖动力,基于模糊控制算法,对步态康复机器人的行走速度进行实时控制。步态康复训练机器人控制系统其特征是所述足底压力传感器为压变电阻应变片式桥路传感器,实时检测的足底压力信号包括力值的大小和方向,并且是以正值表示足底受到的是压力,以负值表示足底受到的是拉力。与已有技术相比,本发明有益效果体现在本发明在减重平衡系统的协助下,可以实现按照人正常行走的姿态进行被动模式和主动模式的康复训练。在被动模式下,康复训练可以按照预先设定轨迹进行,并且行走速度可以按预定档位自主调节,训练者可以按照自身康复情况选择合适档位;在主动模式下, 根据传感器信号判断训练者运动意图,并且计算出所需补偿的拖动力,基于模糊控制算法, 对康复机器人进行实时控制,真正实现机器按照人的运动意图运转。图1为本发明结构示意图;图2为本发明控制系统示意图;图3为本发明训练轨迹示意图;图如为本发明足底压力传感器侧视示意图;图4b为本发明足底压力传感器平面示意图;图5为本发明中上位机控制流程图。图中标号1推杆;2基座;3护栏;4步态模拟发生器;5脚踏杆;6支座;7伺服电机;8为PC机;9背心;10吊带。
本发明公开了一种步态康复训练机器人控制系统,其特征是系统设置包括一减重装置、一步态模拟发生器和一用来控制步态模拟发生器的实时速度、选择不同的训练模式的PC机,本发明可以在减重平衡系统的协助下,实现按照人正常行走的姿态进行被动模式和主动模式的康复训练。并能利用所获取的足底压力信号进行主被动康复训练的效果评估,对于临床康复训练有很重要的价值。
步态康复训练机器人控制系统制作方法
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