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申请/专利权人:中航创世机器人(西安)有限公司
摘要:本发明提供了一种下肢康复训练系统,包括机械部件、作动部件、传感部件、控制部件和人机交互部件,腿部作动装置带动患者腿部作动装置上下往复运动,使患者进行模拟踏步运动,控制部件控制床面垂直升降推杆装置、床面整体翻转推杆装置、床面上半部分翻转推杆装置、床身长度调节推杆装置、减重上下调节推杆装置的推杆伸长量,使床面垂直上下升降、床面整体翻转、床面上半部分翻转、床身长度调节、减重上下调节。本发明能够对患者从平躺到直立各种姿态进行下肢康复训练。
主权项:1.一种下肢康复训练系统,包括机械部件、作动部件、传感部件、控制部件和人机交互部件,其特征在于:所述的机械部件包括床面、上身固定装置、2个腿部固定装置、2个脚部固定装置,康复训练患者上身紧贴在床面上,上身、双腿、双脚分别由所述上身固定装置、腿部固定装置和脚部固定装置固定,所述的脚部固定装置与床面之间通过弹簧连接;所述的作动部件包括腿部作动装置、床面垂直升降推杆装置、床面整体翻转推杆装置、床面上半部分翻转推杆装置、床身长度调节推杆装置和减重上下调节推杆装置,2个腿部作动装置分别连接1个腿部固定装置,带动腿部固定装置运动;所述的床面垂直升降推杆装置和床面整体翻转推杆装置分别在控制部件驱动下带动床面升降和翻转;所述的床面上半部分翻转推杆装置调整床面上半部分和床面下半部分的夹角;所述的床身长度调节推杆装置调整床面上半部分和脚部固定装置的距离;所述的减重上下调节推杆装置调整上身固定装置和腿部固定装置的距离;所述的传感部件包括拉压力传感装置、测距传感装置、测角位移传感装置、肌电传感装置和推杆传感控制装置,2个拉压力传感装置分别安装在腿部固定装置上,测量腿部固定装置受到的力FLL、FLR,代表患者腿部伸和屈的力;2个测距传感装置分别安装在2个脚部固定装置后端,测量脚部固定装置上下运动的距离SL、SR,间接测量脚部固定装置受到弹簧的拉力,代表患者足底受到的力;2个测角位移传感装置分别安装在腿部固定装置上,测量腿部固定装置与床面之间的运动相对角度AL、AR;肌电传感装置粘贴在患者腿部肌肉上,测量患者腿部运动时产生的表面肌电U1、U2、U3、U4,所述推杆传感控制装置测量床面垂直升降推杆装置、床面整体翻转推杆装置、床面上半部分翻转推杆装置、床身长度调节推杆装置、减重上下调节推杆装置连接的推杆伸长量;所述的控制部件接收人机交互部件发送的控制指令和传感部件发送的传感信号,生成给腿部作动装置的连续控制信号;所述的控制部件计算一个设定周期内患者发力程度其中,左腿和右腿发力程度分别为和FLLmax、FLLmin分别为一个设定周期内左腿拉压力传感装置测量的最大值、最小值,FLRmax,FLRmin分别为一个设定周期内右腿拉压力传感装置测量的最大值、最小值,Fmax、Fmin分别为拉压力传感装置能测量的最大值、最小值;所述的控制部件计算一个设定周期内患者发力意图程度其中,为由表面肌电Ui得出的肌肉发力意图,n的值为使用的表面肌电传感装置个数,n≤4,Uimax、Uimin分别是一个评估周期内表面肌电Ui的最大值、最小值,Umax、Umin分别是表面肌电装置能测量的最大值、最小值;所述的控制部件计算一个设定周期内患者足底负载程度为 其中,SLmax,SLmin分别为一个评估周期内左脚上下位移的最大值、最小值,SRmax、SRmin分别为一个评估周期内右脚上下位移的最大值、最小值,k为脚部固定装置连接的弹簧的刚度,G是患者重量;所述的控制部件计算一个设定周期内患者的平衡能力所述的控制部件计算一个设定周期内患者的关节活动程度,其中,分别是一个评估周期的左腿和右腿的关节活动程度,ALmax、ALmin分别为一个评估周期内左大腿抬起的角度最大值、最小值,ARmax、ARmin分别为一个评估周期内右大腿抬起的角度最大值、最小值,Amax、Amin分别为测角位移传感装置能测量大腿抬起角度的最大值、最小值;所述的控制部件计算一个完整训练的训练效果评估值为: 其中,为训练过程中腿部发力程度的平均值,为训练过程中腿部发力意图的平均值,为训练过程中足底负载程度的平均值,为训练过程中平衡能力值的平均值,为训练过程中关节活动程度的平均值,V是训练速度,单位步数分钟,k0、k1、k2、k3、k4、k5、k6为线性回归系数,
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