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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明公开的基于气动作动的柔性口颌张口训练器的训练方法，属于医疗辅助器械技术领域。本发明将柔性气动作动用于张口训练器的制备与控制中。使用时将气囊放入口腔中，外部连接充气阀充气，训练器与牙齿接触部分为柔性接触，利用气阀产生气压差控制放置在口腔内的气囊充、放气达到张闭口训练效果，避免人机耦合界面刚性接触造成使用者的二次损伤，使训练过程更具有安全性。本发明结合标定实验和训练器气囊平面静态力学模型，将张闭口训练器控制问题转化为基于张口力的气囊驱动逆问题，对使用者进行分阶段训练，根据分阶段训练结果通过控制进气量实现对辅助张口力的控制，通过控制进气量实现对训练器输出辅助张口力的控制，实现定量化张口训练。

主权项：1.基于气动作动的柔性口颌张口训练器的训练方法，特征在于：包括如下步骤，步骤一、采集多组气囊进气量与对应气囊高度变形量，并进行函数拟合，得到气囊高度与气囊进气量的拟合函数关系：h＝hV1其中，h为气囊高度，V为气囊进气量；步骤二、建立训练器气囊平面静态力学模型；气囊充气后，其上、下截面在法向均布压力的作用下，从长度为L的弦膨胀为圆心角为α的圆弧；气囊在变形过程中，弧线两端位置保持不变；根据弯矩平衡得：σ·t′·a＝PR21-cosα2其中，σ为膜内应力，t′是充气变形后气囊的膜的厚度，a是弦与弧顶之间的距离，P是输入气压，R是圆弧的半径；气囊材料具有线性应力—应变关系，气囊薄膜应变ε与薄膜材料弹性模量E表示为： 根据气囊变形前后的几何关系，得到膜应变满足的几何方程：2Rα＝Lε+14t是初始气囊的膜厚度，变形前后气囊薄膜的体积守恒，得到方程：t·L＝t′·R·2α5根据气囊的圆弧几何关系，推导出方程： 充气后整个气囊的高度h为a的两倍：h＝2a8基于式1～8，得到输入气压P与充气后气囊高度h的关系：P＝fh9则充气后气囊高度达到h0时所需输出气压P0；气阀端输入的压力差P-P0会对牙列产生输出合力，即口内辅助张口力F：F＝P-P0S10其中，S为气囊的初始面积；步骤三、将张口度目标值作为标准，进行分级；对使用者进行分阶段训练，获得不同张口度目标值对应的口内辅助张口力最优解，在确保使用者安全的同时让使用者在不同阶段得到更具针对性的有效训练；步骤四、通过步骤一的气囊高度与气囊进气量的拟合函数关系和步骤二的气囊平面静态力学模型实现进气量的控制，使气囊的输出力达到步骤三的口内辅助张口力最优解，实现张口训练器对于张口受限使用者的训练。

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