CN104840332A - 一种神经内科病人康复器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种神经内科病人康复器,包括肩部训练装置、手指训练装置、脚部训练结构、固定板、背部按摩板装置、触控装置、坐椅结构、腿部按摩结构、伸缩结构、连接横杆、固定架、万向轮和底座,肩部训练装置设置在固定板的上部位置,手指训练装置设置在连接横杆的两端位置,脚部训练结构设置在伸缩结构的两侧位置,背部按摩板装置设置在坐椅结构的上部位置,触控装置内置虚拟现实康复系统和腿部康复模块。本发明能够对身体的多部位进行康复,操作简单,控制方便,针对步行障碍患者不同的康复阶段,分别采用被动和主动康复训练模式,利用虚拟现实技术使患者在康复过程中保持较高的积极主动性。
Description
技术领域
本发明属于医疗用具技术领域,尤其涉及一种神经内科病人康复器。
背景技术
目前,神经内科患者大多伴有肢体不灵敏或偏瘫等症状,适当的进行康复训练可降低疾病带来的后遗症,保持肢体的正常机能。但是,现有的神经内科病人康复器存在着功能不够完善,结构复杂,操作困难,康复效果差,成本较高,而且费时费力的问题。
因此,发明一种神经内科病人康复器显得非常必要。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种神经内科病人康复器,以解决现有的神经内科病人康复器存在着功能不够完善,结构复杂,操作困难,康复效果差,成本较高,而且费时费力的问题。
本发明是这样实现的,一种神经内科病人康复器包括肩部训练装置、手指训练装置、脚部训练结构、固定板、背部按摩板装置、触控装置、坐椅结构、腿部按摩结构、伸缩结构、连接横杆、固定架、万向轮和底座,所述的肩部训练装置设置在固定板的上部位置;所述的手指训练装置设置在连接横杆的两端位置;所述的脚部训练结构设置在伸缩结构的两侧位置;所述的背部按摩板装置设置在坐椅结构的上部位置;所述的触控装置设置在伸缩结构的上端位置;所述的腿部按摩结构设置在坐椅结构的下部位置;所述的固定架设置在底座的上部位置;所述的万向轮设置在底座的下部位置;
所述的肩部训练装置包括把套、拉把、滑轮、滑槽和拉绳,所述的把套设置在拉把的上部位置;所述的滑轮设置在拉绳的上部位置;所述的滑槽设置在滑轮的表面位置;
所述的手指训练装置包括弹簧、手指按压板和握把,所述的弹簧设置在手指按压板的下部位置;所述的握把设置在手指训练装置的下部位置;所述的弹簧设置在手指按压板与握把的中间位置;
所述的背部按摩板装置包括背部挡板、磁疗片、背部按摩转轮和转轮槽,所述的背部挡板设置在背部按摩板装置的表面位置;所述的磁疗片设置在背部挡板的中间位置;所述的背部按摩转轮设置在转轮槽的内部位置;所述的转轮槽设置在背部挡板的两侧位置;
所述的触控装置包括保护壳、电路板、触控屏、感应器,指示灯和控制芯片,所述的电路板设置在保护壳的上部位置;所述的触控屏设置在电路板的上部位置;所述的感应器设置在控制芯片的下部位置;所述的指示灯设置在保护壳的右上角位置;
所述的触控装置内置有腿部康复模块和虚拟现实康复系统;
所述的脚部训练结构包括连接穿孔、按摩轮、踏板和转轴,所述的连接穿孔设置在转轴的连接位置;所述的按摩轮设置在踏板的表面位置;所述的转轴设置在踏板与连接穿孔的连接位置;
所述的座椅结构包括座椅和按摩球,所述的按摩球设置在座椅的表面位置;所述的座椅设置在座椅结构的表面部位置;
所述的腿部按摩结构包括膝部自动按摩板、腿部套筒、松紧环、拉线机构,所述的膝部自动按摩板设置在腿部套筒的中间位置;所述的松紧环设置在腿部套筒的两端位置,所述的拉线机构包括可调装置和立杆,所述的立杆为两个,立杆底部固定在一加强板上,加强板与立杆之间通过三角固定板固定,三角固定板位于立杆外侧,加强板靠近两端下表面设有立柱,立柱为两个,立柱采用可伸缩结构,其高度采用设置在立柱上的微调旋钮进行调节,加强板下表面安装有定滑轮组件,定滑轮组件与加强板之间固定,定滑轮组件上连接有一滑动皮带轮,滑动皮带轮穿过一立柱与一动滑轮组件连接,滑动皮带轮上设有转动轴,转动轴穿过动滑轮组件设置,且滑动皮带轮与转动轴连接,转动轴顶端及底端均安装有抬腿装置,所述的抬腿装置内安装有与所述的触控装置连接的力检测机构;
所述的力检测机构包含有内卡环、外卡环、拉压力传感器、传感器固定螺母、圆弧形金属垫块、微型直线导轨和联接导杆;
所述拉、压力传感器的两端均为外螺纹杆,其一端旋入一个内螺纹块,该内螺纹块固定于内卡环上;另一端穿过圆弧形金属垫块和一个支架中间的圆孔由传感器固定螺母固定,该支架固定于外卡环上;一根联接导杆固定于外卡环上;内卡环与外卡环间通过一对对称分布的微型直线导轨联接;拉、压力传感器与支架之间、支架与传感器固定螺母分别有一对圆弧形的金属垫块,联接导杆与所述大腿固定环和小腿固定环连接,拉压力传感器的输出电线连接采集卡;
所述的伸缩结构包括伸缩踏板,伸缩槽和伸缩杆,所述的伸缩踏板设置在伸缩结构的表面位置;所述的伸缩槽设置在伸缩杆的下部位置;所述的伸缩杆设置在伸缩槽的上部位置。
进一步,所述的虚拟现实康复系统包括力信号采集与处理部分、虚拟现实人机交互部分、肌肉功能评价部分;
所述力信号采集与处理部分由数据采集模块、信号处理模块和模型控制模块组成;
所述虚拟现实人机交互部分由上位机虚拟环境模块和力反馈装置模块组成;上位机虚拟环境模块包括波形显示区域、虚拟游戏场景区域、识别结果显示区域、评价指标显示区域;
所述肌肉功能评价部分由肌张力定量评价模块和肌肉协同性定量评价模块组成;
数据采集模块的信号采集端与安装在手指训练装置、脚部训练结构、背部按摩板装置、腿部按摩结构上的力传感器连接;数据采集模块的输出端通过无线传输方式与信号处理模块、上位机虚拟环境模块中波形显示区域分别进行通信连接;信号处理模块的输出端通过接线方式与模型控制模块输入端、上位机虚拟环境模块中识别结果显示区域分别连接;模型控制模块的输出端与上位机虚拟环境模块中虚拟游戏场景区域连接;上位机虚拟环境模块中虚拟游戏场景区域另与力反馈装置模块相互连接,力反馈装置模块通过数据线与电极片连接。
进一步,所述的腿部康复模块根据获取的力检测机构的数据对腿部按摩结构进行康复控制,具体包括被动训练和主动训练两种工作模式:
被动训练模式下,腿部按摩结构带动患者以正确的生理学步态轨迹运动,患者产生的异常运动被完全抑制,被动跟随腿部按摩结构做步行康复训练;
主动训练模式下,腿部康复模块抑制患者有关的异常运动,通过实时检测运动过程中患者作用于机器人所产生的关节驱动力,进而采用逆动力学模型提取人机交互作用力矩来判断患者下肢的主动运动意图,并利用阻抗控制装置将交互力矩转化为步态轨迹的修正量,直接修正或通过自适应控制装置产生患者期望的步态训练轨迹,间接实现腿部按摩结构提供康复训练的辅助力、阻抗力。
进一步,所述的康复控制的具体方法为:
步骤一、患者的左、右腿分别穿入腿部按摩结构的左、右两条外骨骼机械腿中,在大腿、小腿处的两个力检测机构由绑带将人腿与外骨骼机械腿联接在一起,以保证外骨骼机械腿带动人腿共同进行步行运动;
步骤二、打开电源,系统按照预先设定的生理步态进行程序初始化;
步骤三、腿部按摩结构开始带动人腿运动按照预先设定的生理步态轨迹运动;
步骤四、在主动运动模式下,人腿的主动力使得传感器检测到力信号,该力信号经滤波后的数据信息输出到人-机界面,同时后台将其数据代入动力学模型进行计算求得人腿主动力;
步骤五、控制装置以人腿主动力的大小为依据实时调整腿部按摩结构的步态轨迹和电机的输出驱动力大小,以保证患者总是按照预先设定的生理步态轨迹行走的;
步骤六、检测步骤四中的主动运动模式指以患者为控制对象,腿部按摩结构抑制患者有限的异常运动,通过传感器不断地检测力信号,改变腿部按摩结构上电机的输出驱动力大小,帮助患者根据自己的意愿实时地调整步态轨迹,增加其主动参与康复训练的程度。
本发明的提供一种神经内科病人康复器能够实现全身多部位的康复,操作简单,控制方便,针对步行障碍患者不同的康复阶段,分别采用被动和主动康复训练模式,对中枢神经系统损伤后运动功能的恢复起到了很好的效果,利用虚拟现实技术使患者在康复过程中保持较高的积极主动性,同时提高康复训练的便捷性、安全性和有效性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种神经内科病人康复器的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的肩部训练装置的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的手指训练装置的结构示意图。
图4是本发明实施例提供的背部按摩板装置的结构示意图。
图5是本发明实施例提供的触控装置的结构示意图
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述:
图中:
1、肩部训练装置;1-1、把套;1-2、拉把;1-3、滑轮;1-4、滑槽;1-5、拉绳;2、手指训练装置;2-1、弹簧;2-2、手指按压板;2-3、握把;3、脚部训练结构;3-1、连接穿孔;3-2、按摩轮;3-3、踏板;3-4;转轴;4、固定板;5、背部按摩板装置;5-1、背部挡板;5-2、磁疗片;5-3背部按摩转轮;5-4、转轮槽;6、触控装置;6-1、保护壳;6-2、电路板;6-3、触控屏;6-4、感应器;6-5、指示灯;6-6、控制芯片;7、坐椅结构;7-1座椅;7-3、按摩球;8、腿部按摩结构;8-1、膝部自动按摩板;8-2、腿部套筒;8-3、松紧环;9、伸缩结构,9-1、伸缩踏板;9-2、伸缩槽;9-3、伸缩杆;10、连接横杆;11、固定架;12、万向轮;13、底座。
实施例:
如附图1至附图5所示
本发明提供一种神经内科病人康复器,包括肩部训练装置1,手指训练装置2,脚部训练结构3,固定板4,背部按摩板装置5,触控装置6,坐椅结构7,腿部按摩结构8,伸缩结构9,连接横杆10,固定架11,万向轮12和底座13,所述的肩部训练装置1设置在固定板4的上部位置;所述的手指训练装置2设置在连接横杆10的两端位置;所述的脚部训练结构3设置在伸缩结构9的两侧位置;所述的背部按摩板装置5设置在坐椅结构7的上部位置;所述的触控装置6设置在伸缩结构9的上端位置;所述的腿部按摩结构8设置在坐椅结构7的下部位置;所述的固定架11设置在底座13的上部位置;所述的万向轮12设置在底座13的下部位置。
所述的肩部训练装置1包括把套1-1,拉把1-2,滑轮1-3,滑槽1-4和拉绳1-5,所述的把套1-1设置在拉把1-2的上部位置;所述的滑轮1-3设置在拉绳1-5的上部位置;所述的滑槽1-4设置在滑轮1-3的表面位置。
所述的手指训练装置2包括弹簧2-1,手指按压板2-2和握把2-3,所述的弹簧2-1设置在手指按压板2-2的下部位置;所述的握把2-3设置在手指训练装置2的下部位置;所述的弹簧2-1设置在手指按压板2-2与握把2-3的中间位置。
所述的背部按摩板装置5包括背部挡板5-1,磁疗片5-2,背部按摩转轮5-3和转轮槽5-4,所述的背部挡板5-1设置在背部按摩板装置5的表面位置;所述的磁疗片5-2设置在背部挡板5-1的中间位置;所述的背部按摩转轮5-3设置在转轮槽5-4的内部位置;所述的转轮槽5-4设置在背部挡板5-1的两侧位置。
所述的触控装置6包括保护壳6-1,电路板6-2,触控屏6-3,感应器6-4,指示灯6-5和控制芯片6-6,所述的电路板6-2设置在保护壳6-1的上部位置;所述的触控屏6-3设置在电路板6-2的上部位置;所述的感应器6-4设置在控制芯片6-6的下部位置;所述的指示灯6-5设置在保护壳6-1的右上角位置;
所述的触控装置6内置有腿部康复模块和虚拟现实康复系统;
所述的脚部训练结构3包括连接穿孔3-1,按摩轮3-2,踏板3-3和转轴3-4,所述的连接穿孔3-1设置在转轴3-4的连接位置;所述的按摩轮3-2设置在踏板3-3的表面位置;所述的转轴3-4设置在踏板3-3与连接穿孔3-1的连接位置。
所述的座椅结构7包括座椅7-1和按摩球7-2,所述的按摩球7-2设置在座椅7-1的表面位置;所述的座椅7-1设置在座椅结构7的表面部位置。
所述的腿部按摩结构8包括膝部自动按摩板8-1、腿部套筒8-2、松紧环8-3、拉线机构,所述的膝部自动按摩板8-1设置在腿部套筒8-2的中间位置;所述的松紧环8-3设置在腿部套筒8-2的两端位置;所述的拉线机构包括可调装置和立杆,所述的立杆为两个,立杆底部固定在一加强板上,加强板与立杆之间通过三角固定板固定,三角固定板位于立杆外侧,加强板靠近两端下表面设有立柱,立柱为两个,立柱采用可伸缩结构,其高度采用设置在立柱上的微调旋钮进行调节,加强板下表面安装有定滑轮组件,定滑轮组件与加强板之间固定,定滑轮组件上连接有一滑动皮带轮,滑动皮带轮穿过一立柱与一动滑轮组件连接,滑动皮带轮上设有转动轴,转动轴穿过动滑轮组件设置,且滑动皮带轮与转动轴连接,转动轴顶端及底端均安装有抬腿装置,所述的抬腿装置内安装有与所述的触控装置连接的力检测机构;
所述的力检测机构包含有内卡环、外卡环、拉压力传感器、传感器固定螺母、圆弧形金属垫块、微型直线导轨和联接导杆;
所述拉、压力传感器的两端均为外螺纹杆,其一端旋入一个内螺纹块,该内螺纹块固定于内卡环上;另一端穿过圆弧形金属垫块和一个支架中间的圆孔由传感器固定螺母固定,该支架固定于外卡环上;一根联接导杆固定于外卡环上;内卡环与外卡环间通过一对对称分布的微型直线导轨联接;拉、压力传感器与支架之间、支架与传感器固定螺母分别有一对圆弧形的金属垫块,联接导杆与所述大腿固定环和小腿固定环连接,拉压力传感器的输出电线连接采集卡;
所述的伸缩结构9包括伸缩踏板9-1,伸缩槽9-2和伸缩杆9-3,所述的伸缩踏板9-1设置在伸缩结构9的表面位置;所述的伸缩槽9-2设置在伸缩杆9-3的下部位置;所述的伸缩杆9-3设置在伸缩槽9-2的上部位置。
所述的触控屏6-3具体采用1个多点电容式LED显示屏,有利于操控方便,安全实用,从而完善功能多样性。
进一步,所述的虚拟现实康复系统包括力信号采集与处理部分、虚拟现实人机交互部分、肌肉功能评价部分;
所述力信号采集与处理部分由数据采集模块、信号处理模块和模型控制模块组成;
所述虚拟现实人机交互部分由上位机虚拟环境模块和力反馈装置模块组成;上位机虚拟环境模块包括波形显示区域、虚拟游戏场景区域、识别结果显示区域、评价指标显示区域;
所述肌肉功能评价部分由肌张力定量评价模块和肌肉协同性定量评价模块组成;
数据采集模块的信号采集端与安装在手指训练装置、脚部训练结构、背部按摩板装置、腿部按摩结构上的力传感器连接;数据采集模块的输出端通过无线传输方式与信号处理模块、上位机虚拟环境模块中波形显示区域分别进行通信连接;信号处理模块的输出端通过接线方式与模型控制模块输入端、上位机虚拟环境模块中识别结果显示区域分别连接;模型控制模块的输出端与上位机虚拟环境模块中虚拟游戏场景区域连接;上位机虚拟环境模块中虚拟游戏场景区域另与力反馈装置模块相互连接,力反馈装置模块通过数据线与电极片连接。
进一步,所述的腿部康复模块根据获取的力检测机构的数据对腿部按摩结构进行康复控制,具体包括被动训练和主动训练两种工作模式:
被动训练模式下,腿部按摩结构带动患者以正确的生理学步态轨迹运动,患者产生的异常运动被完全抑制,被动跟随腿部按摩结构做步行康复训练;
主动训练模式下,腿部康复模块抑制患者有关的异常运动,通过实时检测运动过程中患者作用于机器人所产生的关节驱动力,进而采用逆动力学模型提取人机交互作用力矩来判断患者下肢的主动运动意图,并利用阻抗控制装置将交互力矩转化为步态轨迹的修正量,直接修正或通过自适应控制装置产生患者期望的步态训练轨迹,间接实现腿部按摩结构提供康复训练的辅助力、阻抗力。
进一步,所述的康复控制的具体方法为:
步骤一、患者的左、右腿分别穿入腿部按摩结构的左、右两条外骨骼机械腿中,在大腿、小腿处的两个力检测机构由绑带将人腿与外骨骼机械腿联接在一起,以保证外骨骼机械腿带动人腿共同进行步行运动;
步骤二、打开电源,系统按照预先设定的生理步态进行程序初始化;
步骤三、腿部按摩结构开始带动人腿运动按照预先设定的生理步态轨迹运动;
步骤四、在主动运动模式下,人腿的主动力使得传感器检测到力信号,该力信号经滤波后的数据信息输出到人-机界面,同时后台将其数据代入动力学模型进行计算求得人腿主动力;
步骤五、控制装置以人腿主动力的大小为依据实时调整腿部按摩结构的步态轨迹和电机的输出驱动力大小,以保证患者总是按照预先设定的生理步态轨迹行走的;
步骤六、检测步骤四中的主动运动模式指以患者为控制对象,腿部按摩结构抑制患者有限的异常运动,通过传感器不断地检测力信号,改变腿部按摩结构上电机的输出驱动力大小,帮助患者根据自己的意愿实时地调整步态轨迹,增加其主动参与康复训练的程度。
工作原理:
本发明利用触控装置控制,通过伸缩结构9升降,在腿部按摩结构8和座椅结构7的配合下针对性按摩,脚部训练结构3训练腿部,背部按摩板装置5按摩,肩部训练装置1和手指训练装置2的作用下进行康复训练,进一步提高使用的方便性,提高康复效果,从而完善功能多样性。
本发明中的运动控制方法,针对步行障碍患者不同的康复阶段,分别采用被动和主动康复训练模式,通过特定的运动功能训练及获取康复训练过程中患者的主动运动意图,以此驱动机器完全带动或辅助患者患肢实现单关节或步行康复运动。该控制策略在较好的实现被动运动的基础上,引入患者主动运动意图,增强了患者的主动参与,有利于刺激未完全损伤的中枢神经和激发中枢神经系统的功能重组和功能重建,对中枢神经系统损伤后运动功能的恢复起到了很好的效果。
本发明中的虚拟现实康复系统,利用虚拟现实技术使患者在康复过程中保持较高的积极主动性,同时提高康复训练的便捷性、安全性和有效性;结合现有的临床康复评价手段,客观定量评价患者的肌肉功能状态,及时准确的跟踪患者康复训练效果,为患者提供康复训练效果评价的标准,也为康复医师制定下一步治疗方案提供了依据。
利用本发明所述的技术方案,或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下,设计出类似的技术方案,而达到上述技术效果的,均是落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种神经内科病人康复器,其特征在于,该神经内科病人康复器,包括肩部训练装置、手指训练装置、脚部训练结构、固定板、背部按摩板装置、触控装置、坐椅结构、腿部按摩结构、伸缩结构、连接横杆、固定架、万向轮和底座,所述的肩部训练装置设置在固定板的上部位置;所述的手指训练装置设置在连接横杆的两端位置;所述的脚部训练结构设置在伸缩结构的两侧位置;所述的背部按摩板装置设置在坐椅结构的上部位置;所述的触控装置设置在伸缩结构的上端位置;所述的腿部按摩结构设置在坐椅结构的下部位置;所述的固定架设置在底座的上部位置;所述的万向轮设置在底座的下部位置;
所述的肩部训练装置包括把套、拉把、滑轮、滑槽和拉绳,所述的把套设置在拉把的上部位置;所述的滑轮设置在拉绳的上部位置;所述的滑槽设置在滑轮的表面位置;
所述的手指训练装置包括弹簧、手指按压板和握把,所述的弹簧设置在手指按压板的下部位置;所述的握把设置在手指训练装置的下部位置;所述的弹簧设置在手指按压板与握把的中间位置;
所述的背部按摩板装置包括背部挡板、磁疗片、背部按摩转轮和转轮槽,所述的背部挡板设置在背部按摩板装置的表面位置;所述的磁疗片设置在背部挡板的中间位置;所述的背部按摩转轮设置在转轮槽的内部位置;所述的转轮槽设置在背部挡板的两侧位置;
所述的触控装置包括保护壳、电路板、触控屏、感应器,指示灯和控制芯片,所述的电路板设置在保护壳的上部位置;所述的触控屏设置在电路板的上部位置;所述的感应器设置在控制芯片的下部位置;所述的指示灯设置在保护壳的右上角位置;
所述的触控装置内置有腿部康复模块和虚拟现实康复系统;
所述的脚部训练结构包括连接穿孔、按摩轮、踏板和转轴,所述的连接穿孔设置在转轴的连接位置;所述的按摩轮设置在踏板的表面位置;所述的转轴设置在踏板与连接穿孔的连接位置;
所述的座椅结构包括座椅和按摩球,所述的按摩球设置在座椅的表面位置;所述的座椅设置在座椅结构的表面部位置;
所述的腿部按摩结构包括膝部自动按摩板、腿部套筒、松紧环、拉线机构,所述的膝部自动按摩板设置在腿部套筒的中间位置;所述的松紧环设置在腿部套筒的两端位置,所述的拉线机构包括可调装置和立杆,所述的立杆为两个,立杆底部固定在一加强板上,加强板与立杆之间通过三角固定板固定,三角固定板位于立杆外侧,加强板靠近两端下表面设有立柱,立柱为两个,立柱采用可伸缩结构,其高度采用设置在立柱上的微调旋钮进行调节,加强板下表面安装有定滑轮组件,定滑轮组件与加强板之间固定,定滑轮组件上连接有一滑动皮带轮,滑动皮带轮穿过一立柱与一动滑轮组件连接,滑动皮带轮上设有转动轴,转动轴穿过动滑轮组件设置,且滑动皮带轮与转动轴连接,转动轴顶端及底端均安装有抬腿装置,所述的抬腿装置内安装有与所述的触控装置连接的力检测机构;
所述的力检测机构包含有内卡环、外卡环、拉压力传感器、传感器固定螺母、圆弧形金属垫块、微型直线导轨和联接导杆;
所述拉、压力传感器的两端均为外螺纹杆,其一端旋入一个内螺纹块,该内螺纹块固定于内卡环上;另一端穿过圆弧形金属垫块和一个支架中间的圆孔由传感器固定螺母固定,该支架固定于外卡环上;一根联接导杆固定于外卡环上;内卡环与外卡环间通过一对对称分布的微型直线导轨联接;拉、压力传感器与支架之间、支架与传感器固定螺母分别有一对圆弧形的金属垫块,联接导杆与所述大腿固定环和小腿固定环连接,拉压力传感器的输出电线连接采集卡;
所述的伸缩结构包括伸缩踏板,伸缩槽和伸缩杆,所述的伸缩踏板设置在伸缩结构的表面位置;所述的伸缩槽设置在伸缩杆的下部位置;所述的伸缩杆设置在伸缩槽的上部位置。
2.如权利要求1所述的神经内科病人康复器,其特征在于,所述的虚拟现实康复系统包括力信号采集与处理部分、虚拟现实人机交互部分、肌肉功能评价部分;
所述力信号采集与处理部分由数据采集模块、信号处理模块和模型控制模块组成;
所述虚拟现实人机交互部分由上位机虚拟环境模块和力反馈装置模块组成;上位机虚拟环境模块包括波形显示区域、虚拟游戏场景区域、识别结果显示区域、评价指标显示区域;
所述肌肉功能评价部分由肌张力定量评价模块和肌肉协同性定量评价模块组成;
数据采集模块的信号采集端与安装在手指训练装置、脚部训练结构、背部按摩板装置、腿部按摩结构上的力传感器连接;数据采集模块的输出端通过无线传输方式与信号处理模块、上位机虚拟环境模块中波形显示区域分别进行通信连接;信号处理模块的输出端通过接线方式与模型控制模块输入端、上位机虚拟环境模块中识别结果显示区域分别连接;模型控制模块的输出端与上位机虚拟环境模块中虚拟游戏场景区域连接;上位机虚拟环境模块中虚拟游戏场景区域另与力反馈装置模块相互连接,力反馈装置模块通过数据线与电极片连接。
3.如权利要求1所述的神经内科病人康复器,其特征在于,所述的腿部康复模块根据获取的力检测机构的数据对腿部按摩结构进行康复控制,具体包括被动训练和主动训练两种工作模式:
被动训练模式下,腿部按摩结构带动患者以正确的生理学步态轨迹运动,患者产生的异常运动被完全抑制,被动跟随腿部按摩结构做步行康复训练;
主动训练模式下,腿部康复模块抑制患者有关的异常运动,通过实时检测运动过程中患者作用于机器人所产生的关节驱动力,进而采用逆动力学模型提取人机交互作用力矩来判断患者下肢的主动运动意图,并利用阻抗控制装置将交互力矩转化为步态轨迹的修正量,直接修正或通过自适应控制装置产生患者期望的步态训练轨迹,间接实现腿部按摩结构提供康复训练的辅助力、阻抗力。
4.如权利要求3所述的神经内科病人康复器,其特征在于,所述的康复控制的具体方法为:
步骤一、患者的左、右腿分别穿入腿部按摩结构的左、右两条外骨骼机械腿中,在大腿、小腿处的两个力检测机构由绑带将人腿与外骨骼机械腿联接在一起,以保证外骨骼机械腿带动人腿共同进行步行运动;
步骤二、打开电源,系统按照预先设定的生理步态进行程序初始化;
步骤三、腿部按摩结构开始带动人腿运动按照预先设定的生理步态轨迹运动;
步骤四、在主动运动模式下,人腿的主动力使得传感器检测到力信号,该力信号经滤波后的数据信息输出到人-机界面,同时后台将其数据代入动力学模型进行计算求得人腿主动力;
步骤五、控制装置以人腿主动力的大小为依据实时调整腿部按摩结构的步态轨迹和电机的输出驱动力大小,以保证患者总是按照预先设定的生理步态轨迹行走的;
步骤六、检测步骤四中的主动运动模式指以患者为控制对象,腿部按摩结构抑制患者有限的异常运动,通过传感器不断地检测力信号,改变腿部按摩结构上电机的输出驱动力大小,帮助患者根据自己的意愿实时地调整步态轨迹,增加其主动参与康复训练的程度。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |