一種智能康復方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療技術領域，尤其涉及一種智能康復方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著現(xiàn)代人工作壓力逐漸增大和生活形態(tài)的越來越緊張，過重的生活負擔、長時間固定同一個姿勢、久站久坐運動量不足、重復多次的彎腰等造成脊椎過度勞損或形成不良姿勢，導致肌肉疼痛或頸、腰、胸等椎體產(chǎn)生酸痛麻癥候群，現(xiàn)代醫(yī)學逐漸采用物理治療，即康復治療來校正彎曲的脊椎與骨骼，使脊椎或骨骼神經(jīng)得以舒緩，以解除酸痛麻的根源。
[0003]—般而言，物理治療師在給患者進行物理治療時，多借助各種康復設備，其使用馬達來帶動機械設備，用以反復地帶動人體的某一部位運動，使該部位逐漸恢復至正常的角度或形狀。但是現(xiàn)有的康復設備功能性都較為單一，一般都只能工作某一個特性的工作模式，不夠智能，并不能很好的幫助患者康復。

【發(fā)明內容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明旨在提供一種智能康復方法及系統(tǒng)，其為患者提供了不同模式的訓練方式，給患者提供便利。
[0005]本發(fā)明提供的技術方案如下:
[0006]—種智能康復方法，包括:患者執(zhí)行以下一種或多種運動模式進行訓練:
[0007]等速模式，在該模式中:基于患者施加的力矩實時調整電機轉矩，確保電機以預設轉速勻速轉動；
[0008]等長模式，在該模式中:基于電機施加的預設阻力力矩調整患者施加的力矩；
[0009]等張模式，在該模式中:基于患者施加的力矩實時調整電機轉速，確保電機轉矩不變；
[0010]被動模式，在該模式中:基于患者施加力矩之后電機的轉速，調節(jié)供電電機的電壓，確保電機轉速與預設轉速保持一致。
[0011 ]進一步優(yōu)選地，在等速模式中，具體包括:
[0012]獲取患者施加在智能康復裝置上的力矩；
[0013]獲取當前電機轉速；
[0014]獲取當前電機轉速與第一預設轉速之差；
[0015]基于所述轉速之差調節(jié)電機轉矩，確保調節(jié)后電機以第一預設轉速勻速轉動。
[0016]進一步優(yōu)選地，在等長模式中，具體包括:
[0017]將電機鎖死；
[0018]電機施加預設阻力力矩；
[0019]患者施加力矩；
[0020]實時獲取扭矩數(shù)值，以調整患者施加的力矩。
[0021 ]進一步優(yōu)選地，在等張模式中，具體包括:
[0022]獲取患者施加在智能康復裝置上的力矩；
[0023]獲取當前電機轉矩；
[0024]獲取當前電機轉矩與預設轉矩之差；
[0025]基于所述轉矩之差調節(jié)供給所述電機的電流，以調整電機轉速，確保調節(jié)后電機以預設轉矩轉動。
[0026]進一步優(yōu)選地，在被動模式中，具體包括:
[0027]獲取當前電機轉速；
[0028]獲取當前電機轉速與第二預設轉速之差；
[0029]基于所述轉速之差調節(jié)供給所述電機的電壓，確保調節(jié)后電機以第二預設轉速勻速轉動。
[0030]—種智能康復系統(tǒng)，包括:主控芯片、上位通信區(qū)、至少一個伺服測控區(qū)、控制按鈕區(qū)以及狀態(tài)顯示區(qū)，其中，
[0031]所述主控芯片，分別與所述上位通信區(qū)、伺服測控區(qū)、控制按鈕區(qū)以及狀態(tài)顯示區(qū)連接，用于控制所述智能康復系統(tǒng)工作；
[0032]所述上位通信區(qū)，用于配置所述智能康復系統(tǒng)、發(fā)送控制指令至主控芯片以及顯示所述智能康復系統(tǒng)各組成部分的工作參數(shù)；
[0033]所述控制按鈕區(qū)，用于輸入控制指令；
[0034]所述伺服測控區(qū)，用于執(zhí)行控制指令，帶動患者運動；
[0035]所述狀態(tài)顯示區(qū)，用于顯示所述智能康復系統(tǒng)各組成部分的工作狀態(tài)。
[0036]進一步優(yōu)選地，所述伺服測控區(qū)中包括:電機伺服驅動器、電機、編碼器、減速機構、力矩傳感器、角度傳感器以及輸出軸，其中，
[0037]所述電機伺服驅動器，分別與所述主控芯片和電機連接，用于控制所述電機工作；
[0038]所述減速機構，分別與所述電機和輸出軸連接，用于控制所述輸出軸轉動，從而減速；
[0039]所述編碼器，分別與所述伺服驅動器和所述電機連接，基于所述電機伺服驅動器的控制指令調整所述電機的轉速；
[0040]所述力矩傳感器，分別與所述主控芯片、電機以及輸出軸連接，用于感應電機轉矩；
[0041]所述角度傳感器，分別與所述主控芯片和所述輸出軸連接，用于感應電機轉速。
[0042]進一步優(yōu)選地，所述智能康復系統(tǒng)中包括兩個伺服測控區(qū)，分別控制與之連接的左機頭和右機頭的轉動。
[0043]進一步優(yōu)選地，控制按鈕區(qū)包括分別與主控芯片連接的正轉按鈕、反轉按鈕、保持/恢復按鈕、緊急停止按鈕、啟動按鈕、停止按鈕及安全限位開關。
[0044]進一步優(yōu)選地，所述狀態(tài)顯示區(qū)包括分別與主控芯片連接的伺服狀態(tài)LED、通信狀態(tài)LED、角度傳感器狀態(tài)LED及力矩傳感器狀態(tài)LED。
[0045]本發(fā)明提供的智能康復方法及系統(tǒng)，能夠帶來以下有益效果:
[0046]在本發(fā)明提供的智能康復方法，為患者提供了等速模式、等長模式、等張模式以及被動模式，患者在運動過程中，可以自由選擇任一模式。這樣，患者可以根據(jù)自身情況自行設定相應的治療強度、治療時間等，結合患者主動運動和被動拉伸，大大縮短了患者的康復訓練時間。適用腦卒中疾病、帕金森氏綜合癥、神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者、脊髓損傷、創(chuàng)傷性腦損傷、多發(fā)性硬化癥、骨科疾病導致的步態(tài)失常、下肢退行性關節(jié)疾病、體質虛弱、偏癱或截癱患者等各種疾病的患者，將治療師從繁重的肢體拉伸和輔助工作中解放出來;可廣泛應用于生物力學，康復醫(yī)學，運動醫(yī)學，矯形外科，神經(jīng)病學及相關臨床研究。
【附圖說明】
[0047]下面將以明確易懂的方式，結合【附圖說明】優(yōu)選實施方式，對上述特性、技術特征、優(yōu)點及其實現(xiàn)方式予以進一步說明。
[0048]圖1為本發(fā)明中等速模式流程示意圖；
[0049]圖2為本發(fā)明中等長模式流程示意圖；
[0050]圖3為本發(fā)明中等張模式流程示意圖；
[0051 ]圖4為本發(fā)明中被動模式流程示意圖；
[0052]圖5為本發(fā)明中智能康復系統(tǒng)結構示意圖；
[0053]圖6為本發(fā)明中伺服測控區(qū)結構示意圖。
[0054]附圖標記:
[0055]100-智能康復系統(tǒng)，110-主控芯片，120-上位通信區(qū)，130-伺服測控區(qū)，140-控制按鈕區(qū)，150-狀態(tài)顯示區(qū)，131-電機伺服驅動器，132-電機，133-編碼器，134-減速機構，135-力矩傳感器，136-角度傳感器，137-輸出軸。
【具體實施方式】
[0056]本發(fā)明提供了一種智能康復方法，具體來說，該智能康復方法包括:患者執(zhí)行以下一種或多種運動模式進行訓練:I)等速模式，在該模式中:基于患者施加的力矩實時調整電機轉矩，確保電機132以預設轉速勻速轉動;2)等長模式，在該模式中:基于電機132施加的預設阻力力矩調整患者施加的力矩;3)等張模式，在該模式中:基于患者施加的力矩實時調整電機轉速，確保電機轉矩不變;4)被動模式，在該模式中:基于患者施加力矩之后電機132的轉速，調節(jié)供電電機132的電壓，確保電機轉速與預設轉速保持一致。
[0057]更具體來說，如圖1所示，在等速模式中包括:SII獲取患者施加在智能康復裝置上的力矩;S12獲取當前電機轉速;S13獲取當前電機轉速與第一預設轉速之差;S14基于轉速之差調節(jié)電機轉矩，確保調節(jié)后電機132以第一預設轉速勻速轉動。具體來說，在該等速模式下，被控量為電機轉速，控制目標為將電機轉速控制到與第一預設轉速。在控制過程中，實時獲取當前的電機轉速和患者施加的力矩，并將其上傳至上位通信區(qū)120;上位通信區(qū)120接收到上傳的電機轉速和患者施加的力矩之后，隨即獲取該電機轉速和第一預設轉速之差，再根據(jù)這個差別來調節(jié)電機轉矩(具體通過伺服控制器調節(jié)電機132中的工作電流來實現(xiàn)電機轉矩的調節(jié))。在該模式下，患者整個關節(jié)運動依預設速度運動，運動過程中肌肉用力僅使肌張力增高，力矩輸出增加。
[0058]如圖2所示，在等長模式中包括:S21將電機132鎖死;S22電機132施加預設阻力力矩;S23患者施加力矩;S24實時獲取扭矩數(shù)值，以調整患者施加的力矩。具體來說，在該等長模式下，至需要將電機132鎖死，讀取實時扭矩數(shù)值即可，這樣，在該模式下，患者肌肉收縮時肌肉長度不變，張力增加，不產(chǎn)生肢體關節(jié)活動的收縮方式。
[0059]如圖3所示，在等張模式中包括:S31獲取患者施加在智能康復裝置上的力矩;S32獲取當前電機轉矩;S33獲取當前電機轉矩與預設轉矩之差;S34基于轉矩之差調節(jié)供給電機132的電流，以調整電機轉速，確保調節(jié)后電機132以預設轉矩轉動。具體來說，在該等張模式下，被控量為電機轉矩，控制目標為使電機轉矩等于預設轉矩。在控制過程中，實時獲取患者施加的力矩、當前電機轉矩以及當前電機轉速(包括旋轉方向)，并將其上傳至上位通信區(qū)120;上位通信區(qū)120接收到之后，隨即獲取該電機轉矩與預設轉矩之差，再根據(jù)這個差別來調節(jié)電機轉矩(具體通過伺服控制器調節(jié)電機132中的工作電流來實現(xiàn)電機轉矩的調節(jié))，使電機132以預設轉矩轉動。在該模式下，肌肉收縮時，張力不變，肌肉長度改變并產(chǎn)生肢體關節(jié)活動的收縮方式。
[0060]如圖4所示，在被動模式中，具體包括:S41獲取當前電機轉速;S42獲取當前電機轉速與第二預設轉速之差;S43基于轉速之差調節(jié)供給電機132的電壓，確保調節(jié)后電機132以第二預設轉速勻速轉