一種智能康復(fù)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能康復(fù)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[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(fù)擔(dān)、長(zhǎng)時(shí)間固定同一個(gè)姿勢(shì)、久站久坐運(yùn)動(dòng)量不足、重復(fù)多次的彎腰等造成脊椎過度勞損或形成不良姿勢(shì)，導(dǎo)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(xué)逐漸采用物理治療，即康復(fù)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(jìn)行物理治療時(shí)，多借助各種康復(fù)設(shè)備，其使用馬達(dá)來帶動(dòng)機(jī)械設(shè)備，用以反復(fù)地帶動(dòng)人體的某一部位運(yùn)動(dòng)，使該部位逐漸恢復(fù)至正常的角度或形狀。但是現(xiàn)有的康復(fù)設(shè)備功能性都較為單一，一般都只能工作某一個(gè)特性的工作模式，不夠智能，并不能很好的幫助患者康復(fù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問題，本發(fā)明旨在提供一種智能康復(fù)方法及系統(tǒng)，其為患者提供了不同模式的訓(xùn)練方式，給患者提供便利。
[0005]本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
[0006]—種智能康復(fù)方法，包括:患者執(zhí)行以下一種或多種運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行訓(xùn)練:
[0007]等速模式，在該模式中:基于患者施加的力矩實(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)矩，確保電機(jī)以預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0008]等長(zhǎng)模式，在該模式中:基于電機(jī)施加的預(yù)設(shè)阻力力矩調(diào)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(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，確保電機(jī)轉(zhuǎn)矩不變；
[0010]被動(dòng)模式，在該模式中:基于患者施加力矩之后電機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)供電電機(jī)的電壓，確保電機(jī)轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速保持一致。
[0011 ]進(jìn)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(fù)裝置上的力矩；
[0013]獲取當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速；
[0014]獲取當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速與第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速之差；
[0015]基于所述轉(zhuǎn)速之差調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)矩，確保調(diào)節(jié)后電機(jī)以第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)選地，在等長(zhǎng)模式中，具體包括:
[0017]將電機(jī)鎖死；
[0018]電機(jī)施加預(yù)設(shè)阻力力矩；
[0019]患者施加力矩；
[0020]實(shí)時(shí)獲取扭矩?cái)?shù)值，以調(diào)整患者施加的力矩。
[0021 ]進(jìn)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(fù)裝置上的力矩；
[0023]獲取當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)矩；
[0024]獲取當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)矩與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩之差；
[0025]基于所述轉(zhuǎn)矩之差調(diào)節(jié)供給所述電機(jī)的電流，以調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，確保調(diào)節(jié)后電機(jī)以預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0026]進(jìn)一步優(yōu)選地，在被動(dòng)模式中，具體包括:
[0027]獲取當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速；
[0028]獲取當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速與第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速之差；
[0029]基于所述轉(zhuǎn)速之差調(diào)節(jié)供給所述電機(jī)的電壓，確保調(diào)節(jié)后電機(jī)以第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0030]—種智能康復(fù)系統(tǒng)，包括:主控芯片、上位通信區(qū)、至少一個(gè)伺服測(cè)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(cè)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(fù)系統(tǒng)工作；
[0032]所述上位通信區(qū)，用于配置所述智能康復(fù)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(fù)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(cè)控區(qū)，用于執(zhí)行控制指令，帶動(dòng)患者運(yùn)動(dòng)；
[0035]所述狀態(tài)顯示區(qū)，用于顯示所述智能康復(fù)系統(tǒng)各組成部分的工作狀態(tài)。
[0036]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述伺服測(cè)控區(qū)中包括:電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、編碼器、減速機(jī)構(gòu)、力矩傳感器、角度傳感器以及輸出軸，其中，
[0037]所述電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器，分別與所述主控芯片和電機(jī)連接，用于控制所述電機(jī)工作；
[0038]所述減速機(jī)構(gòu)，分別與所述電機(jī)和輸出軸連接，用于控制所述輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而減速；
[0039]所述編碼器，分別與所述伺服驅(qū)動(dòng)器和所述電機(jī)連接，基于所述電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器的控制指令調(diào)整所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速；
[0040]所述力矩傳感器，分別與所述主控芯片、電機(jī)以及輸出軸連接，用于感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)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(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0042]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述智能康復(fù)系統(tǒng)中包括兩個(gè)伺服測(cè)控區(qū)，分別控制與之連接的左機(jī)頭和右機(jī)頭的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0043]進(jìn)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(zhuǎn)按鈕、反轉(zhuǎn)按鈕、保持/恢復(fù)按鈕、緊急停止按鈕、啟動(dòng)按鈕、停止按鈕及安全限位開關(guān)。
[0044]進(jìn)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(fù)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(fù)方法，為患者提供了等速模式、等長(zhǎng)模式、等張模式以及被動(dòng)模式，患者在運(yùn)動(dòng)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(shè)定相應(yīng)的治療強(qiáng)度、治療時(shí)間等，結(jié)合患者主動(dòng)運(yùn)動(dòng)和被動(dòng)拉伸，大大縮短了患者的康復(fù)訓(xùn)練時(shí)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(dǎo)致的步態(tài)失常、下肢退行性關(guān)節(jié)疾病、體質(zhì)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(yīng)用于生物力學(xué)，康復(fù)醫(yī)學(xué)，運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)，矯形外科，神經(jīng)病學(xué)及相關(guān)臨床研究。
【附圖說明】
[0047]下面將以明確易懂的方式，結(jié)合【附圖說明】?jī)?yōu)選實(shí)施方式，對(duì)上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)方式予以進(jìn)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(zhǎng)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(dòng)模式流程示意圖；
[0052]圖5為本發(fā)明中智能康復(fù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖6為本發(fā)明中伺服測(cè)控區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0054]附圖標(biāo)記:
[0055]100-智能康復(fù)系統(tǒng)，110-主控芯片，120-上位通信區(qū)，130-伺服測(cè)控區(qū)，140-控制按鈕區(qū)，150-狀態(tài)顯示區(qū)，131-電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器，132-電機(jī)，133-編碼器，134-減速機(jī)構(gòu)，135-力矩傳感器，136-角度傳感器，137-輸出軸。
【具體實(shí)施方式】
[0056]本發(fā)明提供了一種智能康復(fù)方法，具體來說，該智能康復(fù)方法包括:患者執(zhí)行以下一種或多種運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行訓(xùn)練:I)等速模式，在該模式中:基于患者施加的力矩實(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)矩，確保電機(jī)132以預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng);2)等長(zhǎng)模式，在該模式中:基于電機(jī)132施加的預(yù)設(shè)阻力力矩調(diào)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(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，確保電機(jī)轉(zhuǎn)矩不變;4)被動(dòng)模式，在該模式中:基于患者施加力矩之后電機(jī)132的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)供電電機(jī)132的電壓，確保電機(jī)轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)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(fù)裝置上的力矩;S12獲取當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速;S13獲取當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速與第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速之差;S14基于轉(zhuǎn)速之差調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)矩，確保調(diào)節(jié)后電機(jī)132以第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。具體來說，在該等速模式下，被控量為電機(jī)轉(zhuǎn)速，控制目標(biāo)為將電機(jī)轉(zhuǎn)速控制到與第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速。在控制過程中，實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的電機(jī)轉(zhuǎn)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(jī)轉(zhuǎn)速和患者施加的力矩之后，隨即獲取該電機(jī)轉(zhuǎn)速和第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速之差，再根據(jù)這個(gè)差別來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)矩(具體通過伺服控制器調(diào)節(jié)電機(jī)132中的工作電流來實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié))。在該模式下，患者整個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)依預(yù)設(shè)速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)模式中包括:S21將電機(jī)132鎖死;S22電機(jī)132施加預(yù)設(shè)阻力力矩;S23患者施加力矩;S24實(shí)時(shí)獲取扭矩?cái)?shù)值，以調(diào)整患者施加的力矩。具體來說，在該等長(zhǎng)模式下，至需要將電機(jī)132鎖死，讀取實(shí)時(shí)扭矩?cái)?shù)值即可，這樣，在該模式下，患者肌肉收縮時(shí)肌肉長(zhǎng)度不變，張力增加，不產(chǎn)生肢體關(guān)節(jié)活動(dòng)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(fù)裝置上的力矩;S32獲取當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)矩;S33獲取當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)矩與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩之差;S34基于轉(zhuǎn)矩之差調(diào)節(jié)供給電機(jī)132的電流，以調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，確保調(diào)節(jié)后電機(jī)132以預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)。具體來說，在該等張模式下，被控量為電機(jī)轉(zhuǎn)矩，控制目標(biāo)為使電機(jī)轉(zhuǎn)矩等于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩。在控制過程中，實(shí)時(shí)獲取患者施加的力矩、當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)矩以及當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速(包括旋轉(zhuǎn)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(jī)轉(zhuǎn)矩與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩之差，再根據(jù)這個(gè)差別來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)矩(具體通過伺服控制器調(diào)節(jié)電機(jī)132中的工作電流來實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié))，使電機(jī)132以預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)。在該模式下，肌肉收縮時(shí)，張力不變，肌肉長(zhǎng)度改變并產(chǎn)生肢體關(guān)節(jié)活動(dòng)的收縮方式。
[0060]如圖4所示，在被動(dòng)模式中，具體包括:S41獲取當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速;S42獲取當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速與第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速之差;S43基于轉(zhuǎn)速之差調(diào)節(jié)供給電機(jī)132的電壓，確保調(diào)節(jié)后電機(jī)132以第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)