一种下肢痉挛拉伸康复安全性控制方法技术

本发明专利技术涉及一种下肢痉挛拉伸康复安全性控制方法，其步骤：采用包括扭矩传感器、角度传感器、数据采集单元、智能控制单元、电机、脚板、座椅和传动元件的下肢痉挛智能康复装置，在康复过程中与患者固定在一起的脚板具有一个跖屈‑背屈方向的自由度；根据患者的小腿长度和脚的高度调整康复装置中各部分结构的尺寸；采用零力矩控制方法对脚板进行极限角度测量，得到最大背屈位置和最大跖屈位置；将测得的最大背屈和最大跖屈角度传输至智能控制单元生成理想轨迹，并根据该理想轨迹进行基于PSMC的控制，实现对下肢痉挛拉伸康复的安全性控制。本发明专利技术能提高下肢痉挛康复装置性能，增强利用下肢痉挛智能康复装置进行CPM疗法时的疗效及安全性。

Safety control method for lower limb spasm tension rehabilitation

The invention relates to a lower limb spasm tensile rehabilitation safety control method, which comprises the following steps: using including torque sensor, angle sensor, data acquisition unit, intelligent control unit, motor, baseboard, seat and drive components of lower limb spasticity intelligent rehabilitation device in the rehabilitation process of patients with fixed together with a foot plantar flexion dorsiflexion direction freedom; according to the structure of each part of rehabilitation apparatus for adjusting height of patients with lower leg length and foot in size; the zero moment control method of angle measurement of limit feet, get the maximum dorsiflexion position and maximum plantar flexion position; the measured maximum dorsiflexion and plantar flexion angle to the maximum transmission the intelligent control unit generates a desired trajectory, and according to the ideal trajectory control based on PSMC, realize the security control of the lower limb spasticity tensile rehabilitation. The invention can improve the performance of the lower limb spasticity rehabilitation device and enhance the curative effect and the safety of the CPM rehabilitation therapy using the lower limb spasticity intelligent rehabilitation device.

【技术实现步骤摘要】
一种下肢痉挛拉伸康复安全性控制方法
本专利技术涉及一种康复安全性控制方法，特别是关于一种下肢痉挛拉伸康复安全性控制方法。
技术介绍
根据《2016年脑卒中流行病学报告》，截止2016年，我国脑卒中患者的数量有7000万人，不同地区的脑卒中年龄标准化患病率约260-719/10万人，每年新发脑卒中200万人。脑卒中发病后极易留下偏瘫、痉挛、挛缩等后遗症，严重影响运动功能，继而影响生活质量。合理、适当、及时的康复理疗，能够有效帮助患者复建，缓解病痛，恢复运动功能。但现今设置康复科的医院很少，理疗师的数量也很少。大量的脑卒中患者的康复需要，与医院中康复科设置的缺失以及临床经验丰富的康复理疗师的匮乏，形成了突出矛盾。因此，发展针对脑卒中患者的病后康复的康复机器人具有很大的必要性。而在脑卒中患者发病后，脚踝是伤害几率最高的部位之一，并且脚踝是人体运动尤其是下肢运动的关键部位，对于恢复行走等运动功能至关重要，因此尤其需要针对脚踝的下肢痉挛康复装置。Continuouspassivemotion(CPM),即连续被动牵伸，是一种已被证实对缓解痉挛、挛缩有效的脚踝物理康复疗法，并且适合于通过机器设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种下肢痉挛拉伸康复安全性控制方法，其特征在于包括以下步骤：1)采用针对脑卒中患者的下肢痉挛智能康复装置，其包括扭矩传感器、角度传感器、数据采集单元、智能控制单元、电机、脚板、座椅和传动元件；扭矩传感器安装在电机减速器输出端与脚板之间，角度传感器安装在脚板背面，，在康复过程中与患者固定在一起的脚板具有一个跖屈‑背屈方向的自由度；2)牵拉准备：根据患者的小腿长度和脚的高度调整康复装置中座椅高度、座椅与脚板间距以及脚板支撑模块的高度，以保证患者的踝关节转动与脚板转动同轴，并且坐下时小腿与水平面呈30度夹角；3)采用零力矩控制方法对脚板进行极限角度测量，并利用控制器切换固定脚板，得到最大背屈位置；4...

【技术特征摘要】
1.一种下肢痉挛拉伸康复安全性控制方法，其特征在于包括以下步骤：1)采用针对脑卒中患者的下肢痉挛智能康复装置，其包括扭矩传感器、角度传感器、数据采集单元、智能控制单元、电机、脚板、座椅和传动元件；扭矩传感器安装在电机减速器输出端与脚板之间，角度传感器安装在脚板背面，，在康复过程中与患者固定在一起的脚板具有一个跖屈-背屈方向的自由度；2)牵拉准备：根据患者的小腿长度和脚的高度调整康复装置中座椅高度、座椅与脚板间距以及脚板支撑模块的高度，以保证患者的踝关节转动与脚板转动同轴，并且坐下时小腿与水平面呈30度夹角；3)采用零力矩控制方法对脚板进行极限角度测量，并利用控制器切换固定脚板，得到最大背屈位置；4)使脚板向下即向跖屈方向转动，然后重复3)记录最大跖屈位置；5)将步骤3)、步骤4)中分别测得的最大背屈和最大跖屈角度传输至智能控制单元生成理想轨迹，并根据该理想轨迹进行基于PSMC的控制，实现对下肢痉挛拉伸康复的安全性控制。2.如权利要求1所述的一种下肢痉挛拉伸康复安全性控制方法，其特征在于：所述步骤3)中，采用零力矩控制方法对脚板进行极限角度测量步骤如下：3.1)扭矩传感器将测得的施加于脚板上的总力矩τ，与理想力矩零做差得到零力矩控制所需要施加的力矩-τ；3.2)根据零力矩控制所需要施加的力矩-τ以及电机的力矩系数KT得到电机需施加的理想电流Id；3.3)电机需施加的理想电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王启宁，周志浩，陈更，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11