【技术实现步骤摘要】
基于导纳控制的绳牵引上肢康复机器人的训练方法及系统
本专利技术涉及医疗康复
,尤其涉及一种基于导纳控制的绳牵引上肢康复机器人的训练方法及系统。
技术介绍
脑卒中具有高发病率、高致残率和高死亡率的特点,是威胁人类健康的首要疾病。据统计,我国每年的脑卒中患者达200万,发病率高达120/10万,而且随着我国人口老龄化的日趋严重,脑卒中的发病率呈现出逐年上升的趋势。75%的脑卒中幸存者存在不同程度的运动功能障碍,不同程度地丧失了劳动力或者生活不能自理,而且其中25%的人在中风五年后仍不能自如的使用患侧肢体;尤其是上肢功能因其日常动作的复杂性而常常比下肢的恢复缓慢。康复训练能帮助患者恢复运动功能,提高日常行为能力。传统的康复方法主要是物理治疗师的反复作业疗法,这种治疗方法受限于治疗师的精力,而且康复治疗还受到医疗资源总量和分布、人才数量和服务能力等的制约。而随着机器人技术的发展,康复机器人能够辅助偏瘫患者完成康复训练,将物理治疗师从高强度的体力劳动中解放出来,提高康复效率,为解决上述局限提供了切实可行的方法。根据调查显示,目前国内外关于康复机器人的研究大多集中在刚性 ...
【技术保护点】
1.一种基于导纳控制的绳牵引上肢康复机器人的训练方法,其特征在于,包括步骤:S1、在用户进行上肢关节康复训练运动时,实时采集用户上肢施加在绳牵引康复机器人的交互力信号和上肢的运动学信号;S2、通过导纳模型将所述交互力信号转变为期望运动轨迹的运动参数,按照所述期望运动轨迹的运动参数和所述上肢的运动学信号确定目标运动轨迹的运动参数;S3、将确定的运动参数作为控制量,转换成绳牵引康复机器人的电机控制量,控制相应的电机输出。
【技术特征摘要】
1.一种基于导纳控制的绳牵引上肢康复机器人的训练方法,其特征在于,包括步骤:S1、在用户进行上肢关节康复训练运动时,实时采集用户上肢施加在绳牵引康复机器人的交互力信号和上肢的运动学信号;S2、通过导纳模型将所述交互力信号转变为期望运动轨迹的运动参数,按照所述期望运动轨迹的运动参数和所述上肢的运动学信号确定目标运动轨迹的运动参数;S3、将确定的运动参数作为控制量,转换成绳牵引康复机器人的电机控制量,控制相应的电机输出。2.如权利要求1所述的基于导纳控制的绳牵引上肢康复机器人的训练方法,其特征在于,在所述步骤S1前,还包括步骤:在用户进行最大拉力测试时,采集最大拉力信号,根据采集到的最大拉力信号预设阈值。在所述步骤S1之后、步骤S2之前,还包括步骤:判断所述交互力信号是否大于所述阈值,若是,执行步骤S2,若否,执行步骤S1。3.如权利要求2所述的基于导纳控制的绳牵引上肢康复机器人的训练方法,其特征在于,所述判断交互力信号是否大于所述阈值的步骤,具体为:将采集到的交互力信号进行滤波处理得到交互力幅值,判断所述交互力幅值是否大于所述阈值。4.如权利要求1至3中任一项所述的基于导纳控制的绳牵引上肢康复机器人的训练方法,其特征在于,所述步骤S2包括:通过改变导纳控制环中交互力和期望运动轨迹之间的放大增益的参数,调整交互力信号转变为运动参数的增益。5.如权利要求4所述的基于导纳控制的绳牵引上肢康复机器人的训练方法,其特征在于,所述将确定的运动参数作为控制量,转换成绳牵引康复机器人的电机控制量的步骤,具体为:将确定的运动参数作为控制量,通过绳牵引康复机器人系统的动力学模型转换成相应的电机控制量。6.一种基于导纳控制的绳牵引上肢康复机器人的训练系统,其特征在于,包括:信号采集模块,用于在用户进行上肢关节康复训练运动时,实时采集用户上肢施加在绳牵引康复机器人的交互力信号和上肢的运动学信号;信号传输模块,用于将所述信号采集模块采集到的交互力信号和运动学信号传输到主机控制模块;主机控制模块,...
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