【技术实现步骤摘要】
一种气动肌肉柔性驱动的并联踝关节康复系统及控制方法
[0001]本专利技术属于医疗康复器械
，具体为一种气动肌肉柔性驱动的并联踝关节康复系统及控制方法。
技术介绍
[0002]对于踝关节损伤的患者来说，治疗方式一般是医生一对一对其进行阶段性训练，从而逐渐恢复患者踝关节的运动功能，但这种治疗方式的最终效果往往取决于医生的临床经验以及对患者康复情况的主观判断，也就导致治疗效率相对较低。而随着机器人技术的普遍应用，医疗康复机器人目前已经在高精度微创手术、康复训练及医护辅助等方面得到了广泛应用，使得踝关节损伤治疗方式有了新的突破口。然而，现有的医疗康复设备多直接采用刚性的电机作为驱动源，这使得机构整体的柔顺性和安全性相对较差，一旦对患者施加的力过大或者机构转动角度过大都容易对患者造成新的伤害，因此需要设计一种具备柔顺性、安全的康复机构。
[0003]此外，目前踝关节康复机构训练模式控制主要集中在通过提前设定机构相应的运动轨迹，进行末端机构的轨迹跟踪，以实现康复早期的康复训练，整体康复训练模式相对单一，难以实现患者在不同...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种气动肌肉柔性驱动的并联踝关节康复系统，其特征在于，所述的并联踝关节康复系统包括并联踝关节康复机构(7)、控制座椅(9)和主控制系统；所述的并联踝关节康复机构(7)包括上平台(5)、下平台(19)、脚托模块(6)、气动肌肉(4)、脚托支撑杆(17)、上支撑杆(3)、下支撑杆(1)、法兰(20)、法兰盘(18)以及虎克铰链(2)；所述的控制座椅(9)包括可调节脚架(8)，减压阀组(11)，集成阀块组(12)以及座椅机架(10)；所述的下平台(19)固定安装在控制座椅(9)前部分的机架上，下支撑杆(1)通过法兰(20)固连在下平台(19)的中心处，上支撑杆(3)通过法兰(20)固连在上平台(5)的中心处，上支撑杆(3)与下支撑杆(1)之间再通过虎克铰链(2)进行固连；脚托支撑杆(17)通过法兰(20)固连在上平台(5)的中心处，脚托模块(6)通过轴承与脚托支撑杆(17)过盈配合；脚托模块(6)包括脚托、压力传感器和陀螺仪，脚托与压力传感器固定连接，陀螺仪固结在垂直于脚托转动轴的凹槽内；而下三根气动肌肉(4)通过法兰盘(18)及虎克铰链(2)分别与上平台(5)、下平台(19)相连且沿下支撑杆(1)的主轴方向均匀分布，上两根气动肌肉(4)通过法兰盘(18)及虎克铰链(2)分别与上平台(5)、脚托相连且沿脚托的长轴方向水平对称分布；集成阀块组(12)固定连接在座椅机架(10)底部的横梁的中间位置处，减压阀组(11)悬挂在座椅机架(10)中部的横梁的中间位置处，可调节脚架(8)通过滑动角件安装在座椅机架(10)的侧边，若干气压传感器安装在控制座椅(9)侧边的横梁上；所述的集成阀块组(12)包括高速开关阀(15)、光耦隔离继电器驱动模块(13)、阀块组上支架(14)和阀块组底座(16)；所述的光耦隔离继电器驱动模块(13)固连在阀块组上支架(14)上，高速开关阀(15)固定在阀块组底座(16)和阀块组上支架(14)之中，阀块之间通过阀块组底座(16)的梯形结构配合连接气压传感器用于实时检测气动肌肉内部的气压值，并将所测得数据传给主控制系统，主控制系统通过判断气动肌肉内部的气压是否达到目标气压，再根据控制策略下发相应的控制指令，从而实现气动肌肉气压的闭环控制；压力传感器用于实时检测脚托与患者脚部之间的接触力值，并将所测得数据传给主控制系统，主控制系统通过判断接触力变化的大小是否超过阈值，再根据相关控制算法下发相应的控制指令，从而实现对外界变化的适应。2.根据权利要求1所述的一种气动肌肉柔性驱动的并联踝关节康复系统，其特征在于，所述的座椅机架(10)由铝合金型材构成，形成整个座椅机架的框架。3.根据权利要求1所述的一种气动肌肉柔性驱动的并联踝关节康复系统，其特征在于，所述的气动肌肉(4)包括编织网(23)、乳胶管(26)、通气端头(21)、封闭端头(25)、卡...
【专利技术属性】
技术研发人员：王孙安，刘文捷，周民，张斌权，于镇源，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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