康复外骨骼机器人落地深度检测方法和检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种康复外骨骼机器人落地深度检测方法，包括：S1：在病人适应性佩戴外骨骼机器人后，利用主控单元控制外骨骼机器人升高，过程中同步检测用于承载外骨骼机器人的弹簧支撑机构所承受的压力F，并在压力F维持恒定一段时间后，控制外骨骼机器人停止上升，并记录压力F的最大值为F

【技术实现步骤摘要】
康复外骨骼机器人落地深度检测方法和检测装置


[0001]本专利技术涉及一种康复外骨骼机器人，尤其是涉及一种康复外骨骼机器人的落地深度检测方法和检测装置，属于康复设备


技术介绍

[0002]当前市场上在售的康复外骨骼机器人在医院使用时，需要同时配合移位机，起到防摔作用。在此过程中，需要治疗师手动控制外骨骼机器人升降以实现真实落地行走，下降深浅即落地深度较为依赖医护人员主观的判断。对设备操作不熟练的医护人员很容易操作出落地深度不合适的情况，极易导致外骨骼机器人在支撑状态下，错误的顶起移位机，进而导致外骨骼关节谐波减速器的机械损伤；同时，即使是对设备很熟悉的医护人员，在日常使用过程中，也需要频繁的起降外骨骼机器人，操作负担重，且操作一致性较差，一旦某次不注意，也会导致设备损伤，最终导致较高的设备维护率，也影响设备的投放，因此，急需一种可以自动化检测落地深度的控制方法，保证每次落地深度的一致性，标准化移位机的操作，以期能大大提高用户对设备的使用体验和设备的可靠性。
[0003]近年来，医疗康复外骨骼机器人得以高速发展，并在医院及康复医疗机构得到很好的应用，这为病人的身体康复带来全新的康复方法。如：主动模式、被动模式等各种针对性的模式为病人身体康复提供了更为可靠有效的康复可能，但是无论哪种康复模式，为了更能接近真实行走，康复训练过程中都需要有一定程度的落地。目前产品都是通过人工摇杆或电动推杆对外骨骼机器人进行下降落地控制，落地的深度都是通过操作人员的主观判断，因此落地深度的一致性无法得到保证，致使产品的应用有不可控的风险。如果落地深度不足时，偏离真实落地行走的体验；如果落地深度过大，在康复过程中，会对外骨骼机械结构造成损伤，影响产品使用寿命，严重时，甚至直接损伤设备。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术主要提供一种可确保每一次的落地深度都是合理、可控、一致的，康复外骨骼机器人的落地深度检测方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]康复外骨骼机器人落地深度检测方法，包括以下步骤：
[0007]S1：在病人适应性佩戴外骨骼机器人后，利用主控单元控制外骨骼机器人升高，过程中同步检测用于承载外骨骼机器人的弹簧支撑机构所承受的压力F，并在压力F维持恒定一段时间后，控制外骨骼机器人停止上升，并记录压力F的最大值为Fma
×
，以及记录此时的高度为P1；
[0008]S2：主控制单元反向驱动外骨骼机器人下降，检测压力F达到Fma
×‑
F预定时，停止下降，并记录停止时刻的高度为P0，完成落地深度检测。
[0009]更进一步，还包括康复训练的步骤，具体流程如下：
[0010]A1：在推行训练的过程中，当需要转弯和/或掉头时，利用主控单元控制外骨骼机
器人升高至后高度P2后停止，所述P2的位置为当检测压力F达到F
max
后的某一位置，然后进行转弯和/或掉头；
[0011]A2：待转弯和/或掉头完成后，主控单元反向驱动外骨骼机器人下降高度P0后停止，继续进行康复训练。
[0012]更为优选的是：上述弹簧支撑机构上的压力通过力传感器采集。且所述力传感器采集的压力经放大滤波后输入到主控单元。
[0013]此外，上述的P1和P0通过霍尔编码器记录。
[0014]本专利技术还公开了一种康复外骨骼机器人落地深度检测装置，包括：
[0015]弹簧支撑机构：具有两组，分别设置于外骨骼机器人左右两侧并承载外骨骼机器人，同时关联于移位机；
[0016]力传感器：设置于弹簧支撑机构的下部，用于检测弹簧支撑机构所承受的压力F；
[0017]主控单元：设置于移位机上，与所述力传感器和弹簧支撑机构分别连通，接收力传感器检测的压力并控制弹簧支撑机构的上升或下降。
[0018]其中，上述弹簧支撑机构包括支撑本体、移位机连接件、外骨骼连接件和弹簧，所述移位机连接件关联于移位机，且与设置于移位机上的推杆同步运动，移位机连接件包括移位机上连接件和移位机下连接件，移位机上连接件、移位机下连接件和支撑本体共同形成
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工
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字形结构，所述外骨骼连接件套设在支撑本体上，而所述力传感器则设置在移位机下连接件的表面，其上部还设置有支撑板，而所述弹簧的两端则分别抵靠支撑板和外骨骼连接件。
[0019]更进一步，上述主控单元包括微处理器，与微处理器分别连通的力检测电路、推杆驱动电流和霍尔检测电路，且所述推杆驱动电路和霍尔检测电路同时与推杆连通，而力检测电路则与力传感器连通。
[0020]优选的是，上述推杆通过连接器CN4连接到所述推杆驱动电路，而通过设置在推杆中的霍尔编码器连接到所述霍尔检测电路。
[0021]再进一步，上述主控单元还包括设置在移位机上且分别与所述微处理器连通的按键控制单元和人机交互单元。
[0022]本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：本专利技术在控制落地深度检测时，通过力传感器实时采集压力值，先采集到外骨骼机器人和病人悬空时的总重量，再根据目标重量，通过推杆控制外骨骼机器人下降，当采集的压力值满足目标值时，控制推杆停止，这样就完成了落地深度检测。此方法减少了医护人员的介入，减轻了医护人员的工作量；也能保证康复设备运行的一致性、方便性。康复过程中的一键上升、一键下降按钮也大大提高了操作的便捷性，减少了医护的工作量。大大提高了用户对设备的使用体验和康复设备运行的稳定性和可靠性，从而保证病人的康复效果。
附图说明
[0023]图1为康复训练设备的结构示意图一；
[0024]图2为康复训练设备的结构示意图二；
[0025]图3为本专利技术所述弹簧支撑机构的结构示意图；
[0026]图4为专利技术所述主控单元的结构示意图；
[0027]图5为本专利技术所述推杆驱动电路示意图；
[0028]图6为本专利技术所述力检测电路示意图；
[0029]图7为本专利技术所述康复外骨骼机器人落地深度检测方法流程示意图；
[0030]图8为外骨骼机器人悬空状态时弹簧支撑结构3的状态示意图；
[0031]图9为外骨骼机器人落地18mm状态示意图；
[0032]图10为落地深度检测重量位置曲线示意图。
[0033]图中主要附图标记含义为：
[0034]1、移位机
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2、外骨骼机器人
[0035]11、推杆
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3、弹簧支撑机构
[0036]31、支撑本体
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4、力传感器
[0037]32、移位机连接件
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5、主控单元
[0038]3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.康复外骨骼机器人落地深度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在病人适应性佩戴外骨骼机器人后，利用主控单元控制外骨骼机器人升高，过程中同步检测用于承载外骨骼机器人的弹簧支撑机构所承受的压力F，并在压力F维持恒定一段时间后，控制外骨骼机器人停止上升，并记录压力F的最大值为F
max
，以及记录此时的高度为P1；S2：主控制单元反向驱动外骨骼机器人下降，检测压力F达到F
max
‑
F
预定
时，停止下降，并记录停止时刻的高度为P0，完成落地深度检测。2.根据权利要求1所述的康复外骨骼机器人落地深度检测方法，其特征在于，还包括康复训练的步骤，具体包括以下流程：A1：在推行训练的过程中，当需要转弯和/或掉头时，利用主控单元控制外骨骼机器人升高至高度P2后停止，所述P2的位置为当检测压力F达到F
max
后的某一位置，然后进行转弯和/或掉头；A2：待转弯和/或掉头完成后，主控单元反向驱动外骨骼机器人下降至高度P0后停止，继续进行康复训练。3.根据权利要求1或2所述的康复外骨骼机器人落地深度检测方法，其特征在于，所述弹簧支撑机构上的压力通过力传感器采集。4.根据权利要求3所述的康复外骨骼机器人落地深度检测方法，其特征在于，所述力传感器采集的压力经放大滤波后输入到主控单元。5.根据权利要求1或2所述的康复外骨骼机器人落地深度检测方法，其特征在于，所述P1和P0通过霍尔编码器记录。6.康复外骨骼机器人落地深度检测装置，其特征在于，包括：弹簧支撑机构：...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄振华，徐家梁，邢启鹏，陈赞，仇凯，
申请(专利权)人：南京伟思医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：