【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及等速评估和训练领域，具体涉及一种多关节等速评估与训练系统及其控制方法。
技术介绍
1、脑卒中患者数量多，发病率，致残率高，肢体运动功能障碍是中风常见的后遗症，肢体功能的衰退会严重影响患者的日常生活。其中肢体功能的恢复训练是患者回归正常生活的重要环节。常规肌肉收缩训练包括等速、等张、等长和被动训练等，在临床康复和治疗方面具有广泛应用。等速运动包括等速向心运动和等速离心运动，两者的区别表现在等速训练仪器上，等速向心运动为人体用力方向与运动方向相同，等速离心运动时人体用力方向与运动方向相反。这些训练都需要专业的设备来实现。
2、现在国内已提出不少等速训练系统及其训练实现方式，如中国专利cn108553834a公开的一种等速肌力训练系统及其控制方法，改专利的实现方案为检测到有肌力时开始加速最终达到设定的速度，开始运动的方式并不关注用户主动力的大小，向心离心或者离心向心方式在运动至所设定运动范围限定值时才由机器转换方向，用户的主动参与特性非常低，用户的主动性主要体现在主动施加力控制机器启动，撤销力控制机器停止，而机器速度变化和运动方向变化都是被动的过程，用户体验非常低，训练效果不高。
技术实现思路
1、为至少解决现有技术存在的问题之一，本专利技术提供一种全身多关节等速评估与训练系统及其控制方法。
2、所述全身多关节等速评估与训练系统，包括主控电脑、关节电机模组、力矩传感器和扩展器模块。
3、所述关节电机模组包括电动机、减速机、编码器和电动机驱
4、所述主控电脑用于监控整机状态，采集力矩传感器实时数据并对电动机进行控制。
5、进一步地，所述扩展器，一套共有七个扩展器，可进行肩、肘、腕、髋、膝、踝六个关节、一共十二个关节动作的评估与训练。每个扩展器均可安装在扩展器安装座上。
6、进一步地，所述扩展器上均设置着一个rfid标签。所述rfid标签内存储着扩展器辨识信息。主控电脑可利用rfid读写器自动辨识已安装的扩展器。
7、所述全身多关节等速评估与训练系统的控制方法，应用于本专利技术所述全身多关节等速评估与训练系统，该控制方法包括：
8、自动识别扩展器类型，提供该扩展器所对应的关节和关节动作的评估和训练。
9、记录患者的运动和力量数据，包括关节角度、运动角速度和关节力矩，并利用这些数据对患者的运动功能和肌肉力量进行评估。
10、根据所选定的训练模式，为患者提供训练。训练模式包括等速训练、等张训练、等长训练和持续性被动运动训练等。
11、所述等速训练包括向心向心、向心离心和离心向心三种方式。
12、所述向心向心训练方式的具体实现方案为：
13、进入训练前，先设定等速运动速度和运动范围，检测到患者顺时针用力时，主控电脑控制关节电机模组顺时针旋转，进而带动扩展器逆时针旋转；检测到患者逆时针用力时，主控电脑控制关节电机模组逆时针旋转，进而带动扩展器逆时针旋转；当患者用力小于第一预设力矩值时，用力越大，电动机转动速度越大，患者用力等于第一预设力矩值时，电动机转速达到最大值，等于所设定的等速运动速度，若患者继续增加用力并大于第一预设力矩值，电动机转速不再增大而是保持最大转速，运动方向与用力方向相同；而当电动机位置顺时针旋转达到所设定的运动范围的最大值且用户仍然顺时针用力时，主控电脑控制关节电机模组缓慢减速至停止运动，此时若用户改变用力方向为逆时针用力，则电动机将能按照前述逆时针向心收缩运动方式进行运动；当电动机位置逆时针旋转达到所设定的运动范围的最小值且用户仍然逆时针用力时，主控电脑控制关节电机模组缓慢减速至停止运动，此时若用户改变用力方向为顺时针用力，则电动机将能正常运动。
14、所述向心离心训练方式的具体实现方案为：
15、开始训练前需设定等速运动速度和运动范围等参数。检测到患者顺时针用力时，且力量小于第一预设力矩值时，电动机将逆时针运动，最终形成“关节用力方向与其运动相反”的离心收缩运动。离心收缩运动过程中，患者顺时针用力越大，速度越小，且在用力大小增加至第一预设力矩值时速度等于零。当顺时针用力且用力大小大于第一预设力矩值时，电动机顺时针运动，形成关节用力方向与其运动方向相同的向心收缩运动。向心收缩运动过程中，患者用力大小大于第一预设力矩值但小于第二预设力矩值时，患者顺时针用力越大速度越大。当患者用力大于第二预设力矩值时，电动机将按第一预设运动速度顺时针旋转。若患者在向心收缩过程中停止用力，主控电脑将控制电动机减速至零，然后逆时针加速至第二预设速度值，沿逆时针缓慢旋转。若患者在离心收缩过程中停止用力或者逆时针用力，机器将从第一预设速度值减速至第二预设速度值，沿逆时针缓慢旋转。当电动机位置旋转达到所设定的运动范围限制时，主控电脑控制关节电机模组缓慢减速至停止运动。
16、所述离心向心训练方式的具体实现方案与向心离心训练方式相反，训练过程需要患者逆时针用力，离心收缩运动的运动方向为顺时针，向心收缩运动的运动方向为逆时针，速度的变化方式可参考向心离心方式，这里不作赘述。
17、所述等张训练方式的具体实现方式为：
18、开始等张训练前需设定训练方向、预设力矩值和运动范围等参数。若所选训练方向对应关节电机模组的顺时针旋转方向，则有，
19、若检测到患者顺时针用力，而用力大小小于第一预设力矩值，电动机不会转动。若检测到患者顺时针用力且用力大小大于第一预设力矩值，则电动机顺时针旋转，用力越大，速度越快。若检测到患者逆时针用力，而用力大小小于第二预设力矩值，电动机不会转动。若检测到患者逆时针用力且用力大小大于第二预设力矩值，则电动机逆时针旋转，用力越大，速度越快。当电动机位置旋转达到所设定的运动范围限制，主控电脑控制关节电机模组缓慢减速至停止运动。
20、所述等长训练的具体实现方式为：
21、开始等长训练前需设定预设角度值等参数。若在开始训练时，主控电脑将检测当前电动机所处位置与预设角度值是否相等，若不相等则会控制关节电机模组自动前往预设角度值所对应的位置，并在预设角度位置固定，进行等长训练。
22、所述持续性被动运动训练的具体实现方式为：
23、开始持续性被动运动训练前需设定预设速度值和活动范围等参数。开始训练时，关节电机模组将逐渐加速至预设速度值，在即将抵达所设定的运动范围限制时，关节电机模组将逐渐减速并在抵达所设定的运动范围限制时速度减至零，然后关节电动机开始朝另一个方向逐渐加速至预设值。如此在所设定的活动范围内进行持续性被动运动。
24、与现有技术比较，本专利技术具有如下优点和技术效果：
25、本专利技术可自动识别执行不同关节动作的扩展器类型，等速训练的实现方案更加侧重本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种全身多关节等速评估与训练系统，其特征在于，包括主控电脑、关节电机模组、力矩传感器和扩展器模块，
2.根据权利要求1所述的一种全身多关节等速评估与训练系统，其特征在于，每个扩展器上均设置着一个RFID标签，所述RFID标签内存储着扩展器辨识信息。
3.一种全身多关节等速评估与训练系统的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述全身多关节等速评估与训练系统，包括以下步骤：
4.根据权利要求2所述的全身多关节等速评估与训练系统的控制方法，其特征在于，所述等速训练包括向心向心、向心离心和离心向心三种方式。
5.根据权利要求2所述的全身多关节等速评估与训练系统的控制方法，其特征在于，所述向心向心训练方式的具体实现方案为：
6.根据权利要求2所述的全身多关节等速评估与训练系统的控制方法，其特征在于，所述向心离心训练方式的具体实现方案为：
7.根据权利要求4所述的全身多关节等速评估与训练系统的控制方法，其特征在于，所述离心向心训练方式的具体实现方案与向心离心训练方式相反，训练过程需要患者逆时针用力，离心收缩运动的运
8.根据权利要求2所述的全身多关节等速评估与训练系统的控制方法，其特征在于，所述等张训练方式的具体实现方式为：
9.根据权利要求2所述的全身多关节等速评估与训练系统的控制方法，其特征在于，所述等长训练的具体实现方式为：
10.根据权利要求2所述的全身多关节等速评估与训练系统的控制方法，其特征在于，所述持续性被动运动训练的具体实现方式为：
...【技术特征摘要】
1.一种全身多关节等速评估与训练系统，其特征在于，包括主控电脑、关节电机模组、力矩传感器和扩展器模块，
2.根据权利要求1所述的一种全身多关节等速评估与训练系统，其特征在于，每个扩展器上均设置着一个rfid标签，所述rfid标签内存储着扩展器辨识信息。
3.一种全身多关节等速评估与训练系统的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述全身多关节等速评估与训练系统，包括以下步骤：
4.根据权利要求2所述的全身多关节等速评估与训练系统的控制方法，其特征在于，所述等速训练包括向心向心、向心离心和离心向心三种方式。
5.根据权利要求2所述的全身多关节等速评估与训练系统的控制方法，其特征在于，所述向心向心训练方式的具体实现方案为：
6.根据权利要求2所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁秉宏，黄双远，黄国威，陈彦，
申请(专利权)人：力之医疗科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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