[实用新型]具有多种信息反馈的上肢康复训练系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及上肢康复训练系统整体结构方案设计与应用技术领域，特别提供了一种具有多种信息反馈的上肢康复训练系统。

背景技术

现有技术中，上肢康复训练系统均为开环结构，需要借助于医生、患者的直接交互活动实现其工作目的。其亟待改进的关键特点是“人在环中”，训练和评价环节因为有人的参与而增加了不确定性。

人们期望获得一种技术效果更好的上肢康复训练系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种技术效果更好的具有多种信息反馈的上肢康复训练系统。

本实用新型具有多种信息反馈的上肢康复训练系统，其为回路控制系统，作用于需要进行上肢康复训练的使用者上肢上；其特征在于：所述具有多种信息反馈的上肢康复训练系统的构成如下：上肢康复机器人康复训练运动控制器1、上肢康复机器人2、信息检测单元3；其中：

上述三者共同构成一个多回路即具有多种信息反馈的上肢康复训练系统；上述三者中的前两者顺序依次串联布置在回路控制系统的正向通道上，用于主反馈的信息检测单元3布置在反向通道上；

具体而言，上肢康复机器人康复训练运动控制器1与上肢康复机器人2相互连接；信息检测单元3连接着上肢康复机器人2，信息检测单元3得到的主反馈信息经回路控制系统的比较环节处理后送到上肢康复机器人康复训练运动控制器1；

所述信息检测单元3具体是下述几种的组合：位置检测装置、速度检测装置、力矩传感器。

所述具有多种信息反馈的上肢康复训练系统，其特征在于：所述信息检测单元3中还设置有肌电信号采集装置，其具体是用于对患者患肢的肌力及肌张力进行检测的表面肌电传感器；

所述具有多种信息反馈的上肢康复训练系统中还设置有康复训练运动功能评价单元4，其布置在控制系统正向通道的上肢康复机器人康复训练运动控制器1之前，康复训练运动功能评价单元4具体布置在上肢康复机器人康复训练运动控制器1和回路控制系统的比较环节之间，参见附图2。

本实用新型所述具有多种信息反馈的上肢康复训练系统的原理构成图参见图1，图1中θ为机械臂运动角度，V为机械臂运动速度，M为机械臂转动力矩，F为机械臂辅助力。

训练执行子系统核心是对上肢康复机器人本体机构的控制。该系统按照专家系统所制定的康复训练体系，给出运动控制模式指令即设定θ,V,M,F给定值，利用信息检测子系统实时检测θ′,V′,M′,F′的反馈值，并与给定值θ,V,M,F相比较，根据不同的比较值设计多个控制器，校正系统误差以保证系统稳定、减小跟踪误差，使机器人能准确的带动患肢对不同患者进行针对性训练，刺激大脑神经重塑。另外，专家系统所制定的康复训练体系可设计多种训练模式，避免传统康复训练的枯燥和乏味，使康复训练融于游戏当中，增加训练的兴趣性，对患者进行心理激励，从而提高康复效果，增加患者在康复过程中的自主性。

在图2所示系统中，信息检测子系统主要是对5-DOF上肢康复机器人机械臂和患者患肢的位置、速度、力矩、关节角度以及肌力等信息进行采集与处理，给出对患者神经肌肉系统控制状态、康复治疗效果的评估数据。信息检测子系统可对患者患肢进行客观的准确地检查，为判断患肢功能障碍的性质、部位、范围、程度，确定尚存的代偿能力情况，估计功能障碍的发展、转归和预后，使得功能评价子系统更好的找出康复目标、判断康复效果以及训练执行子系统制定康复措施、决定患者去向，提供准确地反馈信息。

功能评价、训练执行、信息检测三个子系统的相互关系是：首先由功能评价子系统根据所检测到的患者患肢的肌力、关节活动角度及单位时间内运动的次数等数据，对患者的运动功能状态进行评估，根据评估结果判断患者所处的偏瘫康复阶段。然后，由训练执行子系统按照专家系统所制定的康复训练体系，选择相应的训练计划，对康复机器人的工作任务进行设定，给出运动控制模式指令，由5-DOF上肢康复机器人带动患者进行运动训练。经过一段时间训练后，再由功能评价子系统对患者的运动功能重新进行评价，判断患者是否康复，若患者已达到康复标准则结束训练，若患者没有达到康复标准则重复上述训练过程。