[发明专利]基于阻抗控制的康复机器人

说明书

技术领域

本发明涉及医学技术领域，特别是涉及一种基于阻抗控制的康复机器人。

背景技术

中风和脊髓损伤是导致下肢运动功能障碍的两大主要原因，患者常常伴随截瘫、四肢瘫痪等病症，严重影响患者的日常生活。针对瘫痪患者，在经过诸如外科手术等急性期的临床处理后，康复治疗成为主要的一种辅助治疗手段。康复治疗可以在一定程度上帮助患者恢复受损的肢体运动功能，使患者回归正常生活。

康复机器人作为一种自动化、智能化的医疗设备，可以有效弥补传统康复治疗中因理疗师的经验、情绪和体力等主观因素的影响的不足，从而实现了被动式训练。

被动式训练方式适用于患者康复初期，旨在维持关节活动和防止肌肉的萎缩，在被动式训练过程中，患者需要被动的接受预定轨迹的康复训练，这种训练方式难以实现机器人和患者之间的交互控制，如果患者在训练过程中出现痉挛、颤抖等异常的肌肉活动，患者仍需按照预定的轨迹进行康复训练，从而对患者造成二次损伤。

发明内容

本发明提供的基于阻抗控制的康复机器人，从而避免了在康复训练过程中的损伤。

根据本发明的一方面，提供一种基于阻抗控制的康复机器人，包括传感系统、控制系统和驱动系统，所述控制系统用于接收传感系统发送的信号，并将接收的信号生成控制指令信息；所述驱动系统用于接收控制系统发送的控制指令信息，并根据控制指令进行动作；

所述传感系统，用于监测肢体的异常肌肉活动信号；

所述控制系统，用于控制所述驱动系统按第一预定的运动轨迹进行动作，当所述传感系统监测到所述肢体的异常肌肉活动信号，则所述控制系统通过计算后确定当前的运动轨迹，并控制所述驱动系统根据所述当前的运动轨迹进行动作；当所述传感系统监测到所述肢体的异常肌肉活动信号消失，则将所述当前的运动轨迹通过预定的时间偏置的方式调整为第二预定的运动轨迹。

本发明实施例提供的基于阻抗控制的康复机器人，通过在监测到所述肢体的异常肌肉活动信号的情况下，确定当前的运动轨迹，根据当前的运动轨迹进行训练，并且在肢体的异常肌肉活动信号不存在的情况下，将当前的运动轨迹调整为第二预定的运动轨迹，从而避免了在康复训练过程中的损伤。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于阻抗控制的康复训练方法的流程图；

图2为本发明另一实施例提供的基于阻抗控制的康复训练方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的康复机器人的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的通过阻抗控制的双闭环结构示意图；

图5a为本发明实施例提供的末端空间的运动轨迹示意图；

图5b为本发明实施例提供的关节空间的运动轨迹示意图；

图5c为本发明实施例提供的关节A的下肢力矩示意图；

图5d为本发明实施例提供的关节B的下肢力矩示意图；

图5e为本发明实施例提供的关节A的运动轨迹示意图；

图5f为本发明实施例提供的关节B的运动轨迹示意图。

具体实施方式

本发明的总体构思是，通过在监测到所述肢体的异常肌肉活动信号的情况下，确定当前的运动轨迹，根据当前的运动轨迹进行训练，并且在肢体的异常肌肉活动信号不存在的情况下，将当前的运动轨迹调整为第二预定的运动轨迹，从而避免了在康复训练过程中的损伤。

下面结合附图对本发明实施例提供的基于阻抗控制的康复训练方法进行详细描述。

图1为本发明实施例提供的基于阻抗控制的康复训练方法的流程图。

参照图1，步骤S101，将肢体按第一预定的运动轨迹进行训练，并监测所述肢体的异常肌肉活动信号。

步骤S102，如果监测到所述肢体的异常肌肉活动信号，则确定当前的运动轨迹，并根据所述当前的运动轨迹进行训练。

步骤S103，如果所述肢体的异常肌肉活动信号不存在，则将所述当前的运动轨迹通过预定的时间偏置的方式调整为第二预定的运动轨迹。

根据本发明的示例性实施例，所述方法还包括：如果没有监测到所述肢体的异常肌肉活动信号，则将所述肢体按所述第一预定的运动轨迹对应的有向路径进行训练；

查找所述有向路径的位置序列中与当前位置距离最近的位置；

如果所述当前位置与所述最近的位置的距离小于第一阈值时，则确定关节参考位置。