[发明专利]一种髋关节支具系统及控制方法

权利要求书

1.一种髋关节支具系统，其特征在于：包括固定座、下肢支具、连接所述固定座与所述下肢支具的动作执行器、连接所述固定座与所述下肢支具并限制下肢支具运动范围的连接结构以及用于对整个系统进行控制的控制装置；

所述连接结构包括连接在所述固定座下端的支架一和连接在所述下肢支具的一端的支架二，所述支架一与所述支架二活动连接；

所述控制装置包括：用于对整个系统进行操作控制、运动信息参数获取和运动信息参数处理的控制模块，所述控制模块包括计算机、时间伺服器和控制电路；所述计算机与所述时间伺服器交互式连接，所述控制电路的输出端分别与所述计算机的输入端和所述时间伺服器的输入端相连接；所述计算机用于对整个系统操作控制、获取和处理运动信息参数，所述时间伺服器用于预设运动时间及处理预设运动时间参数；

支架一与支架二通过铰链或万向轴连接，支架二跟随下肢支具以支架二与支架一的连接部为转动轴运动，以限制下肢支具的运动范围；

所述下肢支具和所述动作执行器对应为单侧设置或双侧设置，每一侧的动作执行器可设置至少一个；动作执行器可位于患病关节的前侧、外侧和后侧，形成三维立体设置；所述固定座与人体躯干的形状相适应，所述下肢支具的弯曲角度与人体下肢尺寸及关节弯曲角度相适应；

上述髋关节支具系统根据如下方法步骤进行控制：

（1）将所述固定座和所述下肢支具分别固定在人体躯干部和下肢部位；

（2）在控制模块中预设运动参数，控制模块控制动力驱动模块驱动动作执行器运动；同时，控制模块获取动作执行器的运动信息参数，根据获取的运动信息参数，获取髋关节和下肢关节的运动信息；

（3）控制模块根据获取的运动信息控制动力驱动模块驱动动作执行器进行连续的推拉和/或旋转运动；时间伺服器根据预设的运动时间参数反馈时间周期至控制模块，控制模块控制动作执行器运动的周期；

（4）控制模块根据获取的动作执行器连续运动的运动信息参数获取髋关节和下肢关节的运动信息，当控制模块获取的运动信息达到预设运动参数时，或控制模块根据获取的运动信息参数获取的髋关节和下肢关节的运动信息在预设运动参数范围以外时，控制模块控制动力驱动模块停止驱动动作执行器运动，手动将人体恢复到自然肢体状态；

所述步骤（4）的具体步骤为：当监测模块将监测到的动作执行器连续的推拉运动的压力参数和动作执行器连续的旋转运动的角度参数反馈至控制模块中时，控制模块根据反馈的动作执行器的推拉运动的压力参数和动作执行器的旋转运动的角度参数获取髋关节和下肢关节的运动信息，当控制模块获取的运动信息达到预设运动参数时，控制模块控制监测模块启动报警器，发出警报；或控制模块根据反馈的动作执行器的推拉运动的压力参数和动作执行器的旋转运动的角度参数获取的髋关节和下肢关节的运动信息在预设运动参数范围以外时，控制模块控制监测模块启动报警器，发出警报；同时，控制模块控制动力驱动模块停止驱动动作执行器运动，手动将人体恢复到自然肢体状态；

所述压力参数和角度参数分别通过监测模块中的压力传感器和角度传感器获取。

2.如权利要求1所述的一种髋关节支具系统，其特征在于：所述动作执行器的两端分别与所述固定座和所述下肢支具铰接；所述固定座的侧部设置有支座一，所述下肢支具的弯曲部以上的位置设有支座二；所述动作执行器的一端通过所述支座一与固定座铰接，所述动作执行器的另一端通过所述支座二与下肢支具铰接。

3.如权利要求1所述的一种髋关节支具系统，其特征在于：所述控制装置还包括：

用于监测所述动作执行器的运动信息参数的监测模块，所述监测模块与所述控制模块交互式连接；

用于在所述控制模块控制下驱动所述动作执行器运动的动力驱动模块，所述动力驱动模块，其输入端与所述控制模块的输出端相连，其输出端与所述动作执行器的输入端相连；

所述控制模块，首先根据预设运动参数控制动力驱动模块驱动动作执行器带动下肢支具运动，同时控制监测模块监测动作执行器的运动信息参数，其次根据监测模块监测到的运动信息参数获取髋关节和下肢关节的运动信息，最后根据所述获取的运动信息控制动作执行器连续运动；

所述运动信息参数包括所述动作执行器推拉运动的压力参数和动作执行器旋转运动的角度参数。