[发明专利]一种防下肢静脉血栓活动仪及其控制方法

权利要求书

1.一种防下肢静脉血栓活动仪的控制方法，其特征在于，包括：

壳体，其为中空圆柱结构；以及

通槽，其为圆环形，且设置在所述壳体轴向一侧；

齿圈，其同轴设置在靠近所述通槽的所述壳体内部一侧，且周向与所述壳体内壁固定连接；

支撑轴，其同轴心可旋转支撑设置在所述壳体上；

太阳轮，其同心设置在所述齿圈内，并同轴固定套设在所述支撑轴上；

行星轮，其设置在所述太阳轮和所述齿圈之间，且与所述太阳轮和所述齿圈啮合，所述行星轮和所述太阳轮同时运动；

连接轴，其为Z字型，且一端设置在所述壳体内，并同轴固定穿过所述行星轮，另一端穿出所述通槽，并可旋转设置有脚踏板；

锁紧片，其为圆环柱形，并设置在所述壳体内，且周向与所述壳体内壁可滑动连接，所述锁紧片空套在所述支撑轴上；

弹性橡胶垫片，其为圆环柱形，并同轴固定设置在靠近所述太阳轮的所述锁紧片一侧，所述橡胶垫片空套在所述支撑轴上；

动力机构，其设置在所述壳体内，且输出端与所述锁紧片固定连接，用于驱动所述锁紧片沿所述壳体轴向运动；

推板，其为圆环柱形，且设置在所述锁紧片和所述动力机构之间，所述推板空套在所述支撑轴上，所述动力机构的输出端与所述推板固定连接；

多个连接杆，其设置在所述推板和所述锁紧片之间，并沿所述锁紧片周向均匀设置，且轴向两端分别与所述锁紧片和所述推板固定连接；

多个滑槽，其周向均匀设置在所述壳体内壁上，并沿所述壳体轴向设置；

多个第一滑块，其周向均匀设置在所述锁紧片上，并与所述滑槽一一对应配合；

多个第二滑块，其周向均匀设置在所述推板上，并与所述滑槽一一对应配合；

还包括模糊控制器：

将脚蹬力F_f、对应脚蹬力F_f下行星轮绕齿圈运动一周的时间t输入模糊控制器，所述模糊控制器中脚蹬力F_f和对应脚蹬力F_f下行星轮绕齿圈运动一周的时间t分为7个等级；

模糊控制器输出锁紧系数S_f，输出分为7个等级；

所述脚蹬力F_f的模糊论域为[0，1]，其量化因子为500；所述对应脚蹬力F_f下行星轮绕齿圈运动一周的时间t的模糊论域为[0，1]，定量化因子为20；输出锁紧系数S_f的模糊论域为[0，1]，定量化因子为1；

输入和输出的模糊集为{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}。

2.如权利要求1所述的防下肢静脉血栓活动仪的控制方法，其特征在于，还包括PID控制器：

输入第i个检测过程的对应脚蹬力F_f下行星轮绕齿圈运动一周的理想时间和实际时间t的偏差e、偏差变化率ec，输出PID的比例系数、比例积分系数和微分系数，比例系数、比例积分系数和微分系数输入PID控制器进行锁紧系数S_f的误差补偿控制。

3.如权利要求2所述的防下肢静脉血栓活动仪的控制方法，其特征在于，

所述对应脚蹬力F_f下行星轮绕齿圈运动一周的理想时间和实际时间t的偏差e的模糊论域为[-1，1]，定量化因子为4；所述偏差变化率ec的模糊论域为[-1，1]，定量化因子为1.5；

所述输出PID的比例系数的模糊论域为[-1，1]，其定量化因子为0.1；比例积分系数的模糊论域为[-1，1]，其定量化因子为0.1；微分系数的模糊论域为[-1，1]，其定量化因子为0.0001；

所述偏差e和偏差变化率ec分为7个等级；所述输出PID的比例系数、比例积分系数和微分系数分为7个等级；

所述PID控制器的输入和输出的模糊集为{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}。

4.如权利要求3所述的防下肢静脉血栓活动仪的控制方法，其特征在于，根据锁紧系数S_f控制锁紧片与太阳轮的距离满足：

其中，D为锁紧片与太阳轮的距离，D₀为弹性橡胶垫片无弹性形变时的初始厚度，ξ为行星轮与太阳轮和齿圈的综合摩擦系数，e为自然对数的底数，k为弹性橡胶垫片的弹性系数，F_f为脚蹬力，F_f0为基准脚蹬力，t为对应脚蹬力F_f下行星轮绕齿圈运动一周的时间，t₀为对应基准脚蹬力F_f0下行星轮绕齿圈运动一周的基准时间。