[发明专利]一种经颅磁刺激用充气定位头枕及其定位方法

权利要求书

1.一种经颅磁刺激用充气定位头枕，其特征在于：包括头枕支架(1)和安装在头枕支架(1)内侧的气囊(2)，气囊(2)连接在气路系统上，头枕软包(3)为弹性材质，包裹住气囊(2)并与头枕支架(1)固定，覆盖与人体头部接触的所有位置，形成耳支式软包头枕；气路系统还包括充气气泵、多通阀、电气比例阀和数字式压力开关，充气气泵通过多通阀和电气比例阀将充气气泵输出的气体分流并调节成各个电气比例阀调定的压力输入到各个气囊(2)内，数字式压力开关对气囊(2)内的实时压力进行检测并将检测结果发送给气路控制系统，通过气路控制系统调定各个电气比例阀的阀门开合大小，气路控制系统同时控制充气气泵和多通阀的启闭。

2.根据要求1所述的经颅磁刺激用充气定位头枕，其特征在于：所述气囊(2)包括支撑人体头部后侧的后侧气囊、支撑人体头部左右两侧耳部下方及面颊的左右两个侧面气囊。

3.根据要求1所述的经颅磁刺激用充气定位头枕，其特征在于：所述头枕支架(1)为弯折成U型的板状结构，该板状结构的边缘向外延伸形成腔体，在头枕支架(1)的外侧设置有后盖(4)，通过后盖覆盖形成的腔体；电路结构设置以及机械连接的凸起结构均设置在形成的腔体内。

4.根据要求1所述的经颅磁刺激用充气定位头枕，其特征在于：所述头枕支架(1)通过头枕滑块安装在前圆弧导轨上，在头枕支架或头枕滑块上设置有转动角度检测装置；在后圆弧轨道上设置跟随滑块，跟随驱动装置驱动跟随滑块与头枕滑块同步转动；所述前圆弧导轨和后圆弧轨道为位置相对固定的同心结构。

5.一种经颅磁刺激用充气定位头枕的定位方法，其特征在于：数字式压力开关对各个气囊内的实时压力进行检测并将检测结果发送给气路控制系统，气路控制系统根据数字式压力开关的检测结果控制电气比例阀的阀门开合大小从而保持各个气囊压力值稳定。

6.根据权利5所述的经颅磁刺激用充气定位头枕的定位方法，其特征在于：对各个气囊内的实时压力通进行控制的过程包括如下步骤：

Step1：通过气路控制系统设定各个气囊的目标压力值SV；

Step2：开启充气气泵、多通阀、电气比例阀和数字式压力开关，数字式压力开关对气囊内的实时压力进行检测并将检测结果PV发送给气路控制系统；

Step3：气路控制系统对数字式压力开关的检测结果进行PID运算，形成各个电气比例阀调定的压力，也即调定各个电气比例阀的阀门开合大小，对各个气囊进行压力保持；所述PID运算过程为：先计算检测值PV与目标值SV之间的偏差，将偏差送入PID模块进行计算，形成控制对应电气比例阀的电压值变化量ΔMV，电气比例阀根据电压值调整阀门开合大小，维持气囊内的实时压力稳定；

EV_n＝PV_nf-SV

MV_n＝∑ΔMV

其中：EV_n为第n次采样时的偏差，EV_n-1为第n-1次采样时的偏差，D_n为第n次采样时的微分项，D_n-1为第n-1次采样时的微分项，SV为目标值，K_P为比例增益，PV_nf为第n次采样的检测值，PV_nf-1为第n次采样前一个周期的检测值，PV_nf-2为第n次采样前两个周期的检测值，ΔMV为电压值变化量，K_D为微分增益，MV_n为第n次采样时的操作量，T_S为采样周期，T_I为积分常数，T_D为微分常数。