[发明专利]一种医疗摆动平台及其控制系统

说明书

本发明涉及一种医疗摆动平台及其控制系统。本发明包括摆动平台机构、平台扶手装置和摆动平台电控装置。摆动平台机构的步态测力板和平台底座之间设置有外罩，摆动平板、左支撑杆、右支撑杆以及摆动机构均设置在外罩内部。摆动平台机构在外置的摆动平台电控装置的控制下工作。本发明采用的是电机带动推杆驱动，工作稳定性好，适用范围广。采用的是合金，在保证强度的要求下，设备轻便，制造周期短。摆动平台采用中间镂空设计，既防止电机触碰上板，又减轻重量。同时采用推杆内部的丝杆螺母机构，能自锁,保证了平台摆动的稳定性。电机采用的是伺服电机，加上控制系统，此摆动平台可以实现不同速度下的匀速摆动，实现了摆动角度、速度可调。

技术领域

本发明属于技术领域医疗器械技术领域，涉及一种医疗摆动平台及其控制系统。

背景技术

脑卒中或者由于中枢神经系统受损，出现偏瘫，偏身感觉障碍等，而当小脑、脑干损害时更是出现平衡功能障碍。科学合理的对脑卒中患者的平衡功能进行评估和分析，有助于客观评定患者的运动能力、了解患者病情严重程度。但是目前国内还没有一款方便，实用的设备来帮助医生诊疗。该实验平台必须有一定的承载能力，安全系数一定要高，平台晃动的频率要低，不能急速晃动，晃动的角度变化要均匀，角度控制在±15°左右，测试实验室环境要求高，要求平台不能用液压驱动，同时噪声不能太大。

目前市面上还没有满足要求的设备，或者因为体积太大或者价格太贵，而不能满足要求，这就使得研制一台价格低廉，精度高，适用场地范围广的实验平台非常有必要。

发明内容

本发明的目的就是提供一种医疗摆动平台及其控制系统。

本发明包括摆动平台机构、平台扶手装置和摆动平台电控装置。所述的摆动平台机构，包括步态测力板、摆动平板、左支撑杆、右支撑杆、平台底座、摆动机构。摆动平台机构的步态测力板和平台底座之间设置有外罩，摆动平板、左支撑杆、右支撑杆以及摆动机构均设置在外罩内部。摆动平台机构在外置的摆动平台电控装置的控制下工作。

步态测力板由上板、中板、下板三部分组成，中板设置在上板与下板中间。步态测力板上板支撑人体站立；步态测力板中板四个角上固定有四个三维度力传感器。步态测力板下板通过螺栓与摆动平板连接，摆动平板的上表面与步态测力板下板相贴合。左支撑杆、右支撑杆的顶部通过微型轴承座与摆动平板的下表面连接；微型轴承座自带开孔，通过螺栓螺母固定在摆动平板下表面的两侧；左支撑杆、右支撑杆顶部有开孔，与微型轴承座进行销连接。左右支撑杆垂直设置在平台底座上，底部固定设置在平台底座上；摆动机构包括底座、电机和推杆。底座倾斜设置在摆动机构的底部；底座底面设置有开孔的定位杆，与平行固定在平台底座中部的两个微型轴承座销连接。电机和推杆平行设置在底座的顶面，电机输出轴与推杆的一端之间通过皮带轮连接，皮带轮设置在底座内；推杆内部集成有丝杆螺母机构，推杆的另一端开有孔与固定在摆动平板下表面中部的两个微型轴承座销连接。

所述的摆动平台的摆动规律如下：

电机采用伺服电机，电机编码器的分辨率为131072，采用4位频，电子齿轮比设置为(32768/1000)，也就是4000个脉冲电机旋转一圈。电机与推杆之间的齿轮比为1.5。推杆的导程为5mm。

推杆推出速度与脉冲频率的函数为：

其中：v为推杆的伸出速度；μ为脉冲频率；

推杆伸出量与摆动平板角度之间的函数为：

其中：θ为摆动平板与水平方向的锐夹角；x为推杆的伸出量；a为推杆上顶点与摆动平板中间支点的水平距离；b为摆动平板中间支点与推杆下支点的距离；c为推杆初始长度。

当θ为正时，摆动平板左高右低；当θ为负时，摆动平板左低右高。