[发明专利]一种基于康复训练器的安全防护系统及方法

说明书

本发明公开一种基于康复训练器的安全防护系统及方法，所述的安全防护系统包括康复训练器、传感器、处理器以及电机。本发明在使用者采用所述康复训练器进行康复训练时，利用传感器对设备使用者的实时信息进行采集，经处理器分析和判断后输出使用者的安全状态，从而根据使用者的安全状态对使用者进行安全防护，确保使用者安全。采用本发明提供的安全防护系统及方法，可对使用者的人身安全进行充分保护，其结构完整，逻辑简单，易于实现，稳定性高，可操作性强，为各类型康复训练器提供了一种通用且完善的安全防护机制。

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，特别是涉及一种基于康复训练器的安全防护系统及方法。

背景技术

由于人们生活压力的加大及生活的不规律，脑部疾病患者的比例正在逐年增加，由脑部疾病导致的四肢运动功能性障碍的患者也在迅速增加。目前科学研究表明脑血管疾病或者外伤导致的神经损伤所引发的下肢瘫痪的患者经过正规的康复训练可以明显减少或减轻瘫痪的概率及后遗症，较早进行康复训练还可以维持现有运动关节的活动度。通常病人需要在专业护理人员的帮助下才能进行康复训练，但医疗费用的昂贵和护理人员的匮乏，使得康复训练器的作用日益提高，同时也对康复训练器的安全性提出了较高的要求。

康复训练器主要用于病人的康复性治疗，所以训练器必须确保病人的稳定和安全。目前已经设计出来一些康复训练器，比如外骨骼机器人，基于仿生原理进行设计，结合人体工程学，可以穿戴于患肢。每个关节上都对应有单独的驱动装置，患者佩戴后可以确保机器人的运动模式和人体自由度同轴。外骨骼机器人优点明显，缺点也很明显，对于某些不能很好保持重心的患者，机器人不能较为可靠地保护使用者的安全。同样，其他康复训练器也存在类似的对于使用者安全的防护问题。由于康复训练器缺乏通用的安全防护机制，康复训练器的发展和实际应用都受到了极大的限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于康复训练器的安全防护系统及方法，以解决现有的康复训练器缺乏通用的安全防护机制，导致其使用受限的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于康复训练器的安全防护系统，所述的安全防护系统包括：康复训练器、传感器、处理器以及电机；所述康复训练器包括骨盆偏移机构、骨盆升降机构、立柱、底部支架以及可移动轮；所述传感器包括力传感器、扭矩传感器、电位计以及位置传感器；所述力传感器包括左侧力传感器和右侧力传感器；所述扭矩传感器包括左侧扭矩传感器和右侧扭矩传感器；所述位置传感器包括主动轮编码器和立柱编码器；

所述力传感器和所述扭矩传感器安装在所述骨盆偏移机构上；所述左侧力传感器和所述左侧扭矩传感器安装在所述骨盆偏移机构左侧；所述右侧力传感器和所述右侧扭矩传感器安装在所述骨盆偏移机构右侧；所述骨盆升降机构的一端连接所述骨盆偏移机构，所述骨盆升降机构的另一端连接所述立柱；所述电位计安装在所述骨盆偏移机构与所述骨盆升降机构的连接处；所述立柱底部固定在所述底部支架上；所述底部支架的四个角上分别安装四个所述可移动轮；安装在所述底部支架前方的所述可移动轮为被动轮，安装在所述底部支架后方的所述可移动轮为主动轮；所述主动轮编码器安装在所述主动轮上；所述立柱编码器安装在所述立柱上；

所述力传感器、所述扭矩传感器、所述电位计、所述位置传感器的输出端分别与所述处理器的输入端连接；所述处理器的输出端连接所述电机的输入端；所述电机的输出端分别连接所述康复训练器的所述骨盆升降机构以及所述可移动轮。

一种基于康复训练器的安全防护方法，所述的安全防护方法基于所述的安全防护系统；所述安全防护方法包括：

当使用者采用所述康复训练器进行康复训练时，以所述使用者的骨盆中心点为原点建立所述安全防护系统的系统坐标系；

立柱编码器采集所述使用者的骨盆在所述系统坐标系的z轴方向的移动距离并发送至处理器；