[发明专利]一种用于步行康复的抗阻方法及系统

权利要求书

1.一种用于步行康复的抗阻系统，其特征在于，包括拉力采集模块、电机驱动模块及运动控制模块；

所述的拉力采集模块，用于实时采集水平方向或接近水平方向的实际抗阻力信息；所述的拉力采集模块为拉力传感器，拉力传感器通过连接绳连接盆骨吊衣与步行训练车；实际抗阻力信息被传送至运动控制模块；

所述的运动控制模块，接收拉力采集模块所采集的实际抗阻力信息，根据实际抗阻力和预设的期望抗阻力的误差值，计算得到实时的电机控制速度V_ctrl，实现负反馈控制，以维持抗阻力量恒定；实时电机控制速度指令被传送至电机驱动模块；

所述的电机驱动模块，接收实时电机控制速度指令，控制电机带动步行训练车以实时的电机控制速度V_ctrl运动。

2.根据权利要求1所述的一种用于步行康复的抗阻系统，其特征在于，电机驱动模块由电机与驱动器组成，驱动器通过CAN总线接收来自运动控制模块的实时电机控制速度指令V_ctrl；运动控制模块设置于核心控制器中，运动控制模块通过CAN总线接收来自拉力采集模块的实时的实际抗阻力信息；核心控制器连接CAN总线，拉力采集模块、电机驱动模块也连接CAN总线。

3.根据权利要求1所述的一种用于步行康复的抗阻系统，其特征在于，所述的盆骨吊衣包括吊带和腰胯带，所述的腰胯带套在训练者的盆骨处或腰部；腰胯带包括腰胯带水平部分和腰胯带竖直部分，腰胯带水平部分绕着训练者盆骨处或腰部一圈设置，且腰胯带水平部分的长度可调节；腰胯带竖直部分同时连接腰胯带水平部分和吊带。

4.根据权利要求3所述的一种用于步行康复的抗阻系统，其特征在于，所述的连接绳水平设置或接近水平设置；所述的拉力传感器的高度可调节，使拉力传感器、连接绳、腰胯带水平部分的连接处形成的连线为水平状态或接近水平状态。

5.根据权利要求3所述的一种用于步行康复的抗阻系统，其特征在于，所述的连接绳一端连接拉力传感器，另一端连接腰胯带水平部分的连接处。

6.根据权利要求1所述的一种用于步行康复的抗阻系统，其特征在于，在运动控制模块中，通过运行增量式PI控制算法，输入期望抗阻力F_expect与实际抗阻力F_real，输出电机控制速度V_ctrl，实现负反馈控制，以维持抗阻力量恒定，PI控制算法如下式：

V_ctrl(k)＝K_pe(k)+K_ie(k-1)+V_ctrl(k-1)

其中，V_crel(k)为本次电机速度控制量；V_ctrl(k-1)为上次电机速度控制量；

e(k)＝F_expect-F_{real k}，即本次期望抗阻力与实际抗阻力的误差值，e(k-1)为上次期望抗阻力与实际抗阻力的误差值；K_p为比例系数；K_i为积分系数。

7.根据权利要求1所述的一种用于步行康复的抗阻系统，其特征在于，所述的拉力传感器通过拉环与连接绳固定，拉环包括拉环部及连接部，连接部穿过扶手固定板且与拉力传感器固定，拉环部用于与连接绳固定。

8.根据权利要求7所述的一种用于步行康复的抗阻系统，其特征在于，扶手固定板可随着扶手组件一起上下移动，以使得拉力传感器同步上下移动，使拉力传感器、连接绳、腰胯带水平部分的连接处形成的连线为水平状态或接近水平状态。