[发明专利]一种用于步行康复的抗阻方法及系统

说明书

本发明属于康复训练领域，具体涉及一种用于步行康复的抗阻方法及系统，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；所述的电机驱动模块，接收实时电机控制速度指令，控制电机带动康复减重步行训练车以实时的电机控制速度V_ctrl运动。相对于现有技术，本发明提高了患者整体性训练，而非局部肌力，改善不良姿势，防止由于错误姿势导致的损伤；保证了抗阻力的恒定。

技术领域

本发明属于康复训练领域，具体涉及一种用于步行康复的抗阻方法及系统。

背景技术

对于中风或脊髓损伤后出现运动障碍的患者，通常表现为步态异常或不能行走，可以通过加强运动进行肌力、耐力、关节能力训练、平衡训练、作业治疗，以及针对性的步态纠正训练等以改善行走功能。在临床上，根据下肢康复程度的不同，遵循由减重-常规-负重的步行训练过程。早期实施减重训练，帮助下肢障碍程度比较严重的患者完成坐位平衡和站立行走；常规训练一般是针对下肢障碍程度比较轻的患者；负重训练是针对下肢障碍程度较轻或者处理康复恢复末期的患者。

临床发现，通过负重可刺激下肢抗重力肌的收缩，提高患侧的本体感觉，利于步态恢复和重心转移。目前康复科常见的负重训练是在脚踝上处固定沙袋的训练下肢肌群，但是该办法有沙袋重量设置困难繁琐、康复效果难以量化的缺点，且该办法只针对下肢固定肌群。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于步行康复的抗阻方法及系统。

为了实现上述目标，本发明的第一方面，采用如下的技术方案：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，控制电机带动康复减重步行训练车以实时的电机控制速度V_ctrl运动。

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。

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。

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。

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。

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：