[发明专利]足下垂自适应刺激器

摘要

本发明公开了一种足下垂自适应刺激器，包括左右刺激电极选择开关、蜂鸣器、按键、内部电路等；内部电路包括单片机、可变电压高压产生电路、可变恒流控制电路、双轴角度传感器；按键电路可以人工调节刺激电流的强弱，也可以暂停或重新启动输出；可变电压高压产生电路根据患者的具体需求给定输出刺激的电压高低；恒流控制电路可以精确产生刺激电流，双轴角度传感器能够精确测量患者小腿与矢状轴的夹角，并将夹角数值传递给单片机进行处理、判断以获取精确的位置和时机来启动对患者的刺激。本发明安装简单、操作方便，刺激强度可以调节，适应各种正常及腿脚畸形患者使用，自动适应患者步行节奏、选择左右脚，具有跌倒报警功能等，适合广大足下垂患者使用。

主权项

一种足下垂自适应刺激器，包括外部电路和内部电路；其特征在于，外部电路包括外部按键和按键控制电路，外部按键包括“+”按键、“-”按键、“ADJ”按键、“ENT”按键，这些外部按键和蜂鸣器均连接到按键控制电路；内部电路包括单片机、可变电压高压产生电路、可变恒流控制电路、双轴角度传感器、安全输出电路；所述的可变电压高压产生电路，是能够产生30～100V高压直流电、提供40mA以上电流输出的高压电源电路，通过单片机提供不同占空比的20～40Khz的信号来控制其输出电压；可变电压高压产生电路是通过单片机提供不同占空比的20～40Khz的信号来控制晶体管T1和T2的导通和截止；由T1和T2的导通和截止使得通过变压器TR初级的电流产生变化，变压器TR初级的电流产生变化使得变压器TR的次级产生电压；通过二极管D2检波，电容E4和C3滤波后形成直流电压；需要直流电压的高低通过调节20～40Khz信号的占空比来实现，需要高电压输出时将占空比调节在90％左右；需要低电压输出时将占空比调节在30％左右，不需要电压输出时将占空比调节在0％；所述可变恒流控制电路，根据使用者设定，单片机通过可变恒流控制电路的模数转换器将所设定的的电流数值转换成0～40mA电流；可变恒流控制电路由模数转换器、运算放大器、晶体管和电阻R10组成；根据需要的的电流数值，单片机通过接口控制模数转换器提供基准电压，此电压通过运算放大器、晶体管和电阻R10形成稳定的电流；通过模数转换器产生精确稳定的刺激电流；当不需要产生刺激电流时，通过模数转换器输出0；晶体管也是安全输出控制电路的组成部件；所述的双轴角度传感器是±90度的双轴角度传感器，采用重力分量检测技术能够精确检测与冠状轴和矢状轴的夹角，具有高达20000g的抗冲击能力和鲁棒性，具有±0.1度的检测重复精度、具有SPI和模拟两种输出方式和10Hz的响应速度；所述的安全输出电路由单片机控制的双晶体管保护电路，分别由NPN和PNP两种晶体管与其独立的控制部分组成；需要输出时，双晶体管保护电路的两个晶体管同时导通；使刺激需要30～100V高压和0～40mA电流安全输出；如果异常、失控或器件失效时，单片机控制的两个晶体管不能同时导通；在NPN和PNP两种晶体管的输入端串联接入测压电阻，该电阻对的高电压进行分压并将电压信号及时输送给单片机，通过单片机对分压进行模数转换，当单片机发现未进行刺激时出现高压或电压数值不正确时，则停止输出信号，彻底停止高压的产生。