[發(fā)明專利]訓練設備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711384359.3
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN107970564A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 張志明;夏源;程泓井;申純太
• 申請（專利權）人: 上海電氣集團股份有限公司
• 主分類號: A63B22/02
• 分類號: A63B22/02;A63B71/00;A63B24/00
• 代理公司: 上海容慧專利代理事務所(普通合伙)31287
• 代理人: 于曉菁

技術領域

本發(fā)明涉及醫(yī)療設備領域，尤其涉及一種訓練設備。

背景技術

下肢康復機器人作為一種康復醫(yī)療設備，通過輔助患者進行科學地、有效地康復訓練，從而達到恢復患者運動功能的目的。它在康復訓練中為患者提供合適的康復訓練的同時，需要治療師適時輔助校正患者不當?shù)牟綉B(tài)。

然而，在治療師在輔助患者訓練的過程中，會由于不注意而與康復機器人發(fā)生不當接觸或碰撞。為了避免治療師在輔助患者訓練過程中出現(xiàn)治療師與康復機器人之間的不當接觸與碰撞，這就需要康復機器人具有良好的碰撞防護功能，以便在保障治療師及患者安全的同時滿足正常的康復訓練需求。

在市面上碰撞防護方法多種多樣，主要分為基于接觸式傳感器或設備的防護方法(如力傳感器)和基于非接觸的傳感器的防護方法(如光電門、熱傳感器、距離傳感器等)。例如，在工業(yè)機器人領域，應用較多的是基于機器人關節(jié)在碰撞后電流的突變進行碰撞防護，或者在碰撞處安裝力傳感器，通過碰撞力進行安全防護。也有一些設備采用非接觸式檢測防護，采用光、熱、距離等傳感器，當有物體到達安全防護區(qū)域內(nèi)便啟動防護機制。

但是，上述這些防碰撞保護方法應用于康復機器人這種人機交互高度集中的設備中存在諸多問題，尤其是針對平衡及步行訓練的下肢康復機器人存在以下幾點不足：

1.采用常用力傳感器進行接觸力檢測作為碰撞防護的方法，需要高成本的力傳感器其精度及可靠性才能滿足康復機器人需求，而繼續(xù)機器人本身設備的電流檢測，成本雖低，但其結果可靠性低，僅適用于工業(yè)環(huán)境下的機器人與環(huán)境的碰撞防護。

2.基于非接觸式傳感器的防碰撞保護，由于需要進行安全區(qū)域的設置，這將妨礙了治療師進行康復輔助的便捷性，同時由于非接觸式的方式，易于受到外界物體的干擾，影響患者康復訓練的流暢性。

3.對于防碰撞面比較大的康復機器人設備，需要布置大量傳感器，這將顯著提高設備自身成本，同時對硬件、控制器要求高，不適合于產(chǎn)品化設備。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能夠以較低的成本在保證設備運行的連續(xù)性的情況下實現(xiàn)防碰撞安全防護機制的訓練設備。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種訓練設備，包括：控制器、運動執(zhí)行機構、電機、驅動器以及帶狀開關；其中，所述帶狀開關布置在所述運動執(zhí)行機構的特定位置，在被碰撞時輸出第一電平且在未被碰撞時輸出第二電平；而且，所述控制器實時掃描所述帶狀開關的輸出電平，而且所述控制器根據(jù)所述帶狀開關的輸出電平通過內(nèi)部算法生成運動指令，然后將運動指令下發(fā)給所述驅動器，所述驅動器根據(jù)運動指令驅動電機運動。

優(yōu)選地，所述控制器在實時掃描到所述帶狀開關輸出的第一電平時，停止執(zhí)行所述控制器內(nèi)部算法所生成的接近碰撞方向的運動指令。

優(yōu)選地，所述帶狀開關布置的特定位置是所述運動執(zhí)行機構的預定由用戶或輔助操作人員所處的一側的表面上。

優(yōu)選地，所述帶狀開關經(jīng)由高速IO模塊連接至所述控制器，而且所述控制器實時地掃描帶狀開關經(jīng)由高速IO模塊傳遞過來的信號。

優(yōu)選地，所述訓練設備是下肢康復設備，所述運動執(zhí)行機構是盆骨機構。

優(yōu)選地，所述訓練設備的在用戶操作訓練設備的狀態(tài)下所面對的一側布置有顯示設備，用于顯示用戶視線盲點的區(qū)域。

本發(fā)明采用成本更低超柔性帶狀開關作為碰撞檢測源，保證了檢測的準確性及可靠性的時顯著降低了設備生產(chǎn)成本。而且，本發(fā)明采用不停機的安全防護機制，保證了設備運行的連續(xù)性，提高了用戶使用效率及對用戶友好性。與現(xiàn)有技術相比，同樣可靠性及準確性下，成本更低，降低了消費者的購買成本，同時提高了用戶體驗。

以下將結合附圖對本發(fā)明的構思、具體結構及產(chǎn)生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

附圖說明

結合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的訓練設備的立體布置示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的訓練設備的功能框圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的訓練設備的防碰撞安全防護機制的操作示例。

需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結構的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。

具體實施方式