[發明專利]一種輔助手臂運動的系統

有效

• 申請號: 201811431002.0
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109498366B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 趙小燕;張慧敏;張朝暉;趙奕皓
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明提供一種輔助手臂運動的系統，能夠抑制緩解用戶的震顫行為。所述系統包括：檢測模塊、控制模塊、執行機構和為所述檢測模塊、控制模塊、執行機構供電的電源模塊；其中，所述檢測模塊，用于檢測用戶手臂的運動反饋信號；所述控制模塊，用于對檢測到的用戶手臂的運動反饋信號進行解析，利用信號分離算法對解析結果進行濾波得到手臂的震顫信號，根據得到的手臂的震顫信號，利用前饋控制策略和PID控制器對所述執行機構進行控制，其中，PID控制器表示比例、積分、微分控制器。本發明涉及傳感測量及電子控制領域。

技術領域

本發明涉及傳感測量及電子控制領域，特別是指一種輔助手臂運動的系統。

背景技術

帕金森病(Parkinson’s Disease，PD)是一種神經系統變性疾病，導致大腦對肌肉的控制能力逐步喪失，但是到目前為止，帕金森病的真實病因還未被真正找到。

熟知的帕金森病的主要明顯癥狀是靜止性震顫，除此之外，患者還會有肌肉關節強直、身體部位僵硬、行動緩慢且平衡感差等癥狀。隨著帕金森病患者的數量逐年遞增，數據顯示，我國帕金森患者人數的增長率已經邁入了快速增長的階段，這不僅給患者自己增加了極大的壓力也會給患者家庭、社會帶來極重的負擔。因此在抑制帕金森震顫的臨床實際中，需要尋求新的輔助方法和手段。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種輔助手臂運動的系統，以解決現有技術所存在的手臂運動過程中震顫的問題。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種輔助手臂運動的系統，包括：檢測模塊、控制模塊、執行機構和為所述檢測模塊、控制模塊、執行機構供電的電源模塊；其中，

所述檢測模塊，用于檢測用戶手臂的運動反饋信號；

所述控制模塊，用于對檢測到的用戶手臂的運動反饋信號進行解析，利用信號分離算法對解析結果進行濾波得到手臂的震顫信號，根據得到的手臂的震顫信號，利用前饋控制策略和PID控制器對所述執行機構進行控制，其中，PID控制器表示比例、積分、微分控制器。

進一步地，所述檢測模塊包括：姿態傳感器和若干個壓力傳感器；

所述姿態傳感器，用于檢測用戶手臂的運動反饋信號；

所述壓力傳感器，用于檢測手臂的壓力。

進一步地，所述系統包括：無線通信單元；

所述控制模塊通過所述無線通信單元與所述姿態傳感器進行無線通信。

進一步地，所述系統包括：電壓轉換電路；

所述控制模塊通過所述電壓轉換電路與所述壓力傳感器相連；

所述壓力傳感器為薄膜電阻式壓力傳感器。

進一步地，所述執行機構為舵機聯動連桿結構；

所述執行機構包括：第一舵機、第二舵機和連桿機構；其中，第一舵機，用于實現手臂肘關節的屈伸動作；第二舵機，用于實現前臂內外方向旋轉動作。

進一步地，所述系統還包括：緩沖器模塊以及光耦隔離模塊；

第一舵機通過第一緩沖器模塊和第一光耦隔離模塊與所述控制模塊的第一定時器輸出端相連；

第二舵機通過第二緩沖器模塊和第二光耦隔離模塊與所述控制模塊的第二定時器輸出端相連；

其中，第一定時器、第二定時器輸出的是脈沖寬度調制波輸出占空比。

進一步地，所述系統還包括：與所述控制模塊相連的蜂鳴器模塊；

所述控制模塊，用于判斷壓力傳感器檢測到的手臂的壓力值是否大于預設的壓力閾值，若是，則控制蜂鳴器模塊進行報警。