[發(fā)明專利]一種下肢步行康復(fù)訓(xùn)練車及其轉(zhuǎn)向控制辦法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110354590.8
• 申請(qǐng)日: 2021-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN112972215B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐家梁;陳勇;陳贊;劉園虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京偉思醫(yī)療科技股份有限公司
• 主分類號(hào): A61H3/04
• 分類號(hào): A61H3/04;A61H3/00
• 代理公司: 南京冠譽(yù)至恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32426
• 代理人: 姚娟

本發(fā)明公開一種下肢步行康復(fù)訓(xùn)練車及其轉(zhuǎn)向控制辦法，所述車身支架底部兩端分別設(shè)置有第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述車身支架頂部設(shè)置有減重組件，所述車身支架中部設(shè)置有扶手組件，所述扶手組件中部設(shè)置有第一測距傳感器和第二測距傳感器，所述減重組件和第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)處在同一豎直面上。本發(fā)明通過兩個(gè)并行的激光測距傳感器直接檢測患者腰部與康復(fù)訓(xùn)練車的相對(duì)距離，經(jīng)幾何變換，解算出患者身體站向，并由控制算法調(diào)整兩輪差速，使得康復(fù)訓(xùn)練車與患者轉(zhuǎn)向一致，且精確度更高，能夠無誤差的實(shí)時(shí)跟隨患者移動(dòng)包括隨時(shí)轉(zhuǎn)向，而且使用更安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械和控制領(lǐng)域，特別涉及一種下肢步行康復(fù)訓(xùn)練車及其轉(zhuǎn)向控制辦法。

背景技術(shù)

在中風(fēng)或脊髓損傷后出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)障礙的患者，通常表現(xiàn)為步態(tài)異常或不能行走，可以通過加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行肌力、耐力、關(guān)節(jié)能力訓(xùn)練、平衡訓(xùn)練、作業(yè)治療，以及針對(duì)性的步態(tài)糾正訓(xùn)練等以改善行走功能。對(duì)于一般患者可以使用康復(fù)訓(xùn)練車減去一定的身體負(fù)重，降低下肢壓力，在此情況下的患者下肢支撐能力弱，控制能力差，只能進(jìn)行簡單的步行訓(xùn)練，往往只能直行，需要醫(yī)護(hù)介入，幫助患者轉(zhuǎn)彎。而對(duì)于康復(fù)程度較高的患者，后期將開展長時(shí)間的步態(tài)訓(xùn)練，此時(shí)對(duì)訓(xùn)練空間的大小要求變高，需要醫(yī)護(hù)的介入時(shí)間也將變長，此時(shí)康復(fù)訓(xùn)練車給予患者更多的控制權(quán)，跟隨患者四處走動(dòng)，不僅僅局限于康復(fù)大廳，因此康復(fù)訓(xùn)練車必須具備二維空間內(nèi)的移動(dòng)能力，跟隨轉(zhuǎn)向功能必不可少。

現(xiàn)有的康復(fù)訓(xùn)練車產(chǎn)品類中幾乎沒有具備轉(zhuǎn)向功能的產(chǎn)品。具備自主轉(zhuǎn)向功能的產(chǎn)品，可查的僅有瑞士Andago。該產(chǎn)品是在頂部的懸掛載體上，通過吊起患者腰部的裝置來檢測患者是否具有轉(zhuǎn)向意圖。但是該裝置，首先是通過頂部檢測器進(jìn)行單獨(dú)檢測，無法控制底部滑輪跟上患者后續(xù)轉(zhuǎn)向，因此不夠智能化；同時(shí)，由于檢測裝置在頂部，其檢測的角度很容易被人活動(dòng)的雙手所遮擋，因此檢測精度很低。Andago采用滑動(dòng)器經(jīng)過柔性繩與患者相連接，由于繩子存在柔性，因此并不能直接反應(yīng)患者身體運(yùn)動(dòng)，存在較大的時(shí)延和檢測誤差。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種下肢步行康復(fù)訓(xùn)練車及其轉(zhuǎn)向控制辦法，通過兩個(gè)并行的激光測距傳感器直接檢測患者腰部與康復(fù)訓(xùn)練車的相對(duì)距離，經(jīng)幾何變換，解算出患者身體站向，并由控制算法調(diào)整兩輪差速，使得康復(fù)訓(xùn)練車與患者轉(zhuǎn)向一致，且精確度更高，使用更安全。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種下肢步行康復(fù)訓(xùn)練車，包括車身支架，所述車身支架底部兩端分別設(shè)置有第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述車身支架頂部設(shè)置有減重組件，所述車身支架中部設(shè)置有扶手組件，所述扶手組件中部設(shè)置有第一測距傳感器和第二測距傳感器，所述減重組件和第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)處在同一豎直面上。

進(jìn)一步的，還設(shè)置有控制器，所述控制器包括跟隨控制器和轉(zhuǎn)向控制器。

進(jìn)一步的，所述車身支架上設(shè)置有調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置上設(shè)置有若干個(gè)調(diào)節(jié)孔，所述扶手組件兩端設(shè)置有與調(diào)節(jié)孔匹配的固定件。

進(jìn)一步的，所述第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由第一驅(qū)動(dòng)器、左電機(jī)、第一驅(qū)動(dòng)輪構(gòu)成；所述第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由第二驅(qū)動(dòng)器、右電機(jī)、第二驅(qū)動(dòng)輪構(gòu)成。

進(jìn)一步的，所述第一測距傳感器和第二測距傳感器之間的距離L為15-20cm。

一種如上所述的下肢步行康復(fù)訓(xùn)練車的轉(zhuǎn)向控制辦法，所述步驟如下：

（1）通過第一測距傳感器和第二測距傳感器分別采集D1和D2，其中D1為第一測距傳感器與人體的相對(duì)距離；D2為第二測距傳感器與人體的相對(duì)距離；

（2）通過跟隨控制器計(jì)算出控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的跟隨控制量；

（3）通過轉(zhuǎn)向控制器計(jì)算出當(dāng)前的人體轉(zhuǎn)向；

（4）將進(jìn)入控制器時(shí)刻的患者身體與車的實(shí)際轉(zhuǎn)向作為轉(zhuǎn)向控制器的期望轉(zhuǎn)向；