[發(fā)明專利]一種雙舵機(jī)協(xié)調(diào)控制的胸腹聯(lián)合按壓系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110631499.6
• 申請(qǐng)日: 2021-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN113230116B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李可;李鄭振;徐峰;陳玉國;邊圓;王甲莉;龐佼佼;李貽斌;蔣麗軍;徐鳳陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué);山東大學(xué)齊魯醫(yī)院
• 主分類號(hào): A61H31/00
• 分類號(hào): A61H31/00;G05D15/01
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 閆偉姣

1.一種雙舵機(jī)協(xié)調(diào)控制的胸腹聯(lián)合按壓系統(tǒng)，其特征在于，包括：底座板和設(shè)置于底座板上的至少兩個(gè)按壓裝置；

每個(gè)按壓裝置包括殼體、設(shè)于殼體內(nèi)的控制器和舵機(jī)、設(shè)于殼體外的按壓頭和連接在按壓頭上的壓力傳感器，所述舵機(jī)通過連桿機(jī)構(gòu)與按壓頭連接，所述按壓頭垂直于底座板并沿垂直方向移動(dòng)，且由壓力傳感器獲取移動(dòng)時(shí)的按壓壓力；所述控制器根據(jù)按壓壓力調(diào)節(jié)舵機(jī)轉(zhuǎn)矩，以改變按壓頭的按壓距離；

采用前饋控制與反饋控制相結(jié)合方法，考慮系統(tǒng)摩擦力以及按壓過程中人體反作用力，根據(jù)當(dāng)前按壓壓力和按壓深度調(diào)節(jié)按壓參數(shù)；

具體的，根據(jù)按壓裝置運(yùn)動(dòng)的慣量、阻尼、剛度以及舵機(jī)轉(zhuǎn)矩，建立齒輪齒條系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，基于二階低通濾波器逆標(biāo)稱模型設(shè)計(jì)前饋控制器，基于齒輪齒條系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)反饋控制器，同時(shí)引入包括二階低通濾波器的干擾觀測器，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)按壓參數(shù)的調(diào)節(jié)；

所述根據(jù)按壓裝置運(yùn)動(dòng)的慣量、阻尼、剛度以及舵機(jī)轉(zhuǎn)矩，建立齒輪齒條系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，具體為：按壓器的按壓頭通過齒輪齒條連桿機(jī)構(gòu)與舵機(jī)相連，齒輪齒條系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程為：

式中，J_m和B_m分別是舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和阻尼，θ_m是舵機(jī)的軸角，τ₁₂表示按壓器通過齒條和小齒輪通過減速器施加到舵機(jī)軸上的扭矩，τ_m是舵機(jī)的扭矩；

舵機(jī)通過齒輪將動(dòng)力傳遞到按壓器上，按壓器運(yùn)動(dòng)可表示為：

式中，J_fw、B_fw和K_fw分別是按壓器的運(yùn)動(dòng)慣量、阻尼和剛度，δ_f是按壓器移動(dòng)距離，F(xiàn)_fric是摩擦力，F(xiàn)_r是按壓過程中人體的反作用力，通過壓力傳感器測得，τ_s是舵機(jī)通過齒條和小齒輪施加在按壓器上的力矩。

2.如權(quán)利要求1所述的一種雙舵機(jī)協(xié)調(diào)控制的胸腹聯(lián)合按壓系統(tǒng)，其特征在于，所述底座板通過支撐裝置與按壓裝置連接，所述支撐裝置包括固定器和支撐架；所述底座板兩端設(shè)有滑槽，固定器的一端連接在底座板的滑槽上，固定器的另一端與支撐架的一端連接，支撐架的另一端連接按壓裝置殼體的兩端。

3.如權(quán)利要求2所述的一種雙舵機(jī)協(xié)調(diào)控制的胸腹聯(lián)合按壓系統(tǒng)，其特征在于，所述固定器上設(shè)有螺旋孔，用于通過螺旋旋鈕將固定器固定在滑槽內(nèi)。

4.如權(quán)利要求2所述的一種雙舵機(jī)協(xié)調(diào)控制的胸腹聯(lián)合按壓系統(tǒng)，其特征在于，所述固定器在滑槽內(nèi)移動(dòng)以調(diào)節(jié)按壓裝置的位置。

5.如權(quán)利要求1所述的一種雙舵機(jī)協(xié)調(diào)控制的胸腹聯(lián)合按壓系統(tǒng)，其特征在于，所述至少兩個(gè)按壓裝置分別包括胸部按壓器和腹部按壓器，胸部按壓器和腹部按壓器平行設(shè)置，分別對(duì)胸部和腹部進(jìn)行按壓和提拉。

6.如權(quán)利要求1所述的一種雙舵機(jī)協(xié)調(diào)控制的胸腹聯(lián)合按壓系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體的一側(cè)設(shè)有顯示屏和控制按鍵，通過顯示屏顯示按壓信息，通過控制按鍵手動(dòng)調(diào)節(jié)按壓深度和按壓頻率。

7.如權(quán)利要求1所述的一種雙舵機(jī)協(xié)調(diào)控制的胸腹聯(lián)合按壓系統(tǒng)，其特征在于，若存在一個(gè)按壓裝置的按壓深度未達(dá)到按壓要求，則調(diào)整另一個(gè)按壓裝置的按壓深度；若兩個(gè)按壓裝置的按壓深度均未達(dá)到按壓要求，則調(diào)整兩個(gè)按壓裝置的按壓深度；若調(diào)整按壓深度后，仍未達(dá)到按壓要求，則調(diào)整按壓裝置的按壓頻率。