一种智能康复方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种智能康复方法及系统。
【背景技术】
[0002]随着现代人工作压力逐渐增大和生活形态的越来越紧张，过重的生活负担、长时间固定同一个姿势、久站久坐运动量不足、重复多次的弯腰等造成脊椎过度劳损或形成不良姿势，导致肌肉疼痛或颈、腰、胸等椎体产生酸痛麻症候群，现代医学逐渐采用物理治疗，即康复治疗来校正弯曲的脊椎与骨骼，使脊椎或骨骼神经得以舒缓，以解除酸痛麻的根源。
[0003]—般而言，物理治疗师在给患者进行物理治疗时，多借助各种康复设备，其使用马达来带动机械设备，用以反复地带动人体的某一部位运动，使该部位逐渐恢复至正常的角度或形状。但是现有的康复设备功能性都较为单一，一般都只能工作某一个特性的工作模式，不够智能，并不能很好的帮助患者康复。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明旨在提供一种智能康复方法及系统，其为患者提供了不同模式的训练方式，给患者提供便利。
[0005]本发明提供的技术方案如下:
[0006]—种智能康复方法，包括:患者执行以下一种或多种运动模式进行训练:
[0007]等速模式，在该模式中:基于患者施加的力矩实时调整电机转矩，确保电机以预设转速匀速转动；
[0008]等长模式，在该模式中:基于电机施加的预设阻力力矩调整患者施加的力矩；
[0009]等张模式，在该模式中:基于患者施加的力矩实时调整电机转速，确保电机转矩不变；
[0010]被动模式，在该模式中:基于患者施加力矩之后电机的转速，调节供电电机的电压，确保电机转速与预设转速保持一致。
[0011 ]进一步优选地，在等速模式中，具体包括:
[0012]获取患者施加在智能康复装置上的力矩；
[0013]获取当前电机转速；
[0014]获取当前电机转速与第一预设转速之差；
[0015]基于所述转速之差调节电机转矩，确保调节后电机以第一预设转速匀速转动。
[0016]进一步优选地，在等长模式中，具体包括:
[0017]将电机锁死；
[0018]电机施加预设阻力力矩；
[0019]患者施加力矩；
[0020]实时获取扭矩数值，以调整患者施加的力矩。
[0021 ]进一步优选地，在等张模式中，具体包括:
[0022]获取患者施加在智能康复装置上的力矩；
[0023]获取当前电机转矩；
[0024]获取当前电机转矩与预设转矩之差；
[0025]基于所述转矩之差调节供给所述电机的电流，以调整电机转速，确保调节后电机以预设转矩转动。
[0026]进一步优选地，在被动模式中，具体包括:
[0027]获取当前电机转速；
[0028]获取当前电机转速与第二预设转速之差；
[0029]基于所述转速之差调节供给所述电机的电压，确保调节后电机以第二预设转速匀速转动。
[0030]—种智能康复系统，包括:主控芯片、上位通信区、至少一个伺服测控区、控制按钮区以及状态显示区，其中，
[0031]所述主控芯片，分别与所述上位通信区、伺服测控区、控制按钮区以及状态显示区连接，用于控制所述智能康复系统工作；
[0032]所述上位通信区，用于配置所述智能康复系统、发送控制指令至主控芯片以及显示所述智能康复系统各组成部分的工作参数；
[0033]所述控制按钮区，用于输入控制指令；
[0034]所述伺服测控区，用于执行控制指令，带动患者运动；
[0035]所述状态显示区，用于显示所述智能康复系统各组成部分的工作状态。
[0036]进一步优选地，所述伺服测控区中包括:电机伺服驱动器、电机、编码器、减速机构、力矩传感器、角度传感器以及输出轴，其中，
[0037]所述电机伺服驱动器，分别与所述主控芯片和电机连接，用于控制所述电机工作；
[0038]所述减速机构，分别与所述电机和输出轴连接，用于控制所述输出轴转动，从而减速；
[0039]所述编码器，分别与所述伺服驱动器和所述电机连接，基于所述电机伺服驱动器的控制指令调整所述电机的转速；
[0040]所述力矩传感器，分别与所述主控芯片、电机以及输出轴连接，用于感应电机转矩；
[0041]所述角度传感器，分别与所述主控芯片和所述输出轴连接，用于感应电机转速。
[0042]进一步优选地，所述智能康复系统中包括两个伺服测控区，分别控制与之连接的左机头和右机头的转动。
[0043]进一步优选地，控制按钮区包括分别与主控芯片连接的正转按钮、反转按钮、保持/恢复按钮、紧急停止按钮、启动按钮、停止按钮及安全限位开关。
[0044]进一步优选地，所述状态显示区包括分别与主控芯片连接的伺服状态LED、通信状态LED、角度传感器状态LED及力矩传感器状态LED。
[0045]本发明提供的智能康复方法及系统，能够带来以下有益效果:
[0046]在本发明提供的智能康复方法，为患者提供了等速模式、等长模式、等张模式以及被动模式，患者在运动过程中，可以自由选择任一模式。这样，患者可以根据自身情况自行设定相应的治疗强度、治疗时间等，结合患者主动运动和被动拉伸，大大缩短了患者的康复训练时间。适用脑卒中疾病、帕金森氏综合症、神经系统疾病患者、脊髓损伤、创伤性脑损伤、多发性硬化症、骨科疾病导致的步态失常、下肢退行性关节疾病、体质虚弱、偏瘫或截瘫患者等各种疾病的患者，将治疗师从繁重的肢体拉伸和辅助工作中解放出来;可广泛应用于生物力学，康复医学，运动医学，矫形外科，神经病学及相关临床研究。
【附图说明】
[0047]下面将以明确易懂的方式，结合【附图说明】优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
[0048]图1为本发明中等速模式流程示意图；
[0049]图2为本发明中等长模式流程示意图；
[0050]图3为本发明中等张模式流程示意图；
[0051 ]图4为本发明中被动模式流程示意图；
[0052]图5为本发明中智能康复系统结构示意图；
[0053]图6为本发明中伺服测控区结构示意图。
[0054]附图标记:
[0055]100-智能康复系统，110-主控芯片，120-上位通信区，130-伺服测控区，140-控制按钮区，150-状态显示区，131-电机伺服驱动器，132-电机，133-编码器，134-减速机构，135-力矩传感器，136-角度传感器，137-输出轴。
【具体实施方式】
[0056]本发明提供了一种智能康复方法，具体来说，该智能康复方法包括:患者执行以下一种或多种运动模式进行训练:I)等速模式，在该模式中:基于患者施加的力矩实时调整电机转矩，确保电机132以预设转速匀速转动;2)等长模式，在该模式中:基于电机132施加的预设阻力力矩调整患者施加的力矩;3)等张模式，在该模式中:基于患者施加的力矩实时调整电机转速，确保电机转矩不变;4)被动模式，在该模式中:基于患者施加力矩之后电机132的转速，调节供电电机132的电压，确保电机转速与预设转速保持一致。
[0057]更具体来说，如图1所示，在等速模式中包括:SII获取患者施加在智能康复装置上的力矩;S12获取当前电机转速;S13获取当前电机转速与第一预设转速之差;S14基于转速之差调节电机转矩，确保调节后电机132以第一预设转速匀速转动。具体来说，在该等速模式下，被控量为电机转速，控制目标为将电机转速控制到与第一预设转速。在控制过程中，实时获取当前的电机转速和患者施加的力矩，并将其上传至上位通信区120;上位通信区120接收到上传的电机转速和患者施加的力矩之后，随即获取该电机转速和第一预设转速之差，再根据这个差别来调节电机转矩(具体通过伺服控制器调节电机132中的工作电流来实现电机转矩的调节)。在该模式下，患者整个关节运动依预设速度运动，运动过程中肌肉用力仅使肌张力增高，力矩输出增加。
[0058]如图2所示，在等长模式中包括:S21将电机132锁死;S22电机132施加预设阻力力矩;S23患者施加力矩;S24实时获取扭矩数值，以调整患者施加的力矩。具体来说，在该等长模式下，至需要将电机132锁死，读取实时扭矩数值即可，这样，在该模式下，患者肌肉收缩时肌肉长度不变，张力增加，不产生肢体关节活动的收缩方式。
[0059]如图3所示，在等张模式中包括:S31获取患者施加在智能康复装置上的力矩;S32获取当前电机转矩;S33获取当前电机转矩与预设转矩之差;S34基于转矩之差调节供给电机132的电流，以调整电机转速，确保调节后电机132以预设转矩转动。具体来说，在该等张模式下，被控量为电机转矩，控制目标为使电机转矩等于预设转矩。在控制过程中，实时获取患者施加的力矩、当前电机转矩以及当前电机转速(包括旋转方向)，并将其上传至上位通信区120;上位通信区120接收到之后，随即获取该电机转矩与预设转矩之差，再根据这个差别来调节电机转矩(具体通过伺服控制器调节电机132中的工作电流来实现电机转矩的调节)，使电机132以预设转矩转动。在该模式下，肌肉收缩时，张力不变，肌肉长度改变并产生肢体关节活动的收缩方式。
[0060]如图4所示，在被动模式中，具体包括:S41获取当前电机转速;S42获取当前电机转速与第二预设转速之差;S43基于转速之差调节供给电机132的电压，确保调节后电机132以第二预设转速匀速转