[发明专利]训练设备

说明书

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及一种训练设备。

背景技术

下肢康复机器人作为一种康复医疗设备，通过辅助患者进行科学地、有效地康复训练，从而达到恢复患者运动功能的目的。它在康复训练中为患者提供合适的康复训练的同时，需要治疗师适时辅助校正患者不当的步态。

然而，在治疗师在辅助患者训练的过程中，会由于不注意而与康复机器人发生不当接触或碰撞。为了避免治疗师在辅助患者训练过程中出现治疗师与康复机器人之间的不当接触与碰撞，这就需要康复机器人具有良好的碰撞防护功能，以便在保障治疗师及患者安全的同时满足正常的康复训练需求。

在市面上碰撞防护方法多种多样，主要分为基于接触式传感器或设备的防护方法(如力传感器)和基于非接触的传感器的防护方法(如光电门、热传感器、距离传感器等)。例如，在工业机器人领域，应用较多的是基于机器人关节在碰撞后电流的突变进行碰撞防护，或者在碰撞处安装力传感器，通过碰撞力进行安全防护。也有一些设备采用非接触式检测防护，采用光、热、距离等传感器，当有物体到达安全防护区域内便启动防护机制。

但是，上述这些防碰撞保护方法应用于康复机器人这种人机交互高度集中的设备中存在诸多问题，尤其是针对平衡及步行训练的下肢康复机器人存在以下几点不足：

1.采用常用力传感器进行接触力检测作为碰撞防护的方法，需要高成本的力传感器其精度及可靠性才能满足康复机器人需求，而继续机器人本身设备的电流检测，成本虽低，但其结果可靠性低，仅适用于工业环境下的机器人与环境的碰撞防护。

2.基于非接触式传感器的防碰撞保护，由于需要进行安全区域的设置，这将妨碍了治疗师进行康复辅助的便捷性，同时由于非接触式的方式，易于受到外界物体的干扰，影响患者康复训练的流畅性。

3.对于防碰撞面比较大的康复机器人设备，需要布置大量传感器，这将显著提高设备自身成本，同时对硬件、控制器要求高，不适合于产品化设备。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够以较低的成本在保证设备运行的连续性的情况下实现防碰撞安全防护机制的训练设备。

为实现上述目的，本发明提供了一种训练设备，包括：控制器、运动执行机构、电机、驱动器以及带状开关；其中，所述带状开关布置在所述运动执行机构的特定位置，在被碰撞时输出第一电平且在未被碰撞时输出第二电平；而且，所述控制器实时扫描所述带状开关的输出电平，而且所述控制器根据所述带状开关的输出电平通过内部算法生成运动指令，然后将运动指令下发给所述驱动器，所述驱动器根据运动指令驱动电机运动。

优选地，所述控制器在实时扫描到所述带状开关输出的第一电平时，停止执行所述控制器内部算法所生成的接近碰撞方向的运动指令。

优选地，所述带状开关布置的特定位置是所述运动执行机构的预定由用户或辅助操作人员所处的一侧的表面上。

优选地，所述带状开关经由高速IO模块连接至所述控制器，而且所述控制器实时地扫描带状开关经由高速IO模块传递过来的信号。

优选地，所述训练设备是下肢康复设备，所述运动执行机构是盆骨机构。

优选地，所述训练设备的在用户操作训练设备的状态下所面对的一侧布置有显示设备，用于显示用户视线盲点的区域。

本发明采用成本更低超柔性带状开关作为碰撞检测源，保证了检测的准确性及可靠性的时显著降低了设备生产成本。而且，本发明采用不停机的安全防护机制，保证了设备运行的连续性，提高了用户使用效率及对用户友好性。与现有技术相比，同样可靠性及准确性下，成本更低，降低了消费者的购买成本，同时提高了用户体验。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1是根据本发明优选实施例的训练设备的立体布置示意图。

图2是根据本发明优选实施例的训练设备的功能框图。

图3是根据本发明优选实施例的训练设备的防碰撞安全防护机制的操作示例。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式