[发明专利]一种基于气动肌肉的恒力牵引控制系统

说明书

本发明实施例提供一种基于气动肌肉的恒力牵引控制系统，该系统包括力传感器、气动肌肉、处理模块和气动驱动控制模块，其中：力传感器，用于获取气动肌肉的实时牵引力；气动肌肉，用于通过气动驱动控制模块提供的压缩空气，产生牵引力，气动肌肉的前端连接力传感器；处理模块，用于将实时牵引力和预设牵引力进行对比，并通过逐次逼近法对比较结果进行处理，得到气动肌肉的单次气压变化量；气动驱动控制模块，用于对气动肌肉进行供压和气压监控，并根据单次气压变压量对气动肌肉的实时牵引力进行调整，若调整后的实时牵引力和预设牵引力相同，则完成气动肌肉的恒力牵引控制。本发明实施例有效改善气动肌肉的牵引效果。

技术领域

本发明涉及气动肌肉仿生技术领域，尤其涉及一种基于气动肌肉的恒力牵引控制系统。

背景技术

随着科技的进步与经济的发展，骨折已经成为生活中常见的伤害之一。骨折在交通事故、高处坠落、地震中较为常见，儿童和老人为骨折的高发人群。据调查，60岁以上的老年人骨折发生率接近三分之一。发生骨折的过程中，常伴有软组织损伤、血管破裂及剧烈疼痛，严重时可能引发大量出血，内脏严重损伤，甚至危及生命。

针对骨折复位治疗，至关重要的一步是解决术中的牵引问题。传统的骨折复位手术采用人力牵引的方式，需要克服较大的软组织约束力，牵引完全依赖医生的经验，长时间的手术牵引极大地消耗了医生的体力，牵引效果不稳定；骨科牵引床则通过机械装置放大了力的效果，增强了牵引的稳定性，但是，骨科牵引床采用刚性牵引的牵引方式，少了医生与患者直接接触的牵引效果感受，安全性降低，过度牵引可能造成韧带撕裂，长时间牵引会造成肌肉疼痛不适等问题。同时，骨科牵引床体积较大，占用手术空间，约束医生的手术操作。

由于现有的两种方式都无法实现动态稳定的恒力牵引。因此，现在亟需一种基于气动肌肉的恒力牵引控制系统来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种基于气动肌肉的恒力牵引控制系统。

本发明实施例提供了一种基于气动肌肉的恒力牵引控制系统，包括力传感器、气动肌肉、处理模块和气动驱动控制模块，其中：

所述力传感器，用于获取气动肌肉的实时牵引力，并将所述实时牵引力发送到所述处理模块；

所述气动肌肉，用于通过所述气动驱动控制模块提供的压缩空气，产生牵引力，所述气动肌肉的前端连接所述力传感器；

所述处理模块设置在上位机中，用于将所述实时牵引力和预设牵引力进行对比，并通过逐次逼近法对比较结果进行处理，得到所述气动肌肉的单次气压变化量；

所述气动驱动控制模块的气口通过气管连接所述气动肌肉的后端气口，用于对所述气动肌肉进行供压和气压监控，并根据所述单次气压变压量对所述气动肌肉的实时牵引力进行调整，若调整后的实时牵引力和所述预设牵引力相同，则完成所述气动肌肉的恒力牵引控制。

进一步地，所述系统还包括：拉绳位移传感器，所述拉绳位移传感器通过导线和所述气动肌肉的两端进行连接，用于测量所述气动肌肉在拉伸和收缩时的实时行程。

进一步地，所述拉绳位移传感器包括：位移保护单元，用于对所述气动肌肉的拉伸和收缩的位移进行控制，以使得所述实时行程不大于最大预设牵引位移。

进一步地，所述位移保护单元具体用于：

若所述气动肌肉的实时行程不大于所述最大预设牵引位移时，则保持所述气动肌肉的当前气压值；

若所述气动肌肉的实时行程大于所述最大预设牵引位移时，则对所述气动肌肉进行减压，以使得所述气动肌肉的实时行程减小。

进一步地，所述气动驱动控制模块包括第一气动驱动单元、第二气动驱动单元和第三气动驱动单元，其中：