[发明专利]一种下肢步行康复训练车及其转向控制办法

说明书

本发明公开一种下肢步行康复训练车及其转向控制办法，所述车身支架底部两端分别设置有第一驱动系统和第二驱动系统，所述车身支架顶部设置有减重组件，所述车身支架中部设置有扶手组件，所述扶手组件中部设置有第一测距传感器和第二测距传感器，所述减重组件和第一驱动系统、第二驱动系统处在同一竖直面上。本发明通过两个并行的激光测距传感器直接检测患者腰部与康复训练车的相对距离，经几何变换，解算出患者身体站向，并由控制算法调整两轮差速，使得康复训练车与患者转向一致，且精确度更高，能够无误差的实时跟随患者移动包括随时转向，而且使用更安全。

技术领域

本发明属于机械和控制领域，特别涉及一种下肢步行康复训练车及其转向控制办法。

背景技术

在中风或脊髓损伤后出现运动障碍的患者，通常表现为步态异常或不能行走，可以通过加强运动进行肌力、耐力、关节能力训练、平衡训练、作业治疗，以及针对性的步态纠正训练等以改善行走功能。对于一般患者可以使用康复训练车减去一定的身体负重，降低下肢压力，在此情况下的患者下肢支撑能力弱，控制能力差，只能进行简单的步行训练，往往只能直行，需要医护介入，帮助患者转弯。而对于康复程度较高的患者，后期将开展长时间的步态训练，此时对训练空间的大小要求变高，需要医护的介入时间也将变长，此时康复训练车给予患者更多的控制权，跟随患者四处走动，不仅仅局限于康复大厅，因此康复训练车必须具备二维空间内的移动能力，跟随转向功能必不可少。

现有的康复训练车产品类中几乎没有具备转向功能的产品。具备自主转向功能的产品，可查的仅有瑞士Andago。该产品是在顶部的悬挂载体上，通过吊起患者腰部的装置来检测患者是否具有转向意图。但是该装置，首先是通过顶部检测器进行单独检测，无法控制底部滑轮跟上患者后续转向，因此不够智能化；同时，由于检测装置在顶部，其检测的角度很容易被人活动的双手所遮挡，因此检测精度很低。Andago采用滑动器经过柔性绳与患者相连接，由于绳子存在柔性，因此并不能直接反应患者身体运动，存在较大的时延和检测误差。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种下肢步行康复训练车及其转向控制办法，通过两个并行的激光测距传感器直接检测患者腰部与康复训练车的相对距离，经几何变换，解算出患者身体站向，并由控制算法调整两轮差速，使得康复训练车与患者转向一致，且精确度更高，使用更安全。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供一种下肢步行康复训练车，包括车身支架，所述车身支架底部两端分别设置有第一驱动系统和第二驱动系统，所述车身支架顶部设置有减重组件，所述车身支架中部设置有扶手组件，所述扶手组件中部设置有第一测距传感器和第二测距传感器，所述减重组件和第一驱动系统、第二驱动系统处在同一竖直面上。

进一步的，还设置有控制器，所述控制器包括跟随控制器和转向控制器。

进一步的，所述车身支架上设置有调节装置，所述调节装置上设置有若干个调节孔，所述扶手组件两端设置有与调节孔匹配的固定件。

进一步的，所述第一驱动系统由第一驱动器、左电机、第一驱动轮构成；所述第二驱动系统由第二驱动器、右电机、第二驱动轮构成。

进一步的，所述第一测距传感器和第二测距传感器之间的距离L为15-20cm。

一种如上所述的下肢步行康复训练车的转向控制办法，所述步骤如下：

（1）通过第一测距传感器和第二测距传感器分别采集D1和D2，其中D1为第一测距传感器与人体的相对距离；D2为第二测距传感器与人体的相对距离；

（2）通过跟随控制器计算出控制驱动电机的跟随控制量；

（3）通过转向控制器计算出当前的人体转向；

（4）将进入控制器时刻的患者身体与车的实际转向作为转向控制器的期望转向；