[发明专利]一种等速肌力多关节康复训练方法与系统

权利要求书

1.一种等速肌力多关节康复训练方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1、使肢体的运动轴心与动力组件中的电机的旋转轴心同轴对齐；利用肢体主动带动动力组件中的输出杆旋转，进行肌力测试与训练；

步骤2、设定肢体的运动速度，顺时针方向的运动速度V1，逆时针方向的运动速度V2；同时设定肢体的运动范围，顺时针方向运动的最大位置P1，逆时针方向运动的最大位置P2；

步骤3、实时获取数据输出杆角度和减速箱转轴的力矩；

步骤4、进行肢体称重，计算肢体以及配件在水平位置的重力力矩；

步骤5、根据肢体的运动位置来设定电机的转动方向，通过对电机限速的实现肢体等速运动；

步骤6、通过电机输出力矩来抵消重力产生的力矩，使肢体在零重力的状态下进行运动；

步骤7、计算得到肢体输出的力矩、角度、速度、运动方向的信息，经过数据处理和分析后，形成报告。

2.根据权利要求1所述的一种等速肌力多关节康复训练方法，其特征在于，在步骤1前进行预定义，设定定义输出杆垂直向下时，输出杆的角度θ为0°，按顺时针方向转动，角度θ递增，按逆时针方向转动，角度θ递减；定义力矩值为正数时，力矩方向为顺时针方向，力矩值为负数时，力矩方向为逆时针方向。

3.根据权利要求1所述的一种等速肌力多关节康复训练方法，其特征在于，所述的步骤4中进行肢体称重，计算肢体以及配件在水平位置的重力力矩的方法是，将肢体尽可能水平放置；电机锁定不动，即固定肢体不动，完全放松肢体，肢体不用力，获取此时输出杆角度θ0，减速箱转轴力矩M0；根据输出杆角度θ0和减速箱转轴力矩M0，计算肢体以及配件在水平位置的重力力矩Mg；

计算公式为，Mg＝M0/sinθ0。

4.根据权利要求1所述的一种等速肌力多关节康复训练方法，其特征在于，所述的步骤5中根据肢体的运动位置来设定电机的转动方向的方法是，

若肢体从位置P2向位置P1运动，设定电机的转动方向为顺时针方向，在运动至位置P1之前，即使肢体逆时针方向用力，也不改变电机的转动方向，在运动至位置P1之后，改变电机的转动方向为逆时针方向；

若肢体从位置P1向位置P2运动，设定电机的转动方向为逆时针方向，在运动至位置P2之前，即使肢体顺时针方向用力，也不改变电机的转动方向，在运动至位置P2之后，改变电机的转动方向为顺时针方向。

5.根据权利要求1所述的一种等速肌力多关节康复训练方法，其特征在于，所述的通过电机限速的方式实现肢体等速运动的方法是，根据牛顿运动定律，肢体在匀速运动过程中，肢体的作用力与电机的反作用力大小相等；当肌力增大，电机相应地增大阻力，当肌力减小，电机相应地减小阻力；

若肢体从位置P2向位置P1运动，设定电机的最大转速为V3，肢体顺时针方向用力，带动电机加速至V3，肢体继续增大力量，电机保持速度V3不变，运动过程中肌肉用力仅使肌张力增高，力矩输出增加，但运动速度恒定，肢体逆时针方向用力或者停止用力，电机减速至停止；

若肢体从位置P1向位置P2运动，设定电机的最大转速为V4，肢体逆时针方向用力，带动电机加速至V4，肢体继续增大力量，电机保持速度V4不变，运动过程中肌肉用力仅使肌张力增高，力矩输出增加，但运动速度恒定，肢体顺时针方向用力或者停止用力，电机减速至停止。