申请/专利权人：国家康复辅具研究中心

申请日：2017-10-25

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN112915382B

主分类号：A61N1/36

分类号：A61N1/36;A61N1/08;A61N1/04;A61B5/103

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2021.06.25#实质审查的生效;2021.06.08#公开

摘要：本发明公开了一种电刺激助行系统，包括电刺激装置、足底压力传感器模块和控制装置，其中：所述足底压力传感器模块设置在健肢侧足底，用于检测人行走时足底的压力，并将检测到的压力信号发送给控制装置；所述控制装置用于在接收健肢侧足底压力检测信号后，对接收到的信号进行分析，得到健肢行进间的足底压力信息，并根据该信息控制电刺激装置的输出；所述电刺激装置包括4片电极片，电刺激装置穿戴在患肢侧，在患者股四头肌、臀大肌、腓肠肌和或比目鱼肌、胫骨前肌上贴附电极片，所述电极片用于输出电脉冲。

主权项：1.一种电刺激助行系统，包括电刺激装置、足底压力传感器模块和控制装置，其特征在于：所述足底压力传感器模块设置在健肢侧足底，用于检测人行走时足底的压力，并将检测到的压力信号发送给控制装置；所述控制装置用于在接收健肢侧足底压力检测信号后，对接收到的信号进行分析，得到健肢行进间的足底压力信息，并根据该信息控制电刺激装置的输出；所述电刺激装置包括4片电极片，电刺激装置穿戴在患肢侧，在患者股四头肌、臀大肌、腓肠肌和或比目鱼肌、胫骨前肌上贴附电极片，所述电极片用于输出电脉冲；所述的助行系统，其中：控制装置实时接收足底压力传感器的检测信号，当健肢侧足跟着地时，开始计时，时间以T为周期，当足底压力传感器数值达到阈值A时，控制装置控制电刺激器1和2开始工作，电刺激器1持续工作时间为14T，电刺激器2持续工作时间为12T；当足底压力传感器的数值达到A后减小到B时，控制装置控制电刺激器3开始工作，持续工作时间为12T；当计时器计时时间达到60％T时，控制装置控制电刺激器4开始工作，当足底压力传感器数值由B升高到C时，控制装置控制电刺激器4工作强度提高、频率增强，直至健肢侧足跟着地停止；所述电刺激装置包括脉冲幅度调节电路，该电路包括电压调节芯片U4，U4电压输入端外接电压源，电压输出端接二极管D4的负极，D4的正极接地；电压输出端还与电感器L3一端连接，电感器L3另一端接电解电容C16的正极，C16负极接地；C16正极与滑动变阻器R6的第一端连接，滑动变阻器R6的第二端接地，滑动变阻器的滑动端接U4的反馈端，滑动变阻器的第一端作为电压输出端，为电刺激装置提供电压；脉冲幅度调节电路还包括电解电容C17，电解电容C17的正极接可变电阻的第一端，C17的负极接地；U4的电压输入端还与电解电容C14的正极相连，电解电容C14的负极接地；所述电刺激装置包括第一电刺激模块电路，该电路包括可驱动电路芯片U3，U3第一接地端和第二接地端接地；检测端A、检测端B分别通过电阻R3、R4接地；第一输出端、第二输出端接端子P5，P5接第一电刺激电极片的正负两端；第三输出端、第四输出端接端子P6，P6接第二电刺激电极片的正负两端；驱动输入端接脉冲幅度调节电路的电压输出端；第一输入端和第二输入端分别接控制装置的定时器2的CH3端口和定时器3的CH3端口PB11和PB1；使能控制端A和B分别接控制装置的定时器2的CH3端口和定时器3的CH2端口PB10和PA7；第三接地端和第四接地端接地；逻辑控制电源输入端接5V电源；管输入端和输入端4分别接控制装置的定时器3的CH3端口和定时器3的CH1端口PB0和PA6；所述电刺激装置包括第二电刺激模块电路，该电路包括可驱动电路芯片U1，U1第一接地端和第二接地端接地；检测端A、检测端B分别通过电阻R1、R2接地；第一输出端、第二输出端接端子P1，P1接第3电刺激电极片的正负两端；第三输出端、第四输出端接端子P2，P6接第4电刺激电极片的正负两端；驱动输入端接脉冲幅度调节电路的电压输出端；第一输入端和第二输入端分别接控制装置的定时器2的CH4端口和定时器3的CH3端口PB11和PB1；使能控制端A和B分别接控制装置的定时器2的CH2端口和定时器3的CH2端口PA4和PA1；第三接地端和第四接地端接地；逻辑控制电源输入端接5V电源；输入端3和输入端4分别接控制装置的定时器3的CH3端口和定时器3的CH1端口PA2和PA0；所述电刺激装置包括放电电路，该放电电路设置在电压调节电路和电刺激模块电路之间，放电电路包括第一运算放大器U1A，第二运算放大器U1B，控制芯片U2；U1A正输入端接电阻R1的第一端和R2的第一端，R1的第二端接24V电压，R2的第二端接地，R2的第一端和第二端之间还连接有电容C1；U1A负输入端接电阻R3的第一端和电阻R4的第一端，电阻R3的第二端接24V电源，电阻R4的第二端接地，电阻R4的第一端和第二端分别与电容C2的两端连接；U1A的第4端，第8端悬空；U1A的输出端与正输入端之间通过电阻R5连接；U1A的输出端还与电阻R6的第一端和电阻R7的第一端连接，电阻R7的第二端接12V电源，电阻R6的第二端接电容C3的第一端，电容C3的第二端接地；电阻R6的第二端还与U1B的负输入端连接，U1B的正输入端与电阻R8的第一端、电阻R9的第一端和电容C4的第一端连接，电容C4的第二端和电阻R9的第二端接地，电阻R8的第二端接12V电源；U1B的电源端接12V电源，接地端接地；U1B的输出端接三极管Q1的集电极，Q1的基极接电阻R10的第一端，电阻R10的第二端接控制装置的电压输出端；U1B的输出端还与驱动芯片U2的输入端INA连接；U2的输入端INA通过电阻R11连接12V电源；U2的输入端INB通过电阻R12连接12V电源；U2的VS端接电容C5的第一端，电容C5的第二端接地，VS端还与12V电源连接；U2的输出端OUTA接电阻R13的一端，电阻R13的另一端接场效应管Q2的栅极，Q2的漏极接地，Q2的源极接二极管D1的正极，D1的负极接24V电源，电容C6的两端以及电阻R14的两端分别与二极管D1的正极和负极连接。

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