CN115870989A

CN115870989A - 基于pvdf凝胶基机器人柔性关节的评价***

Info

Publication number: CN115870989A
Application number: CN202211740656.8A
Authority: CN
Inventors: 孙红; 谢光辉; 杨仁强; 刘小瑞
Original assignee: Chongqing College of Electronic Engineering
Current assignee: Chongqing College of Electronic Engineering
Priority date: 2022-12-30
Filing date: 2022-12-30
Publication date: 2023-03-31
Anticipated expiration: 2042-12-30
Also published as: CN115870989B

Abstract

本发明涉及机器人柔性关节评价领域，公开了一种基于PVDF凝胶基机器人柔性关节的评价***。基于PVDF凝胶基机器人柔性关节的评价***，包括：力度预测模块，标准模式下使用基于PVDF凝胶基的机器人对患者进行基础感知测试；信息获取模块获取患者的反馈信息；评价模块根据评价标准对患者的反馈信息进行评价，获取各项指标评分；调试模块根据指标评分对基于PVDF凝胶基的机器人进行运动参数设置；行为捕捉模块用于PVDF凝胶基的机器人对患者进行治疗时捕捉患者的身体反应；敏感性修正模块根据捕捉到的患者的身体反应对指标评分进行修正。本申请用于对基于PVDF凝胶基机器人运行力量符合患者的个人感知特性的情况进行评价。

Description

基于PVDF凝胶基机器人柔性关节的评价***

技术领域

本发明涉及机器人柔性关节评价领域，具体涉及一种基于PVDF凝胶基机器人柔性关节的评价***。

背景技术

在治疗中，机器人可以代替治疗师做长时间的、重复次数非常多的、简单的相同运动，机器人在做这些运动的时候速度和力量都是相同的，能够使患者感觉更舒适，这是治疗师很难达到的。

机器人适合的人群，主要包括脑血管意外、脑外伤、脑瘫等引起的肢体瘫痪，肌腱或韧带断裂、脊髓损伤等运动创伤的早期康复训练，例如在脑卒中早期患者因为下肢瘫痪而无法行走，利用机器人使患者从轮椅上走下来，在机器人的帮助下患者能够模拟平时走路的姿势。机器人还有一套力量感知***，能够提供主动、助力、被动三种动力模式，为患者量身定做康复训练方案。

机器人科技正在不断的发展，针对现有的康复机器人应用中所面临的机器人关节本体结构笨重、体积大、柔顺性差、穿戴舒适性不佳等问题，由于PVDF(聚偏二氟乙烯)压电薄膜具有压电能力高、柔韧、极薄、质轻等特点,其许多特性接近人类皮肤的特性，通过研究PVDF压电薄膜的压电特性,提出了一种结构简单、体积小、灵敏度高、易于集成、便于检测三维方向的力的机器人触觉传感器，PVDF触觉传感器被应用于康复机器人中，由于每个人对外界力量的感知具有差异性，那么对运用了PVDF的康复机器人，如何在其对患者进行康复治疗过程中，确定其力量大小更符合患者的个人感知特性成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明意在提供一种基于PVDF凝胶基机器人柔性关节的评价***，以对基于PVDF凝胶基机器人运行力量符合患者的个人感知特性的情况进行评价。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于PVDF凝胶基机器人柔性关节的评价***，包括：

力度预测模块，用于标准模式下，使用基于PVDF凝胶基的机器人对患者进行基础感知测试，获得患者的反馈信息；

信息获取模块，用于获取患者的反馈信息，所述反馈信息从力度大小、运行速度、运行频率、时长、连贯程度多角度进行获取；

评价模块，用于根据评价标准对患者的反馈信息进行评价，获取各项指标评分；

调试模块，用于根据指标评分对基于PVDF凝胶基的机器人进行运动参数设置；

行为捕捉模块，用于PVDF凝胶基的机器人对患者进行治疗时捕捉患者的身体反应；

敏感性修正模块，用于根据捕捉到的患者的身体反应对指标评分进行修正。

本方案的原理及优点是：实际应用时，首先在标准模式下，使用基于PVDF凝胶基的机器人对患者进行基础感知测试，获得患者的反馈信息，由于个人对力度感知存在差异，在标准模式下对患者进行感知测试利于后续对患者对力度的感知情况的统一换算；反馈信息从力度大小、运行速度、运行频率、时长、连贯程度多角度进行获取，力度大小、运行速度、运行频率、时长、连贯程度均为患者的直观感受，基于患者的直观感受，根据评价标准对患者的反馈信息进行评价，获取各项指标评分；在标准模式下，由于个体差异，不同患者对力度的感知情况不同，将患者的反馈信息根据评价标准进行评价，将存在个体差异的数据标准化处理得到标准化的指标评分，利于掌握患者对力度的感知情况，而方便后续治疗操作。

根据指标评分对基于PVDF凝胶基的机器人进行运动参数设置；实现根据患者对力度在大小、运行速度、运行频率、时长、连贯程度等角度的主观感知进行基于PVDF凝胶基的机器人进行运动参数设置，能够个性化的贴合不同患者对机器人的需求。

患者除了对力度感知存在差异，同时对力度的反馈也存在差异，为了统一患者对力度的反馈，PVDF凝胶基的机器人对患者进行治疗时捕捉患者的身体反应；根据捕捉到的患者的身体反应对指标评分进行修正。

优选的，作为一种改进，所述力度预测模块还包括用户画像模块，用于获取患者日常治疗行为，并按照预设权重进行加权，获得患者力度感知系数。

技术效果：不同的疾病所导致的症状不同，带来的疼痛等级也不同，根据患者对不同疼痛等级的病痛的治疗情况，能够判断患者对疼痛的感知程度。

优选的，作为一种改进，所述评价标准为分别赋予标准模式下的力度大小、运行速度、运行频率、时长、连贯程度以标准值，将标准值分别除以患者的反馈信息对应力度大小、运行速度、运行频率、时长、连贯程度的分值，即得到患者的各项指标评分。

技术效果：在标准情况下，不同患者对同一力度有不同的反馈分值，将不同的反馈分值进行统一标准化，利于对不同患者的力度感知度进行掌握，以方便后续治疗中的机器人的运行力度设置。

优选的，作为一种改进，所述评价模块还包括评分修正模块，将患者力度感知系数用于患者的各项指标评分的修正。

技术效果：患者的各项指标评分是根据患者的主观判断获得，通过力度感知系数对各项指标评分进行修正，提高各项指标评分的准确性。

优选的，作为一种改进，所述调试模块还包括力度选择模块，用于选择适当的机器人运行力度。

技术效果：基于标准化的指标评分，根据实际需要进行力度选择，更加个性化。

优选的，作为一种改进，所述身体反应包括表情反应和治疗部位反应。

技术效果：根据面部表情和治疗部位的反应能够客观的反应出患者对当前治疗力度的适应程度，利于客观评价患者的敏感程度，并及时调整机器人的运行参数。

优选的，作为一种改进，所述敏感性修正模块还包括存储模块，用于存储表情反应和治疗部位反应所对应的修正参数表；

识别模块，用于识别患者的表情反应和治疗部位反应，并从修正参数表中配置出修正参数；

参数修正模块，将修正参数用于指标评分的再次修改，并根据修改后的指标评分再次进行运动参数设置。

技术效果：根据患者的身体反应对指标评分进行修改，提高指标评分的准确性。

优选的，作为一种改进，所述存储模块还用于存储患者的历史操作信息；

还包括标签模块，用于根据历史操作信息对患者进行标签。

技术效果：对患者的历史操作信息进行存储，利于患者重复使用，提高使用感。

附图说明

图1为基于PVDF凝胶基机器人柔性关节的评价***的流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例基本如附图1所示：

基于PVDF凝胶基机器人柔性关节的评价***，包括：

力度预测模块，用于标准模式下，使用基于PVDF凝胶基的机器人对患者进行基础感知测试，获得患者的反馈信息；由于个人对力度感知存在差异，在标准模式下对患者进行感知测试利于后续将患者对力度的感知情况的进行标准化统一。

所述力度预测模块还包括用户画像模块，用于获取患者日常治疗行为，并按照预设权重进行加权，获得患者力度感知系数。不同的疾病所导致的症状不同，带来的疼痛等级也不同，根据患者对不同疼痛等级的病痛的治疗情况，能够判断患者对疼痛的感知程度，根据患者对疼痛感知程度调节机器人的运行参数，更加贴合患者的治疗。将不同疾病对应到不同的疼痛等级，对不同的疼痛等级进行赋值，患者出现了某一疼痛等级的疾病时，进行治疗则进行次数计数，最后将不同疼痛等级的疾病的治疗情况进行加权，得到患者力度感知系数。

例如，疼痛等级包括：0级，常见于健康人，没有疼痛感，一般无需治疗；1级：为轻度疼痛，平卧时无疼痛，翻身、咳嗽时有轻度疼痛，但能忍受，睡眠不受影响，一般不需要用药物治疗，见于蚊虫叮咬、针刺等；2级，属于中度疼痛，为持续痛，静卧时痛，翻身、咳嗽时加剧，不能忍受，睡眠受干扰，要求用镇痛药，影响日常生活，常见于痛经、骨折等情况；3级为重度疼痛，静卧时疼痛剧烈，不能忍受，睡眠严重受干扰，需要服用镇痛，会导致血压升高、心率加快、心情烦躁等症状，常见于急性阑尾炎等情况。对0级、1级、2级和3级所对应的疾病分别赋值为A、B、C、D，如0级疼痛发生0次，治疗0次，1级疼痛发生5次，治疗3次，2级疼痛发生4次，治疗4次，3级疼痛发生0次，治疗0次，则力度感知系数为0*A+3/5*B+4/4*C+0*D。

信息获取模块，用于获取患者的反馈信息，所述反馈信息从力度大小、运行速度、运行频率、时长、连贯程度多角度进行获取；反馈信息为力度大小、运行速度、运行频率、时长、连贯程度的打分。

评价模块，用于根据评价标准对患者的反馈信息进行评价，获取各项指标评分；所述评价标准为分别赋予标准模式下的力度大小、运行速度、运行频率、时长、连贯程度以标准值，将标准值分别除以患者的反馈信息对应力度大小、运行速度、运行频率、时长、连贯程度的分值，即得到患者的各项指标评分。如标准模式下的力度大小实际为E，而患者反馈的标准模式下的力度大小为E1，标准值E除以患者反馈的力度大小E1，即为客户的力度感知评分，评分越高，对力度的感知越不明显。为了患者所作出的反馈更加准确，评价模块还包括展示模块，用于展示不同数值对应的力度大小的情况描述，如力度大小为3，感知情况为能自由伸展治疗部位，运行速度、运行频率、时长、连贯程度同理。

在标准情况下，不同患者对同一力度有不同的反馈分值，将不同的反馈分值进行统一标准化，利于对不同患者的力度感知度进行掌握，以方便后续治疗中的机器人的运行力度设置。

所述评价模块还包括评分修正模块，将患者力度感知系数用于患者的各项指标评分的修正。患者的各项指标评分是根据患者的主观判断获得，通过力度感知系数对各项指标评分进行修正，提高各项指标评分的准确性。

调试模块，用于根据指标评分对基于PVDF凝胶基的机器人进行运动参数设置；所述调试模块还包括力度选择模块，用于选择适当的机器人运行力度，基于标准化的指标评分，根据实际需要进行力度选择，更加个性化，贴合患者的治疗需要。

行为捕捉模块，用于PVDF凝胶基的机器人对患者进行治疗时捕捉患者的身体反应；所述身体反应包括表情反应和治疗部位反应。根据面部表情和治疗部位的反应能够客观的反应出患者对当前治疗力度的适应程度，利于客观评价患者的敏感程度，并及时调整机器人的运行参数。例如患者选择的运行力度状态下，捕捉到患者的面部表情平静无异样，则表明运行力度合适；当捕捉到患者治疗部位抽搐、抖动时，则表明力度过盛。敏感性修正模块，用于根据捕捉到的患者的身体反应对指标评分进行修正。

所述敏感性修正模块还包括存储模块，用于存储表情反应和治疗部位反应所对应的修正参数表；识别模块，用于识别患者的表情反应和治疗部位反应，并从修正参数表中配置出修正参数；参数修正模块，将修正参数用于指标评分的再次修改，并根据修改后的指标评分再次进行运动参数设置，根据患者的身体反应对指标评分进行修改，提高指标评分的准确性。通过对患者进行康复治疗过程中，机器人运行力量大小进行准确评价，能够更加准确的对机器人的运行参数进行设置，提升机器人的个性化程度。

所述存储模块还用于存储患者的历史操作信息；标签模块，用于根据历史操作信息对患者进行标签；对患者的历史操作信息进行存储，利于患者重复使用，提高使用感。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims

1.基于PVDF凝胶基机器人柔性关节的评价***，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的基于PVDF凝胶基机器人柔性关节的评价***，其特征在于：所述力度预测模块还包括用户画像模块，用于获取患者日常治疗行为，并按照预设权重进行加权，获得患者力度感知系数。

3.根据权利要求1所述的基于PVDF凝胶基机器人柔性关节的评价***，其特征在于：所述评价标准为分别赋予标准模式下的力度大小、运行速度、运行频率、时长、连贯程度以标准值，将标准值分别除以患者的反馈信息对应力度大小、运行速度、运行频率、时长、连贯程度的分值，即得到患者的各项指标评分。

4.根据权利要求1所述的基于PVDF凝胶基机器人柔性关节的评价***，其特征在于：所述评价模块还包括评分修正模块，将患者力度感知系数用于患者的各项指标评分的修正。

5.根据权利要求1所述的基于PVDF凝胶基机器人柔性关节的评价***，其特征在于：所述调试模块还包括力度选择模块，用于选择适当的机器人运行力度。

6.根据权利要求1所述的基于PVDF凝胶基机器人柔性关节的评价***，其特征在于：所述身体反应包括表情反应和治疗部位反应。

7.根据权利要求1所述的基于PVDF凝胶基机器人柔性关节的评价***，其特征在于：所述敏感性修正模块还包括存储模块，用于存储表情反应和治疗部位反应所对应的修正参数表；

8.根据权利要求7所述的基于PVDF凝胶基机器人柔性关节的评价***，其特征在于：所述存储模块还用于存储患者的历史操作信息；

还包括标签模块，用于根据历史操作信息对患者进行标签。