一种平衡训练系统及平衡训练方法与流程

1.本技术涉及平衡训练器械技术领域，特别是涉及一种平衡训练系统及平衡训练方法。

背景技术：

2.平衡训练是训练患者身体平衡能力为目的的康复训练项目。对于具有平衡功能障碍的患者的康复训练，一般初期先进行静态评估及训练，平衡能力有所恢复后进行主动模式的动态平衡能力评估与训练，最后进行被动模式的动态平衡能力评估与训练。其中，主动训练模式下，用户脚踏在踏板上带动踏板进行摆动；被动训练模式下，用户脚踏在踏板上，踏板受仪器控制进行摆动。
3.现有的主被动一体式平衡训练方案，分设主动训练系统和被动训练系统。其中，主动训练系统设有阻尼装置，根据不同用户的需求调整阻尼装置以提供不同大小的阻力；被动训练系统设有动力装置以控制踏板摆动。
4.然而，主动训练系统中的阻尼装置，无论是采用液压阻尼器，还是采用气缸阻尼器，均存在阻尼装置在长期使用过程中容易出现跑偏、漏气的问题，进而导致无法精准控制阻力。
5.提供一种控制精准、更加耐用的主被动平衡训练系统，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

6.本技术的目的是提供一种平衡训练系统及平衡训练方法，无需设置阻尼装置，能够实现更加准确的阻力控制，且使用寿命更长。
7.为解决上述技术问题，本技术提供一种平衡训练系统，包括：固定支架，安装于所述固定支架的用于提供平衡训练台面的第一支撑板，用于采集所述固定支架受所述第一支撑板的力的受力检测装置，用于向所述第一支撑板提供相较于所述固定支架的运动的力的动力装置，以及分别与所述受力检测装置的输出端、所述动力装置的控制端连接的控制系统；
8.其中，所述控制系统用于在被动训练模式下，控制所述动力装置带动所述第一支撑板相较于所述固定支架以预设运动轨迹运动；
9.所述控制系统还用于在主动训练模式下，根据所述受力检测装置输出的受力检测值确定所述第一支撑板的运动状态，并控制所述动力装置向所述第一支撑板提供与所述运动状态对应的输出力值。
10.可选的，所述控制系统在主动训练模式下，根据所述受力检测装置输出的受力检测值确定所述第一支撑板的运动状态，并控制所述动力装置向所述第一支撑板提供与所述运动状态对应的输出力值，具体包括：
11.所述控制系统在所述主动训练模式的阻力模式下，在所述受力检测值大于等于第
一阈值时，控制所述动力装置向所述第一支撑板提供与所述受力检测值方向相反的预设阻力值，并在所述受力检测值小于所述第一阈值时，停止所述动力装置的输出；
12.所述控制系统在所述主动训练模式的助力模式下，在所述受力检测值大于等于第二阈值时，控制所述动力装置向所述第一支撑板提供与所述受力检测值方向相同的预设助力值，并在所述受力检测值小于所述第二阈值时，停止所述动力装置的输出。
13.可选的，所述预设阻力值和所述预设助力值均包含多个值；
14.所述控制系统还用于根据所述动力装置的输出力值和所述受力检测值生成平衡训练评估结果。
15.可选的，所述动力装置具体包括伺服电机和电缸；
16.其中，所述伺服电机的伺服电机驱动器的控制端与所述控制系统的控制信号输出端连接，所述伺服电机的输出端所述电缸的控制端连接，所述电缸的输出端用于向所述第一支撑板提供相较于所述固定支架的运动的力。
17.可选的，所述动力装置具体包括气泵和气缸；
18.其中，所述气泵的控制端与所述控制系统的控制信号输出端连接，所述气泵的输出端所述气缸的控制端连接，所述气缸的输出端用于向所述第一支撑板提供相较于所述固定支架的运动的力。
19.可选的，所述控制系统具体包括上位机和下位机；
20.其中，所述上位机的控制信号输出端与所述下位机的控制信号输入端连接，所述下位机的控制信号输出端与所述动力装置的控制端连接，所述受力检测装置的输出端与所述下位机的压力信号接收端连接；
21.所述上位机用于向所述下位机输出模式切换命令；
22.所述下位机用于根据所述模式切换命令切换到对应的训练模式，以执行所述模式切换命令对应的运动控制策略。
23.可选的，所述受力检测装置具体为拉压力传感器。
24.可选的，所述受力检测装置的数量和所述动力装置的数量均具体为两个；
25.所述第一支撑板的第一机械受力点设有分别对应水平面上x轴方向和y轴方向的两组第一传动组件；
26.所述动力装置的输出端与所述第一传动组件对应连接，两个所述动力装置分别安装于两个第一固定架，且两个所述动力装置的输出端之间呈90度，以控制所述第一传动组件带动所述第一支撑板以所述固定支架为轴心向水平面上的不同坐标方向倾斜运动；
27.两个所述受力检测装置分别安装于两个所述第一固定架上所述动力装置的输出方向上。
28.可选的，所述受力检测装置的数量和所述动力装置的数量均具体为四个；
29.所述第一支撑板的第二机械受力点设有分别对应水平面上x轴正方向、x轴负方向、y轴正方向、y轴负方向的四组第二传动组件；
30.所述动力装置的输出端与所述第二传动组件对应连接，四个所述动力装置分别安装于四个第二固定架，且四个所述动力装置的输出端对应所述第一支撑板同一圆周上x轴正方向、x轴负方向、y轴正方向、y轴负方向的四个所述第二机械受力点；
31.四个所述受力检测装置分别安装于四个所述第二固定架上所述动力装置的输出
方向上。
32.为解决上述技术问题，本技术还提供一种平衡训练方法，应用于平衡训练系统，所述平衡训练系统包括：固定支架，安装于所述固定支架的用于提供平衡训练台面的第一支撑板，用于采集所述固定支架受所述第一支撑板的力的受力检测装置，用于向所述第一支撑板提供相较于所述固定支架的运动的力的动力装置，以及分别与所述受力检测装置的输出端、所述动力装置的控制端连接的控制系统；基于所述控制系统，平衡训练方法包括：
33.在被动训练模式下，控制所述动力装置带动所述第一支撑板相较于所述固定支架以预设运动轨迹运动；
34.在主动训练模式下，根据所述受力检测装置输出的受力检测值确定所述第一支撑板的运动状态，并控制所述动力装置向所述第一支撑板提供与所述运动状态对应的输出力值。
35.本技术所提供的平衡训练系统，包括：固定支架，安装于固定支架的用于提供平衡训练台面的第一支撑板，用于采集固定支架受第一支撑板的力的受力检测装置，用于向第一支撑板提供相较于固定支架的运动的力的动力装置，以及分别与受力检测装置的输出端、动力装置的控制端连接的控制系统；其中，控制系统在被动训练模式下，控制动力装置带动第一支撑板相较于固定支架以预设运动轨迹运动；控制系统在主动训练模式下，根据受力检测装置输出的受力检测值确定第一支撑板的运动状态，并控制动力装置向第一支撑板提供与运动状态对应的输出力值。相较于现有的平衡训练系统在主动训练系统中设置阻尼装置以提供阻力的方案，本技术提供的平衡训练系统采用被动训练系统中的动力装置提供阻力，无需设置阻尼装置，结构简单，消除了由阻尼装置带来的不耐用、控制不精准的问题，提高了设备使用寿命的同时还降低了设备成本。
36.本技术还提供一种平衡训练方法，具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
37.为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本技术实施例提供的一种平衡训练系统的结构示意图；
39.其中，101为第一支撑板，102为第二支撑板，103为六轴陀螺仪，104为固定架，105为电缸，106为拉压力传感器，107为伺服电机。
具体实施方式
40.本技术的核心是提供一种平衡训练系统及平衡训练方法，无需设置阻尼装置，能够实现更加准确的阻力控制，且使用寿命更长。
41.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
42.实施例一
43.图1为本技术实施例提供的一种平衡训练系统的结构示意图。
44.如图1所示，本技术实施例提供的平衡训练系统包括：固定支架，安装于固定支架的用于提供平衡训练台面的第一支撑板101，用于采集固定支架受第一支撑板101的力的受力检测装置，用于向第一支撑板101提供相较于固定支架的运动的力的动力装置，以及分别与受力检测装置的输出端、动力装置的控制端连接的控制系统；
45.其中，控制系统用于在被动训练模式下，控制动力装置带动第一支撑板101相较于固定支架以预设运动轨迹运动；
46.控制系统还用于在主动训练模式下，根据受力检测装置输出的受力检测值确定第一支撑板101的运动状态，并控制动力装置向第一支撑板101提供与运动状态对应的输出力值。
47.需要说明的是，图1中未示出控制系统。控制系统具体可以包括上位机和下位机。其中，上位机的控制信号输出端与下位机的控制信号输入端连接，下位机的控制信号输出端与动力装置的控制端连接，受力检测装置的输出端与下位机的压力信号接收端连接；上位机用于向下位机输出模式切换命令；下位机用于根据模式切换命令切换到对应的训练模式，以执行模式切换命令对应的运动控制策略。具体的，可以将包括下位机在内的控制电路部署于控制电路板上，以便就近安装。控制电路板和上位机之间可以采用通用串行总线(universal serial bus，usb)通信连接。
48.固定支架可以包括底座、固定于底座的中轴、固定于中轴的第二支撑板102。第一支撑板101安装于固定支架的顶部，以中轴为轴心向四周倾斜，以第二支撑板102作为限位板。第一支撑板101上表面作为平衡训练台面，用户可以双脚站立在平衡训练台面上、或以其他姿势在平衡训练台面上做平衡训练。可以理解的是，还可以设置其他形状和安装位置的限位装置，且第一支撑板101的形态也不限于一块平板，还可以设置为两个脚踏板，或其他形态的平衡训练台面。若采用两个脚踏板作为第一支撑板101，则两个第一支撑板101分体设置，两个第一支撑板101可以分别对应一组受力检测装置和动力装置。第一支撑板101下安装有六轴陀螺仪103。
49.则基于本技术实施例提供的平衡训练系统，在主动训练模式下，用户位于第一支撑板101上主动运动以带动第一支撑板101进行摆动；在被动训练模式下，用户位于第一支撑板101上，第一支撑板101受控自行摆动。
50.而在本技术实施例提供的平衡训练系统中，动力装置既用于在被动训练模式下驱动第一支撑板101进行摆动，又用于在主动训练模式下为用户提供除动力装置停止状态下的阻力之外的阻力、以提供不同的平衡训练难度。可以理解的是，在被动训练模式下，第一支撑板101摆动的幅度越大、摆动速率越大，则平衡训练难度越高；而在主动训练模式下，第一支撑板101运动所受的阻力越大，则平衡训练难度越低。
51.动力装置具体可以采用伺服电机107和电缸105。其中，伺服电机107的伺服电机107驱动器的控制端与控制系统的控制信号输出端连接，伺服电机107的输出端电缸105的控制端连接，电缸105的输出端用于向第一支撑板101提供相较于固定支架的运动的力。若采用伺服电机107和电缸105的方案，伺服电机107在转矩模式下，电流环路控制电机，转矩与电流成正比，因此伺服系统的控制器会从驱动器中获得实际电机的电流，并以此来确定
实际电机转矩。然后，它将实际转矩值与所需转矩进行比较，并实时调整电机的电流以实现所需转矩。电机产生的扭矩大小取决于其接收的电流大小。转矩决定了电机的加速度，该加速度会影响速度和位置。因此，伺服系统需要设置电流控制回路，通常采用比例积分(pi)控制器进行调节。
52.此外，动力装置还可以采用由气泵和气缸组成的方案；其中，气泵的控制端与控制系统的控制信号输出端连接，气泵的输出端气缸的控制端连接，气缸的输出端用于向第一支撑板101提供相较于固定支架的运动的力。
53.需要说明的是，动力装置还可以采用其他结构，而较优方式是采用伺服电机107和电缸105的组合，能够实现精准的控制，且不会出现如液缸、油缸、气缸在运动过程中泄露而导致控制精度低、使用寿命短的问题。
54.受力检测装置用于采集固定支架受第一支撑板101的力以判别第一支撑板101的运动状态，则受力检测装置可以安装于动力装置的输出端到第一支撑架的受力端之间，具体采用压力传感器、拉压力传感器106等。
55.若受力检测装置可以采用拉压力传感器106，可以设置受力检测装置的数量和动力装置的数量均具体为两个；第一支撑板101的第一机械受力点(具体可以设于第一支撑板101底面中心周围)设有分别对应水平面上x轴方向和y轴方向的两组第一传动组件；动力装置的输出端与第一传动组件对应连接，两个动力装置分别安装于两个第一固定架，且两个动力装置的输出端之间呈90度，以控制第一传动组件带动第一支撑板101以固定支架为轴心向水平面上的不同坐标方向倾斜运动；两个受力检测装置分别安装于两个第一固定架上动力装置的输出方向上。如图1所示的动力装置采用伺服电机107、电缸105的方案，两组电缸105、拉压力传感器106分别沿水平面上互相垂直安装的两个固定架104。
56.若受力检测装置可以采用拉压力传感器106，还可以设置受力检测装置的数量和动力装置的数量均具体为四个；第一支撑板101的第二机械受力点设有分别对应水平面上x轴正方向、x轴负方向、y轴正方向、y轴负方向的四组第二传动组件；动力装置的输出端与第二传动组件对应连接，四个动力装置分别安装于四个第二固定架，且四个动力装置的输出端对应第一支撑板101同一圆周上x轴正方向、x轴负方向、y轴正方向、y轴负方向的四个第二机械受力点(具体可以设于第一支撑板101底面的外圆周上)；四个受力检测装置分别安装于四个第二固定架上动力装置的输出方向上。四个第二固定架可以垂直于四个第二机械受力点安装。
57.如图1所示的，可以将受力检测装置和电缸105安装于固定架104上，电缸105的输出端对准固定支架的中轴，以便电缸105从水平方向上向第一支撑板101输出力，以及受力检测装置分别检测来自第一支撑板101相较于固定支架的力和电缸105输出的力。
58.在被动训练模式下，控制系统控制动力装置带动第一支撑板101相较于固定支架以预设运动轨迹运动，具体可以参考现有控制方法。
59.在主动训练模式下，控制系统根据受力检测装置输出的受力检测值确定第一支撑板101的运动状态，至少包括第一支撑板101相较于固定支架的活动角度(如第一支撑板101的平衡训练台面相较于水平面的角度)，当第一支撑板101的活动角度变大时，可以控制动力系统增加对第一支撑板101的阻力。
60.实施例二
61.在上述实施例的基础上，在本技术实施例提供的平衡训练系统中，以图1所示的动力装置和受力检测装置部署方案为例(将x轴上的动力装置的输出装置(如电缸105)安装于x轴正方向、将y轴上的动力装置的输出装置安装于y轴正方向)，对第一支撑板101在x轴方向运动的控制进行说明；y轴方向运动同理。
62.在动力装置停机状态下，将第一支撑板101置于水平位置且空载，控制系统中上位机向下位机发送力传感器调零指令，下位机读取x轴方向上的受力检测装置采集的力值f0作为测量基准值并保存，后续测量x轴上的拉压力值需要减去该基准值f0。
63.需要说明的是，在动力装置停机状态下，第一支撑板101向x轴正方向运动时，会受到x轴正方向上部署的动力装置自身的收缩阻力f1，第一支撑板101向x轴负方向运动时，会受到x轴正方向上部署的动力装置自身的伸展阻力f2。
64.则同样在动力装置停机状态下，控制第一支撑板101向x轴正方向倾斜，带动x轴正方向上的动力装置的输出装置匀速收缩(具体可以由人员站在第一支撑板101上以带动)，测量此时x轴上受力检测装置采集到的压力值，忽略x轴动力装置自身阻力后，根据牛顿运动定律可知此受力检测装置采集到的压力值等于x轴动力装置的输出装置的自身收缩阻力值f1。控制第一支撑板101向x轴负方向倾斜，同理可得x轴动力装置的输出装置的自身伸展阻力f2。
65.需要说明的是，在主动训练模式下，动力装置为第一支撑板101提供阻力，不应当改变第一支撑板101的原运动方向，所以在第一支撑板101向x轴正方向运动时，动力装置输出的力值必须小于动力装置的输出装置的自身收缩阻力值f1；在第一支撑板101向x轴负方向运动时，动力装置输出的力值必须小于动力装置的输出装置的自身伸展阻力值f2。
66.在下位机确定基准值f0、动力装置的输出装置的自身收缩阻力值f1、动力装置的输出装置的自身伸展阻力值f2后，向上位机反馈准备就绪的信号，上位机即可以根据用户设定控制下位机进入主动训练模式或被动训练模式。在被动训练模式下，上位机将与预设运动轨迹的驱动方案发送至下位机，以供下位机控制动力系统使第一支撑板101实现预设运动轨迹。在主动训练模式下，上位机可以将判定阈值、阻力值等发送至下位机，以供下位机控制动力装置在用户带动第一支撑板101运动时提供阻力。
67.实施例三
68.在实际应用中，由于第一支撑板101运动本身就需要克服动力装置自身收缩或伸展的阻力，以及机械间摩擦的阻力，对于体重较轻的用户，可能站在第一支撑板101上也无法或不易带动第一支撑板101运动。故在上述实施例的基础上，在本技术实施例提供的平衡训练系统中，控制系统在主动训练模式下，根据受力检测装置输出的受力检测值确定第一支撑板101的运动状态，并控制动力装置向第一支撑板101提供与运动状态对应的输出力值，具体包括：
69.控制系统在主动训练模式的阻力模式下，在受力检测值大于等于第一阈值时，控制动力装置向第一支撑板101提供与受力检测值方向相反的预设阻力值，并在受力检测值小于第一阈值时，停止动力装置的输出；
70.控制系统在主动训练模式的助力模式下，在受力检测值大于等于第二阈值时，控制动力装置向第一支撑板101提供与受力检测值方向相同的预设助力值，并在受力检测值小于第二阈值时，停止动力装置的输出。
71.在本技术实施例提供的主动训练模式中，进一步提供阻力模式和助力模式。在上述实施例中提到，可以理解的是，第一支撑板101运动受阻力越大，用户在平衡训练台面上保持平衡的难度越低；则第一支撑板101受助力越大，用户在平衡训练台面上保持平衡的难度就越高。故设置助力模式，不仅可以让体重较轻的用户能够带动第一支撑板101运动，也能够为用户提供更高难度的平衡训练。
72.下文还是以图1所示的动力装置和受力检测装置部署方案为例(将x轴上的动力装置的输出装置(如电缸105)安装于x轴正方向、将y轴上的动力装置的输出装置安装于y轴正方向)，对第一支撑板101在x轴方向运动的控制进行说明；y轴方向运动同理。
73.在阻力模式下，当受力检测装置采集到受力检测值f6为对x轴电缸105的压力，且受力检测值f6大于电缸105的x轴收缩方向判定阈值f4(具体可以设定为0.1
×
f1)时，认为第一支撑板101带动电缸105即将向x轴收缩方向运动，此时启动伺服电机107带动电缸105向电缸105伸展方向输出预设阻力值f5，若受力检测值f6小于等于x轴收缩方向判定阈值f4时则停止伺服电机107。当受力检测装置采集到受力检测值f6为对x轴电缸105的拉力，且受力检测值f6大于电缸105的x轴伸展方向判定阈值f3(具体可以设定为0.1
×
f2)时，认为第一支撑板101带动电缸105即将向x轴伸展方向运动，此时启动伺服电机107带动电缸105向电缸105收缩方向输出预设阻力值f5，若受力检测值f6小于等于x轴伸展方向判定阈值f3时则停止伺服电机107。
74.在助力模式下，当当受力检测装置采集到受力检测值f6为对x轴电缸105的压力，且受力检测值f6大于电缸105的x轴收缩方向判定阈值f4(具体可以设定为0.1
×
f1)时，认为第一支撑板101带动电缸105即将向x轴收缩方向运动，此时启动伺服电机107带动电缸105向电缸105收缩方向输出预设助力值f5，若受力检测值f6小于等于x轴收缩方向判定阈值f4时则停止伺服电机107。当受力检测装置采集到受力检测值f6为对x轴电缸105的拉力，且受力检测值f6大于电缸105的x轴伸展方向判定阈值f3(具体可以设定为0.1
×
f2)时，认为第一支撑板101带动电缸105即将向x轴伸展方向运动，此时启动伺服电机107带动电缸105向电缸105伸展方向输出预设助力值f5，若受力检测值f6小于等于x轴伸展方向判定阈值f3时则停止伺服电机107。
75.即是说，无论是阻力模式还是助力模式，均在受力检测装置采集到的受力检测值f6大于相应的判定阈值后输出预设阻力值或预设助力值。
76.其中，判断受力检测值f6为拉力值还是压力值，具体可以通过判断受力检测值f6的正负得到。当拉压力传感器106安装于x轴正方向时，若受力检测值f6大于0，则受力检测值f6为压力值；若受力检测值f6小于0，则受力检测值f6为拉力值。
77.在实际测试中，可以得到拉压力传感器106的基准值f0，x轴为2.3kg，y轴为3.1kg；电缸105的自身收缩阻力值f1，x轴为11.8kg，y轴为12.3kg；电缸105的自身伸展阻力值f2，x轴为14.7kg，y轴为15.1kg；电缸105的收缩方向判定阈值f4＝0.1
×
f1；电缸105的伸展方向判定阈值f3＝0.1
×
f2。这些参数仅供参考，收缩方向判定阈值的系数以及伸展方向判定阈值的系数可以不为0.1。
78.为适应不同用户需求，进而测试用户的平衡能力，在本技术实施例提供的平衡训练系统中，预设阻力值和预设助力值均包含多个值。
79.具体的，预设阻力值和预设助力值均可以设为9个等级，其中电缸105输出收缩力
范围在0.1
×
f1～0.9
×
f1之间，电缸105输出伸展力范围在0.1
×
f2～0.9
×
f2之间。
80.在被动训练模式下，可以调整预设运动轨迹的活动尺度，获取用户能够维持平衡的最大活动尺度，结合用户的体重等其他身体因素，评估用户的平衡能力。在主动训练模式下，可以缩小动力装置输出的预设阻力值直至切换为助力模式并增加预设助力值，获取用户能够维持平衡对应的动力装置的输出力值，结合用户的体重等其他身体因素，评估用户的平衡能力。
81.实施例四
82.上文详述了平衡训练系统对应的各个实施例，在此基础上，本技术还公开了与上述平衡训练系统对应的平衡训练方法。
83.本技术实施例提供的平衡训练方法，应用于平衡训练系统，平衡训练系统包括：固定支架，安装于固定支架的用于提供平衡训练台面的第一支撑板，用于采集固定支架受第一支撑板的力的受力检测装置，用于向第一支撑板提供相较于固定支架的运动的力的动力装置，以及分别与受力检测装置的输出端、动力装置的控制端连接的控制系统；基于控制系统，平衡训练方法包括：
84.在被动训练模式下，控制动力装置带动第一支撑板相较于固定支架以预设运动轨迹运动；
85.在主动训练模式下，根据受力检测装置输出的受力检测值确定第一支撑板的运动状态，并控制动力装置向第一支撑板提供与运动状态对应的输出力值。
86.由于平衡训练方法部分的实施例与平衡训练系统部分的实施例相互对应，因此平衡训练方法部分的实施例请参见平衡训练系统部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
87.以上对本技术所提供的一种平衡训练系统及平衡训练方法进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的平衡训练方法而言，由于其与实施例公开的平衡训练系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见平衡训练系统部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。
88.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

技术特征：

1.一种平衡训练系统，其特征在于，包括：固定支架，安装于所述固定支架的用于提供平衡训练台面的第一支撑板，用于采集所述固定支架受所述第一支撑板的力的受力检测装置，用于向所述第一支撑板提供相较于所述固定支架的运动的力的动力装置，以及分别与所述受力检测装置的输出端、所述动力装置的控制端连接的控制系统；其中，所述控制系统用于在被动训练模式下，控制所述动力装置带动所述第一支撑板相较于所述固定支架以预设运动轨迹运动；所述控制系统还用于在主动训练模式下，根据所述受力检测装置输出的受力检测值确定所述第一支撑板的运动状态，并控制所述动力装置向所述第一支撑板提供与所述运动状态对应的输出力值。2.根据权利要求1所述的平衡训练系统，其特征在于，所述控制系统在主动训练模式下，根据所述受力检测装置输出的受力检测值确定所述第一支撑板的运动状态，并控制所述动力装置向所述第一支撑板提供与所述运动状态对应的输出力值，具体包括：所述控制系统在所述主动训练模式的阻力模式下，在所述受力检测值大于等于第一阈值时，控制所述动力装置向所述第一支撑板提供与所述受力检测值方向相反的预设阻力值，并在所述受力检测值小于所述第一阈值时，停止所述动力装置的输出；所述控制系统在所述主动训练模式的助力模式下，在所述受力检测值大于等于第二阈值时，控制所述动力装置向所述第一支撑板提供与所述受力检测值方向相同的预设助力值，并在所述受力检测值小于所述第二阈值时，停止所述动力装置的输出。3.根据权利要求2所述的平衡训练系统，其特征在于，所述预设阻力值和所述预设助力值均包含多个值；所述控制系统还用于根据所述动力装置的输出力值和所述受力检测值生成平衡训练评估结果。4.根据权利要求1所述的平衡训练系统，其特征在于，所述动力装置具体包括伺服电机和电缸；其中，所述伺服电机的伺服电机驱动器的控制端与所述控制系统的控制信号输出端连接，所述伺服电机的输出端所述电缸的控制端连接，所述电缸的输出端用于向所述第一支撑板提供相较于所述固定支架的运动的力。5.根据权利要求1所述的平衡训练系统，其特征在于，所述动力装置具体包括气泵和气缸；其中，所述气泵的控制端与所述控制系统的控制信号输出端连接，所述气泵的输出端所述气缸的控制端连接，所述气缸的输出端用于向所述第一支撑板提供相较于所述固定支架的运动的力。6.根据权利要求1所述的平衡训练系统，其特征在于，所述控制系统具体包括上位机和下位机；其中，所述上位机的控制信号输出端与所述下位机的控制信号输入端连接，所述下位机的控制信号输出端与所述动力装置的控制端连接，所述受力检测装置的输出端与所述下位机的压力信号接收端连接；所述上位机用于向所述下位机输出模式切换命令；所述下位机用于根据所述模式切换命令切换到对应的训练模式，以执行所述模式切换
命令对应的运动控制策略。7.根据权利要求1所述的平衡训练系统，其特征在于，所述受力检测装置具体为拉压力传感器。8.根据权利要求7所述的平衡训练系统，其特征在于，所述受力检测装置的数量和所述动力装置的数量均具体为两个；所述第一支撑板的第一机械受力点设有分别对应水平面上x轴方向和y轴方向的两组第一传动组件；所述动力装置的输出端与所述第一传动组件对应连接，两个所述动力装置分别安装于两个第一固定架，且两个所述动力装置的输出端之间呈90度，以控制所述第一传动组件带动所述第一支撑板以所述固定支架为轴心向水平面上的不同坐标方向倾斜运动；两个所述受力检测装置分别安装于两个所述第一固定架上所述动力装置的输出方向上。9.根据权利要求7所述的平衡训练系统，其特征在于，所述受力检测装置的数量和所述动力装置的数量均具体为四个；所述第一支撑板的第二机械受力点设有分别对应水平面上x轴正方向、x轴负方向、y轴正方向、y轴负方向的四组第二传动组件；所述动力装置的输出端与所述第二传动组件对应连接，四个所述动力装置分别安装于四个第二固定架，且四个所述动力装置的输出端对应所述第一支撑板同一圆周上x轴正方向、x轴负方向、y轴正方向、y轴负方向的四个所述第二机械受力点；四个所述受力检测装置分别安装于四个所述第二固定架上所述动力装置的输出方向上。10.一种平衡训练方法，其特征在于，应用于平衡训练系统，所述平衡训练系统包括：固定支架，安装于所述固定支架的用于提供平衡训练台面的第一支撑板，用于采集所述固定支架受所述第一支撑板的力的受力检测装置，用于向所述第一支撑板提供相较于所述固定支架的运动的力的动力装置，以及分别与所述受力检测装置的输出端、所述动力装置的控制端连接的控制系统；基于所述控制系统，平衡训练方法包括：在被动训练模式下，控制所述动力装置带动所述第一支撑板相较于所述固定支架以预设运动轨迹运动；在主动训练模式下，根据所述受力检测装置输出的受力检测值确定所述第一支撑板的运动状态，并控制所述动力装置向所述第一支撑板提供与所述运动状态对应的输出力值。

技术总结

本申请涉及平衡训练器械技术领域，具体公开了一种平衡训练系统及平衡训练方法，包括：固定支架，第一支撑板，受力检测装置，动力装置，以控制系统；控制系统在被动训练模式下，控制动力装置带动第一支撑板相较于固定支架以预设运动轨迹运动，在主动训练模式下，根据受力检测装置输出的受力检测值确定第一支撑板的运动状态，并控制动力装置向第一支撑板提供与运动状态对应的输出力值。相较于现有的平衡训练系统在主动训练系统中设置阻尼装置以提供阻力的方案，本申请可以采用被动训练系统中的动力装置提供阻力，无需设置阻尼装置，结构简单，消除了由阻尼装置带来的不耐用、控制不精准的问题，提高了设备使用寿命的同时还降低了设备成本。了设备成本。了设备成本。