本發(fā)明屬于遠(yuǎn)程中醫(yī)脈診設(shè)備和中醫(yī)脈診教學(xué)儀器領(lǐng)域，尤其是涉及一種新型脈象復(fù)放儀。

背景技術(shù)：

脈象可以反映出豐富的人體健康信息,是中國傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)的瑰寶。在中醫(yī)四診望、聞、問、切中占有非常重要的位置。從古至今,脈學(xué)理論得到不斷的發(fā)展和提高。脈診具有“綠色無創(chuàng)”的特點(diǎn)和優(yōu)勢,得到了中外人士的關(guān)注。但傳統(tǒng)中醫(yī)脈診是必須靠中醫(yī)師和患者同時(shí)同地面對面地獲取脈象信息,這在一定程度上給患者就診造成或多或少的不便。本發(fā)明的遠(yuǎn)程中醫(yī)脈診的特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)患雙方在同時(shí)不同地，甚至不同時(shí)不同地情況下進(jìn)行診斷，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。另一方面，脈診比較依賴醫(yī)師的個(gè)人感覺和經(jīng)驗(yàn)，不便進(jìn)行表述和交流，給脈象蒙上了一層神秘的面紗，“在心易了，指下難明”的情況始終存在。傳統(tǒng)中醫(yī)教學(xué)中對于脈象的學(xué)習(xí)只能依靠文字或者語言對脈象的干癟描述，無法直觀真切地感受到，制約了脈學(xué)的傳承和推廣。本發(fā)明為中醫(yī)脈象的現(xiàn)代化教學(xué)提供一種有效手段,可以使初學(xué)者在學(xué)習(xí)切脈時(shí)有所依據(jù)，極大的方便了中醫(yī)脈診教學(xué)。寸關(guān)尺處的脈象是脈診的重要參考依據(jù)，此外還要結(jié)合浮中沉等不同切脈方法從不同方面比較來獲得準(zhǔn)確的脈象。

管斌的專利文獻(xiàn)涉及的“中醫(yī)脈象機(jī)械式數(shù)字采樣和數(shù)字機(jī)械式還原儀”采用的是機(jī)械加壓和光柵測量法實(shí)現(xiàn)寸關(guān)尺三部脈象的采集，然后用步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生位移的原理來驅(qū)動3個(gè)觸塊(分別代表寸關(guān)尺)產(chǎn)生位移來模擬脈象。邵光震專利文獻(xiàn)中涉及到的仿生手腕采用在驅(qū)動模擬血液在模擬血管中流動的前提下，在模擬血管下方相應(yīng)位置設(shè)置3個(gè)升降裝置模擬寸關(guān)尺脈象，3個(gè)升降裝置用來調(diào)整寸關(guān)尺三個(gè)部位的高度，使其與待還原的人體的寸關(guān)尺三個(gè)部位高度一致。沈陽工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)的脈象發(fā)生器利用磁電式傳感器的逆向特性來模擬脈象，即磁電式傳感器將脈象電信號轉(zhuǎn)化為脈象振動力，把脈象振點(diǎn)與磁電式傳感器相連復(fù)現(xiàn)脈象。天津大學(xué)王學(xué)民等設(shè)計(jì)的中醫(yī)教學(xué)用模擬人系統(tǒng)其中涉及到的脈象復(fù)放是利用機(jī)械控制系統(tǒng)來控制油路模擬人的靜脈信號。

本發(fā)明采用模態(tài)激振器與波紋管構(gòu)建了模擬心臟泵血系統(tǒng)，并與人造血管環(huán)路相結(jié)合模擬血液環(huán)流系統(tǒng)，在仿真手的橈動脈處實(shí)現(xiàn)脈象復(fù)放，構(gòu)建了脈象發(fā)生器。具有比步進(jìn)電機(jī)更快的響應(yīng)速度，更加及時(shí)地反映脈象的變化；人造血管的指感更接近真人，體驗(yàn)優(yōu)于直接機(jī)械塊振動。另一方面，本發(fā)明的智能脈位檢測功能可以通過采脈的壓力自動調(diào)取浮中沉不同壓力下的脈象數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)放。最后，本發(fā)明的自動修正功能可以通過反饋不斷地修正誤差，提高了脈象的還原度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種新型脈象復(fù)放儀，包括模擬心臟泵血系統(tǒng)、仿生手以及與之配合的硬件電路；采用多傳感器信息融合技術(shù)，智能檢測和判斷中醫(yī)師的采脈壓力從而提取相應(yīng)的脈象數(shù)據(jù)片段來復(fù)放；加入輸出修正功能有效修正復(fù)放誤差，實(shí)現(xiàn)脈象數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確復(fù)放。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種新型脈象復(fù)放儀，包括控制部分、模擬心臟泵血系統(tǒng)、模擬血液環(huán)流系統(tǒng)、智能脈位檢測系統(tǒng)、輸出修正系統(tǒng)和仿生手，控制部分、模擬心臟泵血系統(tǒng)、模擬血液環(huán)流系統(tǒng)與仿生手依次連接，智能脈位檢測系統(tǒng)設(shè)于仿生手的橈骨處，輸出修正系統(tǒng)輸入端與模擬心臟泵血系統(tǒng)連接，輸出修正系統(tǒng)的輸出端與控制部分連接。

其中，控制部分包括中央處理器、電源模塊、通訊模塊、信號調(diào)理電路、脈象發(fā)生器驅(qū)動電路，電源模塊分別與中央處理器、通訊模塊、信號調(diào)理電路和脈象發(fā)生器驅(qū)動電路連接，通訊模塊一端與中央處理器連接，信號調(diào)理電路與中央處理器連接，通訊模塊另一端通過通訊接口與上位機(jī)連接，脈象發(fā)生器驅(qū)動電路與中央處理器連接。

其中，模擬心臟泵血系統(tǒng)包括外殼和設(shè)于外殼內(nèi)的模態(tài)激振器、減震螺栓、傳動塊和波紋管，模態(tài)激振器上表面設(shè)有支撐桿，支撐桿通過減震螺栓與緊固平臺連接，波紋管下端通過傳動絲塊和模態(tài)激振器的輸出端動子連接，波紋管上端固定安裝在緊固平臺上，并設(shè)有伸出外殼的模擬血液出口。

其中，模擬血液環(huán)流系統(tǒng)包括儲液箱、蠕動泵、電磁閥、分油器和人造血管，分油器分別與模擬心臟泵血系統(tǒng)、蠕動泵連接，并置于仿生手內(nèi)部，電磁閥設(shè)于仿生手兩端，人造血管與儲液箱、蠕動泵和電磁閥依次連接。

其中，仿生手包括人造表皮、人造骨架、人造脈管和彈性硅膠塊，分油器設(shè)于人造骨架內(nèi)部，人造表皮包裹于人造骨架外表面，人造脈管設(shè)于人造骨架內(nèi)部，彈性硅膠塊設(shè)于人造脈管與智能脈位檢測部分之間。

進(jìn)一步的，智能脈位檢測系統(tǒng)包括多個(gè)壓力傳感器。

進(jìn)一步的，輸出修正系統(tǒng)為自適應(yīng)濾波器。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：由于采用上述技術(shù)方案，采用多傳感器信息融合技術(shù)，智能檢測和判斷中醫(yī)師的采脈壓力從而提取相應(yīng)的脈象數(shù)據(jù)片段來復(fù)放；本發(fā)明從仿生學(xué)、機(jī)械學(xué)角度出發(fā)，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了新型脈象發(fā)生器與液壓系統(tǒng)相結(jié)合的脈象復(fù)放系統(tǒng)，相較于現(xiàn)有的方法，對脈象數(shù)據(jù)的還原度更高，使用體驗(yàn)更接近真實(shí)的切脈體驗(yàn)；采用多傳感器信息融合技術(shù)，智能檢測和判斷中醫(yī)師的取脈位置和應(yīng)指壓力，獲得浮、中、沉等不同脈位的最佳切脈壓力；加入閉環(huán)反饋機(jī)制有效修正復(fù)放誤差，實(shí)現(xiàn)脈象數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確復(fù)放；另外充分考慮了系統(tǒng)的安全性和可靠性，加入內(nèi)壓檢測和位置檢測等模塊防止意外發(fā)生。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的自適應(yīng)逆控制原理圖；

圖2是本發(fā)明的彈性硅膠塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的脈象發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的脈象復(fù)放儀原理圖；

圖5是本發(fā)明的分油器示意圖；

圖6是本發(fā)明的仿生手結(jié)構(gòu)圖；

圖7是本發(fā)明的模擬血液環(huán)流系統(tǒng)。

圖中：

1、理想輸入2、自適應(yīng)濾波器3、脈象發(fā)生器

4、自適應(yīng)算法5、銅管固定槽6、位置控制塊

7、圓形凸臺8、脈管槽9、模態(tài)激振器

10、支撐桿11、減震螺母12、波紋管

13、模擬血液出口14、緊固平臺15、電源模塊

16、控制部分17、模擬心臟泵血系統(tǒng)18、仿生手

19、輸出修正系統(tǒng)20、模擬血液入口21、分油器模擬血液出口

22、液路管23、人造脈管24、人造表皮

25、彈性硅膠快26、智能脈位檢測系統(tǒng)27、人造血管

28、人造骨架29、分油器30、儲液箱

31、蠕動泵32、電磁閥33、脈象發(fā)生器

34、仿生手

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

本發(fā)明涉及一種新型脈象復(fù)放儀，為中醫(yī)脈象的現(xiàn)代化教學(xué)提供一種有效手段，可以使初學(xué)者在學(xué)習(xí)切脈時(shí)有所依據(jù)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)患雙方在同時(shí)不同地，甚至不同時(shí)不同地情況下進(jìn)行診斷，主要是復(fù)現(xiàn)寸關(guān)尺處的脈象，寸關(guān)尺處的脈象是脈診的重要參考依據(jù)，結(jié)合浮中沉等不同切脈方法來獲得準(zhǔn)確的脈象。

如圖4所示，圖4是本發(fā)明的原理圖，本發(fā)明涉及一種新型脈象復(fù)放儀，包括控制部分16、模擬心臟泵血系統(tǒng)17、模擬血液環(huán)流系統(tǒng)、智能脈位檢測系統(tǒng)26、輸出修正系統(tǒng)19和仿生手18，其中，控制部分16、模擬心臟泵血系統(tǒng)17、模擬血液環(huán)流系統(tǒng)與仿生手18依次連接，智能脈位檢測系統(tǒng)26設(shè)于仿生手18內(nèi)部的橈骨處，輸出修正系統(tǒng)19輸入端與模擬心臟泵血系統(tǒng)17連接，輸出修正系統(tǒng)19的輸出端與控制部分16連接。

其中，控制部分16控制整個(gè)裝置的信息的運(yùn)行，控制模擬心臟泵血系統(tǒng)17、模擬血液環(huán)流系統(tǒng)、智能脈位檢測部分26、輸出修正系統(tǒng)19和仿生手18的運(yùn)動?？刂撇糠?6、模擬心臟泵血系統(tǒng)17、模擬血液環(huán)流系統(tǒng)、輸出修正系統(tǒng)19和仿生手18固定在同一木板上，構(gòu)成一個(gè)整體?？刂撇糠?6包括中央處理器、電源模塊15、通訊模塊、信號調(diào)理電路、脈象發(fā)生器驅(qū)動電路，電源模塊15分別與中央處理器、通訊模塊、信號調(diào)理電路和脈象發(fā)生器驅(qū)動電路連接，為中央處理器、通訊模塊、信號調(diào)理電路、脈象發(fā)生器電路供電；通訊模塊一端與中央處理器連接，通訊模塊另一端通過通訊接口與上位機(jī)連接，以此來完成通訊模塊與上位機(jī)進(jìn)行通訊，通訊接口在機(jī)殼上，上位機(jī)傳來的脈象信號由通訊模塊傳到中央處理器，中央處理器將脈象信號處理之后，通過脈象發(fā)生器驅(qū)動電路驅(qū)動脈象發(fā)生器復(fù)放脈象；信號調(diào)理電路與中央處理器連接，信號調(diào)理電路用于將仿生手18處反饋回來的模擬信號進(jìn)行變換，將模擬信號變換為數(shù)字信號，方便上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、執(zhí)行計(jì)算和過程控制等；脈象發(fā)生器驅(qū)動電路與中央處理器連接，用于根據(jù)中央處理器發(fā)出的脈象信號來驅(qū)動脈象發(fā)生器。

其中，模擬心臟泵血系統(tǒng)17即脈象發(fā)生器，是給仿生手18橈骨處脈搏波動提供動力的裝置。如圖3所示，模擬心臟泵血系統(tǒng)17包括外殼和設(shè)于外殼內(nèi)的模態(tài)激振器9、減震螺栓、傳動塊和波紋管12，模態(tài)激振器9是脈象發(fā)生器的動力裝置，模態(tài)激振器9上表面設(shè)有支撐桿10，支撐桿10的數(shù)量為4根，緊固螺母11的數(shù)量為4個(gè)，支撐桿10通過緊固螺母11與緊固平臺14固定連接，模態(tài)激振器9通過支撐桿10以及緊固螺母11與緊固平臺14連成一體，構(gòu)成小型振動臺；波紋管12為金屬波紋管，波紋管12下端通過傳動塊與模態(tài)激振器9的輸出端連接，可以應(yīng)用密封件進(jìn)行緊密連接，使得波紋管12內(nèi)部的模擬血液不會漏出，波紋管12上端經(jīng)過密封加工并通過減震螺栓固定安裝在緊固平臺14上，這樣波紋管12只能做縱向的直線壓縮或拉伸運(yùn)動，同時(shí)波紋管12上端設(shè)有伸出外殼的模擬血液出口13，模擬血液出口13處以橡膠導(dǎo)管與仿生手18處的分油器29的模擬血液入口20相連通，使得模擬心臟泵血系統(tǒng)17與仿生手18之間血液液路相連通，血液能夠在模擬心臟泵血系統(tǒng)17、模擬血液環(huán)流系統(tǒng)和仿生手18之間循環(huán)流動。該模態(tài)激振器9作為脈象發(fā)生器是系統(tǒng)的核心，具有位移大、出力充足、體積小、重量輕、頻率范圍寬、結(jié)構(gòu)合理、可靠性高的特點(diǎn)。相較于傳統(tǒng)的電機(jī)發(fā)生器具有響應(yīng)及時(shí)靈敏，脈象復(fù)放的還原度更高的優(yōu)勢。該脈象發(fā)生器將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，基本工作原理是載流導(dǎo)體在磁場中要受電磁力作用。發(fā)生器內(nèi)部有稀土釹鐵硼永磁材料提供穩(wěn)定磁場，所以輸入的電流方向和大小發(fā)生變化會引起作為動子的震動頭產(chǎn)生方向和大小不同的位移。脈象發(fā)生器震動頭的直線運(yùn)動通過傳動塊傳遞給波紋管12，波紋管12在這里起到和心房心室類似的功能，產(chǎn)生相應(yīng)壓縮和拉伸，內(nèi)容積改變，將管內(nèi)的模擬血液壓出和吸入，推動封閉液路中人造血液運(yùn)動，使封閉液路中彈性人造脈管23產(chǎn)生相應(yīng)的膨脹和收縮，從而形成脈搏波動。利用減震螺栓將小型振動臺、傳動塊、金屬波紋管12等固定一起，減低噪聲和減少震動影響，宏觀上提高整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。此外，在封閉液路中安裝有管道內(nèi)壓檢測傳感器，實(shí)時(shí)檢測壓力變化；同時(shí)，脈象發(fā)生器上安裝有位置檢測模塊，實(shí)時(shí)檢測波紋管的運(yùn)動，提高系統(tǒng)安全性，防止異常情況下爆管。

如圖7所示，模擬血液環(huán)流系統(tǒng)用來模擬血液經(jīng)仿生手18的環(huán)流回路，包括儲液箱30、蠕動泵31、電磁閥32、分油器29和人造血管27，分油器29分別與模擬心臟泵血系統(tǒng)17、仿生手18和蠕動泵31連接，電磁閥32設(shè)于仿生手18兩端，與中央處理器連接，人造血管27與儲液箱30、蠕動泵31和電磁閥32依次連接。儲液箱30用來放置人造血液，負(fù)責(zé)提供和接收環(huán)流回來的人造血液；蠕動泵31是血液流動的動力裝置，用來促進(jìn)血液的流動；電磁閥32來控制人造血管的導(dǎo)通和閉合，位于仿生手18兩端，從而形成一段封閉液路來進(jìn)行脈象復(fù)放；分油器29是增加整個(gè)模擬血液環(huán)流系統(tǒng)的液路的裝置，如圖5所示，共分三路，一路接模擬心臟泵血系統(tǒng)17，分油器29的模擬血液入口20與模擬心臟泵血系統(tǒng)17中的模擬血液出口13通過橡膠導(dǎo)管連接，使得血液能夠流入分油器29，并從分油器29的模擬血液出口21流出；一路接仿生手18，與仿生手18中的人造脈管23連接，使得血液能夠流經(jīng)仿生手18；最后一路與蠕動泵31連接，蠕動泵31能夠促進(jìn)這個(gè)模擬血液環(huán)流系統(tǒng)中血液的流動。應(yīng)用分油器29進(jìn)行血液環(huán)流的分路，能夠提高系統(tǒng)的安全性，防止異常情況下的爆管。另外，分油器29還具有血管管道加減壓功能，用于增加或者減小人造血管內(nèi)部的壓力，通過中央處理器控制電磁閥32的開閉和蠕動泵31的工作方向來改變血管管道的充盈度，從而模擬出浮中沉處不同的脈位。在封閉液路中安裝血管管道內(nèi)壓檢測傳感器，用于檢測人造血管內(nèi)壓大小，實(shí)時(shí)檢測壓力變化防止爆管。由于在系統(tǒng)工作過程中，人造血管管道內(nèi)液體壓力波動較小，壓力信號較為微弱，因此，優(yōu)選的，壓力傳感器選用靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、密封性好的壓力傳感器。

如圖6所示，仿生手18包括人造表皮24、人造骨架28、人造脈管23和彈性硅膠塊25，分油器29設(shè)于人造骨架28內(nèi)部，人造表皮24包裹于人造骨架28外表面，人造脈管23設(shè)于人造骨架28內(nèi)部，彈性硅膠塊25設(shè)于人造脈管23與智能脈位檢測系統(tǒng)26之間。人造表皮24、人造骨架28按照成年男性手的外形標(biāo)準(zhǔn)制作，形態(tài)、質(zhì)感逼真，盡可能使切脈感受同切真人脈相同。智能脈位檢測系統(tǒng)26設(shè)置于仿生手18的橈骨處，能實(shí)時(shí)檢測寸、關(guān)、尺三個(gè)脈位的應(yīng)指壓力，實(shí)現(xiàn)中醫(yī)脈象“寸、關(guān)、尺、浮、中、沉”三部九侯診法的檢測。人造脈管23是依照人體橈動脈血管的外形和柔韌度加工制作、致密性較大的硅膠管或乳膠管，能有效防止管內(nèi)液體滲漏。優(yōu)選的，智能脈位檢測系統(tǒng)26包括多個(gè)壓力傳感器。彈性硅膠塊25放置在人造脈管23與智能脈位檢測系統(tǒng)26的壓力傳感器之間，提高人造脈管23和壓力傳感器的安全性和使用壽命。智能脈位檢測系統(tǒng)26用于檢測仿生手寸關(guān)尺處的采脈壓力。傳統(tǒng)中醫(yī)診脈時(shí)，應(yīng)指壓力較小，寸關(guān)尺壓力檢測模塊采用的壓力傳感器具有較高的靈敏度和抗干擾能力，該脈象復(fù)放儀根據(jù)壓力傳感器測得的壓力大小進(jìn)行浮中沉選擇調(diào)取不同的的脈象數(shù)據(jù)片段進(jìn)行復(fù)放。

此外，如圖2所示，圖2為彈性硅膠塊25的結(jié)構(gòu)示意圖，包括銅管固定槽5、脈管槽8、位置控制塊6和圓形凸臺7，銅管固定槽5用于固定分油器29的銅管，脈管槽8固定人造脈管23，防止人造脈管23滑動；圓形凸臺7將手指對人造血管的壓力傳到對應(yīng)的傳感器上，避免了對其他脈位的干擾；彈性硅膠塊25具有彈性，可保護(hù)人造脈管23不被磨損；位置控制塊6固定智能脈位檢測系統(tǒng)26的位置。也就是說，銅管固定槽5和脈管槽8設(shè)置于人造骨架28內(nèi)，為分油器29的銅管和人造脈管23提供了在人造骨架28內(nèi)安放的位置，位置控制塊6保證了智能脈位檢測系統(tǒng)26的位置，使得分油器29的銅管和人造脈管23在人造骨架28內(nèi)不會移動，位置固定，檢測到的脈位更準(zhǔn)確。分油器29保障復(fù)放系統(tǒng)封閉血液液路穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，防止封閉血液液路漏液、進(jìn)氣。當(dāng)封閉液路中人造脈管23的一端被電磁閥32阻斷時(shí)，分油器29可以使模擬血液從另一端液路流動，避免了單向流通液路中被阻斷后壓力超出范圍導(dǎo)致人造脈管23爆管的危險(xiǎn)。

輸出修正系統(tǒng)19為自適應(yīng)濾波器。輸出修正系統(tǒng)19采用自適應(yīng)逆控制技術(shù)，如圖1所示，為自適應(yīng)逆控制原理圖，自適應(yīng)逆控制的基本思想是用一個(gè)來自控制器的信號去驅(qū)動被控系統(tǒng)，當(dāng)控制器的傳遞函數(shù)收斂到被控系統(tǒng)傳遞函數(shù)的逆時(shí)，控制器與被控系統(tǒng)級聯(lián)后的傳遞函數(shù)變?yōu)?，這樣系統(tǒng)輸出的響應(yīng)信號會逼近理想的輸出信號。主要由下面兩個(gè)基本過程實(shí)現(xiàn)：

(1)濾波過程。作為自適應(yīng)模型的自適應(yīng)濾波器，比較理想信號與系統(tǒng)輸出響應(yīng)信號后得出兩者之間誤差，同時(shí)對理想信號進(jìn)行濾波獲得驅(qū)動控制信號。

自適應(yīng)濾波器模型采用橫向?yàn)V波器，有輸入信號x(n)和理想信號d(n)兩路輸入信號。濾波器濾波系數(shù)是對延遲線抽頭信號的加權(quán)系數(shù){w1(n)，w2(n)，…，wm(n)}。在濾波過程中，理想響應(yīng)d(n)與抽頭輸入向量x(n)一同參與處理。在此情況下，對于給定的輸入，橫向?yàn)V波器將產(chǎn)生一個(gè)輸出y(n)作為理想響應(yīng)的估計(jì)。此輸出信號y(n)等于輸入信號x(n)和沖擊響應(yīng)序列w(n)的卷積和，如(1)式所示：

將估計(jì)誤差e(n)定義為理想響應(yīng)與實(shí)際濾波器輸出之差，則e(n)與x(n)都被加到自適應(yīng)控制部分，因此圍繞抽頭權(quán)值的反饋環(huán)是閉環(huán)的，加權(quán)系數(shù)w(n)將在一定的自適應(yīng)算法下隨e(n)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。

(2)自適應(yīng)過程。利用濾波過程得到的估計(jì)誤差驅(qū)動自適應(yīng)算法，通過迭代對濾波權(quán)值進(jìn)行調(diào)整，使濾波器處于最佳工作狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)濾波過程。

該自適應(yīng)算法是優(yōu)化后的最陡下降法，該算法下有：

e(n)＝d(n)-w^t(n)x(n)；(2)

其中梯度量

由上三式可得出下式：

w(n+1)＝w(n)+μk[e(n)]^2k-1x(n)；(5)

為了減少計(jì)算量將濾波器的輸入數(shù)據(jù)x(n)截?cái)酁?或-1，同時(shí)用誤差項(xiàng)的高階矩作為新的誤差項(xiàng)，該算法在實(shí)際使用時(shí)可將k值取為2，則式變?yōu)椋?/p>

w(n+1)＝w(n)+2μ·[e(n)]³·sgn[x(n)]；(6)

誤差項(xiàng)的最高次數(shù)為3，進(jìn)而達(dá)到限制迭代過程計(jì)算量的效果。

自適應(yīng)算法的計(jì)算過程如下：

(1)由時(shí)刻n的濾波器權(quán)向量w(n)，輸入信號x(n)以及期望信號d(n)按式(2)計(jì)算誤差信號；

(2)利用式(5)的遞歸算法計(jì)算濾波器權(quán)向量的更新值；

(3)將時(shí)間指數(shù)n增加1，回到步驟(1)，重復(fù)上述計(jì)算步驟直到達(dá)到穩(wěn)態(tài)為止。

自適應(yīng)逆控制是一種逆控制方法，使控制器逼近對象的逆映射。該系統(tǒng)的目的是既可以使得對象的輸出跟隨指令輸入，也可以跟蹤一個(gè)經(jīng)延遲或平滑過的指令輸入，而且對象的動態(tài)特性控制和消除擾動的控制是分開來各自獨(dú)立完成的，從而提高了系統(tǒng)的動態(tài)性能，并且成功地抑制了擾動。

本實(shí)例的工作過程：患者信息及脈象數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至脈象復(fù)放系統(tǒng)，存儲在“病歷檔案”中。復(fù)放脈象時(shí)，中央處理器將仿生手18中智能脈位檢測系統(tǒng)26檢測到的脈位、取脈應(yīng)指壓力、管道內(nèi)壓力和脈象發(fā)生器上波紋管12的運(yùn)動位置等信息傳輸至上位機(jī)脈象復(fù)放系統(tǒng)。復(fù)放系統(tǒng)綜合分析、判斷相應(yīng)脈位、取脈應(yīng)指壓力，并將相應(yīng)的脈象數(shù)據(jù)片段，發(fā)送至下位機(jī)，中央處理器驅(qū)動控制新型脈象發(fā)生器工作來復(fù)放脈象。在復(fù)放脈象的過程中，輸出端的信號經(jīng)閉環(huán)反饋系統(tǒng)反饋到脈象信號輸入端，經(jīng)過自適應(yīng)逆控制算法來不斷進(jìn)行修正。下位機(jī)脈象復(fù)放結(jié)束后，中央處理器將復(fù)放結(jié)束反饋發(fā)送至復(fù)放系統(tǒng)，復(fù)放系統(tǒng)再次檢測脈位、取脈應(yīng)指壓力、步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行位置和管道內(nèi)壓力，發(fā)送脈象數(shù)據(jù)，驅(qū)動控制脈象發(fā)生器工作，以此往復(fù)，直至系統(tǒng)關(guān)閉。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：由于采用上述技術(shù)方案，采用多傳感器信息融合技術(shù)，智能檢測和判斷中醫(yī)師的采脈壓力從而提取相應(yīng)的脈象數(shù)據(jù)片段來復(fù)放；本發(fā)明從仿生學(xué)、機(jī)械學(xué)角度出發(fā)，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了新型脈象發(fā)生器與液壓系統(tǒng)相結(jié)合的脈象復(fù)放系統(tǒng)，相較于現(xiàn)有的方法，對脈象數(shù)據(jù)的還原度更高，使用體驗(yàn)更接近真實(shí)的切脈體驗(yàn)；采用多傳感器信息融合技術(shù)，智能檢測和判斷中醫(yī)師的取脈位置和應(yīng)指壓力，獲得浮、中、沉等不同脈位的最佳切脈壓力；加入閉環(huán)反饋機(jī)制有效修正復(fù)放誤差，實(shí)現(xiàn)脈象數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確復(fù)放；另外充分考慮了系統(tǒng)的安全性和可靠性，加入內(nèi)壓檢測和位置檢測等模塊防止意外發(fā)生。

以上對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。