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，尤其是涉及一種具有自修正系統(tǒng)的脈象模擬裝置。

背景技術(shù)：

脈象可以反映出豐富的人體健康信息,是中國(guó)傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)的瑰寶。在中醫(yī)四診望、聞、問(wèn)、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(wú)創(chuàng)”的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),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(duì)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(jué)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(duì)于脈象的學(xué)習(xí)只能依靠文字或者語(yǔ)言對(duì)脈象的干癟描述，無(wú)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(lái)獲得準(zhǔn)確的脈象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種具有自修正系統(tǒng)的脈象模擬裝置，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(cè)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(lái)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(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種具有自修正系統(tǒng)的脈象模擬裝置，包括控制部分、模擬心臟泵血系統(tǒng)、輸出修正系統(tǒng)、仿生手和輔助功能模塊，控制部分、模擬心臟泵血系統(tǒng)與仿生手依次連接，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)輸出端與控制部分連接，輔助功能模塊與控制部分連接。

進(jìn)一步的，輸出修正系統(tǒng)為自適應(yīng)濾波器。

進(jìn)一步的，控制部分包括中央處理器、電源模塊、通訊模塊、信號(hào)調(diào)理電路、脈象發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電路，電源模塊分別與中央處理器、通訊模塊、信號(hào)調(diào)理電路和脈象發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電路連接，信號(hào)調(diào)理電路與中央處理器連接，通訊模塊一端與中央處理器連接，另一端通過(guò)通訊接口與上位機(jī)連接，脈象發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電路與中央處理器連接。

進(jìn)一步的，輔助功能模塊包括人機(jī)交互接口和環(huán)境溫濕度測(cè)量單元。

進(jìn)一步的，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、緊固平臺(tái)、傳動(dòng)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(guò)緊固螺母與緊固平臺(tái)連接，波紋管下端通過(guò)傳動(dòng)塊與模態(tài)激振器的輸出端動(dòng)子連接，波紋管上端固定安裝在緊固平臺(tái)上，并設(shè)有伸出外殼的模擬血液出口。

進(jìn)一步的，還包括智能脈位檢測(cè)系統(tǒng)，智能脈位檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)于仿生手的橈骨處。

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

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(cè)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(lái)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(duì)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(cè)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(cè)和位置檢測(cè)等模塊防止意外發(fā)生。本發(fā)明可應(yīng)用于中醫(yī)脈診課堂教學(xué)測(cè)試、職業(yè)中醫(yī)師培訓(xùn)考核、遠(yuǎn)程中醫(yī)脈診研究等領(lǐng)域。

附圖說(shuō)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(tái)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(tái)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、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(cè)模塊27、人造血管

28、人造骨架29、分油器30、儲(chǔ)液箱

31、蠕動(dòng)泵32、電磁閥33、脈象發(fā)生器

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(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。

本發(fā)明涉及一種具有自修正系統(tǒng)的脈象模擬裝置，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(lái)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)明涉及一種具有自修正系統(tǒng)的脈象模擬裝置，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)圖27、智能脈位檢測(cè)系統(tǒng)26、輸出修正系統(tǒng)19、仿生手18和輔助功能模塊，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)圖7與仿生手18依次連接，智能脈位檢測(cè)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，輔助功能模塊與控制部分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)圖7、智能脈位檢測(cè)部分26、輸出修正系統(tǒng)19和仿生手18的運(yùn)動(dòng)?？刂撇糠?6、模擬心臟泵血系統(tǒng)17、模擬血液環(huán)流系統(tǒng)圖7、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(hào)調(diào)理電路、脈象發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電路，電源模塊15分別與中央處理器、通訊模塊、信號(hào)調(diào)理電路和脈象發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電路連接，為中央處理器、通訊模塊、信號(hào)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(guò)通訊接口與上位機(jī)連接，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(lái)的脈象信號(hào)由通訊模塊傳導(dǎo)中央處理器，中央處理器將脈象信號(hào)處理之后，通過(guò)脈象發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)脈象發(fā)生器復(fù)放脈象；信號(hào)調(diào)理電路與中央處理器連接，信號(hào)調(diào)理電路用于將仿生手18處反饋回來(lái)的模擬信號(hào)進(jìn)行變換，將模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)，方便上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、執(zhí)行計(jì)算和過(guò)程控制等；脈象發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電路與中央處理器連接，用于驅(qū)動(dòng)脈象發(fā)生器。

輔助功能模塊的作用是完善系統(tǒng)功能，為系統(tǒng)的使用與控制提供幫助。人機(jī)交互接口主要包括了鍵盤輸入單元、液晶顯示單元和蜂鳴器控制單元，鍵盤輸入單元使得使用者可以選擇系統(tǒng)的具體功能以及輸入具體的測(cè)量參數(shù)，方便使用者設(shè)定相關(guān)設(shè)置。系統(tǒng)會(huì)通過(guò)液晶顯示系統(tǒng)的相關(guān)狀態(tài)，以及脈象波形的概括顯示，使得使用者更好的掌握系統(tǒng)狀態(tài)，方便使用者進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)蜂鳴器，可以實(shí)現(xiàn)一些特定的警示作用。環(huán)境溫濕度測(cè)量可由系統(tǒng)的溫濕度一體化傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，能對(duì)系統(tǒng)所在環(huán)境進(jìn)行溫度、濕度的采集，并通過(guò)人機(jī)交互接口告知使用者，使得使用者對(duì)環(huán)境有更好的了解。

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(dòng)提供動(dòng)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(dòng)塊和波紋管12，模態(tài)激振器9是脈象發(fā)生器的動(dòng)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(guò)緊固螺母11與緊固平臺(tái)14連接，模態(tài)激振器9通過(guò)支撐桿10以及緊固螺母11與緊固平臺(tái)14連成一體，構(gòu)成小型振動(dòng)臺(tái)；波紋管12為金屬波紋管，波紋管12下端通過(guò)傳動(dòng)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(huì)漏出，波紋管12上端經(jīng)過(guò)密封加工并通過(guò)減震螺栓固定安裝在緊固平臺(tái)14上，這樣波紋管12只能做縱向的直線壓縮或拉伸運(yùn)動(dòng)，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，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)27和仿生手18之間循環(huán)流動(dòng)。其中模態(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(shì)。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(chǎng)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(chǎng)，所以輸入的電流方向和大小發(fā)生變化會(huì)引起作為動(dòng)子的震動(dòng)頭產(chǎn)生方向和大小不同的位移。脈象發(fā)生器震動(dòng)頭的直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)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(dòng)封閉液路中人造血液運(yùn)動(dòng)，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(dòng)。利用減震螺栓將小型振動(dòng)臺(tái)、傳動(dòng)塊、金屬波紋管12等固定一起，減低噪聲和減少震動(dòng)影響，宏觀上提高整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。此外，在封閉液路中安裝管道內(nèi)壓檢測(cè)傳感器，實(shí)時(shí)檢測(cè)壓力變化；同時(shí)，脈象發(fā)生器上安裝位置檢測(cè)模塊，實(shí)時(shí)檢測(cè)波紋管的運(yùn)動(dòng)，提高系統(tǒng)安全性，防止異常情況下爆管。

模擬血液環(huán)流系統(tǒng)圖7用來(lái)模擬血液經(jīng)仿生手18的環(huán)流回路，包括儲(chǔ)液箱30、蠕動(dòng)泵31、電磁閥32、分油器29和人造血管，分油器29分別與模擬心臟泵血系統(tǒng)17、仿生手18和蠕動(dòng)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，人造血管與儲(chǔ)液箱30、蠕動(dòng)泵31和電磁閥32依次連接。儲(chǔ)液箱30用來(lái)放置人造血液，負(fù)責(zé)提供和接收環(huán)流回來(lái)的人造血液；蠕動(dòng)泵31是血液流動(dòng)的動(dòng)力裝置，用來(lái)促進(jìn)血液的流動(dòng)；電磁閥32來(lái)控制人造血管的導(dǎo)通和閉合，位于仿生手18兩端，從而形成一端封閉液路來(lái)進(jìn)行脈象復(fù)放；分油器29是增加液路的裝置，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(guò)橡膠導(dǎo)管連接；一路接仿生手18，與仿生手18中的人造脈管23連接；最后一路與蠕動(dòng)泵31連接。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(guò)中央處理器控制電磁閥32的開閉和蠕動(dòng)泵31的工作方向來(lái)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(cè)傳感器，用于檢測(cè)人造血管內(nèi)壓大小，實(shí)時(shí)檢測(cè)壓力變化防止爆管。由于在系統(tǒng)工作過(guò)程中，人造血管管道內(nèi)液體壓力波動(dòng)較小，壓力信號(hào)較為微弱，因此選用靈敏度高、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(cè)系統(tǒng)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(cè)系統(tǒng)26放置于仿生手18的橈骨處，能實(shí)時(shí)檢測(cè)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(cè)。人造脈管23是依照人體橈動(dòng)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(cè)系統(tǒng)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(cè)系統(tǒng)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(cè)系統(tǒng)用于檢測(cè)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(cè)模塊采用的壓力傳感器要有較高的靈敏度和抗干擾能力，脈象復(fù)放儀根據(jù)壓力傳感器測(cè)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(tái)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(dòng)；圓形凸臺(tái)7將手指對(duì)人造血管的壓力傳到對(duì)應(yīng)的傳感器上，避免了對(duì)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(cè)系統(tǒng)26的位置。也就是說(shuō)，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(cè)系統(tǒng)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(huì)移動(dòng)，位置固定，檢測(cè)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(dòng)，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(lái)自控制器的信號(hào)去驅(qū)動(dòng)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(jí)聯(lián)后的傳遞函數(shù)變?yōu)?，這樣系統(tǒng)輸出的響應(yīng)信號(hào)會(huì)逼近理想的輸出信號(hào)。主要由下面兩個(gè)基本過(guò)程實(shí)現(xiàn)：

(1)濾波過(guò)程。作為自適應(yīng)模型的自適應(yīng)濾波器，比較理想信號(hào)與系統(tǒng)輸出響應(yīng)信號(hào)后得出兩者之間誤差，同時(shí)對(duì)理想信號(hào)進(jìn)行濾波獲得驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。

自適應(yīng)濾波器模型采用橫向?yàn)V波器，有輸入信號(hào)x(n)和理想信號(hào)d(n)兩路輸入信號(hào)。濾波器濾波系數(shù)是對(duì)延遲線抽頭信號(hào)的加權(quán)系數(shù){w1(n)，w2(n)，…，wm(n)}。在濾波過(guò)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(duì)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(hào)y(n)等于輸入信號(hào)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(guò)程。利用濾波過(guò)程得到的估計(jì)誤差驅(qū)動(dòng)自適應(yīng)算法，通過(guò)迭代對(duì)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(guò)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(guò)程計(jì)算量的效果。

自適應(yīng)算法的計(jì)算過(guò)程如下：

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

(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(duì)象的逆映射。該系統(tǒng)的目的是既可以使得對(duì)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(guò)的指令輸入，而且對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性控制和消除擾動(dòng)的控制是分開來(lái)各自獨(dú)立完成的，從而提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，并且成功地抑制了擾動(dòng)。

本實(shí)例的工作過(guò)程：患者信息及脈象數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至脈象復(fù)放系統(tǒng)，存儲(chǔ)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(cè)系統(tǒng)檢測(cè)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(dòng)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(dòng)控制新型脈象發(fā)生器工作來(lái)復(fù)放脈象。在復(fù)放脈象的過(guò)程中，輸出端的信號(hào)經(jīng)閉環(huán)反饋系統(tǒng)反饋到脈象信號(hào)輸入端，經(jīng)過(guò)自適應(yīng)逆控制算法來(lái)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(cè)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(dòng)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(cè)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(lái)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(duì)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(cè)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(cè)和位置檢測(cè)等模塊防止意外發(fā)生。本發(fā)明可應(yīng)用于中醫(yī)脈診課堂教學(xué)測(cè)試、職業(yè)中醫(yī)師培訓(xùn)考核、遠(yuǎn)程中醫(yī)脈診研究等領(lǐng)域。

以上對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(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(qǐng)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)。