CN103405901B - 智能关节复健仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能关节复健仪，包括信号采集单元、输入单元、存储单元、数据处理单元、显示单元以及复健脉动输出单元；信号采集单元的输出端与数据处理单元的第一输入端连接，输入单元的输出端与数据处理单元的第二输入端连接，数据处理单元的第一输出端与复健脉动输出单元的输入端连接，数据处理单元的第二输出端与显示单元的输入端连接，存储单元与数据处理单元连接。本发明不仅可令使用者清楚地得知自己的运动时间、运动周期数等复健运动信息，还可令使用者清楚地判断自己的动作是否满足康复锻炼所需要的动作要求，用户友好性高，辅助治疗效果好，可广泛应用在医疗保健领域中。

Description

智能关节复健仪

技术领域

本发明涉及医疗保健领域，特别是涉及一种使用复健脉动来提醒和带领使用者做康复运动的智能关节复健仪。

背景技术

关节活动障碍在我国较为普遍，属于常见疾病，关节活动障碍给患者的生活带来了极大的不便，严重者还会导致患者难以忍受，因此，针对关节活动障碍的治疗极其重要。目前比较有效的一种方法是采用关节运动器材进行物理恢复治疗。现行的关节运动器材大多是机械运动器材，使用者在医生的叮嘱下使用机械运动器材进行关节锻炼。目前的这些关节运动器材只是单纯地供使用者进行关节锻炼的器材，使用者无法得知自己的运动时间、运动周期数等运动情况，更无法清楚地判断自己的动作是否满足康复锻炼所需要的动作要求，对使用者的康复治疗作用不大。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种用户友好性高的可实时显示使用者复健运动信息的智能关节复健仪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

智能关节复健仪，包括用于采集使用者关节部位的复健运动数据的信号采集单元，用于输入复健运动控制信息的输入单元，用于存储复健运动数据及复健运动控制信息的存储单元，用于对复健运动控制信息及复健运动数据进行分析处理后输出复健运动信息到显示单元或输出控制数据到复健脉动输出单元的数据处理单元，用于显示使用者的复健运动信息的显示单元，以及用于根据数据处理单元输出的控制数据输出用于指导使用者进行复健运动调节的复健脉动的复健脉动输出单元；

所述信号采集单元的输出端与数据处理单元的第一输入端连接，所述输入单元的输出端与数据处理单元的第二输入端连接，所述数据处理单元的第一输出端与复健脉动输出单元的输入端连接，所述数据处理单元的第二输出端与显示单元的输入端连接，所述存储单元与数据处理单元连接。

进一步，所述数据处理单元还连接有通讯单元。

进一步，所述信号采集单元包括加速度传感器、陀螺仪及地磁传感器中的一种或多种。

进一步，所述复健脉动包括机械振动、光学变化及音频变化中的一种或多种。

进一步，所述复健运动控制信息包括运动周期数、运动时间及运动频率中的一种或多种。

进一步，所述智能关节复健仪为手持式或环戴式。

进一步，所述复健运动信息包括使用者的运动周期数和/或运动动作。

进一步，所述数据处理单元采用MCU。

本发明的有益效果是：本发明的智能关节复健仪，包括信号采集单元、输入单元、存储单元、数据处理单元、显示单元及复健脉动输出单元，可通过信号采集单元实时采集使用者关节部位的复健运动数据，并通过输入单元输入复健运动控制信息，然后通过数据处理单元对复健运动控制信息及复健运动数据进行分析处理，进而通过显示单元实时显示使用者的复健运动信息，还可以通过复健脉动输出单元输出复健脉动来指导使用者进行复健脉动调节。因此，本发明不仅可令使用者清楚地得知自己的运动时间、运动周期数等复健运动信息，还可令使用者清楚地判断自己的动作是否满足康复锻炼所需要的动作要求，用户友好性高，辅助治疗效果好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的智能关节复健仪的结构框图。

具体实施方式

参照图1，本发明提供了一种智能关节复健仪，包括用于采集使用者关节部位的复健运动数据的信号采集单元，用于输入复健运动控制信息的输入单元，用于存储复健运动数据及复健运动控制信息的存储单元，用于对复健运动控制信息及复健运动数据进行分析处理后输出复健运动信息到显示单元或输出控制数据到复健脉动输出单元的数据处理单元，用于显示使用者的复健运动信息的显示单元，以及用于根据数据处理单元输出的控制数据输出用于指导使用者进行复健运动调节的复健脉动的复健脉动输出单元；

所述信号采集单元的输出端与数据处理单元的第一输入端连接，所述输入单元的输出端与数据处理单元的第二输入端连接，所述数据处理单元的第一输出端与复健脉动输出单元的输入端连接，所述数据处理单元的第二输出端与显示单元的输入端连接，所述存储单元与数据处理单元连接。

进一步作为优选的实施方式，所述数据处理单元还连接有通讯单元。

进一步作为优选的实施方式，所述信号采集单元包括加速度传感器、陀螺仪及地磁传感器中的一种或多种。

进一步作为优选的实施方式，所述复健脉动包括机械振动、光学变化及音频变化中的一种或多种。

进一步作为优选的实施方式，所述复健运动控制信息包括运动周期数、运动时间及运动频率中的一种或多种。

进一步作为优选的实施方式，所述智能关节复健仪为手持式或环戴式。

进一步作为优选的实施方式，所述复健运动信息包括使用者的运动周期数和/或运动动作。

进一步作为优选的实施方式，所述数据处理单元采用MCU。

本发明的一具体实施例如下：

智能关节复健仪，包括用于采集使用者关节部位的复健运动数据的信号采集单元，用于输入复健运动控制信息的输入单元，用于存储复健运动数据及复健运动控制信息的存储单元，用于对复健运动控制信息及复健运动数据进行分析处理后输出复健运动信息到显示单元或输出控制数据到复健脉动输出单元的数据处理单元，用于显示使用者的复健运动信息的显示单元，以及用于根据数据处理单元输出的控制数据输出用于指导使用者进行复健运动调节的复健脉动的复健脉动输出单元；

信号采集单元的输出端与数据处理单元的第一输入端连接，输入单元的输出端与数据处理单元的第二输入端连接，数据处理单元的第一输出端与复健脉动输出单元的输入端连接，数据处理单元的第二输出端与显示单元的输入端连接，存储单元与数据处理单元连接，数据处理单元还连接有通讯单元。

通讯单元用于将使用者的复健运动信息发送到计算机、手机或平板电脑等数据终端，并通过网络将使用者的复健运动信息上传给医生，医生通过累积的资料进行分析，很容易就可以了解使用者的康复状况。

本实施例中，数据处理单元采用MCU。

信号采集单元采用加速度传感器、陀螺仪及地磁传感器中的一种或多种，用于采集使用者的三维运动数据，从而MCU可对采集到的三维运动数据进行分析处理后获得使用者的运动动作及持续运动时间下的运动周期数。

使用者第一次使用本智能关节复健仪时，需要通过输入单元输入康复的关节部位，并通过信号采集单元采集使用者在一个运动周期内的运动数据，然后通过MCU将采集到的运动数据作为标准运动数据存储到存储单元中。存储单元可以存储多个使用者的多个关节部位的标准运动数据，因而当不同的使用者进行复健运动时，均可直接调用存储单元中存储的标准运动数据。

后续使用本智能关节复健仪进行复健运动时，本智能关节复健仪的工作过程如下：

通过输入单元输入本次复健运动中使用者所需的运动周期数、运动时间和运动频率等运动控制信息；

采用信号采集单元采集使用者关节部位的复健运动数据，并发送到MCU；

MCU以每个运动运动周期为单位，将采集的复健运动数据与存储单元中存储的标准运动数据进行匹配分析，进而判断所采集的复健运动是否符合要求，若是，则运动周期数加一，并继续下一个运动周期数据的匹配分析，否则直接进行下一个运动周期数据的匹配分析；

MCU进行匹配分析时，可实时将分析处理后获得的使用者的运动动作以及运动周期数发送到显示单元进行显示，即动态显示某个关节的运动次数以及运动动作；

MCU持续地对使用者的复健运动数据进行分析处理，当检测到使用者的运动频率过快、过慢或运动动作与标准的运动动作相差过大时，可输出控制复健脉动输出的控制数据到复健脉动输出单元，从而控制复健脉动输出单元输出复健脉动来指导使用者进行复健运动调节，例如加快运动频率、降低运动频率或增大运动幅度等；或者当MCU检测到使用者的运动周期数已达到本次复健运动的要求，则可控制复健脉动输出单元输出复健脉动信号来提醒使用者结束复健运动或者开始其它新的复健运动。

复健脉动包括机械振动、光学变化及音频变化中的一种或多种，还包括其它可以用来指导使用者进行运动的信号；复健脉动输出单元是通过输出由机械振动、光学变化、音频变化或者其它信号的任意组合构成的复健脉动来提醒和带领使用者进行相应运动，从而达到辅助治疗的目的。

使用者还可以通过输入单元预约输入下次复健运动的时间以及所需的运动周期数、运动时间和运动频率等运动控制信息，MCU在预约时间达到时控制复健脉动输出单元发出提醒信号来提醒使用者进行相关复健运动。

本智能关节复健仪可实时显示使用者的运动时间、运动周期数等复健运动信息，还可令使用者清楚地判断自己的动作是否满足康复锻炼所需要的动作要求，从而更好地进行复健运动，达到更好的辅助治疗效果。

本智能关节复健仪可制作成手持式或环戴式，用来锻炼手腕、手肘或手臂时，将智能关节复健仪制作成手持式，而用来锻炼脚踝、脚膝盖、腰部或头部时，将智能关节复健仪制作成环戴式。

本发明的智能关节复健仪还可以应用在玩具或者健身设备等各种设备上，例如球拍、跳绳以及健身房的各种设备，只要将信号采集单元安装在相应设备上即可。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.智能关节复健仪，其特征在于，包括用于采集使用者关节部位的复健运动数据的信号采集单元，用于输入复健运动控制信息的输入单元，用于存储复健运动数据及复健运动控制信息的存储单元，用于对复健运动控制信息及复健运动数据进行分析处理后输出复健运动信息到显示单元或输出控制数据到复健脉动输出单元的数据处理单元，用于显示使用者的复健运动信息的显示单元，以及用于根据数据处理单元输出的控制数据输出用于指导使用者进行复健运动调节的复健脉动的复健脉动输出单元；

所述信号采集单元的输出端与数据处理单元的第一输入端连接，所述输入单元的输出端与数据处理单元的第二输入端连接，所述数据处理单元的第一输出端与复健脉动输出单元的输入端连接，所述数据处理单元的第二输出端与显示单元的输入端连接，所述存储单元与数据处理单元连接；

所述数据处理单元采用MCU；

所述信号采集单元包括加速度传感器、陀螺仪及地磁传感器中的一种或多种，用于采集使用者的三维运动数据。

2.根据权利要求1所述的智能关节复健仪，其特征在于，所述数据处理单元还连接有通讯单元。

3.根据权利要求1所述的智能关节复健仪，其特征在于，所述复健脉动包括机械振动、光学变化及音频变化中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的智能关节复健仪，其特征在于，所述复健运动控制信息包括运动周期数、运动时间及运动频率中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的智能关节复健仪，其特征在于，所述智能关节复健仪为手持式或环戴式。

6.根据权利要求1所述的智能关节复健仪，其特征在于，所述复健运动信息包括使用者的运动周期数和/或运动动作。