CN106422195B - 一种颈肌训练器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种颈肌训练器，解决了现有的颈肌训练器训练效果不佳的技术问题，其包括机架，机架包括基座、固定于基座上的立柱以及固定于立柱上端的吊臂，吊臂上设有头部驱动设备，头部驱动设备包括头部固定器、至少一根摆杆、与吊臂相连的固定座以及设置于固定座上的阻尼单元，阻尼单元包括输出阻尼力矩的磁阻尼电机以及输入端与磁阻尼电机相连传递该阻尼力矩的扭矩传递机构，摆杆具有摆动端和转动端，摆杆的转动端与扭矩传递的输出端通过传动轴连接且摆杆可绕传动轴的轴心摆动，摆杆的摆动端与头部固定器连接，颈肌训练器还包括主控系统，主控系统包括CPU模块和控制电路，控制电路的输入端与CPU模块电连接、输出端与磁阻尼电机电连接。

Description

一种颈肌训练器

技术领域

本发明属于康复训练技术领域，涉及一种颈肌训练器。

背景技术

由于空勤特种作业的任务特点，作业人员会反复暴露于高加速度的影响下，颈椎损伤的发生率很高，对于作业效能和作业安全带来了隐患，急需利用相关训练装备开展颈部及相关肌肉力量训练和疲劳恢复。相关研究表明，开展颈肌力量训练对于降低特种作业人员对抗加速度影响和头颈部屈服姿势，降低颈椎损伤发生率具有显著的作用。

而我国现有的颈肌训练器主要为空军航空医学研究所研制的CME-1型，其训练时使用两台机器以前屈后伸和左右侧屈的方式进行颈肌训练，其通过头环固定训练者头部，并通过改变液压组件中节流阀的开闭程度来调节施加至头环的阻力，从而实现颈部肌群以等长训练模式或可变阻力和可变速度模式进行训练，以此控制训练阻力和训练速度。

这种颈肌训练器在改变节流阀的开闭程度后，由于液压元件需要通过液压油回流来改变液压力的特性，液压组件施加至头环的阻力调节存在一定的滞后，该阻力无法根据用户的实际训练情况进行实时的调节，因此，颈肌训练的效果无法达到最佳。

发明内容

本发明要达到的目的就是提供一种颈肌训练器，解决现有的颈肌训练器训练效果不佳的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种颈肌训练器，包括机架，所述机架包括基座、固定于基座上的立柱以及固定于立柱上端的吊臂，所述吊臂上设有头部驱动设备，所述头部驱动设备包括头部固定器、至少一根摆杆、与吊臂相连的固定座以及设置于固定座上的阻尼单元，所述阻尼单元包括输出阻尼力矩的磁阻尼电机以及输入端与磁阻尼电机相连传递该阻尼力矩的扭矩传递机构，所述摆杆具有摆动端和转动端，所述摆杆的转动端与扭矩传递机构的输出端通过传动轴连接以使摆杆可绕传动轴的轴心摆动，所述摆杆的摆动端与头部固定器连接，所述颈肌训练器还包括主控系统，所述主控系统包括CPU模块和控制电路，所述控制电路的输入端与CPU模块电连接、输出端与磁阻尼电机电连接，所述CPU模块通过控制电路控制输入磁阻尼电机的电流大小，以控制磁阻尼电机输出的阻尼力矩。

进一步的，所述扭矩传递机构包括固定于磁阻尼电机输出端的第一传动齿轮、固定于传动轴的第二传动齿轮以及用于将第一传动齿轮输出的扭矩传递并放大至第二传动齿轮的减速齿轮组。

进一步的，所述固定座的上端设有呈竖直的转轴，所述吊臂中设有轴承，所述转轴伸入吊臂与轴承配合，所述转轴上设有周向上呈90°的第一限位部和第二限位部，所述吊臂上设有可锁止第一限位部或第二限位部的限位开关。

进一步的，所述摆杆包括扭矩传感器、位于摆动端的第一连接部和位于转动端的第二连接部，所述扭矩传感器与CPU模块相连，所述扭矩传感器的一端与第一连接部固定连接、另一端与第二连接部固定连接，所述第二连接部上设有沿传动轴轴心开设的连接孔，所述连接孔的孔壁上设有键槽，所述传动轴的轴面上设有凸键，所述传动轴与连接孔配合，所述键槽与凸键配合。

进一步的，所述传动轴或摆杆上设有用于检测摆杆摆动角度的角度传感器，所述角度传感器与CPU模块相连。

进一步的，所述固定座具有两个带安装腔的罩体，所述头部固定器位于两个罩体之间，每个罩体的安装腔中均安装有一个阻尼单元，每个阻尼单元均通过一根伸出罩体的传动轴连接一根摆杆，两根摆杆分别连接头部固定器的两侧。

进一步的，所述头部固定器包括由第一固定杆和第二固定杆围合形成的头环，所述第一固定杆的一端与第二固定杆的一端铰接，所述第一固定杆的另一端与第二固定杆的另一端可拆卸连接，所述头环所围合的区域内设有第一夹块和第二夹块，所述第一夹块和第二夹块之间形成用于头部伸入的夹持口，所述第一固定杆和第二固定杆上均设有伸入头环所围合的区域中的弹性组件，所述第一固定杆上的弹性组件与第一夹块相连，以向第一夹块提供朝向夹持口的回弹力，所述第二固定杆上的弹性组件与第二夹块相连，以向第二夹块提供朝向夹持口的回弹力。

进一步的，所述弹性组件包括多个弹性件，所述第一夹块和/或第二夹块上设有螺孔及与螺孔配合的调节螺杆，所述调节螺杆的一端穿过螺孔与其中一个弹性件相连。

进一步的，所述头部固定器的下方设有座椅，所述基座上设有升降立柱，所述座椅包括座垫，所述升降立柱的上端固定于座垫的下底面。

进一步的，所述座椅还包括靠背，所述座垫的后端设有转轴，所述靠背的下端设有套设于转轴上的套筒，所述座垫中设有电动推杆，该电动推杆的驱动端通过传动铰链与套筒的外壁相连，以将电动推杆的直线运动转化为靠背的翻转运动，所述立柱上设有康复设备，所述康复设备包括固定于立柱上的头枕以及设置于头枕中的磁场发生器和红外发生器，当靠背位于最大翻转角度时，靠背与头枕位于同一倾斜面上。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

1.本发明的磁阻尼电机通过扭矩传递机构将阻尼力矩输出至摆臂上，受训人员的头部通过头部固定器带动摆臂摆动时，需要克服该阻尼力矩，从而实现颈肌的抗阻训练，由于磁阻尼电机输出的阻尼力矩由所输入的电流强度决定，通过主控系统的CPU模块和控制电路控制输入磁阻尼电机的电流强度，可以使磁阻尼电机输出的阻尼力矩进行实时的调节，阻尼力矩的调节不存在滞后，因此，提高了颈肌训练的效果；

2.在磁阻尼电机输出的阻尼力矩依次通过第一传动齿轮、减速齿轮组和第二传动齿轮传递至摆杆的过程中，由于减速齿轮组的作用，磁阻尼电机所输出的阻尼力得到了放大，因此，采用输出较低阻尼力矩的磁阻尼电机，仍可以获得较大的颈肌训练强度；

3.固定座可以通过限位开关锁止第一限位部或第二限位部，控制固定座绕转轴进行90°的旋转，这样，受训人员的头部可以进行前后摆动和左右摆动两种训练模式的切换，而不再需要设置两台颈肌训练器分别进行这两种训练模式，提高了颈肌训练器的集成度和使用的便利性；

4.通过设置扭矩传感器作为摆杆的主体部件，而扭矩传感器通过第一连接部与头部固定器连接、通过第二连接部与传动轴连接，当头部固定器随受训人员的头部摆动时，受训人员的颈肌所释放的肌力大小将被扭矩传感器实时检测并发送给CPU模块，CPU模块就可以根据肌力大小控制电路控制输入磁阻尼电机的电流大小，实时控制磁阻尼电机输出合理的阻尼力矩，实现可变阻力的颈肌训练，设定不同的训练等级并通过递增阻力逐级增加训练强度，使得颈肌训练更加科学有效；

5.在进行颈肌训练时，受训人员头部的摆动角度过大会造成损伤、过小则训练效果降低，本发明通过在传动轴或摆杆上设置角度传感器，使得摆杆的摆动角度被角度传感器实时检测并发送给CPU模块，CPU模块可以预设一个限制角度，当角度传感器检测到摆杆的摆动角度达到限制角度，CPU模块就可以通过控制电路控制输入磁阻尼电机的电流增大，使得受训人员可以明显感知训练阻力加大并且继续使摆杆向更大角度摆动变得困难，此时，受训人员就可以往回摆动头部固定器，确保了受训人员头部在一个安全合理的角度进行摆动训练；

6.通过在头部固定器的两侧均设置摆杆和阻尼单元，能够使头部固定器受到的阻尼力更加稳定，有利于提高受训人员的抗阻训练效果；

7.头部固定器的第一固定杆和第二固定杆一端铰接、另一端可拆卸链接，可以方便的打开和关闭，便于受训人员的头部伸入头环中，而第一固定杆和第二固定杆上分别设置了第一夹块和第二夹块，受训人员的头部伸入第一夹块和第二夹块之间的夹持口，第一夹块和第二夹块分别通过弹性组件提供的回弹力，使第一夹块和第二夹块分别对受训人员的头部施加夹紧力，这样的头部夹持固定方式操作方便，固定稳固，并且头部在摆动过程中，弹性组件可以被压缩，头部并非是被刚性的夹紧，因此，头部可以更加舒适；

8.通过旋转调节螺杆可以调节弹性件的圧缩行程，从而调节弹性件的回弹力，以此控制第一夹块和第二夹块施加至受训人员头部的夹紧力，调节操作十分简单方便；

9.通过在头部固定器的下方设置座椅，受训人员可以坐在座椅的座垫上，而座椅通过升降立柱进行升降，受训人员需要进行颈肌训练时，坐到座垫上后，通过升降立柱升起，其头部就可以由下向上伸入头部固定器中进行固定，受训人员在颈肌训练结束后，将头部固定器脱开受训人员头部，再通过升降立柱下降，其头部就可以由上向下脱离头部固定器，提高了受训人员使用的便利性以及确保了颈肌训练的坐姿符合训练要求；

10.由于座垫中设置了靠背并且在立柱上设置了头枕，靠背可以通过电动推杆推动实现翻转，受训人员的背部可以随靠背翻转而处于躺下的姿势，受训人员的颈部可以放到头枕，在通过打开磁场发生器和红外发生器，提供训练以外的颈部肌肉的放松、修复颈部肌肉功能，以脉冲电疗为主功能，可起到电子针灸的作用，配合远红外线热疗、同时具备震动按摩，磁疗等作用，对颈椎康复具有有很好的作用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明实施例一中颈肌训练器的立体结构示意图；

图2为本发明实施例一中颈肌训练器的局部立体爆炸图；

图3为本发明实施例一中阻尼单元的结构示意图；

图4为图3中A-A向的剖视图；

图5为本发明实施例一中座椅的立体结构示意图；

图6为本发明实施例二中用于颈肌训练器的控制方法的流程示意图；

图7为本发明实施例二中用于颈肌训练器的控制方法的简要示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1至图2所示，本发明提供一种颈肌训练器，包括机架1，机架1包括基座11、固定于基座11上的立柱12以及固定于立柱12上端的吊臂13，吊臂13上设有头部驱动设备2，头部驱动设备2包括头部固定器21、至少一根摆杆22、与吊臂13相连的固定座23以及设置于固定座23上的阻尼单元24，阻尼单元24包括输出阻尼力矩的磁阻尼电机241以及输入端与磁阻尼电机241相连传递该阻尼力矩的扭矩传递机构242，摆杆22具有摆动端和转动端，摆杆22的转动端与扭矩传递机构242的输出端通过传动轴243连接以使摆杆22可绕传动轴243的轴心摆动，摆杆22的摆动端与头部固定器21连接，颈肌训练器还包括主控系统，主控系统包括CPU模块和控制电路，控制电路的输入端与CPU模块电连接、输出端与磁阻尼电机241电连接，CPU模块通过控制电路控制输入磁阻尼电机241的电流大小，以控制磁阻尼电机241输出的阻尼力矩。

固定座23的上端设有呈竖直的转轴，吊臂13中设有轴承，转轴伸入吊臂13与轴承配合，转轴上设有周向上呈90°的第一限位部和第二限位部，吊臂13上设有可锁止第一限位部或第二限位部的限位开关131。

摆杆22包括扭矩传感器221、位于摆动端的第一连接部222和位于转动端的第二连接部223，扭矩传感器221与CPU模块相连，扭矩传感器221的一端与第一连接部222固定连接、另一端与第二连接部223固定连接，第二连接部223上设有沿传动轴243轴心开设的连接孔223a，连接孔223a的孔壁上设有键槽223b，传动轴243的轴面上设有凸键，传动轴243与连接孔223a配合，键槽223b与凸键配合，以此来实现传动轴243与第二连接部223的扭矩传递。

传动轴223或摆杆22上设有用于检测摆杆22摆动角度的角度传感器，角度传感器与CPU模块相连，角度传感器除了可以使受训人员在一个安全合理的摆动角度内进行摆动训练，还可以用于使CPU模块通过角度信息识别出摆杆22往复摆动的次数，从而实现受训人员头部进行前后或左右摆动次数的识别和记录，用于科学的指导受训人员根据实际情况进行相应摆动次数的训练。

固定座23具有两个带安装腔231a的罩体231以及用于连接吊臂13的座体232，两个罩体231悬挂在座体232的下方，形成类似头戴式耳机的结构，头部固定器21位于两个罩体231之间，每个罩体231的安装腔231a中均安装有一个阻尼单元24，每个阻尼单元24均通过一根伸出罩体231的传动轴243连接一根摆杆22，两根摆杆22分别连接在头部固定器21的两侧，在头部固定器21的两侧均施加阻尼力，能够使头部固定器21受到的阻尼力更加稳定，有助于提高训练效果。

头部固定器21包括由第一固定杆211和第二固定杆212围合形成的头环，第一固定杆211的一端与第二固定杆212的一端铰接，第一固定杆211的另一端与第二固定杆212的另一端可拆卸连接，具体的可通过在第一固定杆211的另一端与第二固定杆212的另一端上均开设可对齐的销孔，在销孔中设置销轴213，通过销轴213与销孔的插拔实现该可拆卸连接的目的，头环所围合的区域内设有第一夹块214和第二夹块215，第一夹块214和第二夹块215之间形成用于头部伸入的夹持口216，第一固定杆214和第二固定杆215上均设有伸入头环所围合的区域中的弹性组件217，第一固定杆211上的弹性组件217与第一夹块214相连，以向第一夹块214提供朝向夹持口216的回弹力，第二固定杆212上的弹性组件217与第二夹块215相连，以向第二夹块215提供朝向夹持口216的回弹力，第一夹块214和第二夹块215通过弹性组件217提供的回弹力将受训人员的头部夹紧。

为了使头部固定器21对受训人员头部的夹紧程度可调，以适应不同头围的受训人员，弹性组件217包括多个弹性件2171，弹性件2171优选采用弹簧，当然也可以采用其他可提供弹性力的弹性体，如橡胶、聚氨酯等，第一夹块214和/或第二夹块215上设有螺孔218及与螺孔218配合的调节螺杆219，调节螺杆219的一端穿过螺孔218与其中一个弹性件2171相连，通过旋转调节螺杆219就可以调节弹性件2171的压缩行程，从而调节弹性件2171所产生的回弹力，以此调节第一夹块214和第二夹块215对受训人员头部的夹紧程度。

如图2至图4所示，扭矩传递机构242包括固定于磁阻尼电机241输出端的第一传动齿轮2421、固定于传动轴243的第二传动齿轮2422以及用于将第一传动齿轮2421输出的扭矩传递并放大至第二传动齿轮2422的减速齿轮组2423，第一传动齿轮2421、第二传动齿轮2422和减速齿轮组2423安装于齿轮箱244中，齿轮箱244安装于罩体231的安装腔231a中，磁阻尼电机241输出端为扁位轴241a，第一传动齿轮2421具有扁位孔2421a，扁位轴241a与扁位孔2421a配合，实现磁阻尼电机241输出端与第一传动齿轮2421的扭矩传递，第二传动齿轮2422上固定有同轴设置的轴套2422a，该轴套2422a具有带键槽的内孔，传动轴伸入该内孔且传动轴上的凸键与该内孔的键槽配合，实现传动轴与第二传动齿轮2422的扭矩传递；减速齿轮组2423包括至少一个齿轮组，齿轮组包括同轴连接的大齿轮2423a和小齿轮2423b，当减速齿轮组2423仅具有一个齿轮组时，大齿轮2423a与第一传动齿轮2421啮合传动，小齿轮2423b与第二传动齿轮2422啮合传动，而在本实施例中，如图4所示，减速齿轮组2423包括第一齿轮组和第二个齿轮组，第一齿轮组包括同轴连接的第一大齿轮2423a和第一小齿轮2423b，第二齿轮组包括同轴连接的第二大齿轮2423c和第一小齿轮2423d，第一大齿轮2423a与第一传动齿轮2421啮合传动，第一小齿轮2423b与第二大齿轮2423c啮合传动，第二小齿轮2423d与第二传动齿轮2422啮合传动，当然，减速齿轮组2423也可以具有两个以上的齿轮组，以此实现多级的减速，从而放大磁阻尼电机241输出并传递至第一传动齿轮2421的扭矩，因此，采用输出较低阻尼力矩的磁阻尼电机241，仍可以获得较大的颈肌训练强度。

如图1和图5所示，头部固定器21的下方设有座椅3，基座11上设有升降立柱4，座椅3包括座垫31，升降立柱4的上端固定于座垫31的下底面，升降立柱4采用的是市面上的电动升降立柱。

座椅3还包括靠背32，座垫31由座垫框架31a及包覆于座垫框架31a外部的包覆层构成，靠背32同样的由靠背框架32a包覆于靠背框架32a外部的包覆层构成，座垫31的后端具体是指座垫框架31a的后端，该位置设有转轴31b，靠背32的下端具体是指靠背框架32a的下端，该位置设有套设于转轴31b上的套筒32b，座垫31中设有电动推杆33，该电动推杆33的驱动端33a通过传动铰链34与套筒32b的外壁相连，具体在套筒32b的外壁上设置了凸柱32c，传动铰链34与凸柱32c铰接，从而使得电动推杆33的直线运动可以转化为套筒32b的旋转运动，以控制靠背32的翻转，立柱12上设有康复设备5，康复设备5包括固定于立柱12上的头枕51以及设置于头枕51中的磁场发生器和红外发生器，受训人员在完成高强度颈肌训练后，启动电动推杆33靠背32翻转，当靠背32位于最大翻转角度时，靠背32与头枕51位于同一个倾斜面上，受训人员的颈部可以放到头枕51，在通过打开头枕51中的磁场发生器和红外发生器，提供训练以外的颈部肌肉的放松、修复颈部肌肉功能，以脉冲电疗为主功能，可起到电子针灸的作用，配合远红外线热疗、同时具备震动按摩，磁疗等作用，对颈椎康复具有有很好的作用。

CPU模块的输入端连接有手持操作器6，手持操作器6具有调节按键，调节按键包括高度调节按键和高度记忆按键，通过操作高度调节按键可以控制升降立柱4升降，从而控制座椅31的高度值，通过操作高度记忆按键可以控制升降立柱4运行至设定的位置，使座椅31达到设定的高度值，立柱12上设有用于挂接手持操作器6的挂杆61，手持操作器6不使用时，可以挂在挂杆61上，便于受训人员需要使用时拿取。

另外，座椅3还设有多功能显示器7，该多功能显示器7通过CAN总线与主控系统中的CPU模块进行信息交互，多功能显示器7为触摸显示屏，触摸显示屏可显示的信息包括角度传感器的角度信息、受训人员的肌力信息、座椅高度信息、训练次数及其历史信息数据等，触摸显示屏具有触摸按键，通过操作触摸按键可对以上显示信息对应的功能进行操作和设定，多功能显示器7还具有语音模块，语音模块对训练次数进行语音播报，提醒受训人员的训练进程，另外，多功能显示器7具有USB接口，可以通过外部存储设备进行数据存储、读取的交互。

实施例二

针对实施例一的颈肌训练器，本发明提供了对应的控制方法，如图6所示，所述控制方法包括：

步骤一，当检测到调节按键按下时，获取当前座椅高度值，如果当前座椅高度值没有超出限位区间，则获取调节按键属性；

步骤二，根据所述调节按键属性判定所述调节按键为高度调节按键，则获取座椅高度变化量，如果根据所述座椅高度变化量调节后的座椅高度处于安全区间内，则在所述调节按键松开时停止座椅高度调节，等待接收包括第一训练指令或第二训练指令的训练指令；或

根据所述按键属性判定所述调节按键为高度记忆按键，则获取所述高度记忆按键对应的座椅高度数值对座椅高度进行调节，等待接收包括第一训练指令或第二训练指令的训练指令；

步骤三，在完成对座椅高度的调节后，如果接收到第一训练指令，则向头部驱动设备中设有的磁阻尼电机通电，等待接收头部力度调节指令；

步骤四，如果接收到头部力度调节指令，则根据力度调节指令对输入头部驱动设备中的磁阻尼电机的电流进行调节。

在本实施中，第二训练指令并不用于控制本申请的颈肌训练器，因此，在此不作展开介绍，当受训人员进入颈肌训练器后，为了能够获取到更佳的颈肌训练效果，需要对颈肌训练器中用于承载受训人员的座椅的高度进行调节，而为了提高调节的便利性，在颈肌训练器中使用电控调节的方式。即受训人员通过对调节按键的操作，完成对座椅高度的调节。

具体的，在受训人员按下调节按键后，需要获取当前座椅高度值结合限位区间进行判定，只有在当前座椅高度值没有超出限位区间的前提下，才可以进行后续的高度调节操作。这里之所以结合限位区间进行判定，是为了防止在调节前座椅超出了最高限位点，如果受训人员在不知道的前提下继续提高座椅高度会导致座椅出现故障。

在确定当前高度值处于限位区间的前提下，需要对调节按键的属性进行判定。这里进行判定的原因是在新式颈肌训练器的控制方式中，对座椅高度的调节包括直接调节以及记忆调节两种。顾名思义，前者是受训人员直接通过按压“向上”或“向下”的按键实现座椅高度的直接调节；后者则是已经多次使用该颈肌训练器的受训人员将自己常用的高度进行记忆，通过按压与存储自身使用座椅高度对应的记忆按键进行座椅高度调节的方式。

基于前一种调节方式，获取需要调节的座椅高度变化量，如果在当前座椅高度值的基础上，向上或向下调节座椅高度变化量后，座椅的高度值依然处于能够保证座椅安全性的安全区间内，则在受训人员松开调节按键时，停止座椅高度调节。如果根据所述座椅高度变化量调节后的座椅高度处于安全区间外，意味着根据该高度变化量调节后可能导致危险，则立即停止座椅高度调节。基于后一种调节方式，在受训人员按下调节按键后，将座椅高度直接调节至与调节按键对应座椅高度数值。

在根据前述步骤完成颈肌训练器座椅高度的调节后，如果接收到第一训练指令，则需要向头部驱动设备通电，使得位于头部驱动设备中的磁阻尼电机产生阻尼力，通过控制输入磁阻尼电机的电流大小对产生的阻尼力进行调节，从而使得受训人员的头部带动头部驱动设备运动时，受训人员的颈部肌肉受到不同大小阻尼力的作用，实现颈肌锻炼的效果。在使用本方法对受训人员的颈肌进行训练的过程中，向头部驱动设备中的阻尼力电机输入的电流可以进行详细调节，使得磁阻尼电机产生连续可调的的阻尼力。这样可以根据受训人员的实际身体条件制定科学的受训强度并且受训强度还可以在受训过程中逐步降低，能够有效的防止受训人员因训练强度不合理导致效果不佳或受伤的情况发生，并且通过对颈肌进行多重训练，降低特种作业人员对抗加速度影响和颈椎损伤发生率。

在执行完步骤一至步骤四所示的操作后，还可以执行：

步骤五，在完成对头部驱动设备中的磁阻尼电机的调节后，如果接收到康复指令，则开启康复设备。

受训人员根据自身需求选择是否发送康复指令，以便按步骤五所述的内容进入康复过程。

这里的康复指令对应的是进入“颈部保健模式”，用以提供训练以外的颈部肌肉放松、修复颈部肌肉的保健功能。“颈部保健模式”可辅助实现颈部肌肉的保健，在训练前后都具有十分重要的意义，作为常用的保健功能和原理如下：

热疗：红外光具有较强的穿透性，可以照射到身体内部，被血液和其它器官吸收。人体内部器官吸收红外光的能量后，一般会表现出更强的活跃性，促进人体新陈代谢。在具体使用时，康复设备为用于产生红外辐射的红外发生器。

磁疗：磁性物质和磁场对生物的分子、细胞、神经、器官及整体(指活体)的各个层次均显示出不同的影响。磁疗利用人体的生物磁效应来调整和恢复人体内各种不平衡或不正常的机能状态来达到保健的目的。在具体使用时，康复设备为用于产生磁场的磁场发生器。

可选的，还包括：

在接收到康复指令后，控制靠背翻转，从而对座椅的俯仰角进行调节；

在完成对座椅俯仰角的调节后，开启康复设备。

可选的，在所述步骤一中，还包括：

如果在第一预设时间没有检测到调节按键按下时，并且检测座椅高度没有发生变化，则直接进行步骤三或步骤五；

如果在预设时间没有检测到调节按键按下时，检测到座椅高度发生变化，则立即停止座椅高度调节，生成报警信息。

在本实施中，如果在步骤一中预设时间内没有检测到调节按键按下，并且座椅高度也没有发生任何变化，即表明当前的受训人员不需要对座椅高度进行调节，因此直接等待接收训练指令。

但是如果在预设时间内没有检测到调节按键按下时，却检测到座椅高度发生变化，表明当前座椅高度调节高度的机械结构存在故障，容易发生危险，因此立即停止座椅高度调节步骤，并生成告警用的报警信息。

在本实施中，根据预设的完整训练程序，第一训练指令和康复指令是按先后顺序对颈肌训练器进行控制的，但是在实际使用过程中，如果在预设时间内没有接收到第一训练指令和头部力度调节指令，则表明当前受训人员不需要进行对应的步骤，可进入下一步骤的训练。

训练指令、力度调节指令、康复指令通过系统总线传输，并且训练指令、力度调节指令、康复指令是基于触摸显示屏生成。

在本实施中，典型的系统总线可以为CAN总线，CAN总线是Controller AreaNetwork的缩写，是ISO国际标准化的串行通信协议。CAN的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

在本实施中，为了配合康复设备，在颈肌训练器接收到康复指令后，需要对座椅的俯仰角进行调节，以便于受训人员背部靠在靠背上能够令颈部肌肉恰好放置在康复设备的头枕上，从而完成康复治疗。为了便于理解本控制方法的实施过程，特提供了图7。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。

Claims (8)

1.一种颈肌训练器，包括机架，所述机架包括基座、固定于基座上的立柱以及固定于立柱上端的吊臂，其特征在于，所述吊臂上设有头部驱动设备，所述头部驱动设备包括头部固定器、至少一根摆杆、与吊臂相连的固定座以及设置于固定座上的阻尼单元，所述阻尼单元包括输出阻尼力矩的磁阻尼电机以及输入端与磁阻尼电机相连传递该阻尼力矩的扭矩传递机构，所述摆杆具有摆动端和转动端，所述摆杆的转动端与扭矩传递机构的输出端通过传动轴连接以使摆杆可绕传动轴的轴心摆动，所述摆杆的摆动端与头部固定器连接，所述颈肌训练器还包括主控系统，所述主控系统包括CPU模块和控制电路，所述控制电路的输入端与CPU模块电连接、输出端与磁阻尼电机电连接，所述CPU模块通过控制电路控制输入磁阻尼电机的电流大小，以控制磁阻尼电机输出的阻尼力矩，所述头部固定器包括由第一固定杆和第二固定杆围合形成的头环，所述第一固定杆的一端与第二固定杆的一端铰接，所述第一固定杆的另一端与第二固定杆的另一端可拆卸连接，所述头环所围合的区域内设有第一夹块和第二夹块，所述第一夹块和第二夹块之间形成用于头部伸入的夹持口，所述第一固定杆和第二固定杆上均设有伸入头环所围合的区域中的弹性组件，所述第一固定杆上的弹性组件与第一夹块相连，以向第一夹块提供朝向夹持口的回弹力，所述第二固定杆上的弹性组件与第二夹块相连，以向第二夹块提供朝向夹持口的回弹力，所述传动轴或摆杆上设有用于检测摆杆摆动角度的角度传感器，所述角度传感器与CPU模块相连。

2.根据权利要求1所述的一种颈肌训练器，其特征在于，所述扭矩传递机构包括固定于磁阻尼电机输出端的第一传动齿轮、固定于传动轴的第二传动齿轮以及用于将第一传动齿轮输出的扭矩传递并放大至第二传动齿轮的减速齿轮组。

3.根据权利要求1所述的一种颈肌训练器，其特征在于，所述固定座的上端设有呈竖直的转轴，所述吊臂中设有轴承，所述转轴伸入吊臂与轴承配合，所述转轴上设有周向上呈90°的第一限位部和第二限位部，所述吊臂上设有可锁止第一限位部或第二限位部的限位开关。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种颈肌训练器，其特征在于，所述摆杆包括扭矩传感器、位于摆动端的第一连接部和位于转动端的第二连接部，所述扭矩传感器与CPU模块相连，所述扭矩传感器的一端与第一连接部固定连接、另一端与第二连接部固定连接，所述第二连接部上设有沿传动轴轴心开设的连接孔，所述连接孔的孔壁上设有键槽，所述传动轴的轴面上设有凸键，所述传动轴与连接孔配合，所述键槽与凸键配合。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的一种颈肌训练器，其特征在于，所述固定座具有两个带安装腔的罩体，所述头部固定器位于两个罩体之间，每个罩体的安装腔中均安装有一个阻尼单元，每个阻尼单元均通过一根伸出罩体的传动轴连接一根摆杆，两根摆杆分别连接头部固定器的两侧。

6.根据权利要求1所述的一种颈肌训练器，其特征在于，所述弹性组件包括多个弹性件，所述第一夹块和/或第二夹块上设有螺孔及与螺孔配合的调节螺杆，所述调节螺杆的一端穿过螺孔与其中一个弹性件相连。

7.根据权利要求1或6所述的一种颈肌训练器，其特征在于，所述头部固定器的下方设有座椅，所述基座上设有升降立柱，所述座椅包括座垫，所述升降立柱的上端固定于座垫的下底面。

8.根据权利要求7所述的一种颈肌训练器，其特征在于，所述座椅还包括靠背，所述座垫的后端设有转轴，所述靠背的下端设有套设于转轴上的套筒，所述座垫中设有电动推杆，该电动推杆的驱动端通过传动铰链与套筒的外壁相连，以将电动推杆的直线运动转化为靠背的翻转运动，所述立柱上设有康复设备，所述康复设备包括固定于立柱上的头枕以及设置于头枕中的磁场发生器和红外发生器，当靠背位于最大翻转角度时，靠背与头枕位于同一倾斜面上。