CN106491309A - 一种肢体康复训练系统 - Google Patents
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Abstract
一种肢体康复训练系统，所述康复训练系统包括机械结构模块和功能模块，所述功能模块至少包括传感单元、移动终端和数据处理云终端；所述数据处理云终端基于传感单元采集的至少包含压力数据和/或时间数据和/或行程数据完成与储存于数据处理云终端的专家数据的第一次匹配；所述数据处理云终端基于移动终端采集的使用者个人信息数据完成与第一次匹配结果的第二次匹配，将第二匹配结果存储于数据处理云终端，并将至少包括单次训练时长和/或每天训练次数和/或训练周期和/或运动里程和/或踏板提供支撑力大小的第二次匹配结果的专家数据作为康复训练推荐方案发送至移动终端。
Description
技术领域
本发明涉及一种康复装置，尤其涉及一种肢体康复训练系统。
背景技术
康复医疗器械的应用，是帮助残障人，包括残疾人、老年人、伤病人回归社会的最有效的手段。康复医疗器械是残疾人回归社会的桥梁，对促进社会的稳定与和谐有重要的意义。实践证明，康复医疗器械有利于提升康复疗效，缩短康复时间。
如今市场上的康复医疗器械品种多样，具体有针对肩部、颈部、腿部等部位。一些进口的康复医疗器械价格较为昂贵，普通家庭难以接受。近几年来，国内出现了多家康复医疗器械研究单位，国内康复医疗器械企业大量涌现。随着市场的竞争，康复医疗器械的价格更加实惠，为更加广阔的人群所接受。
康复医疗器械的研制有下面几个过程：受益对象的确定、数据采集、机构系统设计、产品完善与成型。此产品目标人群为下肢行走障碍的患者。数据的采集方面，采用了较为先进的基于图像的信息处理方法。在人体下肢关键部位贴标签，从视频图像中提取出关键部位的点的坐标，进而可获取人体正常运动时的步态曲线，为机构设计环节奠定了基础。机构系统设计方面，在已有关键点坐标特征的基础上，确定所选机构类型，即链传动、杆机构、凸轮机构等。利用机械设计理论算法进一步确定各个机构的尺寸大小，进而考虑轴的装配与工艺加工，合理选用轴套、滚动轴承、端盖等。产品完善与成型上，合理安排机构的安装位置，考虑加工工艺以及人体的行为习惯，并进行局部调整。例如凸轮槽与踏板的左右放置、车座高度范围的设定、扶手高度的调节等。
中国专利(公告号为CN201005940Y)公开了一种智能控制下肢康复运动器。该实用新型涉及一种智能控制下肢康复运动器，具体是指一种利用被动锻炼的原理康复人体下肢的智能控制的下肢康复运动器。该下肢康复运动器包括安装在轮椅上的下肢运动组件、控制该下肢运动组件工作的智能控制单元以及提供动力的电源装置，该智能控制单元包括用于控制该下肢运动组件运动时间的定时控制器以及用于调整该下肢运动组件运动速度的速度控制器。该实用新型具有可以在需要的任意时刻对患者进行康复，并且还能够记忆患者被动治疗的时间的长短并设置该治疗时间以及控制治疗过程中该下肢康复运动器运动速率的快慢的功能。该专利提供的智能控制下肢康复运动器仅是实现下肢被动锻炼的功能，只能作为一种简单的机械式康复运动器材。该设备仅仅基于机械训练方式的助力器械并不能很好地实现人机互动的理念，也不能通过与使用者的信息交互来了解使用者下肢康复进程，以便及时调整康复计划。对于患有不同程度疾病的使用者，传统的康复运动器便很难进行协调，并且使用者每天训练的次数和强度因人而异，康复的进程也在不断发生变化，传统的康复运动器械显然不能满足需求。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明提供了一种肢体康复训练系统，所述康复训练系统包括机械结构模块和功能模块，所述功能模块至少包括传感单元、移动终端和数据处理云终端；
所述数据处理云终端基于传感单元采集的至少包含压力数据和/或时间数据和/或行程数据完成与储存于数据处理云终端的专家数据的第一次匹配，并将所述匹配结果储存于数据处理云终端；
所述数据处理云终端基于移动终端采集的使用者个人信息数据完成与第一次匹配结果的第二次匹配，将第二匹配结果存储于数据处理云终端，并将至少包括单次训练时长和/或每天训练次数和/或训练周期和/或运动里程和/或踏板提供支撑力大小的第二次匹配结果的专家数据作为康复训练推荐方案发送至移动终端。
根据一个优选的实施方式，所述第一次匹配为所述储存于数据处理云终端的专家数据与传感单元采集的压力数据的关联匹配和/或与传感单元采集的时间数据的关联匹配和/或与传感单元采集的行程数据的关联匹配，并将所述匹配结果储存于数据处理云终端。
根据一个优选的实施方式，所述第二次匹配为所述储存于数据处理云终端的第一次匹配结果与移动终端采集的至少包括使用者年龄、身高、体重个人的匹配，将第二次匹配结果存储于数据处理云终端，并将所述第二次匹配结果作为康复训练推荐方案发送至移动终端。
根据一个优选的实施方式，所述移动终端将传感单元采集的包含压力数据、时间数据和行程数据发送至数据处理云终端完成数据更新，并将压力数据、时间数据和行程数据的变化情况以列表或曲线图的方式展示给使用者。
根据一个优选的实施方式，所述数据处理云终端基于更新后的压力数据、时间数据和/或行程数据完成新的康复训练推荐方案。
根据一个优选的实施方式，所述移动终端基于接收到的康复训练推荐方案实现对康复训练系统机械结构模块中电机的控制，通过对电机速度的控制实现对使用者运动里程的控制；
所述移动终端将康复训练推荐方案中单次训练时长、每天训练次数、训练周期、运动里程和踏板提供支撑力大小的建议以语音或列表的方式展示给使用者。
根据一个优选的实施方式，所述专家数据为与使用者生理数据和/或身体机能数据相关的康复训练计划；
所述生理数据包含使用者身高、体重、年龄的基本数据；所述身体机能数据包含使用者每次运动训练过程踏板提供的支撑力大小、运动时间和运动里程数据。
根据一个优选的实施方式，所述传感单元包括压力传感器、时间传感器、速度传感器、放大电路、A/D转换电路和单片机；
所述压力传感器、时间传感器和速度传感器将采集的信号数据经放大电路放大，并通过A/D转换电路传输至单片机，由单片机实现数据的初步处理。
根据一个优选的实施方式，所述数据处理云终端包括数据处理单元和康复数据库，所述数据处理单元用于实现数据的关联匹配，所述康复数据库用于实现包括专家数据、传感单元采集数据、移动终端采集数据以及数据匹配过程产生的匹配结果的数据储存。
根据一个优选的实施方式，所述机械机构模块至少包括：用于支撑凸轮的第一凸轮槽，用于支撑使用者重力并带动使用者下肢运动的右踏板，用于传递动能至右踏板的第一摇杆，用于支撑第一摇杆的连杆，用于实现带动导杆转动的滑块，用于支撑导杆的直线轴承，用于实现带动连接块转动的导杆，用于带动第一摇杆运转的连接块，用于连接摇杆与连接块的销轴，用于实现限定连接块沿着凸轮槽上凹槽轨迹运动的凸轮滚子；
所述右踏板与所述第一摇杆刚性连接，同时所述第一摇杆分别与所述第一连杆和销轴通过铰接的方式相连，所述第一连杆通过铰接的方式接于机架，所述滑块上设有两平行的圆柱形通孔，所述直线轴承位于所述圆柱形通孔内，所述导杆穿过所述直线轴承，所述导杆与所述连接块以刚性连接的方式相连，所述凸轮滚子通过所述销轴与所述滑块刚性连接；
所述的凸轮滚子在所述凸轮槽上做曲线运动，随着曲率半径的不同，使所述得导杆相对于所述滑块做直线运动，所述滑块内附有直线轴承，用于减小所述导杆与所述滑块件机械磨损，提高使用寿命。
本发明提供的医疗装置至少具有如下优势：
(1)本发明的肢体康复训练系统基于康复对象的运动数据对康复对象的康复情况进行评估，康复对象根据康复评估系统的康复评估信息和康复建议进行康复训练，康复训练的效果更好。
(2)本发明根据前期实验采集而来的人体正常运动数据而研制，具有很强的适应性和科学性。患者按人体正常行走曲线进行康复训练，有利于提高人体康复疗效，缩短康复周期。
(3)本发明结合人机工程学，对所选机构尺寸进行了优化，在车座高度调节范围、扶手高度的设定等方面进行了考虑，保证康复效果的同时，提高了人体舒适度。
(4)本发明除可单独辅助下肢伤残者进行康复训练动作，还可配合其他康复医疗器械工作，用于辅助患者进行相关康复治疗。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明主要运动机构示意图；
图3为短轴装配体示意图；
图4为导杆装配体示意图；
图5为本发明主要机构运动简图；
图6为本发明功能模块连接关系图；和
图7为发明传感单元连接管理图。
附图标记列表
101：机架 102：第一凸轮槽 103：第一短轴装配体
104：第一一级链传动机构 105：二级链传动机构 106：电机
107：长轴 108：右踏板 109：第一摇杆
110：第一连杆 111：导杆装配体 112：扶手
113：车座 114：滑块 115：直线轴承
116：导杆 117：连接块 118：销轴
119：凸轮滚子 120：端盖 121：短轴
122：轴套 123：滚动轴承
具体实施方式
本发明肢体康复训练系统的目的在于帮助下肢行走障碍的患者康复，可起到锻炼身体、延缓病情与辅助康复的作用。同时也可配合其他康复医疗器械工作，用于帮助患者进行相关康复治疗。所述康复训练系统包括机械结构模块和功能模块。下面结合附图和实施例进行详细说明。
如图1所示的整体结构示意图，所述康复训练系统机械结构模块包括用于支撑及固定所述康复训练系统的机架101；用于支撑凸轮的凸轮槽，所述凸轮槽包括分布于机架101两侧的第一凸轮槽102和第二凸轮槽；用于实现动能传递的短轴装配体，所述短轴装配体包括分布于机架两侧的第一短轴装配体103和第二短轴装配体；用于实现动能传递的一级链传动机构，所述一级链传动机构包括分布于机架101侧的第一一级链传动机构104和第二一级链传动机构；用于实现将电机106的动能传递至长轴107的二级链传动机构105；用于提供所述康复训练系统运转动能的电机106；用于实现二级链传动机构105与第一一级链传动机构104之间的动能传递的长轴107；用于支撑使用者重力并带动使用者下肢运动的踏板，所述踏板包括位于机架两侧的右108和左踏板；用于传递动能至踏板的摇杆，所述摇杆包括位于机架101两侧的第一摇杆109和第二摇杆；用于支撑摇杆的连杆，所述连杆包括位于机架101两侧的第一连杆110和第二连杆；用于实现摇杆带动踏板完成符合人体运动学的运动轨迹运动的导杆装配体111，用于支撑使用者身体的扶手112；用于支撑使用者身体的车座113。
所述康复训练系统机械结构模块包含两凸轮槽，所述两凸轮槽位于机架101两侧，并通过螺钉固定于机架上。所述机械机构模块还包括两个短轴装配体，分别位于机架两侧凸轮槽上。所述机械机构模块还包括两个一级链传动机构，分别与位于机架两侧的短轴装配体和长轴107相连，用于传递动能。所述机械机构模块还包括一个二级链传动机构105，所述与电机106和长轴107相连。所述电机106固定于机架101之上，并与二级链传动机构105相连，将其动能通过二级链传动机构105传递至长轴107。所述长轴107通过两滚动轴承固定于机架101上。所述长轴107中端通过二级链传动机构105与电机106相连，实现电机106动能传递至长轴107。所述长轴107两端通过一级链传动机构相连，实现将接受的动能传递至机架101两侧短轴装配体的功能。所述机械机构模块还包括位于机架101两侧的踏板，所述踏板分别与位于机架101两侧的摇杆刚性连接，实现由摇杆带动踏板运动的功能。所述机械机构模块还包括位于机架两侧的两个摇杆，所述摇杆分别与位于机架两侧的连杆铰接，同时所述摇杆还与导杆装配体相连。所述机械机构模块还包括位于机架101两侧的连杆，所述连杆两端分别与摇杆和机架通过铰接的方式相连。所述机械机构模块还包括位于机架101两侧的导杆装配体，所述导杆装配体分别与摇杆和短轴装配体相连。所述机械机构模块还包括位于机架101顶端的扶手112，所述扶手112两端分别与机架101的两支撑杆相连。所述机械机构模块还包括一车座113，所述车座113与与机架101的一支撑杆相连。
根据一个优选的实施方式，所述的机架101材料为工业铝型材，由多段工业铝型材通过焊接和螺栓连接而成，分段装配可方便铝型材的长度调整，具有稳定性高、可操作性强的特点。
根据一个优选的实施方式，所述的电机106为伺服电机，具备反馈调节功能。电机106提供正反转动力，由一级链传动机构104和长轴107将动力分为两支传递给两侧滑块114，精确度与传动效率较高。
根据一个优选的实施方式，所述的车座113可根据人体高度实现上下调节，主要通过工业铝型材上不同高度的孔与车座113下端孔的螺栓联结，在保证康复效果的同时，提高了人体舒适度。实际工作时，先将螺栓拧紧到不同高度的孔中，根据人体舒适度，完成车座高度的调节。人坐于车座113上，双手紧握扶手112，足部平铺于踏板，双目正视前方，启动电机106，足部缓慢地随踏板做符合人行走时足部的曲线运动。
如图2所示的本发明机架一侧的运动机构示意图，其中包括用于支撑凸轮的第一凸轮槽102，用于支撑使用者重力并带动使用者下肢运动的右踏板108，用于传递动能至右踏板108的第一摇杆109，用于支撑第一摇杆109的连杆110，用于传递短轴动能的第一导杆116，用于带动第一摇杆109运转的连接块117。右踏板108与第一摇杆109刚性连接，同时所述第一摇杆109与第一连杆110和连接块117上的销轴118通过铰接的方式相连。第一连杆110通过铰接的方式接于机架101。导杆116与连接块117以刚性连接的方式相连。
如图3所示的本发明机架一侧的短轴装配体示意图，其中包括用于支撑凸轮的第一凸轮槽102，用于实现将动能传递至短轴121的一级链传动机构104，用于实现一级链传动机构104与短轴121相对位置固定的端盖120，用于实现将一级链传动机构104传递的动能传递至滑块114的短轴121，用于实现在短轴121转动过程起保护作用的轴套122，用于实现支撑短轴121转动的滚动轴承123。所述凸轮槽102上有一圆柱形通孔。所述滚动轴承123位于所述凸轮槽102的通孔处，并与所述凸轮槽102刚性连接。所述短轴121穿过所述滚动轴承123。所述短轴121上套有轴套122。所述短轴121与第一一级链传动机构104以刚性连接的方式相连。所述短轴121两端套有端盖120。根据一个优选的实施方式，所述的短轴装配体103中滚动轴承123两端采用轴肩与轴套122固定，短轴121的两端采用端盖120进行轴向加固。
如图4所示的本发明机架一侧的导杆装配体示意图，其中包括用于实现带动导杆116转动的滑块114，用于支撑导杆116的直线轴承115，用于实现带动连接块117转动的导杆116，用于连接摇杆109与连接块117的销轴118，用于实现限定连接块117沿着凸轮槽102上特定凹槽轨迹运动的凸轮滚子119。所述滑块114上设有两平行的圆柱形通孔，所述直线轴承115位于所述圆柱形通孔内。所述导杆116穿过直线轴承115。所述导杆与连接块117刚性连接。所述凸轮滚子119通过销轴118与滑块117刚性连接。根据一个优选的实施方式，所述的凸轮滚子119在凸轮槽102做曲线运动，随着曲率半径的不同，使得导杆116相对于滑块114做直线运动，两侧滑块114内附有直线轴承115，减小零件磨损，提高机械寿命。
图5为本发明的机架一侧的主要运动机构的运动简图，对应图2的运动机构。如图所示，图中滑块A对应于滑块114，图中杆B对应于导杆116，图中连接块D对应于连接块117。图中凹槽C对应于凸轮槽102上的凹槽结构，图中杆DE和杆MN对应第一摇杆109，图中踏板NP对应右踏板108。连接块D与杆ED铰接，杆MN与杆DE刚性连接，杆ED与杆EF铰接，杆MN与杆NP刚性连接。所述凹槽C为类似于三角形结构的环形凹槽。滑块A在短轴的带动下逆时针旋转，连接块D基于滑块A通过导杆B传递的动能沿凹槽C运动，随着曲率半径的不同，使得杆B相对于滑块A做直线运动。连接块D在转动过程中带动与之铰接的杆ED沿着凹槽C做往复运动。从而使得杆ED带动通过杆MN连接的杆NP做往复运动，也即是带动右踏板108做往复运动。根据一个优选的实施方式，凹槽结构部分C是根据实验采集而来的足部运动曲线信息而设计的，符合人体在行走过程的运动工程学轨迹。
如图6所示，所述康复训练系统包括机的功能模块包括传感单元、移动终端和数据处理云终端。所述数据处理云终端包括数据处理单元和康复数据库，所述数据处理单元用于实现数据的关联匹配，所述康复数据库用于实现包括专家数据、传感单元采集数据、移动终端采集数据以及数据匹配过程产生的匹配结果的数据储存。如图7所示，传感单元包括压力传感器、时间传感器、速度传感器、放大电路、A/D转换电路和单片机。所述压力传感器分别位于机架101两侧踏板上，用于测量踏板给使用者提供的支持力大小。所述速度传感器位于机架101一侧踏板与遥杆的连接处，用于测量踏板运动的方向变化，当踏板实现一次方向的正负变化，完成一次计数，从而通过计数与踏板完成一次往复运动的行程实现使用者运动里程的计算。所述压力传感器选用美国Futek公司LLB450压力传感器。量程13344N，额定输出2mV/V，传感器将采集的电信号经放大电路放大，传输至A/D转换电路，然后输入到单片机初步处理，由单片机将处理数据传输至移动终端。
单片机完成采集数据的初步分析。由单片机将初步分析的数据传输至移动终端。移动终端用于接收传感单元采集的使用者监测数据，同时采集初次使用者个人信息数据，并将监测数据和个人信息数据传输至数据处理云终端。移动终端也可以接受数据处理云终端的反馈数据，并根据该反馈数据通过单片机控制康复训练系统的训练机构，帮助使用者完成训练。使用者可以根据自身特点在移动终端上调整数据处理云终端提供的训练计划，制定个性化的训练计划。数据处理云终端用于收集移动终端传输的传感单元采集的监测数据和移动终端采集的个人信息数据并实现对该数据处理分析，确定使用者所处训练恢复的阶段，以及反馈该阶段的训练计划至移动终端。
在使用者康复训练过程中，通过将传感单元采集的使用者至少一个监测数据经移动终端发送至数据处理云终端，将移动终端采集的使用者个人信息数据发送至数据处理云终端，数据处理云终端根据接收的监测数据和个人信息数据完成数据处理分析，提供针对使用者后续训练计划的建议方案。本发明实现了针对使用者的训练功能，以及通过传感单元、移动终端和数据处理云终端实现了人机交互功能，能够针对使用者的康复情况提供康复训练计划且具备适时调整功能。
实施例1
以本发明的机械结构模块带动下肢运动为例进行说明。使用者坐于车座113之上，双手扶于扶手112，双脚置于踏板之上。电机106提供动力，由二级链传动机构105和长轴107将动力分为两支传递给两侧一级链传动机构。机架两侧一级链传动机构将接受的动能经位于机架两侧的短轴装配体传递至导杆装配体，所述导杆装配体将接受的动能传递至与之相连的摇杆机构，并由摇杆机构带动与之刚性连接的踏板，从而实现本发明带动人体下肢运动的功能。
以机架101一侧动能传递为例，所述动能传递过程为一级链传动机构将接受的动能经位于机架两侧的短轴装配体传递至导杆装配体。其具体为一级链传动机构带动与之连接的短轴121，所述短轴121带动与之刚性连接的滑块114，所述滑块114通过插入其中的两平行导杆116带动连接块117旋转。所述滑块114转动时，随着曲率半径的不同，导杆116相对于滑块做直线运动，带动凸轮滚子119或连接块117沿着凸轮槽102上的凹槽做曲线运动。与连接块117或凸轮滚子119相连的销轴118与摇杆109相连，从而实现带动摇杆109沿着凸轮槽102上的凹槽做曲线运动。踏板108与摇杆109间采用螺钉紧固，实现刚性连接，动力由凸轮滚子119传递到摇杆109，进而传递给踏板108，实现踏板108刚体做符合人行走时足部的曲线运动。
实施例2
以本发明的功能模块结合机械结构模块带动使用者下肢运动为例进行说明。在实施例1的基础上，传感单元基于压力传感器采集使用者对脚踏板的压力数据，传感单元基于时间传感器采集使用者对训练的时间数据，传感单元基于速度传感器采集使用者下肢运动里程数据。所述传感器采集的数据经由放大电路、A/D转换电路传输至单片机。单片机完成采集数据的初步分析。由单片机将初步分析的数据传输至移动终端。使用者可基于运动终端实时查看训练过程中传感单元采集的运动数据。所述移动终端将传感单元采集的包含压力数据、时间数据和行程数据发送至数据处理云终端完成数据更新，并将压力数据、时间数据和行程数据的变化情况以列表或曲线图的方式展示给使用者。所述移动终端用于接收传感单元采集的使用者监测数据，同时采集初次使用者个人信息数据，并将监测数据和个人信息数据传输至数据处理云终端。数据处理云终端将接受的数据存储进使用者康复数据库，并对历史数据进行更新。数据处理单元基于康复信息数据的更新数据完成对使用者身体数据分析，并给出进一步运动建议反馈信息。移动终端也可以接受数据处理云终端的反馈信息数据，并根据该反馈数据通过单片机控制康复训练系统的电机106，通过对电机106速度的控制实现对使用者运动里程的控制，帮助使用者完成训练。所述反馈信息包括使用者单次运动时长建议、运动周期建议、运动里程建议以及腿部是否能承受更大压力的建议或使用者是否需要可以离开车座113单纯依靠腿部或扶手支撑使用者运动。所述移动终端将康复训练推荐方案中单次训练时长、每天训练次数、训练周期、运动里程和踏板提供支撑力大小的建议以语音或列表的方式展示给使用者。
同时，使用者可以根据自身特点在移动终端上调整数据处理云终端提供的训练计划，制定个性化的训练计划。数据处理云终端用于收集移动终端传输的传感单元采集的监测数据和移动终端采集的个人信息数据并实现对该数据处理分析，确定使用者所处训练恢复的阶段，以及反馈该阶段的训练计划至移动终端。
本发明数据处理包含三个部分：一是利用储存于康复数据库中的专家数据进行康复训练计划推荐。所述康复训练计划为数据处理云终端基于传感单元采集的数据和移动终端采集的数据与专家数据分两次匹配关联而产生的。第一次匹配为所述储存于数据处理云终端的专家数据与传感单元采集的压力数据的关联匹配和/或与传感单元采集的时间数据的关联匹配和/或与传感单元采集的行程数据的关联匹配，并将所述匹配结果储存于数据处理云终端。第二次匹配为所述储存于数据处理云终端的第一次匹配结果与移动终端采集的至少包括使用者年龄、身高、体重个人的匹配，将第二次匹配结果存储于数据处理云终端，并将所述第二次匹配结果作为康复训练推荐方案发送至移动终端。所述专家数据为与使用者生理数据和/或身体机能数据相关的康复训练计划。所述生理数据包含使用者身高、体重、年龄的基本数据；所述身体机能数据包含使用者每次运动训练过程踏板提供的支撑力大小、运动时间和运动里程数据。
数据处理云终端含有数据处理单元。数据处理单元对移动终端传输的使用者的监测数据和个人信息进行数据处理，将监测数据和个人信息数据标准化为包含使用者身高、体重、年龄的基本生理数据和包含使用者每次运动训练过程装置提供的支撑力大小和运动时间、运动里程的身体机能数据。数据处理云终端的康复数据库根据使用者生理数据和身体机能数据的不同划分使用者所处恢复训练阶段，同时对所处的不同恢复阶段的使用者给出不同的训练推荐计划。其中，训练计划包括单次训练的时长、装置提供支撑力的大小、每天所需完成训练的次数、每次训练的间隔时长以及每次训练的里程数。
二是康复训练计划的实时调整。依据装置传感单元采集数据监测使用者恢复情况，若持续出现使用者自身脚部用力增加情形，则适度车座113或扶手112支撑力，并将踏板的支撑力数据更新到使用者训练计划。采用同样的方法，数据处理云终端可对单次训练的时长、每天所需完成训练的次数或每次训练的间隔时长的数据进行更新。
三是利用机器学习等方法进行个性化训练更新。数据处理云终端存有每个使用者的康复训练状态，在采集到大规模人群的康复训练数据后，针对所有使用者的康复训练数据，采用机器学习算法对人群进行聚类分析，其中聚类所使用的相似性度量方法主要由患者的身高、体重、年龄、训练量、每次训练所用力的百分比等变量计算得到。通过将相似性的人群聚类，来进行精细的使用者个性康复训练计划制定。个性康复训练计划包括单次训练的时长、装置提供支撑力的大小、每天所需完成训练的次数、每次训练的间隔时长和每次运动里程。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种肢体康复训练系统，所述康复训练系统包括机械结构模块和功能模块，其特征在于，所述功能模块至少包括传感单元、移动终端和数据处理云终端；
所述数据处理云终端基于传感单元采集的至少包含压力数据和/或时间数据和/或行程数据完成与储存于数据处理云终端的专家数据的第一次匹配，并将所述匹配结果储存于数据处理云终端；
所述数据处理云终端基于移动终端采集的使用者个人信息数据完成与第一次匹配结果的第二次匹配，将第二匹配结果存储于数据处理云终端，并将至少包括单次训练时长和/或每天训练次数和/或训练周期和/或运动里程和/或踏板提供支撑力大小的第二次匹配结果的专家数据作为康复训练推荐方案发送至移动终端。
2.如权利要求1所述的康复训练系统，其特征在于，所述第一次匹配为所述储存于数据处理云终端的专家数据与传感单元采集的压力数据的关联匹配和/或与传感单元采集的时间数据的关联匹配和/或与传感单元采集的行程数据的关联匹配，并将所述匹配结果储存于数据处理云终端。
3.如权利要求1所述的康复训练系统，其特征在于，所述第二次匹配为所述储存于数据处理云终端的第一次匹配结果与移动终端采集的至少包括使用者年龄、身高、体重个人的匹配，将第二次匹配结果存储于数据处理云终端，并将所述第二次匹配结果作为康复训练推荐方案发送至移动终端。
4.如权利要求3所述的康复训练系统，其特征在于，所述移动终端将传感单元采集的包含压力数据、时间数据和行程数据发送至数据处理云终端完成数据更新，并将压力数据、时间数据和行程数据的变化情况以列表或曲线图的方式展示给使用者。
5.如权利要求4所述的康复训练系统，其特征在于，所述数据处理云终端基于更新后的压力数据、时间数据和/或行程数据完成新的康复训练推荐方案。
6.如权利要求4所述的康复训练系统，其特征在于，所述移动终端基于接收到的康复训练推荐方案实现对康复训练系统机械结构模块中电机(106)的控制，通过对电机(106)速度的控制实现对使用者运动里程的控制；
所述移动终端将康复训练推荐方案中单次训练时长、每天训练次数、训练周期、运动里程和踏板提供支撑力大小的建议以语音或列表的方式展示给使用者。
7.如权利要求1所述的康复训练系统，其特征在于，所述专家数据为与使用者生理数据和/或身体机能数据相关的康复训练计划；
所述生理数据包含使用者身高、体重、年龄的基本数据；所述身体机能数据包含使用者每次运动训练过程踏板提供的支撑力大小、运动时间和运动里程数据。
8.如权利要求1所述的康复训练系统，其特征在于，所述传感单元包括压力传感器、时间传感器、速度传感器、放大电路、A/D转换电路和单片机；
所述压力传感器、时间传感器和速度传感器将采集的信号数据经放大电路放大，并通过A/D转换电路传输至单片机，由单片机实现数据的初步处理。
9.如权利要求1所述的康复训练系统，其特征在于，所述数据处理云终端包括数据处理单元和康复数据库，所述数据处理单元用于实现数据的关联匹配，所述康复数据库用于实现包括专家数据、传感单元采集数据、移动终端采集数据以及数据匹配过程产生的匹配结果的数据储存。
10.如权利要求1所述的康复训练系统，其特征在于，所述机械机构模块至少包括：用于支撑凸轮的第一凸轮槽(102)，用于支撑使用者重力并带动使用者下肢运动的右踏板(108)，用于传递动能至右踏板(108)的第一摇杆(109)，用于支撑第一摇杆(109)的连杆(110)，用于实现带动导杆(116)转动的滑块(114)，用于支撑导杆(116)的直线轴承(115)，用于实现带动连接块(117)转动的导杆(116)，用于带动第一摇杆(109)运转的连接块(117)，用于连接摇杆(109)与连接块(117)的销轴(118)，用于实现限定连接块(117)沿着凸轮槽(102)上凹槽轨迹运动的凸轮滚子(119)；
所述右踏板(108)与所述第一摇杆(109)刚性连接，同时所述第一摇杆(109)分别与所述第一连杆(110)和销轴(118)通过铰接的方式相连，所述第一连杆(110)通过铰接的方式接于机架(101)，所述滑块(114)上设有两平行的圆柱形通孔，所述直线轴承(115)位于所述圆柱形通孔内，所述导杆(116)穿过所述直线轴承(115)，所述导杆(116)与所述连接块(117)以刚性连接的方式相连，所述凸轮滚子(119)通过所述销轴(118)与所述滑块(117)刚性连接；
所述的凸轮滚子(119)在所述凸轮槽(102)上做曲线运动，随着曲率半径的不同，使所述得导杆(116)相对于所述滑块(114)做直线运动，所述滑块(114)内附有直线轴承(115)，用于减小所述导杆(116)与所述滑块(114)件机械磨损，提高使用寿命。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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