CN106621202B - 一种婴儿爬行训练机及其控制系统和控制方法 - Google Patents
一种婴儿爬行训练机及其控制系统和控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106621202B CN106621202B CN201610908707.1A CN201610908707A CN106621202B CN 106621202 B CN106621202 B CN 106621202B CN 201610908707 A CN201610908707 A CN 201610908707A CN 106621202 B CN106621202 B CN 106621202B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- baby
- upper frame
- traction rope
- supporting plate
- training airplane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
- A63B23/035—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
- A63B23/03575—Apparatus used for exercising upper and lower limbs simultaneously
- A63B23/03591—Upper and lower limb moving in phase, i.e. right foot moving in the same direction as the right hand
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus ; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
- A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus ; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
- A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
- A61H2001/0211—Walking coordination of arms and legs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/12—Driving means
- A61H2201/1207—Driving means with electric or magnetic drive
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/14—Special force transmission means, i.e. between the driving means and the interface with the user
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/16—Physical interface with patient
- A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
- A61H2201/164—Feet or leg, e.g. pedal
- A61H2201/1642—Holding means therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/50—Control means thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/50—Control means thereof
- A61H2201/5058—Sensors or detectors
- A61H2201/5071—Pressure sensors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2203/00—Additional characteristics concerning the patient
- A61H2203/04—Position of the patient
- A61H2203/0443—Position of the patient substantially horizontal
- A61H2203/0468—Prone
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2230/00—Measuring physical parameters of the user
- A61H2230/62—Posture
- A61H2230/625—Posture used as a control parameter for the apparatus
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2208/00—Characteristics or parameters related to the user or player
- A63B2208/02—Characteristics or parameters related to the user or player posture
- A63B2208/0242—Lying down
- A63B2208/0257—Lying down prone
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/50—Force related parameters
- A63B2220/56—Pressure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
- A63B2220/803—Motion sensors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
- A63B2220/806—Video cameras
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2230/00—Measuring physiological parameters of the user
- A63B2230/62—Measuring physiological parameters of the user posture
- A63B2230/625—Measuring physiological parameters of the user posture used as a control parameter for the apparatus
Abstract
本发明属于医疗康复机械领域,具体涉及一种用于辅助婴儿学习爬行的训练机及其控制系统和控制方法。所述训练机有两个工作模式,分别为模式一:初生婴儿的爬行姿势训练功能,模式二:稍大婴儿的爬行助力功能,满足不同年龄段婴儿的训练要求,增加了所述训练机的使用价值。模式一能在初生婴儿爬行训练中能取代成人的工作,能让婴儿爬行训练无人化,一个成人能同时看护多个婴儿,提高爬行训练的效率。模式二能给已经掌握爬行姿势但由于其他原因无法独立完成爬行的婴儿在爬行中予以助推力,使婴儿在爬行过程掌握爬行的技巧,锻炼肌肉力量,提升保持姿态的能力和促进脑部的发育,既能加速正常婴儿掌握爬行的能力也能提高有脑瘫可能性婴儿治愈的可能性。
Description
技术领域
本发明属于医疗康复机械领域,具体涉及一种用于辅助婴儿学习爬行的训练机及其控制系统和控制方法。
背景技术
一个月大的婴儿便可以在外界帮助下学习爬行,学习爬行能提高婴儿的肌肉力量,保持姿态的能力和协调能力进而促进大脑发育。现有的婴儿爬行训练方法多为成人辅助,成人先让婴儿趴着,将婴儿的大腿分开小腿与大腿呈V型,再用手推着婴儿的脚底向前用力,推着婴儿向前爬行。此方法每次一名成人只能照顾到一名婴儿,费时费力效率低。婴儿稍微长大后虽然能自主作出爬行的动作,却可能因肌肉力量,协调能力等不足无法独立完成爬行。具有脑瘫风险的婴儿往往很大也无法做到独立爬行,期间丧失了训练降低风险的时机。
发明内容
本发明为解决以上问题设计一种婴儿爬行训练机及其控制系统和控制方法,能满足不同阶段婴儿学习训练爬行的要求,高效快捷的帮助初生婴儿练习掌握爬行的动作。
为实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:一种婴儿爬行训练机,包括第一行走单元、第二行走单元和腿部牵引机构,所述第一行走单元和第二行走单元沿其行进方向相对往复运动设置,且第二行走单元的至少部分结构位于第一行走单元的后方;婴儿趴在所述第一行走单元上,所述牵引装置包括设置在第一行走单元上的第一牵引单元,以及设置在第二行走单元上的第二牵引单元;所述第一牵引单元包括第一牵引绳和第一牵引绳牵拉驱动装置,所述第一牵引绳牵拉驱动装置安装在第一行走单元内,所述第一牵引绳的一端与第一牵引绳牵拉驱动装置相连,另一端连接在婴儿大腿处的衣物上;所述第二牵引单元包括第二牵引绳和第二牵引绳牵拉驱动装置,所述第二牵引绳牵拉驱动装置安装在所述的位于第一行走机构后方的第二行走机构的结构上,所述第二牵引绳的一端与第二牵引绳牵拉驱动装置相连,另一端与婴儿脚部的衣物相连。
优选的,所述第二行走机构包括顶架,顶架具有前、后各两条支腿,各支腿底部设有滚轮,其中至少前侧两条支腿的滚轮是连有驱动部件的主动轮;所述第二牵引绳牵拉驱动装置分别安装在后侧的两条支腿上。
优选的,所述顶架下方安装有一导轨,所述导轨与第二行走单元的的行进方向平行,所述导轨上设有滑块,以及用于驱动滑块沿导轨滑动的滑块驱动单元,所述第一行走单元位于顶架下方,第一行走单元通过连接架与所述滑块固定连接。
优选的,所述第一行走单元包括托板,托板底部设有万向滚珠,所述连接架分别连接在托板的左、右两侧。
优选的,所述顶架的四条支腿的高度均为可调式设置,所述导轨与顶架之间的垂直距离为可调式设置。
优选的,所属顶架后侧两支腿底部的滚轮为万向滚轮。
优选的,所述托板的上表面设有左、右两个压力传感器,所述顶架上安装有用于捕捉婴儿手部和腿部动作的摄像头。
一种所述婴儿爬行训练机的控制系统,括左、右压力传感器、摄像头、托板运动状态检测传感器、驱动控制器、编码器、第一、第二牵引绳牵拉驱动装置、顶架前侧支腿滚轮驱动部件、以及滑块驱动单元;所述驱动控制器分别与左、右压力传感器、摄像头、托板运动状态检测传感器、第一、第二牵引绳牵拉驱动装置、顶架前侧支腿滚轮驱动部件、滑块驱动单元、以及编码器电连接,所述编码器内储存有用于控制婴儿爬行训练机动作的软件编码,所述驱动控制器能够根据左、右压力传感器、摄像头、托板运动状态检测传感器采集的信号或编码器内储存的软件编码来控制第一、第二牵引绳牵拉驱动装置、顶架前侧支腿滚轮驱动部件、以及滑块驱动单元动作。
一种应用所述控制系统控制所述婴儿爬行训练机的控制方法,驱动控制器读取编码器中的软件编码,对婴儿爬行训练机进行自动控制,具体过程如下:
步骤1:托板左右两端的第一牵引绳收回,带动婴儿大腿向托板方向靠进,;第二牵引绳放松,随着婴儿腿部的移动而伸长;
步骤2:第一牵引绳放松,第二牵引绳保持长度不变;滑块驱动单元驱动滑块和托板向前运动,进而带动婴儿身体向前运动;此时婴儿脚部在第二牵引绳的牵引下保持位置不变,故婴儿腿开始伸直;
步骤3:顶架前侧支腿滚轮驱动部件动作,驱动顶架向前运行托板在步骤2中前进的距离,同时滑块保持与顶架等速的反向运动,使托板的绝对位置保持不变,此时第一牵引绳和第二牵引绳回到初始长度,托板相对于顶架回到初始位置;
步骤4:返回步骤1执行。
一种应用所述控制系统控制所述婴儿爬行训练机的控制方法,驱动控制器根据左、右压力传感器、摄像头、托板运动状态检测传感器采集的信号来控制婴儿爬行训练机动作,具体过程如下:
步骤1:摄像头识别婴儿手臂和腿部的动作,若只有手臂动或只有腿部动,则训练机静止;若婴儿手臂和腿部都在动,则左压力传感器,右压力传感器分别获取托板表面的压力P1,P2,并输出给驱动控制器;
步骤2,驱动控制器判断P1和P2之间差值的绝对值是否小于执行阈值P’,若|P1-P2|<P’,则驱动控制器计算PWM信号值并输出至顶架前侧支腿滚轮驱动部件;使顶架前侧两支腿滚轮的转速V1、V2相等,即V1=V2=V,V表示训练机的基础速度,此时训练机直线运动;若|P1-P2|≥P’,则驱动控制器计算PWM信号值并输出至顶架前侧支腿滚轮驱动部件,使左前支腿滚轮的转速V1和右前支腿滚轮的转速V2不同,即V1=[1-(P1-P2)/P)]×V,V2=[1+(P1-P2)/P)]×V,P为婴儿的总压力,此时训练机转弯,转弯方向为:当V1<V2时,训练机向左转弯,当V1>V2时,训练机向右转弯;
步骤3,当婴儿仅通过手臂活腿部的活动爬行时,摄像头判定婴儿活动失效,婴儿带动托板运动,托板运动状态检测传感器采集托板运动状态信号,并将该信号输出给驱动控制器;
步骤4,驱动控制器计算PWM信号并输出至顶架前侧支腿滚轮驱动部件;使顶架前侧的两支腿滚轮按同样转速转动以带动训练机整体运动,同时滑块保持等速反向运动,使托板回到训练机初始位置;
步骤5,返回步骤1执行。
本发明的技术效果在于:
1)、本发明通过牵引装置来带动婴儿腿部模拟爬行动作,并通过第一、第二行走机构的交替运动使婴儿向前行进。所述训练机通过绳索牵引婴儿腿部和脚部,相对于刚性物体牵引,对婴儿更安全,婴儿无意识的蹬腿活动也不会对身体造成损伤,也不会对训练机造成损坏。
2)、所述训练机有两个工作模式,分别为模式一:初生婴儿的爬行姿势训练功能,模式二:稍大婴儿的爬行助力功能,满足不同年龄段婴儿的训练要求,增加了所述训练机的使用价值。模式一能在初生婴儿爬行训练中能取代成人的工作,能让婴儿爬行训练无人化,一个成人能同时看护多个婴儿,提高爬行训练的效率。模式二能给已经掌握爬行姿势但由于其他原因无法独立完成爬行的婴儿在爬行中予以助推力,使婴儿在爬行过程掌握爬行的技巧,锻炼肌肉力量,提升保持姿态的能力和促进脑部的发育,既能加速正常婴儿掌握爬行的能力也能提高有脑瘫可能性婴儿治愈的可能性。
3)、所述训练机在模式一下,通过托板左右两端的绳子和后侧支腿上的绳索调整婴儿的姿势,再通过所述滑块驱动单元调节所述托板前进,并在托板带动婴儿前进过程中通过绳索牵引让婴儿伴随移动做出合适的爬行动作。
4)、所述训练机在模式二下,通过所述摄像机捕获婴儿肢体运动,通过所述左压力传感器,右压力传感器采集压力值,通过驱动控制器分析处理婴儿的爬行意图,并向合适方向给出适当的助推力,辅助婴儿爬行。
5)、所述训练机采用两个摄像头识别婴儿动作,将手臂和腿部同时活动判定为婴儿有爬行意图,单独手臂或者单独腿部活动可能为婴儿定点活动的动作,不足以作为爬行的依据,避免了训练机不必要的运动;婴儿在朝着想去的方向时,会有身体上的倾斜,这种倾斜会在所述两边造成压力差,通过在所述垫子左右两边设置压力传感器,判断婴儿想要爬行的方向。
附图说明
图1、图2是本发明的立体结构示意图。
图3是本发明中第一牵引绳牵拉驱动单元的结构示意图。
图4是本发明中第二牵引绳牵拉驱动单元的爆炸结构示意图。
图5是本发明实施例3的的控制系统框图。
图6是本发明实施例4的控制系统框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的描述。
实施例1
如图1、2所示,一种婴儿爬行训练机,包括第一行走单元、第二行走单元和腿部牵引机构,所述第一行走单元和第二行走单元沿其行进方向相对往复运动设置,且第二行走单元的至少部分结构位于第一行走单元的后方;婴儿趴在所述第一行走单元上,所述牵引装置包括设置在第一行走单元上的第一牵引单元,以及设置在第二行走单元上的第二牵引单元;所述第一牵引单元包括第一牵引绳3和第一牵引绳牵拉驱动装置,所述第一牵引绳牵拉驱动装置安装在第一行走单元内,所述第一牵引绳3的一端与第一牵引绳牵拉驱动装置相连,另一端连接在婴儿大腿处的衣物上;所述第二牵引单元包括第二牵引绳4和第二牵引绳牵拉驱动装置14,所述第二牵引绳牵拉驱动装置14安装在所述的位于第一行走机构后方的第二行走机构的结构上,所述第二牵引绳4的一端与第二牵引绳牵拉驱动装置14相连,另一端与婴儿脚部的衣物相连。本发明通过牵引装置来带动婴儿腿部模拟爬行动作,并通过第一、第二行走机构的交替运动使婴儿向前行进。所述训练机通过绳索牵引婴儿腿部和脚部,相对于刚性物体牵引,对婴儿更安全,婴儿无意识的蹬腿活动也不会对身体造成损伤,也不会对训练机造成损坏。如图4所示,本实施例中的第二牵引绳牵拉驱动装置14由绕线盘24与伺服电机23直接相连构成,如图3所示,第一牵引绳牵拉驱动装置由绕线盘21、齿轮22和伺服电机20构成,私服电机20的动力通过齿轮22传递给绕线盘21。除此之外,本领域技术人员也可以在本发明的启示下选择现有技术中其他能够实现绳索收放的结构来驱动第一、第二牵引绳3、4动作。
优选的,所述第二行走机构包括顶架2,顶架2具有前、后各两条支腿11a、11b、11c、11d,各支腿11a、11b、11c、11d底部设有滚轮15a、15b、16a、16b,其中至少前侧两条支腿11a、11b的滚轮16a、16b是连有驱动部件的主动轮;所述第二牵引绳牵拉驱动装置14分别安装在后侧的两条支腿11c、11d上。本实施例优选采用结构相对紧凑的轮毂电机作为主动轮,轮毂电机上部设置围护壳体19,该围护壳体19的内腔可最为电池或驱动控制模块的安装空间。
优选的,所述顶架2下方安装有一导轨5,所述导轨5与第二行走单元的的行进方向平行,所述导轨5上设有滑块6,以及用于驱动滑块6沿导轨5滑动的滑块驱动单元,所述第一行走单元位于顶架2下方,第一行走单元通过连接架10与所述滑块6固定连接。本实施例中,所述导轨5为一根水平导柱,滑块6套在导柱上,滑块6前后两端分别连有一根绳索8a、8b,这两根绳索8a、8b分别与导柱前后两端设置的牵引装置7a、7b相连,用来驱动滑块6前后滑动,该绳索8a、8b和牵引装置7a、7b即为所述的滑块驱动单元。除该实施例外,本领域技术人员在本发明的启示下还应该能够想到采用气缸、电缸等轨道驱动部件来带动滑块6和第一行走单元运动。
优选的,所述第一行走单元包括托板1,托板1底部设有万向滚珠18,所述连接架10分别连接在托板1的左、右两侧。万向滚珠18体积较小,能够使托板1更加靠近底面,从而使是婴儿更加接近真实的爬行姿态。
进一步的,所述顶架2的四条支腿11a、11b、11c、11d的高度均为可调式设置,所述导轨5与顶架2之间的垂直距离为可调式设置。本实施例中,优选采用电动推杆12、13来调节支腿11a、11b、11c、11d和导轨5的高度,支腿11a、11b、11c、11d的电动推杆12位于支腿11a、11b、11c、11d顶部(顶架2与支腿11a、11b、11c、11d)之间,导轨5的电动推杆13位于顶架2与导轨5之间,电动推杆13也是用于连接导轨5与顶架2的连接部件。
优选的,所属顶架2后侧两支腿11c、11d底部的滚轮15a、15b为万向滚轮。万向滚轮能够使第二行走机构实现转向动作。
优选的,所述托板1的上表面设有左、右两个压力传感器17a、17b,所述顶架2上安装有用于捕捉婴儿手部和腿部动作的摄像头9。压力传感器17a、17b和摄像头9能够捕捉婴儿的运动趋势,为控制系统提供运动参数。
实施例2
一种所述婴儿爬行训练机的控制系统,包括左、右压力传感器17a、17b、摄像头9、托板运动状态检测传感器、驱动控制器、编码器、第一、第二牵引绳牵拉驱动装置、顶架前侧支腿滚轮驱动部件、以及滑块驱动单元;所述驱动控制器分别与左、右压力传感器17a、17b、摄像头9、托板运动状态检测传感器、第一、第二牵引绳牵拉驱动装置、顶架前侧支腿滚轮驱动部件、滑块驱动单元、以及编码器电连接,所述编码器内储存有用于控制婴儿爬行训练机动作的软件编码,所述驱动控制器能够根据左、右压力传感器17a、17b、摄像头9、托板运动状态检测传感器采集的信号或编码器内储存的软件编码来控制第一、第二牵引绳牵拉驱动装置、顶架前侧支腿滚轮驱动部件、以及滑块驱动单元动作。
实施例3
一种应用所述控制系统控制所述婴儿爬行训练机的控制方法,驱动控制器读取编码器中的软件编码,对婴儿爬行训练机进行自动控制,具体过程如下:
步骤1:托板1左右两端的第一牵引绳3收回,带动婴儿大腿向托板1方向靠进,;第二牵引绳4放松,随着婴儿腿部的移动而伸长;
步骤2:第一牵引绳3放松,第二牵引绳4保持长度不变;滑块驱动单元驱动滑块6和托板1向前运动,进而带动婴儿身体向前运动;此时婴儿脚部在第二牵引绳4的牵引下保持位置不变,故婴儿腿开始伸直;
步骤3:顶架前侧支腿滚轮驱动部件动作,驱动顶架2向前运行托板1在步骤2中前进的距离,同时滑块6保持与顶架2等速的反向运动,使托板1的绝对位置保持不变,此时第一牵引绳3和第二牵引绳4回到初始长度,托板1相对于顶架2回到初始位置;
步骤4:返回步骤1执行。
实施例4
一种应用所述控制系统控制所述婴儿爬行训练机的控制方法,驱动控制器根据左、右压力传感器17a、17b、摄像头9、托板运动状态检测传感器采集的信号来控制婴儿爬行训练机动作,具体过程如下:
步骤1:摄像头9识别婴儿手臂和腿部的动作,若只有手臂动或只有腿部动,则训练机静止;若婴儿手臂和腿部都在动,则左压力传感器17a,右压力传感器17b分别获取托板1表面的压力P1,P2,并输出给驱动控制器;
步骤2,驱动控制器判断P1和P2之间差值的绝对值是否小于执行阈值P’,若|P1-P2|<P’,则驱动控制器计算PWM信号值并输出至顶架前侧支腿滚轮驱动部件;使顶架2前侧两支腿11a、11b的滚轮16a、16b的转速V1、V2相等,即V1=V2=V,V表示训练机的基础速度,此时训练机直线运动;若|P1-P2|≥P’,则驱动控制器计算PWM信号值并输出至顶架前侧支腿滚轮驱动部件,使左前支腿11a滚轮16a的转速V1和右前支腿11b滚轮16b的转速V2不同,即V1=[1-(P1-P2)/P)]×V,V2=[1+(P1-P2)/P)]×V,P为婴儿的总压力,此时训练机转弯,转弯方向为:当V1<V2时,训练机向左转弯,当V1>V2时,训练机向右转弯;
步骤3,当婴儿仅通过手臂活腿部的活动爬行时,摄像头9判定婴儿活动失效,婴儿带动托板1运动,托板运动状态检测传感器采集托板1运动状态信号,并将该信号输出给驱动控制器;
步骤4,驱动控制器计算PWM信号并输出至顶架前侧支腿滚轮驱动部件;使顶架2前侧的两支腿11a、11b的滚轮16a、16b按同样转速转动以带动训练机整体运动,同时滑块6保持等速反向运动,使托板1回到训练机初始位置;
步骤5,返回步骤1执行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种婴儿爬行训练机,其特征在于:包括第一行走单元、第二行走单元和腿部牵引机构,所述第一行走单元和第二行走单元沿其行进方向相对往复运动设置,且第二行走单元的至少部分结构位于第一行走单元的后方;婴儿趴在所述第一行走单元上,牵引装置包括设置在第一行走单元上的第一牵引单元,以及设置在第二行走单元上的第二牵引单元;所述第一牵引单元包括第一牵引绳(3)和第一牵引绳牵拉驱动装置,所述第一牵引绳牵拉驱动装置安装在第一行走单元内,所述第一牵引绳(3)的一端与第一牵引绳牵拉驱动装置相连,另一端连接在婴儿大腿处的衣物上;所述第二牵引单元包括第二牵引绳(4)和第二牵引绳牵拉驱动装置(14),所述第二牵引绳牵拉驱动装置(14)安装在所述的位于第一行走单元后方的第二行走单元的结构上,所述第二牵引绳(4)的一端与第二牵引绳牵拉驱动装置(14)相连,另一端与婴儿脚部的衣物相连。
2.根据权利要求1所述的婴儿爬行训练机,其特征在于:所述第二行走单元包括顶架(2),顶架(2)具有前、后各两条支腿(11a、11b、11c、11d),各支腿(11a、11b、11c、11d)底部设有滚轮(15a、15b、16a、16b),其中至少前侧两条支腿(11a、11b)的滚轮(16a、16b)是连有驱动部件的主动轮;所述第二牵引绳牵拉驱动装置(14)分别安装在后侧的两条支腿(11c、11d)上。
3.根据权利要求2所述的婴儿爬行训练机,其特征在于:所述顶架(2)下方安装有一导轨(5),所述导轨(5)与第二行走单元的行进方向平行,所述导轨(5)上设有滑块(6),以及用于驱动滑块(6)沿导轨(5)滑动的滑块驱动单元,所述第一行走单元位于顶架(2)下方,第一行走单元通过连接架(10)与所述滑块(6)固定连接。
4.根据权利要求3所述的婴儿爬行训练机,其特征在于:所述第一行走单元包括托板(1),托板(1)底部设有万向滚珠(18),所述连接架(10)分别连接在托板(1)的左、右两侧。
5.根据权利要求3所述的婴儿爬行训练机,其特征在于:所述顶架(2)的四条支腿(11a、11b、11c、11d)的高度均为可调式设置,所述导轨(5)与顶架(2)之间的垂直距离为可调式设置。
6.根据权利要求2所述的婴儿爬行训练机,其特征在于:所述顶架(2)后侧两支腿(11c、11d)底部的滚轮(15a、15b)为万向滚轮。
7.根据权利要求4所述的婴儿爬行训练机,其特征在于:所述托板(1)的上表面设有左、右两个压力传感器(17a、17b),所述顶架(2)上安装有用于捕捉婴儿手部和腿部动作的摄像头(9)。
8.一种权利要求1至7任意一项所述婴儿爬行训练机的控制系统,其特征在于:包括左、右压力传感器(17a、17b)、摄像头(9)、托板运动状态检测传感器、驱动控制器、编码器、第一、第二牵引绳牵拉驱动装置、顶架前侧支腿滚轮驱动部件、以及滑块驱动单元;所述驱动控制器分别与左、右压力传感器(17a、17b)、摄像头(9)、托板运动状态检测传感器、第一、第二牵引绳牵拉驱动装置、顶架前侧支腿滚轮驱动部件、滑块驱动单元、以及编码器电连接,所述编码器内储存有用于控制婴儿爬行训练机动作的软件编码,所述驱动控制器能够根据左、右压力传感器(17a、17b)、摄像头(9)、托板运动状态检测传感器采集的信号或编码器内储存的软件编码来控制第一、第二牵引绳牵拉驱动装置、顶架前侧支腿滚轮驱动部件、以及滑块驱动单元动作。
9.一种应用权利要求8所述控制系统控制权利要求4或7任意一项所述婴儿爬行训练机的控制方法,其特征在于:驱动控制器读取编码器中的软件编码,对婴儿爬行训练机进行自动控制,具体过程如下:
步骤1:托板(1)左、右两端的第一牵引绳(3)收回,带动婴儿大腿向托板(1)方向靠进;第二牵引绳(4)放松,随着婴儿腿部的移动而伸长;
步骤2:第一牵引绳(3)放松,第二牵引绳(4)保持长度不变;滑块驱动单元驱动滑块(6)和托板(1)向前运动,进而带动婴儿身体向前运动;此时婴儿脚部在第二牵引绳(4)的牵引下保持位置不变,故婴儿腿开始伸直;
步骤3:顶架前侧支腿滚轮驱动部件动作,驱动顶架(2)向前运行托板(1)在步骤2中前进的距离,同时滑块(6)保持与顶架(2)等速的反向运动,使托板(1)的绝对位置保持不变,此时第一牵引绳(3)和第二牵引绳(4)回到初始长度,托板(1)相对于顶架(2)回到初始位置;
步骤4:返回步骤1执行。
10.一种应用权利要求8所述控制系统控制权利要求4或7任意一项所述婴儿爬行训练机的控制方法,其特征在于:驱动控制器根据左、右压力传感器(17a、17b)、摄像头(9)、托板运动状态检测传感器采集的信号来控制婴儿爬行训练机动作,具体过程如下:
步骤1:摄像头(9)识别婴儿手臂和腿部的动作,若只有手臂动或只有腿部动,则训练机静止;若婴儿手臂和腿部都在动,则左压力传感器(17a),右压力传感器(17b)分别获取托板(1)表面的压力P1,P2,并输出给驱动控制器;
步骤2,驱动控制器判断P1和P2之间差值的绝对值是否小于执行阈值P’,若|P1-P2|<P’,则驱动控制器计算PWM信号值并输出至顶架前侧支腿滚轮驱动部件;使顶架(2)前侧两支腿(11a、11b)的滚轮(16a、16b)的转速V1、V2相等,即V1=V2=V,V表示训练机的基础速度,此时训练机直线运动;若|P1-P2|≥P’,则驱动控制器计算PWM信号值并输出至顶架前侧支腿滚轮驱动部件,使左前支腿(11a)的滚轮(16a)的转速V1和右前支腿(11b)滚轮(16b)的转速V2不同,即V1=[1-(P1-P2)/P)]×V,V2=[1+(P1-P2)/P)]×V,P为婴儿的总压力,此时训练机转弯,转弯方向为:当V1<V2时,训练机向左转弯,当V1>V2时,训练机向右转弯;
步骤3,当婴儿仅通过手臂或腿部的活动爬行时,摄像头(9)判定婴儿活动失效,婴儿带动托板(1)运动,托板运动状态检测传感器采集托板(1)运动状态信号,并将该信号输出给驱动控制器;
步骤4,驱动控制器计算PWM信号并输出至顶架前侧支腿滚轮驱动部件;使顶架(2)前侧的两支腿(11a、11b)的滚轮(16a、16b)按同样转速转动以带动训练机整体运动,同时滑块(6)保持等速反向运动,使托板(1)回到训练机初始位置;
步骤5,返回步骤1执行。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610908707.1A CN106621202B (zh) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | 一种婴儿爬行训练机及其控制系统和控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610908707.1A CN106621202B (zh) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | 一种婴儿爬行训练机及其控制系统和控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106621202A CN106621202A (zh) | 2017-05-10 |
CN106621202B true CN106621202B (zh) | 2018-09-21 |
Family
ID=58855576
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610908707.1A Active CN106621202B (zh) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | 一种婴儿爬行训练机及其控制系统和控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106621202B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108245838A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-07-06 | 袁以龙 | 一种俯动器 |
CN108308948A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-07-24 | 南京工业职业技术学院 | 智能学步车 |
CN108968971A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-12-11 | 赵宏杰 | 一种爬行训练检测分析系统 |
CN110215089A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-09-10 | 朱龙云 | 一种遥控儿童爬行训练器 |
CN110584947B (zh) * | 2019-08-20 | 2021-04-27 | 长春理工大学 | 脑瘫患儿爬行康复训练婴儿车 |
CN110801369A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-02-18 | 麻景鹏 | 一种辅助生物爬行的设备 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101012734B1 (ko) * | 2008-10-23 | 2011-02-09 | 재단법인 산재의료관리원 | 전동식 이동보조장치 |
CN102179035B (zh) * | 2011-04-28 | 2012-10-03 | 上海电机学院 | 能够调节矫正爬行姿态的爬行锻炼机 |
CN202146576U (zh) * | 2011-06-08 | 2012-02-22 | 陈文亭 | 爬行训练装置 |
CN102343137B (zh) * | 2011-07-08 | 2013-09-04 | 上海电机学院 | 爬行锻炼机 |
CN203341394U (zh) * | 2012-12-13 | 2013-12-18 | 宁波市鄞州永茂机械厂 | 一种婴儿爬行车 |
-
2016
- 2016-10-18 CN CN201610908707.1A patent/CN106621202B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106621202A (zh) | 2017-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106621202B (zh) | 一种婴儿爬行训练机及其控制系统和控制方法 | |
CN110279557B (zh) | 一种下肢康复机器人控制系统及控制方法 | |
CN108606907B (zh) | 一种可移动式并联柔索驱动下肢康复机器人及其实施方法 | |
CN101803988B (zh) | 多功能智能助立助行康复机器人 | |
CN103330635B (zh) | 一种穿戴型下肢助力机器人、其折叠方法及用于装运的手拉箱 | |
CN103263338B (zh) | 一种上肢康复机器人 | |
CN201235053Y (zh) | 床上智能控制双腿下肢运动康复器 | |
CN205145027U (zh) | 座椅可移动式下肢外骨骼康复训练装置 | |
CN103750980A (zh) | 一种用于病人偏瘫手指的辅助康复训练装置 | |
CN103610567A (zh) | 脑卒中偏瘫患者辅助康复训练机器人 | |
CN205126722U (zh) | 下肢功能康复训练机器人 | |
CN107015564B (zh) | 一种助行机器人及组合式智能控制方法 | |
CN108114405A (zh) | 基于3d深度摄像头和柔性力敏传感器的跑步机自适应系统 | |
CN107174475A (zh) | 一种坐卧式下肢康复机器人的机架 | |
CN106726340A (zh) | 一种智能安全保护的人体下肢康复训练机器人 | |
CN108888469A (zh) | 一种老年人肢体功能康复训练装置 | |
CN112657127A (zh) | 一种康复训练用智能跑步机 | |
CN211300956U (zh) | 一种卧式下肢康复机器人 | |
CN210962909U (zh) | 一种多位姿下肢康复机器人 | |
CN210962908U (zh) | 一种坐式下肢康复机器人 | |
CN210205287U (zh) | 一种四肢外骨骼康复机器人 | |
CN111973406A (zh) | 随动式柔性伺服牵引的步态康复机器人系统 | |
CN209059877U (zh) | 一种神经内科用的下肢被动式康复装置 | |
CN213313186U (zh) | 一种儿童保健辅助锻炼装置 | |
CN112932862B (zh) | 一种站立及转移辅助机器人及使用方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |