CN110051976A - 一种感觉运动整合的座垫及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种感觉运动整合的座垫及使用方法，座垫包括板状的底板和坐垫，坐垫位于底板上方，坐垫底面中心位置设置有支撑架，支撑架为中空盒体，支撑架上端与坐垫固定连接，支撑架侧部设置有开口，支撑架内设置有倾角传感器，倾角传感器上设置有数据接口用于连接数据线及外部硬件，数据接口朝向支撑架侧部开口；所述支撑架底部与底板之间通过万向联轴器连接；支撑架周围均匀设置有复位弹簧，所述复位弹簧两端分别连接底板和坐垫，自然状态下，坐垫保持水平。本发明所述的感觉运动整合的座垫，机械机构简单，操作时方便安全，可帮助使用者重建腰椎、骨盆正确的本体感觉与高效运动的整合效应，符合神经生理科学原理。

Description

一种感觉运动整合的座垫及使用方法

技术领域

本发明属于医疗器械设备技术领域，具体是一种感觉运动整合的座垫及使用方法。

背景技术

腰痛是指以腰、骶和臀部疼痛或不适主要症状的综合征，是康复医学、临床医学和运动医学等领域的常见疾病。腰椎稳定性降低、肌力减退是腰痛的主要诱发因素。1992年著名的生物力学学者Panjabi提出维持腰椎稳定性的三亚系模型：被动支持亚系，包含骨骼、韧带、椎间盘、筋膜等，提供内源性稳定；主动支持亚系，包含核心肌群与肌腱，提供外源性稳定；中枢神经系统亚系，以神经回路控制肌肉收缩时间、顺序与强度。

有研究认为核心稳定性是腰、骨盆和髋构成的复合系统控制脊柱姿势的能力，以及脊柱在受到干扰后恢复平衡的能力。核心肌是由围绕全身脊柱、四肢的肌肉组成，可以稳定脊柱、骨盆、关节的活动，使人们完成各种各样的动作。现代人生活方式发生变化，经常要长时间端坐位伏案工作，核心肌群得不到刺激不能激活，长时以往，导致弱化、萎缩现象。

当前一般的临床治疗以针灸按摩为主，效果有限，仅仅简单放松紧张的肌肉，不能起到激活、训练核心肌群的作用。核心肌群的激活需要本体感受器的信息上传至小脑和大脑皮层，经过中枢神经系统调控，再将运动信息下行传导至核心肌群。因此，正确的腰部感觉信息上传是核心肌群训练的基础，是躯干骨盆稳定的条件，是治疗腰痛的不二法则。

目前腰痛患者的治疗仍然停留在控制疼痛阶段，并没有好的方法或者设备通过“主动支持亚系”和“中枢神经系统亚系”激活核心肌群，重建腰、骨盆的稳定性，从而真正解决腰痛问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对目前技术中的不足，提供一种感觉运动整合的座垫及使用方法，用于帮助使用者建立正确的本体感觉与运动的整合，及核心肌群的肌梭本体感受器与核心肌群之间的整合。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种感觉运动整合的座垫，包括板状的底板和坐垫，坐垫位于底板上方，坐垫底面中心位置设置有支撑架，所述支撑架为中空盒体，支撑架上端与坐垫固定连接，支撑架侧部设置有开口，支撑架内设置有倾角传感器，倾角传感器上设置有数据接口用于连接数据线及外部硬件，数据接口朝向支撑架侧部开口，倾角传感器固定连接在支撑架内；所述支撑架底部与底板之间通过万向联轴器连接；支撑架周围均匀设置有复位装置，所述复位装置两端分别连接底板和坐垫，自然状态下，坐垫保持水平。

作为本方案的一种改进，所述倾角传感器为陕西航天长城测控有限公司生产的LE-30系列倾角仪，所述复位装置为复位弹簧。

作为本方案的一种改进，所述底板和坐垫均为对称的四边形板状结构，尖锐部分具有圆角或倒角。

作为本方案的一种改进，所述复位弹簧共有四个，均匀分布在支撑架周围。

作为本方案的一种改进，所述坐垫上表面包覆有软质外皮。

一种感觉运动整合的座垫的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、将座垫放置在座椅上；

b、使用数据线连接座垫中倾角传感器与显示设备；

c、启动显示设备，显示倾角传感器测量的倾角数值；

d、让使用者坐与座垫上；

e、医护人员制定一系列指定的倾角数值；

f、使用者主动让骨盆产生前后左右倾斜的动作，使座垫跟随做出各个方向倾倒的动作，使用者根据显示器显示的数值进行调整，尽力使反馈的结果等同于步骤e中医护人员指定的数值。

有益效果：本发明所述的一种感觉运动整合的座垫，在使用时，倾角传感器通过数据线连接显示设备，将倾角传感器所测数值在显示设备上进行显示。倾角传感器为陕西航天长城测控有限公司生产的LE-30系列倾角仪，该倾角仪是测量载体相对于水平面的倾斜角度设备，通过测量静态重力加速度变化，转换成倾斜角度变化，用俯仰角(X)和横滚角(Y)表示测量倾角值。使用者坐在坐垫上，可通过显示设备实时观察到自己坐姿导致的坐垫绕x轴和Y轴的倾斜角度，医护人员可设置一系列倾角数值，使用者在坐垫上调整自己坐姿依次达到医护人员所设置的倾角数值，在调整坐姿的锻炼过程中，使用者核心肌群得到锻炼，同时锻炼和修复盆骨运动的感知能力。

坐垫与底板通过万向联轴器连接，坐垫可以万向联轴器为中心倾斜摆动。同时坐垫与底板之间还设置有复位弹簧，实现对人体倾角的侧支撑，减轻人体侧倾时身体的支撑力。坐垫上表面包覆有软质外皮提升舒适度，使用者也可根据自己需要增加软硬不同材质的辅助坐垫提升整体感觉。

本发明所述的感觉运动整合的座垫，机械机构简单，操作时方便安全，可帮助使用者重建腰椎、骨盆正确的本体感觉与高效运动的整合效应，符合神经生理科学原理，锻炼和修复盆骨运动的感知能力。

附图说明

图1、所述感觉运动整合的座垫主视图；

图2、所述感觉运动整合的座垫结构示意图；

图3、数据采集卡的MATLAB显示的图像程序;

附图标记列表：1、底板；2、坐垫；3、复位弹簧；4、支撑架；5、万向联轴器；6、倾角传感器；7、数据接口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例1

如图1和2所示的一种感觉运动整合的座垫，包括底板1和坐垫2，底板1和坐垫2均为对称的四边形板状结构，尖锐部分具有圆角或倒角。坐垫2位于底板1上方，坐垫2底面中心位置设置有支撑架4。为了清楚表示座垫的结构，图2中将坐垫2移出。支撑架4为中空盒体，支撑架4上端开口且外部设置有法兰与坐垫2固定连接，支撑架4侧部设置有开口，支撑架4内设置有倾角传感器6，倾角传感器6通过螺栓与坐垫2连接。倾角传感器6上设置有数据接口7用于连接数据线及外部硬件，数据接口7朝向支撑架4侧部开口。倾角传感器6为陕西航天长城测控有限公司生产的LE-30系列倾角仪。支撑架4底部与底板1之间通过万向联轴器5连接，通过选取万向联轴器，可使坐垫在各个方向上可转动的倾角不超过30°，防止坐垫过度倾斜。支撑架4周围均匀设置有四个复位弹簧3，复位弹簧3两端分别连接底板1和坐垫2，自然状态下，坐垫2保持水平。坐垫2上表面包覆有软质外皮。复位弹簧3两端可通过粘结剂与底板1和坐垫2粘接，或通过卡扣与底板1和坐垫2固定连接。

在实际应用中，倾角传感器6通过数据线连接电脑，将倾角传感器6所测数值在显示设备上进行显示。使用者在坐垫2上调整自己坐姿依次达到医护人员所设置的倾角数值，在调整坐姿的锻炼过程中，使用者核心肌群得到锻炼，同时锻炼和修复盆骨运动的感知能力。

倾角传感器工作流程如下：将倾角传感器与数据采集卡相连，数据采集卡信号再通过USB端口连接到电脑上即可实现数据传输。

倾角传感器信号通过数据采集卡采集，进行数模转换，转换成计算机可以识别的数字信号，然后通过倾角传感器测试程序或者自行编程显示在计算机显示器或者电视屏幕上。

下面是数据采集卡的MATLAB开源程序，可通过此程序实现传感器的数模转换。

loadlibrary('D:\iso\USB-4000_USB-2000 Series DAQ\daqus2.0_lv\lib\x64\gusb','D:\iso\USB-4000_USB-2000 Series DAQ\daqus2.0_lv\lib\x64\gusb.h')

libfunctions gusb -full

Data = zeros(1,16000);

DataPtr = libpointer('singlePtr',Data);

calllib('gusb','OpenDevice',0)

calllib('gusb','SetSampleRate',0,10000)

calllib('gusb','SetUSB2AiRange',0,10)

calllib('gusb','SetChanSel',0,1)

calllib('gusb','StartRead',0)

calllib('gusb','SetSoftTrig',0,1)

calllib('gusb','GetAiChans',0,1000,1,DataPtr,4000);

Data = get(DataPtr,'Value');

pause(5)

myData = zeros(1,1000);

myData = Data(1:1000);

plot(myData)

calllib('gusb','StopRead',0);

calllib('gusb','SetSoftTrig',0,0);

calllib('gusb','ClearBufs',0);

calllib('gusb','CloseDevice',0);

clear all;

unloadlibrary('gusb')

利用该程序在电脑显示界面上显示的图像程序如图3所示。显示界面中，“X轴角度”和“Y轴角度”即实时表示使用者在使用本座垫时，坐姿导致的坐垫绕x轴和Y轴的倾斜角度。

倾角传感器6可以连接无线传输设备，将数据无线传输至移动设备，使用者或者医护人员可在移动设备上获取坐垫2倾角数据。

上述座垫的使用方法如下：

a、将座垫放置在座椅上；

b、使用数据线连接座垫中倾角传感器与显示设备；

c、启动显示设备，显示倾角传感器测量的倾角数值；

d、让使用者坐与座垫上；

e、医护人员制定一系列指定的倾角数值；

f、使用者主动让骨盆产生前后左右倾斜的动作，使座垫跟随做出各个方向倾倒的动作，使用者根据显示器显示的数值进行调整，尽力使反馈的结果等同于步骤e中医护人员指定的数值。

在更进一步的应用中，可以将医护人员指定的数值以图像的方式在显示设备中显示出来，使用者根据看到的图像摆动自己的身体，调整坐姿，达到锻炼的目的。此时，可以利用以任务为导向的游戏互动方式，使用电脑游戏程序设定好使用者的骨盆的三维运动轨迹，使用者在坐垫2上调整自己坐姿进行相应的运动；此时倾角传感器6通过数据线连接电脑，将倾角传感器6所测数值在显示设备上进行反馈，使用者看到错误及时调整。在调整坐姿的锻炼过程中，使用者核心肌群得到锻炼，同时锻炼和修复盆骨运动的感知能力。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于使用液压杆替代复位弹簧。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (6)

1.一种感觉运动整合的座垫，其特征在于，包括板状的底板(1)和坐垫(2)，坐垫(2)位于底板(1)上方，坐垫(2)底面中心位置设置有支撑架(4)，所述支撑架(4)为中空盒体，支撑架(4)上端与坐垫(2)固定连接，支撑架(4)侧部设置有开口，支撑架(4)内设置有倾角传感器(6)，倾角传感器(6)上设置有数据接口(7)用于连接数据线及外部硬件，数据接口(7)朝向支撑架(4)侧部开口，倾角传感器(6)固定连接在支撑架(4)内；所述支撑架(4)底部与底板(1)之间通过万向联轴器(5)连接；支撑架(4)周围均匀设置有复位装置，所述复位装置两端分别连接底板(1)和坐垫(2)，自然状态下，坐垫(2)保持水平。

2.根据权利要求1所述的一种感觉运动整合的座垫，其特征在于：所述倾角传感器(6)为LE-30系列倾角仪，所述复位装置为复位弹簧（3）。

3.根据权利要求1或2所述的一种感觉运动整合的座垫，其特征在于：所述底板(1)和坐垫(2)均为对称的四边形板状结构，尖锐部分具有圆角或倒角。

4.根据权利要求3所述的一种感觉运动整合的座垫，其特征在于：所述复位弹簧(3)共有四个，均匀分布在支撑架(4)周围。

5.根据权利要求4所述的一种感觉运动整合的座垫，其特征在于：所述坐垫(2)上表面包覆有软质外皮。

6.一种感觉运动整合的座垫的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、将座垫放置在座椅上；

b、使用数据线连接座垫中倾角传感器与显示设备；

c、启动显示设备，显示倾角传感器测量的倾角数值；

d、让使用者坐与座垫上；

e、医护人员制定一系列指定的倾角数值；

f、使用者主动让骨盆产生前后左右倾斜的动作，使座垫跟随做出各个方向倾倒的动作，使用者根据显示器显示的数值进行调整，尽力使反馈的结果等同于步骤e中医护人员指定的数值。