CN112221086B - 一种远程监测兼电磁热理疗可穿戴式上下肢运动康复仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及康复仪设备技术领域，具体涉及一种远程监测兼电磁热理疗可穿戴式上下肢运动康复仪，包括上肢训练器、下肢训练器和服务器，上肢训练器及下肢训练器均具有控制器和通信模块，上肢训练器及下肢训练器均安装有垫片，垫片包括橡胶垫、发热膜和气室，气室贴附在橡胶垫表面且位于橡胶垫和相应的上下肢之间，压力传感器安装在气室内，检测气室内的气压，电磁线圈镶嵌在橡胶垫内，电磁线圈与线圈驱动单元连接，服务器记录患者数据并存储有预设的康复训练模式。本发明的实质性效果是：上肢训练器和下肢训练器均使用夹片的方式与患者的上下肢连接，使得本运动康复仪能够方便携带；模拟多种运动轨迹形式，提供丰富的康复训练模式。

Description

一种远程监测兼电磁热理疗可穿戴式上下肢运动康复仪

技术领域

本发明涉及康复仪设备技术领域，具体涉及一种远程监测兼电磁热理疗可穿戴式上下肢运动康复仪。

背景技术

在全球范围内，创伤正日益成为现代社会的第一大公害，我国每年创伤人数约1000万人次，创伤人数约100万人，创伤死亡数10万人，手术率大约在75%左右。而我国严重创伤的病死率、致残率远远高于世界发达国家，其中在创伤死亡原因中20%死亡原因是于术后并发症导致。造成我国创伤手术后期死亡率如此之高的主要原因就是缺少术后康复治疗。患者在手术后无法形成对肢体运动的有效控制，造成肢体行为障碍症状，严重时出现偏瘫。行之有效的方法是治疗后立即转为康复训练，通过康复治疗，不但可使损伤尽快愈合，还可使功能尽快恢复，减轻家庭及社会负担。通过康复治疗，可以预防血栓等致命性并发症，可以促进血液循环，增加组织营养代谢，有利于组织修复，淤血吸收，水肿消退，伤口愈合，减少骨质疏松，减轻组织粘连，预防关节僵硬，最大限度的恢复患肢功能。

但是目前国内医生以及患者对创伤术后的康复治疗认识及重视程度不够，虽然患者的手术顺利进行，由于患者没有得到及时、正确、系统的康复治疗，导致患者发生关节僵硬、关节挛缩、肌腱粘连等一系列骨折病，最终致使患肢功能性差，造成残废，降低手术疗效，影响个人生存质量，增加家庭、社会负担。目前，四肢手术后病人进行康复训练的方式有两种，一种是通过在医护人员的搀扶和帮助下进行，另一种是通过器械进行。但现在市场上用于术后运动康复治疗的器械比较笨重，通常需要在医院进行，并且需要陪护人员的照顾。现有的术后康复治疗对病人来讲十分不便。如现有技术中被医院广泛使用的下肢康复运动训练器，由机架部分、患肢支撑部分（把手、固定带、脚踏板）、身体支撑部分（训练床和/或座椅）、动力部分（电机、传动轴）、控制部分（控制器、软件）、显示部分组成。不同的康复运动训练器提供不同的运动轨迹形式，如圆周运动、伸缩运动及屈伸运动等。按运动形式可分为被动训练、主动训练和助力训练。但现有的康复运动训练器体积较大，仅适合在医院使用，导致患者需要集中到医院中，造成等待和路程成本，且同时导致了每个患者进行康复训练的时间受限。因而需要研制一种便携的适合家用的运动康复仪。

如中国专利CN204521452U，公开日2015年8月5日，一种上、下肢协调康复运动训练仪，设有底座，底座上固定有竖向支撑杆，支撑杆上部和下部通过连接件分别连接有上、下皮带轮，上、下皮带轮上绕有皮带，上皮带轮上任意一侧设有活动手柄，下皮带轮左右两侧设有脚踏板。其技术方案对于缺少主动运动能力的患者，可由他人协助转动手柄带动肢体协调运动。但其体积较大，不易搬动，仍然需要患者到医院进行康复训练，不能方便的为患者提供康复治疗，且能够提供的运动轨迹形式单一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前的康复训练仪不够便携，不适合患者家用的技术问题。公开了一种远程监测兼电磁热理疗可穿戴式上下肢运动康复仪，本发明使用穿戴式结构，方便携带家用，且通过伺服电机和服务器的远程监控能够提供多种运动轨迹形式。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种远程监测兼电磁热理疗可穿戴式上下肢运动康复仪，包括上肢训练器、下肢训练器和服务器，所述上肢训练器及下肢训练器均具有控制器和通信模块，所述上肢训练器包括相互转动连接且分别与大臂和小臂连接的夹片，所述下肢训练器包括相互转动连接且分别与大腿和小腿连接的夹片，所述上肢训练器及下肢训练器的两个夹片之间均安装有伺服电机和传动机构，所述伺服电机通过传动机构驱动两个夹片之间发生转动，所述上肢训练器及下肢训练器的伺服电机与相应的控制器连接，所述夹片上均安装有垫片、压力传感器、电磁线圈和线圈驱动单元，所述垫片包括橡胶垫、发热膜和气室，所述气室贴附在橡胶垫表面且位于橡胶垫和相应的上下肢之间，所述压力传感器安装在气室内，检测气室内的气压，所述电磁线圈镶嵌在所述橡胶垫内，所述电磁线圈与线圈驱动单元连接，所述压力传感器以及线圈驱动单元均与控制器连接，所述控制器通过通信模块与服务器连接，所述服务器记录患者数据并存储有预设的康复训练模式。使用独立的上肢训练器和下肢训练器，上肢训练器和下肢训练器均使用夹片的方式与患者的上下肢连接，使得本运动康复仪能够方便携带，通过伺服电机能够控制上肢训练器和下肢训练器的两个夹片之间的运动方式，从而提供丰富的运动轨迹形式，模拟多种运动轨迹形式。通过气室和压力传感器提供更为准确的压力检测结果，适应患者不同的上下肢体型带来的压力分部不均的问题。

作为优选，所述上肢训练器包括大臂架、小臂架、大臂固定带、小臂固定带、大臂垫片、小臂垫片和转动盒，所述大臂架通过所述转动盒与小臂架转动连接，所述转动盒内安装转动轴、角位移传感器、伺服电机和传动机构，所述大臂架与转动轴转动连接，所述小臂架与转动轴固定连接，所述伺服电机安装与大臂架固定连接，所述伺服电机通过传动机构与转动轴连接，所述角位移传感器与大臂架固定连接，所述角位移传感器检测转动轴的角位移，所述角位移传感器与控制器连接，所述大臂架具有与大臂形状匹配的放置部，所述小臂架具有与小臂形状匹配的放置部，所述大臂垫片以及小臂垫片均呈开口弧形片，所述大臂垫片和小臂垫片分别固定安装在大臂架和小臂架的放置部上，所述大臂固定带和小臂固定带分别安装在大臂固定架和小臂固定架上。通过大臂固定带和小臂固定带分别将大臂架和小臂架与患者的大臂和小臂连接，角位移传感器能够检测当前的大臂架和小臂架之间的角度，为控制器按照服务器下发的康复训练模式进行闭环控制提供支持，大臂垫片以及小臂垫片提供与患者大臂和小臂的稳固连接，伺服电机能够方便的控制大臂架和小臂架之间的运动形式和运动速度。

作为优选，所述下肢训练器包括大腿架、小腿架、大腿垫片、小腿垫片、大腿固定带、小腿固定带、转动支架、驱动盒、推动杆、连接杆和转动杆，所述大腿架具有与大腿形状匹配的放置部，所述小腿架具有与小腿形状匹配的放置部，所述大腿垫片以及小腿垫片均呈开口弧形片，所述大腿垫片和小腿垫片分别固定安装在大腿架和小腿架的放置部上，所述大腿固定带和小腿固定带分别安装在大腿固定架和小腿固定架上，所述驱动盒固定安装在所述大腿架上，所述转动杆与小腿架固定连接，所述转动支架与大腿架固定连接，所述转动杆与转动支架转动连接，所述连接杆与转动杆固定连接，所述伺服电机以及驱动机构均安装在驱动盒内，所述推动杆通过驱动机构与伺服电机连接，所述推动杆与连接杆转动连接。通过驱动盒内的伺服电机能够方便控制推动杆的运动，进而控制大腿架和小腿架的运动。

作为优选，所述推动杆侧面加工有齿，所述伺服电机输出轴安装齿轮，所述齿轮与推动杆侧面的齿啮合，所述转动支架内安装有角度传感器，所述角度传感器检测转动杆相对转动支架转动的角度，所述角度传感器与控制器连接。通过角度传感器检测转动杆相对转动支架转动的角度，进而能够获得当前小腿架和大腿架之间的运动状态和运动速率。

作为优选，还包括肌肉状态感知器，所述肌肉状态感知器包括若干个收尾相连的环片，所述环片之间通过橡胶条连接，所述肌肉状态感知器套在大臂或大腿上使用，相邻的环片之间安装有位移传感器，所述位移传感器与上肢训练器或下肢训练器的控制器连接。当肌肉收缩时，肌肉会隆起，带在大臂或大腿上的肌肉状态感知器能够感知到信号，当肌肉收缩但上肢训练器的角位移传感器或下肢训练器的角度传感器未检测到运动，或者检测到的运动幅度较小时，表示患者的肌肉力量不足，此时需要进行助力，通过伺服电机提供动力，帮助患者完成康复动作。

作为优选，所述橡胶条一端和环片固定连接，所述橡胶条另一端与相应的环片可拆卸卡接。通过可拆卸卡接，能够方便组装出不同长度的肌肉状态感知器，适应不同患者的体型。

作为优选，所述位移传感器包括导线、弹性绳、电阻棒、拉绳、欧姆表和触头，所述环片内加工有滑轨，所述电阻棒滑动安装在所述滑轨内，所述电阻棒一端与拉绳固定连接，所述拉绳另一端与相邻的环片固定连接，所述电阻棒另一端通过导线与欧姆表一接线端连接，所述欧姆表另一接线端与触头连接，所述触头固定安装在滑轨上且与电阻棒侧面抵接，所述弹性绳一端与夹片固定连接，弹性绳另一端与电阻棒固定连接且将电阻棒向远离触头的方向牵引，所述欧姆表与相应的控制器连接。肌肉状态感知器的多个夹片配带在患者大臂或大腿时，相当于构成了患者的大臂或大腿的外接多边形，大臂或大腿的肌肉隆起时，其外接多边形必然发生变化，导致拉绳拉动电阻棒，同过检测接入欧姆表的电阻棒的电阻，即可获得患者的肌肉变化状态。

作为优选，还包括调压模块，所述调压模块与气室连接，所述调压模块调节气室内气量，当用户穿戴完成上肢训练器或下肢训练器时，所述压力传感器检测气室内压力，而后所述调压模块增加气室内气量，直到压力传感器检测到压力上升速率大于预设阈值，当用户进行康复训练完成后，所述调压模块减少气室内的气量，直到压力传感器检测到压力下降速率小于预设阈值。通过调压模块调节气室内的气量，从而适应不同患者的体型，使气室总是紧贴患者的四肢。

作为优选，所述调压模块包括气室头、压气瓣膜、调压头、进气瓣膜、活塞、弹簧、电子开关、固定座、泄气杆、泄气孔、泄气筒和泄气瓣膜，所述气室头一端封闭一端开口，所述气室头开口端与气室连通，所述调压头与气室头封闭端固定连接，所述调压头开有进气口和泄气口，所述进气瓣膜设置在进气口内侧，所述泄气筒与泄气口连通且与气室头固定连接，所述泄气筒开有出气口，所述泄气瓣膜设置在所述出气口内侧，所述调压头开有回气口和排气口，所述回气口内侧设有回气瓣膜，所述回气瓣膜仅允许气流进入调压头，所述调压头内加工有气筒，所述活塞安装在所述气筒内，所述气筒一端与回气口以及进气口连通，所述气筒另一端与排气口和出气口连通，所述固定座与气筒固定连接且位于气筒靠近排气口的一端，所述弹簧一端与活塞固定连接，弹簧另一端与安装座固定连接，所述泄气杆与活塞固定连接，所述泄气杆位置与泄气瓣膜对应，所述弹簧两端通过电子开关与电源连接，所述电子开关与控制器连接。控制器以PWM方式控制电子开关，当PWM的占空比较大时，弹簧收缩大，气筒带动回气瓣膜打开，气筒回气，而后使PWM的占空比较小，弹簧收缩小，回气瓣膜关闭，活塞将气体通过进气瓣膜压入气室头，如此反复，使得气体不断被压入气室头，使气室增压。当需要泄压时，控制器仍以PWM方式控制电子开关，当PWM的占空比大于设定阈值时，弹簧收缩足够的长度，带动泄气杆顶开泄气瓣膜，使气室头内的气体经过泄气筒和排气口排出，使气室泄压。

作为优选，还包括移动端APP，所述移动端APP与服务器通信连接，所述移动端APP提供实时查看压力传感器状态、康复训练次数、康复训练时长和查看及选择康复训练模式的功能，所述服务器预设有主动康复训练、被动康复训练模式和助理康复训练模式，所述主动康复训练模式下上肢训练器及下肢训练器不提供动力，所述被动康复训练模式下上肢训练器及下肢训练器提供完整的动力，所述助理康复训练模式下上肢训练器及下肢训练器提供的动力维持压力传感器检测到气室压力总是处于预设的阈值范围内，所述控制器通过记录对伺服电机的换向控制次数，作为康复训练的次数。

作为优选，所述移动端APP设有电磁热理疗控制操作界面，所述电磁热理疗控制操作界面提供恒温理疗和电磁理疗，所述电磁线圈在控制器控制下发出预设的脉冲磁场，所述脉冲磁场的强度、频率和理疗时长由用户在移动端APP的电磁热理疗控制操作界面设置，所述电磁热理疗控制操作界面预设有若干个预设电磁理疗模式；所述发热膜在控制器控制下产生热量加热橡胶垫，所述橡胶垫内置有若干个温度传感器，所述温度传感器与控制器连接，所述控制器通过发热膜使橡胶垫表面处于设定的温度范围内。

作为优选，所述电磁线圈产生磁场强度大于或等于60mt，磁场频率范围为0.01HZ—50HZ。

作为优选，若干个所述温度传感器均匀分布在橡胶垫内，所述设定的温度低于60度。

通过移动端APP能够方便的使用电磁理疗和恒温理疗，脉冲磁场能够加快组织修复、加快血吸收、加快伤口愈合、减少骨质疏松并减轻组织粘连，通过恒温加热。电磁热理疗控制操作界面能够分别独立控制电磁理疗和恒温理疗的参数设定，二者独立控制，相互之间不影响。

本发明的实质性效果是：使用独立的上肢训练器和下肢训练器，上肢训练器和下肢训练器均使用夹片的方式与患者的上下肢连接，使得本运动康复仪能够方便携带；通过伺服电机能够控制上肢训练器和下肢训练器的两个夹片之间的运动方式，从而提供丰富的运动轨迹形式，模拟多种运动轨迹形式；通过气室和压力传感器提供更为准确的压力检测结果，使气室总是紧贴患者的四肢，适应患者不同的上下肢体型带来的压力分部不均的问题。

附图说明

图1为实施例一上肢训练器结构示意图。

图2为实施例一下肢训练器结构示意图。

图3为实施例一肌肉状态感知器结构示意图。

图4为实施例一夹片结构示意图。

图5为实施例一垫片结构示意图。

图6为实施例一调压模块结构示意图。

其中，1、小臂固定带，2、小臂架，3、小臂垫片，4、大臂固定带，5、大臂架，6、大臂垫片，7、转动盒，8、大腿固定带，9、转动支架，10、小腿垫片，11、小腿固定带，12、大腿架，13、大腿垫片，14、驱动盒，15、推动杆，16、连接杆，17、转动杆，18、小腿架，19、环片，20、导线，21、弹性绳，22、滑轨，23、电阻棒，24、橡胶条，25、拉绳，26、触头，27、橡胶垫，28、发热膜，29、电磁线圈，30、气室，31、气室头，32、压气瓣膜，33、调压头，34、进气瓣膜，35、压力传感器，36、泄气筒，37、活塞，38、弹簧，39、固定座，40、泄气杆，41、泄气孔，42、泄气瓣膜。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

实施例一：

一种远程监测兼电磁热理疗可穿戴式上下肢运动康复仪，如图1所示，包括上肢训练器、下肢训练器和服务器，上肢训练器及下肢训练器均具有控制器和通信模块，上肢训练器包括相互转动连接且分别与大臂和小臂连接的夹片，下肢训练器包括相互转动连接且分别与大腿和小腿连接的夹片，上肢训练器及下肢训练器的两个夹片之间均安装有伺服电机和传动机构，伺服电机通过传动机构驱动两个夹片之间发生转动，上肢训练器及下肢训练器的伺服电机与相应的控制器连接，夹片上均安装有垫片、压力传感器35、电磁线圈29和线圈驱动单元，如图5所示，垫片包括橡胶垫27、发热膜28和气室30，气室30贴附在橡胶垫27表面且位于橡胶垫27和相应的上下肢之间，压力传感器35安装在气室30内，检测气室30内的气压，电磁线圈29镶嵌在橡胶垫27内，电磁线圈29与线圈驱动单元连接，压力传感器35以及线圈驱动单元均与控制器连接，控制器通过通信模块与服务器连接，服务器记录患者数据并存储有预设的康复训练模式。使用独立的上肢训练器和下肢训练器，上肢训练器和下肢训练器均使用夹片的方式与患者的上下肢连接，使得本运动康复仪能够方便携带，通过伺服电机能够控制上肢训练器和下肢训练器的两个夹片之间的运动方式，从而提供丰富的运动轨迹形式，模拟多种运动轨迹形式。通过气室30和压力传感器35提供更为准确的压力检测结果，适应患者不同的上下肢体型带来的压力分部不均的问题。移动端APP与服务器通信连接，移动端APP提供实时查看压力传感器35状态、康复训练次数、康复训练时长和查看及选择康复训练模式的功能，服务器预设有主动康复训练、被动康复训练模式和助理康复训练模式，主动康复训练模式下上肢训练器及下肢训练器不提供动力，被动康复训练模式下上肢训练器及下肢训练器提供完整的动力，助理康复训练模式下上肢训练器及下肢训练器提供的动力维持压力传感器35检测到气室30压力总是处于预设的阈值范围内，控制器通过记录对伺服电机的换向控制次数，作为康复训练的次数。

移动端APP还设有电磁热理疗控制操作界面，电磁热理疗控制操作界面提供恒温理疗和电磁理疗，电磁线圈29在控制器控制下发出预设的脉冲磁场，脉冲磁场的强度、频率和理疗时长由用户在移动端APP的电磁热理疗控制操作界面设置，电磁热理疗控制操作界面预设有若干个预设电磁理疗模式；发热膜28在控制器控制下产生热量加热橡胶垫27，橡胶垫27内置有若干个温度传感器，温度传感器与控制器连接，控制器通过发热膜28使橡胶垫27表面处于设定的温度范围内。电磁线圈29产生磁场强度大于或等于60mt，磁场频率范围为0.01HZ—50HZ。若干个温度传感器均匀分布在橡胶垫27内，设定的温度低于60度。通过移动端APP能够方便的使用电磁理疗和恒温理疗，脉冲磁场能够加快组织修复、加快血吸收、加快伤口愈合、减少骨质疏松并减轻组织粘连，通过恒温加热。电磁热理疗控制操作界面能够分别独立控制电磁理疗和恒温理疗的参数设定，二者独立控制，相互之间不影响。

如图2所示，上肢训练器包括大臂架5、小臂架2、大臂固定带4、小臂固定带1、大臂垫片6、小臂垫片3和转动盒7，大臂架5通过转动盒7与小臂架2转动连接，转动盒7内安装转动轴、角位移传感器、伺服电机和传动机构，大臂架5与转动轴转动连接，小臂架2与转动轴固定连接，伺服电机安装与大臂架5固定连接，伺服电机通过传动机构与转动轴连接，角位移传感器与大臂架5固定连接，角位移传感器检测转动轴的角位移，角位移传感器与控制器连接，大臂架5具有与大臂形状匹配的放置部，小臂架2具有与小臂形状匹配的放置部，大臂垫片6以及小臂垫片3均呈开口弧形片，大臂垫片6和小臂垫片3分别固定安装在大臂架5和小臂架2的放置部上，大臂固定带4和小臂固定带1分别安装在大臂固定架和小臂固定架上。通过大臂固定带4和小臂固定带1分别将大臂架5和小臂架2与患者的大臂和小臂连接，角位移传感器能够检测当前的大臂架5和小臂架2之间的角度，为控制器按照服务器下发的康复训练模式进行闭环控制提供支持，大臂垫片6以及小臂垫片3提供与患者大臂和小臂的稳固连接，伺服电机能够方便的控制大臂架5和小臂架2之间的运动形式和运动速度。

如图3所示，下肢训练器包括大腿架12、小腿架18、大腿垫片13、小腿垫片10、大腿固定带8、小腿固定带11、转动支架9、驱动盒14、推动杆15、连接杆16和转动杆17，大腿架12具有与大腿形状匹配的放置部，小腿架18具有与小腿形状匹配的放置部，大腿垫片13以及小腿垫片10均呈开口弧形片，大腿垫片13和小腿垫片10分别固定安装在大腿架12和小腿架18的放置部上，大腿固定带8和小腿固定带11分别安装在大腿固定架和小腿固定架上，驱动盒14固定安装在大腿架12上，转动杆17与小腿架18固定连接，转动支架9与大腿架12固定连接，转动杆17与转动支架9转动连接，连接杆16与转动杆17固定连接，伺服电机以及驱动机构均安装在驱动盒14内，推动杆15通过驱动机构与伺服电机连接，推动杆15与连接杆16转动连接。推动杆15侧面加工有齿，伺服电机输出轴安装齿轮，齿轮与推动杆15侧面的齿啮合，转动支架9内安装有角度传感器，角度传感器检测转动杆17相对转动支架9转动的角度，角度传感器与控制器连接。通过角度传感器检测转动杆17相对转动支架9转动的角度，进而能够获得当前小腿架18和大腿架12之间的运动状态和运动速率。

肌肉状态感知器包括若干个收尾相连的环片19，环片19之间通过橡胶条24连接，肌肉状态感知器套在大臂或大腿上使用，相邻的环片19之间安装有位移传感器，位移传感器与上肢训练器或下肢训练器的控制器连接。当肌肉收缩时，肌肉会隆起，带在大臂或大腿上的肌肉状态感知器能够感知到信号。橡胶条24一端和环片19固定连接，橡胶条24另一端与相应的环片19可拆卸卡接。如图4所示，位移传感器包括导线20、弹性绳21、电阻棒23、拉绳25、欧姆表和触头26，环片19内加工有滑轨22，电阻棒23滑动安装在滑轨22内，电阻棒23一端与拉绳25固定连接，拉绳25另一端与相邻的环片19固定连接，电阻棒23另一端通过导线20与欧姆表一接线端连接，欧姆表另一接线端与触头26连接，触头26固定安装在滑轨22上且与电阻棒23侧面抵接，弹性绳21一端与夹片固定连接，弹性绳21另一端与电阻棒23固定连接且将电阻棒23向远离触头26的方向牵引，欧姆表与相应的控制器连接。肌肉状态感知器的多个夹片配带在患者大臂或大腿时，相当于构成了患者的大臂或大腿的外接多边形，大臂或大腿的肌肉隆起时，其外接多边形必然发生变化，导致拉绳25拉动电阻棒23，同过检测接入欧姆表的电阻棒23的电阻，即可获得患者的肌肉变化状态。

调压模块与气室30连接，调压模块调节气室30内气量，当用户穿戴完成上肢训练器或下肢训练器时，压力传感器35检测气室30内压力，而后调压模块增加气室30内气量，直到压力传感器35检测到压力上升速率大于预设阈值，当用户进行康复训练完成后，调压模块减少气室30内的气量，直到压力传感器35检测到压力下降速率小于预设阈值。通过调压模块调节气室30内的气量，从而适应不同患者的体型，使气室30总是紧贴患者的四肢。如图6所示，调压模块包括气室头31、压气瓣膜32、调压头33、进气瓣膜34、活塞37、弹簧38、电子开关、固定座39、泄气杆40、泄气孔41、泄气筒36和泄气瓣膜42，气室头31一端封闭一端开口，气室头31开口端与气室30连通，调压头33与气室头31封闭端固定连接，调压头33开有进气口和泄气口，进气瓣膜34设置在进气口内侧，泄气筒36与泄气口连通且与气室头31固定连接，泄气筒36开有出气口，泄气瓣膜42设置在出气口内侧，调压头33开有回气口和排气口，回气口内侧设有回气瓣膜，回气瓣膜仅允许气流进入调压头33，调压头33内加工有气筒，活塞37安装在气筒内，气筒一端与回气口以及进气口连通，气筒另一端与排气口和出气口连通，固定座39与气筒固定连接且位于气筒靠近排气口的一端，弹簧38一端与活塞37固定连接，弹簧38另一端与安装座固定连接，泄气杆40与活塞37固定连接，泄气杆40位置与泄气瓣膜42对应，弹簧38两端通过电子开关与电源连接，电子开关与控制器连接。控制器以PWM方式控制电子开关，当PWM的占空比较大时，弹簧38收缩大，气筒带动回气瓣膜打开，气筒回气，而后使PWM的占空比较小，弹簧38收缩小，回气瓣膜关闭，活塞37将气体通过进气瓣膜34压入气室头31，如此反复，使得气体不断被压入气室头31，使气室30增压。当需要泄压时，控制器仍以PWM方式控制电子开关，当PWM的占空比大于设定阈值时，弹簧38收缩足够的长度，带动泄气杆40顶开泄气瓣膜42，使气室头31内的气体经过泄气筒36和排气口排出，使气室30泄压。

本实施例的有益技术效果是：使用独立的上肢训练器和下肢训练器，方便携带，提供丰富的运动轨迹形式，模拟多种运动轨迹形式，通过使气室30总是紧贴患者的四肢，适应患者不同的上下肢体型带来的压力分部不均的问题。

以上的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种远程监测兼电磁热理疗可穿戴式上下肢运动康复仪，其特征在于，

包括上肢训练器、下肢训练器和服务器，所述上肢训练器及下肢训练器均具有控制器和通信模块，所述上肢训练器包括相互转动连接且分别与大臂和小臂连接的夹片，所述下肢训练器包括相互转动连接且分别与大腿和小腿连接的夹片，所述上肢训练器及下肢训练器的两个夹片之间均安装有伺服电机和传动机构，所述伺服电机通过传动机构驱动两个夹片之间发生转动，所述上肢训练器及下肢训练器的伺服电机与相应的控制器连接，所述夹片上均安装有垫片、压力传感器、电磁线圈和线圈驱动单元，所述垫片包括橡胶垫、发热膜和气室，所述气室贴附在橡胶垫表面且位于橡胶垫和相应的上下肢之间，所述压力传感器安装在气室内，检测气室内的气压，所述电磁线圈镶嵌在所述橡胶垫内，所述电磁线圈与线圈驱动单元连接，所述压力传感器以及线圈驱动单元均与控制器连接，所述控制器通过通信模块与服务器连接，所述服务器记录患者数据并存储有预设的康复训练模式；

还包括调压模块，所述调压模块与气室连接，所述调压模块调节气室内气量，当用户穿戴完成上肢训练器或下肢训练器时，所述压力传感器检测气室内压力，而后所述调压模块增加气室内气量，直到压力传感器检测到压力上升速率大于预设阈值，当用户进行康复训练完成后，所述调压模块减少气室内的气量，直到压力传感器检测到压力下降速率小于预设阈值；

所述调压模块包括气室头、压气瓣膜、调压头、进气瓣膜、活塞、弹簧、电子开关、固定座、泄气杆、泄气孔、泄气筒和泄气瓣膜，所述气室头一端封闭一端开口，所述气室头开口端与气囊连通，所述调压头与气室头封闭端固定连接，所述调压头开有进气口和泄气口，所述进气瓣膜设置在进气口内侧，所述泄气筒与泄气口连通且与气室头固定连接，所述泄气筒开有出气口，所述泄气瓣膜设置在所述出气口内侧，所述调压头开有回气口和排气口，所述回气口内侧设有回气瓣膜，所述回气瓣膜仅允许气流进入调压头，所述调压头内加工有气筒，所述活塞安装在所述气筒内，所述气筒一端与回气口以及进气口连通，所述气筒另一端与排气口和出气口连通，所述固定座与气筒固定连接且位于气筒靠近排气口的一端，所述弹簧一端与活塞固定连接，弹簧另一端与安装座固定连接，所述泄气杆与活塞固定连接，所述泄气杆位置与泄气瓣膜对应，所述弹簧两端通过电子开关与电源连接，所述电子开关与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种远程监测兼电磁热理疗可穿戴式上下肢运动康复仪，其特征在于，

所述上肢训练器包括大臂架、小臂架、大臂固定带、小臂固定带、大臂垫片、小臂垫片和转动盒，所述大臂架通过所述转动盒与小臂架转动连接，所述转动盒内安装转动轴、角位移传感器、伺服电机和传动机构，所述大臂架与转动轴转动连接，所述小臂架与转动轴固定连接，所述伺服电机与大臂架固定连接，所述伺服电机通过传动机构与转动轴连接，所述角位移传感器与大臂架固定连接，所述角位移传感器检测转动轴的角位移，所述角位移传感器与控制器连接，所述大臂架具有与大臂形状匹配的放置部，所述小臂架具有与小臂形状匹配的放置部，所述大臂垫片以及小臂垫片均呈开口弧形片，所述大臂垫片和小臂垫片分别固定安装在大臂架和小臂架的放置部上，所述大臂固定带和小臂固定带分别安装在大臂固定架和小臂固定架上。

3.根据权利要求1或2所述的一种远程监测兼电磁热理疗可穿戴式上下肢运动康复仪，其特征在于，

所述下肢训练器包括大腿架、小腿架、大腿垫片、小腿垫片、大腿固定带、小腿固定带、转动支架、驱动盒、推动杆、连接杆和转动杆，所述大腿架具有与大腿形状匹配的放置部，所述小腿架具有与小腿形状匹配的放置部，所述大腿垫片以及小腿垫片均呈开口弧形片，所述大腿垫片和小腿垫片分别固定安装在大腿架和小腿架的放置部上，所述大腿固定带和小腿固定带分别安装在大腿固定架和小腿固定架上，所述驱动盒固定安装在所述大腿架上，所述转动杆与小腿架固定连接，所述转动支架与大腿架固定连接，所述转动杆与转动支架转动连接，所述连接杆与转动杆固定连接，所述伺服电机以及驱动机构均安装在驱动盒内，所述推动杆通过驱动机构与伺服电机连接，所述推动杆与连接杆转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种远程监测兼电磁热理疗可穿戴式上下肢运动康复仪，其特征在于，

所述推动杆侧面加工有齿，所述伺服电机输出轴安装齿轮，所述齿轮与推动杆侧面的齿啮合，所述转动支架内安装有角度传感器，所述角度传感器检测转动杆相对转动支架转动的角度，所述角度传感器与控制器连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种远程监测兼电磁热理疗可穿戴式上下肢运动康复仪，其特征在于，

还包括肌肉状态感知器，所述肌肉状态感知器包括若干个首尾相连的环片，所述环片之间通过橡胶条连接，所述肌肉状态感知器套在大臂或大腿上使用，相邻的环片之间安装有位移传感器，所述位移传感器与上肢训练器或下肢训练器的控制器连接。

6.根据权利要求5所述的一种远程监测兼电磁热理疗可穿戴式上下肢运动康复仪，其特征在于，

所述橡胶条一端和环片固定连接，所述橡胶条另一端与相应的环片可拆卸卡接。

7.根据权利要求5所述的一种远程监测兼电磁热理疗可穿戴式上下肢运动康复仪，其特征在于，

所述位移传感器包括导线、弹性绳、电阻棒、拉绳、欧姆表和触头，所述环片内加工有滑轨，所述电阻棒滑动安装在所述滑轨内，所述电阻棒一端与拉绳固定连接，所述拉绳另一端与相邻的环片固定连接，所述电阻棒另一端通过导线与欧姆表一接线端连接，所述欧姆表另一接线端与触头连接，所述触头固定安装在滑轨上且与电阻棒侧面抵接，所述弹性绳一端与夹片固定连接，弹性绳另一端与电阻棒固定连接且将电阻棒向远离触头的方向牵引，所述欧姆表与相应的控制器连接。

8.根据权利要求1或2所述的一种远程监测兼电磁热理疗可穿戴式上下肢运动康复仪，其特征在于，

还包括移动端APP，所述移动端APP与服务器通信连接，所述移动端APP提供实时查看压力传感器状态、康复训练次数、康复训练时长和查看及选择康复训练模式的功能，所述服务器预设有主动康复训练模式、被动康复训练模式和助理康复训练模式，所述主动康复训练模式下上肢训练器及下肢训练器不提供动力，所述被动康复训练模式下上肢训练器及下肢训练器提供完整的动力，所述助理康复训练模式下上肢训练器及下肢训练器提供的动力维持压力传感器检测到气室压力总是处于预设的阈值范围内，所述控制器通过记录对伺服电机的换向控制次数，作为康复训练的次数。

Images