CN120241346A - 一种基于智能牵引网架的训练方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及康复训练技术领域，尤其涉及一种基于智能牵引网架的训练方法及系统。本发明的方法包括：采集目标绳索受到的拉力；判断所述拉力是否达到预设值，若否，则收紧所述目标绳索；若是，则停止收紧所述目标绳索；记录用户使用第一部位拉动第二部位时，拉动所述目标绳索的最大高度；采集用户训练过程中拉动所述目标绳索时的高度；判断所述高度是否大于或等于基准高度，若是，记作训练成功，统计所述用户的训练成功次数，所述基准高度与所述最大高度呈正相关。通过本发明的方法，能够提高用户训练的效果和安全性。

Description

一种基于智能牵引网架的训练方法及系统

技术领域

本发明涉及康复训练技术领域。更具体地，本发明涉及一种基于智能牵引网架的训练方法及系统。

背景技术

牵引网架是一种在医疗康复领域广泛应用的辅助设备，如图1所示，牵引网架主要由床体、网架和牵引配件组成。用户可以通过牵引网架对身体的特定部位进行牵引训练，实现关节活动度锻炼、肌肉锻炼和放松调整训练等，从而改善肢体功能。

然而，现有的牵引网架的绳索/牵引线长度无法根据用户的实际情况自动调节，一般由康复师根据经验进行设置，易受主观因素影响。此外，训练的难度也是由康复师或自行设定，可能会出现设定难度过低，从而导致训练效果差，或者设定的难度过高，用户容易出现疲劳的情况，影响了训练效率。

因此，如何根据用户的实际情况设置对应的训练难度和牵引线长度，以提高训练效果，是亟需解决的问题。

发明内容

为解决上述使用牵引网架的训练效果一般的技术问题，本发明在如下的多个方面中提供方案。

在第一方面中，本发明提供了一种基于智能牵引网架的训练方法，包括：采集目标绳索受到的拉力；判断所述拉力是否达到预设值，若否，则收紧所述目标绳索；若是，则停止收紧所述目标绳索；记录用户使用第一部位拉动第二部位时，拉动所述目标绳索的最大高度；采集用户训练过程中拉动所述目标绳索时的高度；判断所述高度是否大于或等于基准高度，若是，记作训练成功，统计所述用户的训练成功次数，所述基准高度与所述最大高度呈正相关。

进一步地，通过传感器采集所述拉力和所述高度。

进一步地，所述基准高度的计算表达式为：

h＝k×h_max；

式中，h为所述基准高度，k为修正系数，h_max为所述最大高度。

进一步地，本发明的方法还包括：根据预设时间段内训练成功次数占训练总次数的比例调整所述修正系数。

进一步地，本发明的方法还包括：根据历史训练次数和当前训练次数调整所述修正系数或训练时间。

进一步地，在进行训练之前，还包括：根据用户的患病部位信息确定所述用户的训练方法，所述训练方法包括主动训练和被动训练。

进一步地，响应于所述训练方法为所述被动训练，保持当前训练的所述修正系数不变，并且所述最大高度为预设高度。

进一步地，本发明的方法还包括：显示或播报所述高度、所述基准高度。

进一步地，本发明的方法还包括：输出训练报告，所述训练报告至少包括所述训练成功次数。

在第二方面中，本发明提供了一种基于智能牵引网架的训练系统，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现根据第一方面中所述的一种基于智能牵引网架的训练方法。

本发明的有益效果在于：本发明的方法通过根据不同用户自身的情况自动调节牵引绳索的长度，使得用户在训练时能够基于该长度进行有效训练，避免牵引线过长或过短造成的安全问题，确保了用户训练的安全性。进一步地，通过评估用户的实际情况(最大高度)后，匹配适合用户的训练难度，确保用户在自己能力范围内进行安全、有效的训练，提高了训练效果。此外，通过根据用户的训练情况对基准高度或训练难度进行动态调整，进一步优化了训练强度，更符合用户自身的能力，进一步提高了训练效果。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是示意性示出现有技术中的牵引网架；

图2是示意性示出根据本发明的实施例的基于智能牵引网架的训练方法的流程图；

图3是示意性示出根据本发明的实施例的基于智能牵引网架的训练系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图来详细描述本发明的具体实施方式。

可以理解的是，为了实现本发明的方法，需要在智能牵引网架上设置距离传感器，用于采集牵引线/绳索移动的距离(用户对应部位提升的高度)。此外，该智能牵引网架还需设置有拉力传感器，用于采集绳索受到的拉力。

图2是示意性示出根据本发明的实施例的基于智能牵引网架的训练方法的流程图。

在第一方面中，本发明提供了一种基于上述的智能牵引网架的训练方法，本发明的方法包括：

S101、确定训练方法和训练部位。

具体地，用户可以根据实际训练需求选择训练方法以及需要训练的部位，在本发明的训练方法中，用户可以选择两个部位进行联动训练，即一个部位移动会带动另一个部位也移动。

在一个实施例中，训练部位包括左上肢、右上肢、左下肢和右下肢这四个部位，上肢可以包括膝关节和踝关节等，下肢可以包括肘关节和腕关节等。

进一步地，训练方法包括主动训练和被动训练。其中，主动训练是指用户使用自己健康的部位去带动患病的部位进行训练，由用户提供训练的牵引力，此外也可以使用健康部位带动另一个健康部位(本发明的主动训练既适用于患病人群，也适用于正常/健康人群)；被动训练是指由智能牵引网架提供训练的牵引力，即由智能牵引网架(电机)带动/牵引用户需要训练的部位进行训练。在本实施例中，被动训练可以只训练单个部位，也同时可以训练两个部位。

进一步地，可以根据用户的患病部位情况确定训练方法。具体地，若用户的四个部位均患病，则进行被动训练；若用户的四个部位中，存在一个正常部位，可以选择主动训练。这是因为在进行主动训练时，需要利用健康部位拉动患病部位(或健康部位)，以进行后续的训练。

在进行主动训练时，用户根据需要从上述四个部位中至少选出两个部位参与训练，由用户根据实际需求任意选择。需要说明的是，若是进行的主动训练，其中一个部位必须为健康部位。此外，用户也可以同一时间段进行四个部位的训练，但是这四个部位不能发生冲突，例如选择了左上肢与左下肢进行联动训练，那么，另外的组合只能选择右上肢与右下肢进行联动训练，而不能选择左上肢与右下肢进行训练，因为一个部位(健康部位)只能带动一个部位进行训练，不能带动两个部位进行训练。

通过利用健康部位带动患病部位进行训练，能够提高用户的身体协调性，促进肢体功能恢复。此外，避免了由电机直接提供牵引力可能造成的肌肉损伤等问题(例如根据经验设置的牵引力过高导致的肌肉拉伤)，由于是由用户自己提供的牵引力，因此在训练过程中出现疲劳或者疼痛时，能够调整合适的牵引力度，或者及时停止，确保了用户在训练过程中安全性。

在确定之后，用户将训练方法以及训练部位输入到系统中即可。当系统接收到训练方法和训练部位后，进行初始化。其中，初始化包括确定目标绳索，以进行后续的收紧处理。

S102、采集目标绳索受到的拉力，判断所述拉力是否达到预设值，若否，则收紧所述目标绳索；若是，则停止收紧所述目标绳索。

在训练开始前，用户躺在床架上，将两个待训练的部位置于对应的两个吊环中，系统采集用户的待训练部位所对应的吊环/绳索(即目标绳索)受到的拉力大小，并判断该拉力是否大于或等于预设值，若是，则停止收紧该目标绳索，若否，则收紧该目标绳索。需要说明的是，两个吊环受到的拉力均达到该预设值才停止收紧。进一步地，这两个吊环可以通过一根绳索连接，从而实现用健康部位拉动/牵引患病部位进行训练。在可选的实施例中，也可以是不同的绳索进行连接，只要满足一个吊环移动时，能够带动另一个吊环相应移动即可。

在一个实施例中，预设值设置为0.5kg，在可选的其他实施例中，本领域技术人员可以根据实际需求做适应性调整。

可以理解的是，停止收紧后的绳索长度适应了用户的个体差异(让不同身高的用户均能够在合适的位置进行训练)，避免牵引线长度过长或过短造成的安全问题，例如牵引线过短可能导致身体受到过度牵拉，牵引线过长可能导致无法有效固定身体而发生摔倒等意外事故，从而提高了用户使用牵引网架进行训练的安全性和舒适度。

S103、记录用户使用第一拉动第二部位时，拉动所述目标绳索的最大高度。

第一部位表征用户的健康部位，第二部位表征用户的患病部位或健康部位。

具体地，当用户使用健康部位，在可承受范围内用力拉动绳索时，记录此时拉动绳索的最大高度。该最大高度真实反映了用户训练的最大限度(在这个过程中，用户一旦感受到疼痛或者其他不适的情况，会立即停止)。可以理解的是，当用户在训练时超过这个最大高度，可能会由于用力过度而造成患病部位的损伤，或者容易出现疲劳，从而降低了训练效率。因此，在该限度下进行训练能够确保用户进行安全、有效的训练。

可以理解的是，确定最大高度的过程，相当于评估用户能力的过程，最大高度越大，表明用户能够承受的能力越大，能够提供的牵引力越大。

S104、根据最大高度确定用户的基准高度，基于基准高度统计训练成功次数。

在一个实施例中，基准高度与最大高度呈正相关。具体地，基准高度的计算表达式为：

h＝k×h_max；

式中，h为所述基准高度，k为修正系数，h_max为所述最大高度。

其中，修正系数可以设置为0到1之间，在本实施例中，修正系数设置为0.2，在可选的实施例中，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。当训练时间、训练次数或者用户的能力足够时，修正系数可以超过1。

进一步地，当用户训练时提拉的高度大于或等于基准高度时，记录用户训练成功一次。在一个实施例中，可以显示或播报基准高度，以让用户明确自己是否训练成功；若未训练成功，用户会激励自己达到该基准高度，从而调动了用户的积极性，确保了用户的训练效果。可以理解是，基准高度相当于训练难度，基准高度变大，为了达到该基准高度，用户需要提供的牵引力也变大，因此，训练的的难度也会变大；同理，基准高度变小，对应的难度也会变小。

例如，当用户用健康部位拉动患病部位时，可以在显示屏中实时显示用户拉动的高度以及基准高度，当未达到基准高度时，用户知晓还需继续拉动才能成功，从而确保了训练的效果。此外，也可以选择语音播报的方式，具体地，当达到基准高度时，触发用户训练成功的语音播报提示，以让用户知晓是否训练成功(例如“已达到基准高度，训练成功一次”)。相对于显示的方式，语音播报的方式能让用户加更集中注意力进行训练。

在可选的实施例中，也可以不显示或播报，由用户根据自己的能力进行训练，直接统计训练成功次数，在结束训练后进行展示。

通过选择低于最大高度的高度作为基准高度，能够让用户进行安全的训练，避免直接使用最大高度或者高于最大高度的高度(根据经验确定高度容易出现这种情况)造成的容易疲劳、拉伤等问题，确保了训练的持续性，从而确保了用户的训练安全和训练效果。

进一步地，在确定训练方法和训练部位时，还需要确定训练模式，训练模式包括固定模式和循序渐进模式。其中，固定模式是指基准高度固定不变，而循序渐进模式是指达到预设条件后，基准高度发生改变，从而实现动态改变用户的训练难度的效果。

需要说明的是，在训练时，一般用户需要做多组训练(一般3到4组)，每组训练的时间一般在10到15分钟之间，这个根据实际需求确定。

具体地，统计用户每组训练成功的次数，通过观察训练成功次数的变化，可以直观展示用户训练的效果。此外，通过训练成功的次数，还能明确当前的基准高度是否适合用户。若用户一组训练的次数多，并且训练的成功的占比也较大，表明当前的基准高度(训练难度)较低，无法满足用户的训练需求，则可以适当增大基准高度，从而确保用户的训练效果。同理，若用户一组训练的次数少，并且训练的成功的次数占比很小，表明当前的基准高度对用户而言过高，则可以适当减小基准高度，从而确保训练的持续性和用户的积极性。

具体地，当用户在进行一组训练之后，当训练成功的次数占总训练次数的95％，可以增大基准高度。当用户在进行一组训练之后，训练成功的次数占总训练次数的65％，则可以减小基准高度。在一个实施例中，可以通过改变修正系数的大小，实现调整基准高度的目的，例如让修正系数增大或减小0.1、0.2。在可选的实施例中，本领域技术人员可以根据实际需求改变上述参数的数值。进一步地，用户基于重新确定的基准高度进行下一组训练。

在可选的实施例中，可以根据上一组训练的训练次数(即历史训练次数)和当前组训练的训练次数(即当前训练次数)来调整修正系数或修正时间。可以理解的是，当前组训练的训练次数与上一组训练的训练次数差异比较大时，表明当前训练所使用的基准高度可能不适合用户，因此需要进行调整。具体地，若当前训练次数与上一组训练的训练次数相比，少了8次或者少更多时，表明当前的基准高度对用户而言难度较高，容易产生疲劳，从而使得拉动的次数减少，则可以减小基准高度、缩短单组训练的时间或者减少训练组数，确保用户训练的效果和积极性；若当前训练次数与上一组训练的训练次数相比多了5次或多更多时，表明当前的基准高度对用户而言难度较低，用户适应良好，并且有余力进行训练，从而使得拉动的次数增加，则可以增大基准高度、延长单组训练的时间或者增加训练组数。

在另一个实施例中，还可以通过综合考虑训练成功次数的变化以及训练次数的变化来改变基准高度。具体地，训练次数和训练成功次数均呈明显的增长趋势，则可以增大基准高度；训练次数和训练成功次数均呈明显的下降趋势，则可以减小基准高度；若训练次数增加，但成功次数减少，但变化不明显，则可以保持当前的基准高度。

可以理解的是，改变基准高度，相当于改变牵引力(要达到基准高度，需要一定的牵引力)，并且这个牵引力还需要在用户可承受的范围内，相对其他训练方法(例如通过直接增加外部重量来调整训练难度)，本发明的方法通过基于最大高度匹配训练难度，既确保了用户的训练安全，又确保了训练的效果。

需要说明的是，四个部位均为患病部位的用户只能选择固定模式进行训练，因为固定模式采用的是固定的基准高度(即修正系数不变)，可以避免用户受到二次伤害。在一个实施例中，由电机牵引用户的患病部位提升至预设高度，达到预设高度后，电机牵引用户的患病部位下降，重复上述过程多次，从而实现用户的被动训练。其中，预设高度可以设置为50mm。牵引力度可以根据用户的实际情况进行设置，但需遵循循序渐进原则(即在训练初期使用小的牵引力，随着训练时间、训练次数的增加，增大牵引力)。

此外，进行被动训练的用户可以不包括最大高度的采集，直接使用预设高度进行训练即可。在可选的实施例中，对于病情较轻的部位，当其能够提供较大的拉力时(例如该病情较轻的部位能够拉动另一部位，并且拉动的距离超过50mm)，也可以采集该病情较轻的部位拉动另一部位时所达到的最大高度，基于该最大高度对两个部位进行训练。通过对同时训练两个部位，可以提高训练效率。

在一个实施例中，本发明的方法还包括：输出训练报告，该训练报告包括用户的基本信息、训练方法、训练部位、训练时间、每组训练的成功次数、每组训练的总次数、单位时间内训练成功的次数等，本领域技术人员可以根据实际需求进行设置。通过训练报告，可以直观明确用户的训练情况，从而可以根据对历史训练报告的分析，为下一次训练所采用的基准高度、训练组数、训练时间等提供参考。例如，根据前两份历史训练报告，明确了每组训练的次数均有所增加，且成功率也增加了，则在下次训练时，可以适当延长训练时间、增加训练组数或者增大基准高度等。

可以理解的是，本发明的方法适用范围广，不仅适用于正常人群，轻度患病人群(四个部位中，有正常的部位，也有患病部位)，还适用于重度患病人群(四个部位全为患病部位)。并且，正常人群和轻度患病人群均对应有自己的训练参数(最大高度不同，基准高度也不同)，训练的针对性更强。

图3是示意性示出根据本实施例中的一种基于智能牵引网架的训练系统的结构框图。

在第二方面中，本发明还提供了一种基于智能牵引网架的训练方法系统。如图3所示，所述基于智能牵引网架的训练系统包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现根据本发明第一方面所述的一种基于智能牵引网架的训练方法。

所述基于智能牵引网架的训练系统还包括通信接口等本领域技术人员熟知的其他组件，其设置和功能为本领域中已知，因此在此不再赘述。

在本发明中，前述的存储器可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。例如，计算机可读存储介质可以是任何适当的磁存储介质或者磁光存储介质，比如，阻变式存储器RRAM(Resistive RandomAccess Memory)、动态随机存取存储器DRAM(Dynamic Random Access Memory)、静态随机存取存储器SRAM(Static Random-Access Memory)、增强动态随机存取存储器EDRAM(Enhanced Dynamic Random Access Memory)、高带宽内存HBM(High-Bandwidth Memory)、混合存储立方HMC(Hybrid Memory Cube)等等，或者可以用于存储所需信息并且可以由应用程序、模块或两者访问的任何其他介质。任何这样的计算机存储介质可以是设备的一部分或可访问或可连接到设备。本发明描述的任何应用或模块可以使用可以由这样的计算机可读介质存储或以其他方式保持的计算机可读/可执行指令来实现。

在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。此外，上述方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系即可。

虽然本说明书已经示出和描述了本发明的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本发明思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本发明的过程中，可以采用对本文所描述的本发明实施例的各种替代方案。

Claims (10)

1.一种基于智能牵引网架的训练方法，其特征在于，包括：

采集目标绳索受到的拉力；

判断所述拉力是否达到预设值，若否，则收紧所述目标绳索；若是，则停止收紧所述目标绳索；

记录用户使用第一部位拉动第二部位时，拉动所述目标绳索的最大高度；

采集用户训练过程中拉动所述目标绳索时的高度；

判断所述高度是否大于或等于基准高度，若是，记作训练成功，统计所述用户的训练成功次数，所述基准高度与所述最大高度呈正相关。

2.根据权利要求1所述的基于智能牵引网架的训练方法，其特征在于，通过传感器采集所述拉力和所述高度。

3.根据权利要求1所述的基于智能牵引网架的训练方法，其特征在于，所述基准高度的计算表达式为：

h＝k×h_max；

式中，h为所述基准高度，k为修正系数，h_max为所述最大高度。

4.根据权利要求3所述的基于智能牵引网架的训练方法，其特征在于，还包括：根据预设时间段内训练成功次数占训练总次数的比例调整所述修正系数。

5.根据权利要求3所述的基于智能牵引网架的训练方法，其特征在于，还包括：根据历史训练次数和当前训练次数调整所述修正系数或训练时间。

6.根据权利要求3所述的基于智能牵引网架的训练方法，其特征在于，在进行训练之前，还包括：根据用户的患病部位信息确定所述用户的训练方法，所述训练方法包括主动训练和被动训练。

7.根据权利要求6所述的基于智能牵引网架的训练方法，其特征在于，响应于所述训练方法为所述被动训练，保持当前训练的所述修正系数不变，并且所述最大高度为预设高度。

8.根据权利要求1所述的基于智能牵引网架的训练方法，其特征在于，还包括：显示或播报所述高度、所述基准高度。

9.根据权利要求1所述的基于智能牵引网架的训练方法，其特征在于，还包括：输出训练报告，所述训练报告至少包括所述训练成功次数。

10.一种基于智能牵引网架的训练系统，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现根据权利要求1-9所述的一种基于智能牵引网架的训练方法。