CN206007894U - 一种多功能康复用跑步机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多功能康复用跑步机，包括：康复平台，与康复平台连接的两根撑杆；两根撑杆的顶部设有操作平台，与操作平台连接的水平扶手，与水平扶手呈弯曲连接的竖向扶手，竖向扶手的底端固定在康复平台的尾端；水平扶手上设有与防护带，防护带的两端分别与康复平台两侧的水平扶手连接，康复平台的前端设有弹性垫，康复平台前端的底部设有固定件，固定件上端与撑杆的底端连接，固定件水平端连接有固定杆，固定杆的底端设有胶类吸盘，康复者站在康复平台上，防护带缠在腰部，扣上卡扣，双手可以扶着水平扶手，在康复平台的运行下，缓跑步走运动，起到锻炼下肢的作用。

Description

一种多功能康复用跑步机

技术领域

本实用新型涉及康复机领域，尤其涉及一种多功能康复用跑步机。

背景技术

人的下肢在术后需要做康复运动，或者一些由于脑淤血或脑梗赛而导致下肢行动不便，需要辅助康复运动。现有技术中做康复运动的器材功能较为单一，而且无法依据每个人的需要而做相适应的康复运动。这样将导致康复人员无法得到积极有效的康复运动，进而影响下肢或者行动的恢复。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型的目的在于，提供一种多功能康复用跑步机，包括：康复平台，驱动康复平台运行的电机，与康复平台连接，且向康复平台上部延伸的两根撑杆；两根撑杆的顶部设有操作平台，与操作平台连接的水平扶手，与水平扶手呈弯曲连接的竖向扶手，竖向扶手的底端固定在康复平台的尾端；水平扶手上设有与防护带，防护带的两端分别与康复平台两侧的水平扶手连接，防护带上设有可调长度的公绑带和母绑带，公绑带与母绑带通过卡扣卡接；康复平台的前端设有弹性垫，康复平台前端的底部设有固定件，固定件上端与撑杆的底端连接，固定件水平端连接有固定杆，固定杆的底端设有胶类吸盘，固定杆与活动杆插置连接，固定杆与活动杆通过插销固定锁紧；活动杆上设有滚轮，康复平台的尾部设有尾部滚轮，尾部滚轮设有锁死件；

操作平台上设有操控面板、平板电脑；

操控面板与平板电脑通信连接；

康复平台底部设有矩阵式压力传感器，矩阵式压力传感器与平板电脑电连接；

平板电脑中嵌入Android系统，或windows系统；平板电脑包括：数据获取模块、电机控制模块、无线通信模块、数据处理模块、储存模块，无线通信模块，触摸屏；

所述矩阵式压力传感器用于实时检测康复者在康复过程中的足底压力分布信息，足底压力分布信息包括：步频、步幅、支撑力、腾空时和后蹬力；

数据获取模块用于获取矩阵式压力传感器检测康复者在康复过程中的数据信息，并传输给数据处理模块；

数据处理模块用于根据设置康复者的跑步速率，得出初始加速度，传输给电机控制模块，使电机控制模块控制电机执行初始加速度运行，在运行过程中，结合矩阵式压力传感器感应的足底压力分布信息，根据设置康复者的跑步速率，通过电机控制模块进行控制电机；

储存模块用于储存平板电脑中的数据信息；

无线通信模块用于根据数据处理模块的控制指令，将储存模块储存的数据信息上传至服务器；

电机控制模块用于根据执行加速度数据信息控制驱动电机运行，并且电机控制模块实时接收数据处理模块发送的执行加速度数据信息，控制驱动电机运行，实现动态调节康复机速度，以适应康复者的速度；

电机控制模块包括：三相全波整流器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、隔离模块、电机控制芯片、三相逆变器；

所述三相全波整流器输入端与外电源连接，三相全波整流器输出端一通过电阻R1与三相逆变器的输入端一连接，三相全波整流器输出端二通过电阻R5与三相逆变器的输入端二连接，三相全波整流器输出端三通过电阻R2与三相逆变器的输入端三连接；

电阻R6与电阻R7形成串联电路一，串联电路一与电容C2形成并联电路一，并联电路一的一端与三相全波整流器输出端一和三相逆变器的输入端一的连接线路连接，并联电路一的另一端与三相全波整流器输出端二和三相逆变器的输入端二的连接线路连接；

电阻R3、电阻R4形成串联电路二，串联电路二与电容C2形成并联电路二，并联电路二的一端与三相全波整流器输出端一和三相逆变器的输入端一的连接线路连接，并联电路二的另一端与三相全波整流器输出端三和三相逆变器的输入端三的连接线路连接；

三相逆变器的输出端与电机连接；电容C1和电容C2分别用于储能滤波；电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7分别用于限流，防止线路上电时，电流过大，并且限制对电容的充电电流，在电容放电时，限制放电电流过大；

电机控制芯片包括：数据脉冲宽度调制模块、速度反馈模块、串行外接口、急停模块、DSP芯片；

在水平扶手上设有急停按钮，所述急停模块与急停按钮连接，用于控制电机急停；

所述脉冲宽度调制模块与三相逆变器连接，用于通过调节三相逆变器的输出脉冲的宽度、频率、幅值调节电机的输出转速；

所述电机内部设有反馈模块；

反馈模块包括：速度计算单元、霍尔采样单元；

霍尔采样单元用于对电机的转速进行采样；速度计算单元用于根据霍尔采样单元采样到的转速，计算出速度值，并传送给电机控制芯片；

所述霍尔采样单元设置在电机绕组的端部，并超前于电机其中一相绕组90°的电角度，且与电机的铁芯和绕组设有间隔距离；

所述串行外接口与显示器连接，串行外接口用于将电机的工作状态输出平板电脑显示。

优选地，电机控制芯片还包括：故障模块；

所述电机控制模块还包括：电压保护模块、电流保护模块；

所述电压保护模块输出端与故障模块连接，电压保护模块输入端分别与电阻R6与电阻R7形成串联电路一以及电阻R3、电阻R4形成串联电路二连接；

所述电流保护模块输出端与故障模块连接，电流保护模块输入端与三相全波整流器输出端一和三相逆变器的输入端一的连接线路连接，或者与三相全波整流器输出端二和三相逆变器的输入端二的连接线路连接，或者与三相全波整流器输出端三和三相逆变器的输入端三的连接线路连接。

优选地，所述电机控制模块还包括：滤波模块；

滤波模块包括：滤波电容Clb1、滤波电容Clb2、滤波电容Clb3、滤波电容Clb4、滤波线圈组Llb、滤波电阻R_L；

滤波电容Clb1两端连接电源的相线和中线，滤波线圈组Llb输入端分别连接电源的相线和中线，滤波线圈组Llb输出端分别依次连接滤波电容Clb2的两端，滤波电阻R_L的两端以及滤波电容Clb3与滤波电容Clb4串联后的两端，滤波电容Clb3与滤波电容Clb4之间接地；

滤波线圈组Llb包括两个线圈，两个线圈绕向一致，当电源电流流过滤波线圈组Llb时，两个线圈中的电流方向相反，滤波电容Clb1、滤波电容Clb2用于滤除串模干扰，滤波电容Clb3、滤波电容Clb4用于滤除共模干扰。

优选地，霍尔采样单元包括：A相电阻Rha1、A相电阻Rha2、A相电容Cha1、A相电容Cha2、A相光耦GDha；

B相电阻Rhb1、B相电阻Rhb2、B相电容Chb1、B相电容Chb2、B相光耦GDhb；

C相电阻Rhc1、C相电阻Rhc2、C相电容Chc1、C相电容Chc2、C相光耦GDhc。

优选地，反馈模块还包括：电流检测模块；

电流检测模块包括：功率开关、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻Rs、电容C1、电容C2、二极管Dz、运算放大器7、运算放大器8、光藕器9；

功率开关的集电极连接电流取样点，功率开关的发射极连接电阻R1和电阻Rs，并通过电阻Rs接地，功率开关的基极连接电机控制芯片，功率开关根据电机控制芯片的控制开启或关闭采样；电阻R1分别接电阻R2、电容C1，并通过电容C1接地，电阻R3一端接运算放大器7的输入负极端和光藕器9的四号脚，电阻R3另一端接地，电阻R2接运算放大器7的输入正极端，运算放大器7的输出端接电阻R4，电阻R4接光藕器9的二号脚，光藕器9的一号脚接地，光藕器9的三号脚接电源，光藕器9的五号脚接地，电容C2与电阻R5并联，并且并联后两端接运算放大器8的输入负极端、输出端和电阻R6，运算放大器8的输入正极端接电源，电阻R6、二极管Dz负极端分别接电机控制芯片，二极管Dz正极端接地。

优选地，还包括：与平板电脑通信连接的振动装置；

振动装置用于当康复者的康复时长达到预设时长，或康复距离达到预设的距离，或康复者的心率达到预警值时，振动装置产生振动，提示康复者；

振动装置包括：开关Q3、电容C16、电容C17、电容C18、振动马达和稳压芯片U1，开关Q3 的型号为ES6U2T2R，稳压芯片U1的型号为SGM2031，开关Q3的1脚与处理器连接，开关Q3的2脚接地，3脚接5脚、6脚及振动马达负极，4脚接电容C17的一端、电容C18的一端、稳压芯片U1的1脚及振动马达正极，电容C17的另一端、电容C18的另一端接地，稳压芯片U1的3脚接处理器，稳压芯片U1的4脚接电容C16的一端并经保险B1接供电电池的输出端，电容C16的另一端接地；

振动模块中稳压芯片U1将电源模块提供的输入电压稳定在3.0V，为振动马达供电，开关Q3与处理器电连接，处理器通过脉冲宽度调制控制开关Q3的导通和关闭，控制振动马达。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

康复者站在康复平台上，防护带缠在腰部，扣上卡扣，双手可以扶着水平扶手，在康复平台的运行下，缓跑步走运动，起到锻炼下肢的作用，而且康复平台的前端设有弹性垫，当康复者摔倒时，弹性垫起到对康复者的头部保护作用。

为了使康复者了解自己的康复运动的强度，通过获取性别，身高，体重，康复时长，当前时间，步频、步幅、支撑力、腾空时、后蹬力及心率；初步得出康复者的运动的强度。多功能康复用跑步机可以根据康复计划设置康复者的康复时长和距离。而且为了能够根据执行加速度数据信息控制驱动电机运行，并且电机控制模块实时接收数据处理模块发送的执行加速度数据信息，控制驱动电机运行，实现动态调节康复机速度，以适应康复者的速度。

这样心率结合康复者的时间、腾空时间、距离、速度等。通过步态的跟踪，分析出康复者康复的姿势动作，对科学训练提供有效帮助。实时速度检测，反馈给控制模块，控制模块可实时调整康复机的速度，实现了由现有技术中康复机被动控制，而转变为主动控制速度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为多功能康复用跑步机的整体示意图；

图2为电机控制示意图；

图3为滤波模块电路图；

图4为霍尔采样单元电路图；

图5为电流检测模块电路图；

图6为振动装置电路图；

图7为数据调制电路电路图；

图8为数据放大电路电路图；

图9为数据滤波电路电路图。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本实用新型保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

本实施例提供一种多功能康复用跑步机，如图1至9所示，包括：康复平台1，驱动康复平台1运行的电机，与康复平台1连接，且向康复平台上部延伸的两根撑杆2；两根撑杆2的顶部设有操作平台51，与操作平台51连接的水平扶手3，与水平扶手3呈弯曲连接的竖向扶手55，竖向扶手55的底端固定在康复平台1的尾端；水平扶手3上设有与防护带53，防护带53的两端分别与康复平台两侧的水平扶手连接，防护带上设有可调长度的公绑带和母绑带，公绑带64与母绑带54通过卡扣卡接；康复平台1的前端设有弹性垫52，康复平台1前端的底部设有固定件61，固定件61上端与撑杆2的底端连接，固定件61水平端连接有固定杆56，固定杆56的底端设有胶类吸盘60，固定杆56与活动杆57插置连接，固定杆56与活动杆57通过插销62固定锁紧；活动杆57上设有滚轮58，康复平台1的尾部设有尾部滚轮59，尾部滚轮59设有锁死件；

操作平台51上设有操控面板4、平板电脑5、用于测量康复者心率的心率测量装置43；

操控面板、心率测量装置43、语音播报器分别与平板电脑5通信连接；心率测量装置43用于将采集的心率数据传输给平板电脑5；操控面板4与平板电脑5可以同时或单独控制多功能康复用跑步机运行。康复平台1底部设有矩阵式压力传感器50，矩阵式压力传感器50与平板电脑5电连接；

平板电脑5中嵌入Android系统，或windows系统；平板电脑包括：数据获取模块、电机控制模块、无线通信模块、数据处理模块、心率接收模块、储存模块，无线通信模块，触摸屏；

矩阵式压力传感器用于实时检测康复者在康复过程中的足底压力分布信息，足底压力分布信息包括：步频、步幅、支撑力、腾空时和后蹬力；数据获取模块用于获取矩阵式压力传感器检测康复者在康复过程中的数据信息，并传输给数据处理模块；心率接收模块用于接收心率测量模块获取的康复者康复前的心率及康复过程中的心率；

数据处理模块用于根据设置康复者的跑步速率，得出初始加速度，传输给电机控制模块，使电机控制模块控制电机执行初始加速度运行，在运行过程中，结合矩阵式压力传感器感应的足底压力分布信息，根据设置康复者的跑步速率，通过电机控制模块进行控制电机；

储存模块用于储存平板电脑中的数据信息；

无线通信模块用于根据数据处理模块的控制指令，将储存模块储存的数据信息上传至服务器；

为了能使精准的控制电机运行，适应康复者的速度，保证康复机运行符合康复者的速度。而且使电机具有一定的调速均匀，提高用户体验。

电机控制模块包括：三相全波整流器21、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、隔离模块26、电机控制芯片24、三相逆变器22；

所述三相全波整流器21输入端与外电源连接，三相全波整流器输出端一通过电阻R1与三相逆变器的输入端一连接，三相全波整流器输出端二通过电阻R5与三相逆变器的输入端二连接，三相全波整流器输出端三通过电阻R2与三相逆变器的输入端三连接；

电阻R6与电阻R7形成串联电路一，串联电路一与电容C2形成并联电路一，并联电路一的一端与三相全波整流器输出端一和三相逆变器的输入端一的连接线路连接，并联电路一的另一端与三相全波整流器输出端二和三相逆变器的输入端二的连接线路连接；

电阻R3、电阻R4形成串联电路二，串联电路二与电容C2形成并联电路二，并联电路二的一端与三相全波整流器输出端一和三相逆变器的输入端一的连接线路连接，并联电路二的另一端与三相全波整流器输出端三和三相逆变器的输入端三的连接线路连接；

三相逆变器22的输出端与电机连接；电容C1和电容C2分别用于储能滤波；电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7分别用于限流，防止线路上电时，电流过大，并且限制对电容的充电电流，在电容放电时，限制放电电流过大；隔离模块26实现信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高，避免干扰。

电机控制芯片24包括：脉冲宽度调制模块28、反馈模块29、串行外接口27、急停模块、DSP芯片；

在水平扶手上设有急停按钮63，所述急停模块与急停按钮63连接，用于控制电机急停；脉冲宽度调制模块与三相逆变器连接，用于通过调节三相逆变器的输出脉冲的宽度、频率、幅值调节电机的输出转速；所述电机内部设有反馈模块；

反馈模块29包括：速度计算单元、霍尔采样单元；霍尔采样单元用于对电机的转速进行采样；速度计算单元用于根据霍尔采样单元采样到的转速，计算出速度值，并传送给电机控制芯片；霍尔采样单元设置在电机绕组的端部，并超前于电机其中一相绕组90°的电角度，且与电机的铁芯和绕组设有间隔距离；串行外接口27与平板电脑连接，串行外接口用于将电机的工作状态输出平板电脑显示。

电机控制芯片24还包括：故障模块；电机控制模块还包括：电压保护模块、电流保护模块；

电压保护模块输出端与故障模块连接，电压保护模块输入端分别与电阻R6与电阻R7形成串联电路一以及电阻R3、电阻R4形成串联电路二连接；

电流保护模块输出端与故障模块连接，电流保护模块输入端与三相全波整流器输出端一和三相逆变器的输入端一的连接线路连接，或者与三相全波整流器输出端二和三相逆变器的输入端二的连接线路连接，或者与三相全波整流器输出端三和三相逆变器的输入端三的连接线路连接。

电流保护模块采用电阻和电流传感器。电流传感器可以选用霍尔电流传感器，检测电流。使用一个采样电阻来检测各相的电流。电阻值的选取根据用户需要而定，一般应该使它可以起到一个功率变换电路的过流保护作用。电压检测电路与电流检测电路基本相同，电压采样电阻位于直流母线与地之间，通过电阻分压以后，将采样电压送到检测电路是否过压。

本实施例中，所述电机控制模块还包括：滤波模块；

滤波模块包括：滤波电容Clb1、滤波电容Clb2、滤波电容Clb3、滤波电容Clb4、滤波线圈组Llb、滤波电阻R_L；

滤波电容Clb1两端连接电源的相线和中线，滤波线圈组Llb输入端分别连接电源的相线和中线，滤波线圈组Llb输出端分别依次连接滤波电容Clb2的两端，滤波电阻R_L的两端以及滤波电容Clb3与滤波电容Clb4串联后的两端，滤波电容Clb3与滤波电容Clb4之间接地；滤波线圈组Llb包括两个线圈，两个线圈绕向一致，当电源电流流过滤波线圈组Llb时，两个线圈中的电流方向相反，所产生的磁场可以相互抵消，相当于没有电感效应。滤波电容Clb1、滤波电容Clb2用于滤除串模干扰，滤波电容Clb3、滤波电容Clb4用于滤除共模干扰。滤波线圈组Llb是一个很大电感量的电感，能有效地抑制共模干扰。为了提高对干扰的抑制能力，滤波线圈组Llb具有高磁导率、频率特性好的铁氧体材料作为磁芯，这样可提高消除共模干扰的效果。滤波线圈组Llb的大小，与滤波模块的额定电流有关，额定电流越大电感量就越小。因为电流的增大，使线圈的线径增大，同一磁环土所能绕的线圈匝数必然相应减少。电路中的两个电容Cx，主要用来滤除串模干扰，一般选用薄膜电容器，滤波电容Clb1、滤波电容Clb2容量越大，则插入损耗越大，其值可按照所要抑制的噪声电压频率的下限值确定。滤波电容Clb3与滤波电容Clb4分别跨接在两根电源线和接地线之间，主要是滤除共模干扰，可选用陶瓷电容。

本实施例中，霍尔采样单元包括：A相电阻Rha1、A相电阻Rha2、A相电容Cha1、A相电容Cha2、A相光耦GDha；B相电阻Rhb1、B相电阻Rhb2、B相电容Chb1、B相电容Chb2、B相光耦GDhb；C相电阻Rhc1、C相电阻Rhc2、C相电容Chc1、C相电容Chc2、C相光耦GDhc。

为了保证电机得到恒定的最大转矩，就必须要不断地对其进行换相。掌握好恰当的换相时间，可以减小转矩的波动。位置信号是通过电机木身自带的霍尔位置传感器得到的。位置信号不但用于控制换相，而且用于计算速度反馈量。由于霍尔元件是集电极开路输出，其输出信号经过上拉电阻（A相电阻Rha1、A相电阻Rha2、B相电阻Rhb1、B相电阻Rhb2、C相电阻Rhc1、C相电阻Rhc2）得到位置方波信号，该方波信号经光藕隔离后送入电机控制芯片。

本实施例中，反馈模块还包括：电流检测模块；电流检测模块包括：功率开关、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻Rs、电容C1、电容C2、二极管Dz、运算放大器7、运算放大器8、光藕器9；

功率开关的集电极连接电流取样点，功率开关的发射极连接电阻R1和电阻Rs，并通过电阻Rs接地，功率开关的基极连接电机控制芯片，功率开关根据电机控制芯片的控制开启或关闭采样；电阻R1分别接电阻R2、电容C1，并通过电容C1接地，电阻R3一端接运算放大器7的输入负极端和光藕器9的四号脚，电阻R3另一端接地，电阻R2接运算放大器7的输入正极端，运算放大器7的输出端接电阻R4，电阻R4接光藕器9的二号脚，光藕器9的一号脚接地，光藕器9的三号脚接电源，光藕器9的五号脚接地，电容C2与电阻R5并联，并且并联后两端接运算放大器8的输入负极端、输出端和电阻R6，运算放大器8的输入正极端接电源，电阻R6、二极管Dz负极端分别接电机控制芯片，二极管Dz正极端接地。

为了提高电机的加速性能以及减小转矩脉动，实现了电流闭环控制，对检测电机绕组的电流进行检测。此外，电机运行出现短路、直通、过载等故障时，会出现电流超过功率开关器件允许值范围的情况，因此反馈模块能够及时、准确的测量电机故障电流，并通过电机控制模块排除故障。

电流检测模块在整个运行范围内具有良好的线性度、高稳定性和重复性;在电流反馈过程中应采取相应的隔离措施，以保证主电路与控制电路之间的电气隔离。

通过串接在逆变桥和地之间的精密取样电阻Rs将主回路电流信号转化为电压信号，该电压信号经R1, Cl组成的低通滤波器滤波以及运算放大器7、运算放大器8、光藕器9调理后，得到0-3.3V的模拟电压量，该电压信号经稳压二极管D，限幅后送入电机控制芯片进行控制电机。

本实施例中，还包括：与平板电脑5通信连接的振动装置44；

振动装置44用于当康复者的康复时长达到预设时长，或康复距离达到预设的距离，或康复者的心率达到预警值时，振动装置产生振动，提示康复者；

振动装置44包括：开关Q3、电容C16、电容C17、电容C18、振动马达和稳压芯片U1，开关Q3 的型号为ES6U2T2R，稳压芯片U1的型号为SGM2031，开关Q3的1脚与处理器连接，开关Q3的2脚接地，3脚接5脚、6脚及振动马达负极，4脚接电容C17的一端、电容C18的一端、稳压芯片U1的1脚及振动马达45正极，电容C17的另一端、电容C18的另一端接地，稳压芯片U1的3脚接处理器，稳压芯片U1的4脚接电容C16的一端并经保险B1接供电电池的输出端，电容C16的另一端接地；

振动装置中稳压芯片U1将电源模块提供的输入电压稳定在3.0V，为振动马达45供电，开关Q3与处理器电连接，处理器通过脉冲宽度调制控制开关Q3的导通和关闭，控制振动马达。

这样，如果在康复运动时，超过了极限心率，就后可能出现生命危险。这时振动装置可以振动提醒康复者。

本实施例中，无线通信模块包括：用于将数据进行调制，放大，滤波的数据调制电路、数据放大电路、数据滤波电路；这样无线通信模块先将待发送传输的数据依次进行调制，放大，滤波后进行传输，传输给服务器。具体的无线传输方式可以采用WIFI方式，蓝牙方式，红外方式等等。

数据调制电路包括：调制电阻R_tz1、调制电阻R_tz2、调制电阻R_tz3、调制电容C_tz1、调制电容C_tz2、放大器F_tz;

调制电阻R_tz1和调制电阻R_tz2的第一端与信号调制模块输入端连接，调制电阻R_tz1的第二端接地；调制电阻R_tz2的第二端分别与调制电容C_tz1的第一端和调制电阻R_tz3的第一端连接；调制电容C_tz1的第二端与信号调制模块输出端连接，调制电阻R_tz3的第二端和调制电容C_tz2的第一端分别与放大器F_tz的阳极端连接，调制电容C_tz2的第二端接地，放大器F_tz的阴极端接信号调制模块输出端；放大器F_tz的输出端接信号调制模块输出端；

数据放大电路包括：三极管Qfd1、三极管Qfd2、电阻Rfd1、电阻Rfd2；

三极管Qfd1的集电极和三极管Qfd2的集电极、二极管VDfd的阳极分别与水平度传感器连接，二极管VDfd的阴极连接电源；二极管VDfd连接电源起到稳流、续流作用；三极管Qcj2的发射极接地；三极管Qcj1的发射极通过电阻Rfd2与信号滤波模块连接，三极管Qfd1的基极和三极管Qfd2的基极通过电阻Rfd1与信号滤波模块连接；三极管Qfd1、三极管Qfd2起到信号双重放大的作用；

数据滤波电路包括：滤波电阻RB1、滤波电阻RB2、滤波电阻RB3、滤波电阻RB4、滤波电阻RB5、滤波电容CB1、滤波电容CB2、滤波电容CB3、放大器LB1、放大器LB2；

数据滤波电路的输入端分别与滤波电阻RB1第一端和滤波电容CB1第一端连接；滤波电阻RB1第二端连接滤波电容CB3第一端和滤波电阻RB2第一端，滤波电容CB1第二端同时与滤波电阻RB4第二端，滤波电容CB2第二端连接；滤波电容CB3第二端，滤波电阻RB4第一端，放大器LB2输入端，放大器LB2负极输出端同时连接；滤波电容CB2第一端，滤波电阻RB2第二端，滤波电阻RB3第一端同时连接；滤波电阻RB3第二端连接放大器LB1正极输入端，放大器LB1负极输入端连接放大器LB1输出端及滤波电路输出端，放大器LB2正极输出端通过滤波电阻RB5接地，并通过滤波电阻RB5连接数据滤波电路输出端；滤波电阻RB1用于限流，滤波电阻RB2、滤波电容CB3、滤波电容CB1、滤波电容CB2、滤波电阻RB4用于对发出的数据进行滤波，放大器LB1、放大器LB2用于对发出的数据进行放大。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种多功能康复用跑步机，其特征在于，包括：康复平台，驱动康复平台运行的电机，与康复平台连接，且向康复平台上部延伸的两根撑杆；两根撑杆的顶部设有操作平台，与操作平台连接的水平扶手，与水平扶手呈弯曲连接的竖向扶手，竖向扶手的底端固定在康复平台的尾端；水平扶手上设有与防护带，防护带的两端分别与康复平台两侧的水平扶手连接，防护带上设有可调长度的公绑带和母绑带，公绑带与母绑带通过卡扣卡接；康复平台的前端设有弹性垫，康复平台前端的底部设有固定件，固定件上端与撑杆的底端连接，固定件水平端连接有固定杆，固定杆的底端设有胶类吸盘，固定杆与活动杆插置连接，固定杆与活动杆通过插销固定锁紧；活动杆上设有滚轮，康复平台的尾部设有尾部滚轮，尾部滚轮设有锁死件；

操作平台上设有操控面板、平板电脑；

操控面板与平板电脑通信连接；

康复平台底部设有矩阵式压力传感器，矩阵式压力传感器与平板电脑电连接；

平板电脑中嵌入Android系统，或windows系统；平板电脑包括：数据获取模块、电机控制模块、无线通信模块、数据处理模块、储存模块，无线通信模块，触摸屏；

所述矩阵式压力传感器用于实时检测康复者在康复过程中的足底压力分布信息，足底压力分布信息包括：步频、步幅、支撑力、腾空时和后蹬力；

数据获取模块用于获取矩阵式压力传感器检测康复者在康复过程中的数据信息，并传输给数据处理模块；

数据处理模块用于根据设置康复者的跑步速率，得出初始加速度，传输给电机控制模块，使电机控制模块控制电机执行初始加速度运行，在运行过程中，结合矩阵式压力传感器感应的足底压力分布信息，根据设置康复者的跑步速率，通过电机控制模块进行控制电机；

储存模块用于储存平板电脑中的数据信息；

无线通信模块用于根据数据处理模块的控制指令，将储存模块储存的数据信息上传至服务器；

电机控制模块用于根据执行加速度数据信息控制驱动电机运行，并且电机控制模块实时接收数据处理模块发送的执行加速度数据信息，控制驱动电机运行，实现动态调节康复机速度，以适应康复者的速度；

电机控制模块包括：三相全波整流器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、隔离模块、电机控制芯片、三相逆变器；

所述三相全波整流器输入端与外电源连接，三相全波整流器输出端一通过电阻R1与三相逆变器的输入端一连接，三相全波整流器输出端二通过电阻R5与三相逆变器的输入端二连接，三相全波整流器输出端三通过电阻R2与三相逆变器的输入端三连接；

电阻R6与电阻R7形成串联电路一，串联电路一与电容C2形成并联电路一，并联电路一的一端与三相全波整流器输出端一和三相逆变器的输入端一的连接线路连接，并联电路一的另一端与三相全波整流器输出端二和三相逆变器的输入端二的连接线路连接；

电阻R3、电阻R4形成串联电路二，串联电路二与电容C2形成并联电路二，并联电路二的一端与三相全波整流器输出端一和三相逆变器的输入端一的连接线路连接，并联电路二的另一端与三相全波整流器输出端三和三相逆变器的输入端三的连接线路连接；

三相逆变器的输出端与电机连接；电容C1和电容C2分别用于储能滤波；电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7分别用于限流，防止线路上电时，电流过大，并且限制对电容的充电电流，在电容放电时，限制放电电流过大；

电机控制芯片包括：数据脉冲宽度调制模块、速度反馈模块、串行外接口、急停模块、DSP芯片；

在水平扶手上设有急停按钮，所述急停模块与急停按钮连接，用于控制电机急停；

所述脉冲宽度调制模块与三相逆变器连接，用于通过调节三相逆变器的输出脉冲的宽度、频率、幅值调节电机的输出转速；

所述电机内部设有反馈模块；

反馈模块包括：速度计算单元、霍尔采样单元；

霍尔采样单元用于对电机的转速进行采样；速度计算单元用于根据霍尔采样单元采样到的转速，计算出速度值，并传送给电机控制芯片；

所述霍尔采样单元设置在电机绕组的端部，并超前于电机其中一相绕组90°的电角度，且与电机的铁芯和绕组设有间隔距离；

所述串行外接口与显示器连接，串行外接口用于将电机的工作状态输出平板电脑显示；

所述电机控制模块还包括：滤波模块；

滤波模块包括：滤波电容Clb1、滤波电容Clb2、滤波电容Clb3、滤波电容Clb4、滤波线圈组Llb、滤波电阻R_L；

滤波电容Clb1两端连接电源的相线和中线，滤波线圈组Llb输入端分别连接电源的相线和中线，滤波线圈组Llb输出端分别依次连接滤波电容Clb2的两端，滤波电阻R_L的两端以及滤波电容Clb3与滤波电容Clb4串联后的两端，滤波电容Clb3与滤波电容Clb4之间接地；

滤波线圈组Llb包括两个线圈，两个线圈绕向一致，当电源电流流过滤波线圈组Llb时，两个线圈中的电流方向相反，滤波电容Clb1、滤波电容Clb2用于滤除串模干扰，滤波电容Clb3、滤波电容Clb4用于滤除共模干扰。

2.根据权利要求1所述的多功能康复用跑步机，其特征在于，

电机控制芯片还包括：故障模块；

所述电机控制模块还包括：电压保护模块、电流保护模块；

所述电压保护模块输出端与故障模块连接，电压保护模块输入端分别与电阻R6与电阻R7形成串联电路一以及电阻R3、电阻R4形成串联电路二连接；

所述电流保护模块输出端与故障模块连接，电流保护模块输入端与三相全波整流器输出端一和三相逆变器的输入端一的连接线路连接，或者与三相全波整流器输出端二和三相逆变器的输入端二的连接线路连接，或者与三相全波整流器输出端三和三相逆变器的输入端三的连接线路连接。

3.根据权利要求1所述的多功能康复用跑步机，其特征在于，

霍尔采样单元包括：A相电阻Rha1、A相电阻Rha2、A相电容Cha1、A相电容Cha2、A相光耦GDha；

B相电阻Rhb1、B相电阻Rhb2、B相电容Chb1、B相电容Chb2、B相光耦GDhb；

C相电阻Rhc1、C相电阻Rhc2、C相电容Chc1、C相电容Chc2、C相光耦GDhc。

4.根据权利要求1所述的多功能康复用跑步机，其特征在于，

反馈模块还包括：电流检测模块；

电流检测模块包括：功率开关、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻Rs、电容C1、电容C2、二极管Dz、运算放大器7、运算放大器8、光藕器9；

功率开关的集电极连接电流取样点，功率开关的发射极连接电阻R1和电阻Rs，并通过电阻Rs接地，功率开关的基极连接电机控制芯片，功率开关根据电机控制芯片的控制开启或关闭采样；电阻R1分别接电阻R2、电容C1，并通过电容C1接地，电阻R3一端接运算放大器7的输入负极端和光藕器9的四号脚，电阻R3另一端接地，电阻R2接运算放大器7的输入正极端，运算放大器7的输出端接电阻R4，电阻R4接光藕器9的二号脚，光藕器9的一号脚接地，光藕器9的三号脚接电源，光藕器9的五号脚接地，电容C2与电阻R5并联，并且并联后两端接运算放大器8的输入负极端、输出端和电阻R6，运算放大器8的输入正极端接电源，电阻R6、二极管Dz负极端分别接电机控制芯片，二极管Dz正极端接地。

5.根据权利要求1所述的多功能康复用跑步机，其特征在于，

还包括：与平板电脑通信连接的振动装置；

振动装置用于当康复者的康复时长达到预设时长，或康复距离达到预设的距离，或康复者的心率达到预警值时，振动装置产生振动，提示康复者；

振动装置包括：开关Q3、电容C16、电容C17、电容C18、振动马达和稳压芯片U1，开关Q3的型号为ES6U2T2R，稳压芯片U1的型号为SGM2031，开关Q3的1脚与处理器连接，开关Q3的2脚接地，3脚接5脚、6脚及振动马达负极，4脚接电容C17的一端、电容C18的一端、稳压芯片U1的1脚及振动马达正极，电容C17的另一端、电容C18的另一端接地，稳压芯片U1的3脚接处理器，稳压芯片U1的4脚接电容C16的一端并经保险B1接供电电池的输出端，电容C16的另一端接地；

振动模块中稳压芯片U1将电源模块提供的输入电压稳定在3.0V，为振动马达供电，开关Q3与处理器电连接，处理器通过脉冲宽度调制控制开关Q3的导通和关闭，控制振动马达。