坐下站起功能評定訓練系統的製作方法
2023-10-07 22:21:44 1
專利名稱：坐下站起功能評定訓練系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種運動訓練器械，尤其涉及一種坐下站起功能評定訓練系統。
背景技術：
據統計，我國腦血管病、帕金森病、顱腦外傷、脊髓損傷年發病率各為219/10萬、100/10萬、55.4/10萬和6/10萬。而且由於老齡化、自然災害頻發和意外事故增加的緣故，發病率在逐年增加。這些疾病和損傷會造成下蹲-站起功能障礙。坐下和站起是為保持功能獨立性而每日多次進行的功能性活動，在評價殘疾的各種ADL量表(如Barthel量表)中，轉移、如廁均與此直接有關，而且通常佔評分較大比例。臨床上一般通過肉眼觀察或使用簡單的計時工具觀察患者的下蹲站起功能，更複雜的運動學和動力學評定需通過高速攝像機及動作分析系統進行。下蹲站起功能訓練上，一般為治療師針對造成下蹲站起功能障礙的具體問題，如肌力、平衡、痙攣等，進行對應的具體練習及整合練習。目前尚缺乏針對下蹲站起功能進行整體化訓練的智能化設備。
發明內容
本發明的目的，就是為了解決上述問題，提供一種坐下站起功能評定訓練系統。為了達到上述目的，本發明採用了以下技術方案:一種坐下站起功能評定訓練系統，其包括:上位機，上位機內設有坐下站起功能評定訓練軟體；腳踏模塊，包括腳踏本體，腳踏本體內設有電源模塊、CPU、腳底壓力傳感器和藍牙模塊，電源模塊向CPU供 電，腳底壓力傳感器與CPU電信相連，藍牙模塊與CPU雙向通訊相連，並與上位機雙向無線通訊相連；坐墊模塊，包括坐墊本體，坐墊本體內設有臀部壓力傳感器，臀部壓力傳感器通過電纜與腳踏模塊中的CPU電信相連；顯示屏，與上位機電信相連顯示各項功能評定訓練參數。所述的腳踏本體的上表面設有與人的雙腳適配的凹面，所述的腳底壓力傳感器共四個，分別對應於雙腳的前後掌設置，並分別與CPU電信相連。所述的坐墊本體的上表面設有與人的左右臀部適配的凹面，所述的臀部壓力傳感器共四個，分別對應於左右臀部的前後設置，並分別通過電纜與腳踏模塊中的CPU電信相連。所述的電源模塊包括鋰電池和電源管理模塊，所述的腳踏本體上設有用於向鋰電池充電的充電接口，電源管理模塊採用MAX1873晶片對鋰電池進行充電管理並將鋰電池的充電狀態傳輸給CPU。所述的坐下站起功能評定訓練軟體包括坐下功能評定訓練模塊、站立功能評定訓練模塊、坐下站起功能評定訓練模塊、反饋訓練模塊和遊戲訓練模塊。所述的CPU採用TI公司的MSP430F149微控制器，所述的藍牙模塊採用CSR公司的BC4EXTA藍牙模塊。所述的腳踏模塊採用左右兩半鉸接相連的可摺疊結構，所述的坐墊模塊採用左右兩半鉸接相連的可摺疊結構。本發明的坐下站起功能評定訓練系統具有功耗低、體積小，便於攜帶等優點，由於採用藍牙無線通信，無需信號連接線或電纜線，操作方便，可廣泛應用於生物醫療儀器中，如骨科肌萎縮，神經損傷，癱瘓病人等疾病的治療。
圖1是本發明坐下站起功能評定訓練系統的整體結構示意圖；圖2是本發明中的腳踏模塊的內部結構示意圖；圖3是本發明中的坐墊模塊的內部結構示意圖。
具體實施例方式參見圖1，配合參見圖2、圖3，本發明的一種坐下站起功能評定訓練系統，包括上位機1、腳踏模塊2、坐墊模塊3和顯示屏4。上位機I內設有坐下·站起功能評定訓練軟體，該軟體包括坐下功能評定訓練模塊、站立功能評定訓練模塊、坐下站起功能評定訓練模塊、反饋訓練模塊和遊戲訓練模塊。配合參見圖2，腳踏模塊2包括腳踏本體21，腳踏本體內設有電源模塊22、CPU23、腳底壓力傳感器24和藍牙模塊25，電源模塊22向CPU23供電，腳底壓力傳感器24與CPU23電信相連，藍牙模塊25與CPU23雙向通訊相連，並與上位機I雙向無線通訊相連。其中的腳踏本體21的上表面設有與人的雙腳適配的凹面，腳底壓力傳感器24共四個，分別對應於雙腳的前後掌設置，並分別與CPU23電信相連。電源模塊22包括鋰電池和電源管理模塊，在腳踏本體2上設有用於向鋰電池充電的充電接口 26，電源管理模塊採用MAX1873晶片對鋰電池進行充電管理並將鋰電池的充電狀態傳輸給CPU。CPU23採用TI公司的MSP430F149微控制器，藍牙模塊25採用CSR公司的BC4EXTA藍牙模塊。圖2中所示，27為信號線接入口，28為電源開關。配合參見圖3，坐墊模塊3包括坐墊本體31，坐墊本體31內設有臀部壓力傳感器32，臀部壓力傳感器32通過電纜5與腳踏模塊2中的CPU23電信相連；在坐墊本體31的上表面設有與人的左右臀部適配的凹面，臀部壓力傳感器32共四個，分別對應於左右臀部的前後設置，並分別通過電纜與腳踏模塊2中的CPU23電信相連。圖2中所示，33為輸出信號線接口。顯示屏4與上位機I電信相連顯示各項功能評定訓練參數。本發明中的腳踏模塊2優選採用左右兩半鉸接相連的可摺疊結構，坐墊模塊3優選採用採用左右兩半鉸接相連的可摺疊結構。本發明坐下站起功能評定訓練系統的工作原理是，通過設置在腳踏模塊2內的四個腳底壓力傳感器，採集患者腳底壓力信號；通過設置在坐墊模塊3 (坐墊模塊3旋轉在常用的座椅上)內的四個臀部壓力傳感器32，用於採集患者臀部壓力信號；所採集的壓力信號都由信號調理電路進行處理，經調理放大後與電池電量、電池充電狀態一起送入CPU中的AD進行轉換，然後通過MSP430F149微控制器將信號傳輸給藍牙模塊，再由藍牙模塊發送給上位機。本發明坐下站起功能評定訓練系統採用鋰電池供電，電源管理模塊採用MAX1873晶片對鋰電池進行充電管理。工作時，打開電源開關，藍牙模塊接收上位機的命令，上位機發送開始採集命令時，CPU內部的模數轉換器將肌力信號及鋰電池狀態轉換為數位訊號，(PU讀取數字量並通過藍牙模塊發送至上位機。當上位機發送停止採集命令時，下位機停止模數轉換，藍牙模塊停止發送數據。在坐下站起功能評定訓練系統進行數據傳輸前，上位機先與坐下站起功能評定訓練系統進行握手通訊，握手通訊成功後，坐下站起功能評定訓練系統等待上位機發送開始採集命令。同時，上位機為坐下站起功能評定訓練系統提供有好的人機界面，當鋰電池電量不足或充電完成時都會給出提示。本發明坐下站起功能評定訓練系統與上位機實現了基於藍牙無線技術的雙向通信，電源採用鋰電池供電，避 免了信號線及電源線的束縛，整體設計使使用更加方便。
權利要求
1.一種坐下站起功能評定訓練系統，其特徵在於包括: 上位機，上位機內設有坐下站起功能評定訓練軟體； 腳踏模塊，包括腳踏本體，腳踏本體內設有電源模塊、CPU、腳底壓力傳感器和藍牙模±夾，電源模塊向CPU供電，腳底壓力傳感器與CPU電信相連，藍牙模塊與CPU雙向通訊相連，並與上位機雙向無線通訊相連； 坐墊模塊，包括坐墊本體，坐墊本體內設有臀部壓力傳感器，臀部壓力傳感器通過電纜與腳踏模塊中的CPU電信相連； 顯示屏，與上位機電信相連顯示各項功能評定訓練參數。
2.如權利要求1所述的坐下站起功能評定訓練系統，其特徵在於:所述的腳踏本體的上表面設有與人的雙腳適配的凹面，所述的腳底壓力傳感器共四個，分別對應於雙腳的前後掌設置，並分別與CPU電信相連。
3.如權利要求1所述的坐下站起功能評定訓練系統，其特徵在於:所述的坐墊本體的上表面設有與人的左右臀部適配的凹面，所述的臀部壓力傳感器共四個，分別對應於左右臀部的前後設置，並分別通過電纜與腳踏模塊中的CPU電信相連。
4.如權利要求1所述的坐下站起功能評定訓練系統，其特徵在於:所述的電源模塊包括鋰電池和電源管理模塊，所述的腳踏本體上設有用於向鋰電池充電的充電接口，電源管理模塊採用MAX1873晶片對鋰電池進行充電管理並將鋰電池的充電狀態傳輸給CPU。
5.如權利要求1所述 的坐下站起功能評定訓練系統，其特徵在於:所述的坐下站起功能評定訓練軟體包括坐下功能評定訓練模塊、站立功能評定訓練模塊、坐下站起功能評定訓練模塊、反饋訓練模塊和遊戲訓練模塊。
6.如權利要求1所述的坐下站起功能評定訓練系統，其特徵在於:所述的CPU採用TI公司的MSP430F149微控制器，所述的藍牙模塊採用CSR公司的BC4EXTA藍牙模塊。
7.如權利要求1所述的坐下站起功能評定訓練系統，其特徵在於:所述的腳踏模塊採用左右兩半鉸接相連的可摺疊結構，所述的坐墊模塊採用左右兩半鉸接相連的可摺疊結構。
全文摘要
一種坐下站起功能評定訓練系統，主要包括上位機，腳踏模塊，坐墊模塊和顯示屏。腳踏模塊內設有電源模塊、CPU、腳底壓力傳感器和藍牙模塊，坐墊模塊內設有臀部壓力傳感器。腳底壓力傳感器採集左右腳的壓力信號，臀部壓力傳感器採集左右臀部的壓力信號，CPU用於處理臀部及腳底的壓力信號並通過藍牙模塊與上位機通訊。通過設置在上位機內的坐下站起功能評定訓練軟體實現對患者的坐下站起功能的評定及訓練。本發明的坐下站起功能評定訓練系統具有功耗低、體積小，便於攜帶等優點，並採用藍牙無線通信，無需信號連接線或電纜線，操作方便，可廣泛應用於生物醫療儀器中，如骨科肌萎縮，神經損傷，癱瘓病人等疾病的治療。
文檔編號A61B5/00GK103190884SQ20121000551
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者徐秀林, 安美君, 胡曉輝, 鄒任玲, 胡秀枋 申請人:上海理工大學