專(zhuān)利名稱(chēng)：坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練器械，尤其涉及一種坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)腦血管病、帕金森病、顱腦外傷、脊髓損傷年發(fā)病率各為219/10萬(wàn)、100/10萬(wàn)、55.4/10萬(wàn)和6/10萬(wàn)。而且由于老齡化、自然災(zāi)害頻發(fā)和意外事故增加的緣故，發(fā)病率在逐年增加。這些疾病和損傷會(huì)造成下蹲-站起功能障礙。坐下和站起是為保持功能獨(dú)立性而每日多次進(jìn)行的功能性活動(dòng)，在評(píng)價(jià)殘疾的各種ADL量表(如Barthel量表)中，轉(zhuǎn)移、如廁均與此直接有關(guān)，而且通常占評(píng)分較大比例。臨床上一般通過(guò)肉眼觀察或使用簡(jiǎn)單的計(jì)時(shí)工具觀察患者的下蹲站起功能，更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)評(píng)定需通過(guò)高速攝像機(jī)及動(dòng)作分析系統(tǒng)進(jìn)行。下蹲站起功能訓(xùn)練上，一般為治療師針對(duì)造成下蹲站起功能障礙的具體問(wèn)題，如肌力、平衡、痙攣等，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的具體練習(xí)及整合練習(xí)。目前尚缺乏針對(duì)下蹲站起功能進(jìn)行整體化訓(xùn)練的智能化設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)，其包括:上位機(jī)，上位機(jī)內(nèi)設(shè)有坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練軟件；腳踏模塊，包括腳踏本體，腳踏本體內(nèi)設(shè)有電源模塊、CPU、腳底壓力傳感器和藍(lán)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(lán)牙模塊與CPU雙向通訊相連，并與上位機(jī)雙向無(wú)線通訊相連；坐墊模塊，包括坐墊本體，坐墊本體內(nèi)設(shè)有臀部壓力傳感器，臀部壓力傳感器通過(guò)電纜與腳踏模塊中的CPU電信相連；顯示屏，與上位機(jī)電信相連顯示各項(xiàng)功能評(píng)定訓(xùn)練參數(shù)。所述的腳踏本體的上表面設(shè)有與人的雙腳適配的凹面，所述的腳底壓力傳感器共四個(gè)，分別對(duì)應(yīng)于雙腳的前后掌設(shè)置，并分別與CPU電信相連。所述的坐墊本體的上表面設(shè)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(gè)，分別對(duì)應(yīng)于左右臀部的前后設(shè)置，并分別通過(guò)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(shè)有用于向鋰電池充電的充電接口，電源管理模塊采用MAX1873芯片對(duì)鋰電池進(jìn)行充電管理并將鋰電池的充電狀態(tài)傳輸給CPU。所述的坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練軟件包括坐下功能評(píng)定訓(xùn)練模塊、站立功能評(píng)定訓(xùn)練模塊、坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練模塊、反饋訓(xùn)練模塊和游戲訓(xùn)練模塊。所述的CPU采用TI公司的MSP430F149微控制器，所述的藍(lán)牙模塊采用CSR公司的BC4EXTA藍(lán)牙模塊。所述的腳踏模塊采用左右兩半鉸接相連的可折疊結(jié)構(gòu)，所述的坐墊模塊采用左右兩半鉸接相連的可折疊結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)具有功耗低、體積小，便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，由于采用藍(lán)牙無(wú)線通信，無(wú)需信號(hào)連接線或電纜線，操作方便，可廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)療儀器中，如骨科肌萎縮，神經(jīng)損傷，癱瘓病人等疾病的治療。
圖1是本發(fā)明坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明中的腳踏模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明中的坐墊模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1，配合參見(jiàn)圖2、圖3，本發(fā)明的一種坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)，包括上位機(jī)1、腳踏模塊2、坐墊模塊3和顯示屏4。上位機(jī)I內(nèi)設(shè)有坐下·站起功能評(píng)定訓(xùn)練軟件，該軟件包括坐下功能評(píng)定訓(xùn)練模塊、站立功能評(píng)定訓(xùn)練模塊、坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練模塊、反饋訓(xùn)練模塊和游戲訓(xùn)練模塊。配合參見(jiàn)圖2，腳踏模塊2包括腳踏本體21，腳踏本體內(nèi)設(shè)有電源模塊22、CPU23、腳底壓力傳感器24和藍(lán)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(lán)牙模塊25與CPU23雙向通訊相連，并與上位機(jī)I雙向無(wú)線通訊相連。其中的腳踏本體21的上表面設(shè)有與人的雙腳適配的凹面，腳底壓力傳感器24共四個(gè)，分別對(duì)應(yīng)于雙腳的前后掌設(shè)置，并分別與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(shè)有用于向鋰電池充電的充電接口 26，電源管理模塊采用MAX1873芯片對(duì)鋰電池進(jìn)行充電管理并將鋰電池的充電狀態(tài)傳輸給CPU。CPU23采用TI公司的MSP430F149微控制器，藍(lán)牙模塊25采用CSR公司的BC4EXTA藍(lán)牙模塊。圖2中所示，27為信號(hào)線接入口，28為電源開(kāi)關(guān)。配合參見(jiàn)圖3，坐墊模塊3包括坐墊本體31，坐墊本體31內(nèi)設(shè)有臀部壓力傳感器32，臀部壓力傳感器32通過(guò)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(shè)有與人的左右臀部適配的凹面，臀部壓力傳感器32共四個(gè)，分別對(duì)應(yīng)于左右臀部的前后設(shè)置，并分別通過(guò)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(hào)線接口。顯示屏4與上位機(jī)I電信相連顯示各項(xiàng)功能評(píng)定訓(xùn)練參數(shù)。本發(fā)明中的腳踏模塊2優(yōu)選采用左右兩半鉸接相連的可折疊結(jié)構(gòu)，坐墊模塊3優(yōu)選采用采用左右兩半鉸接相連的可折疊結(jié)構(gòu)。本發(fā)明坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)的工作原理是，通過(guò)設(shè)置在腳踏模塊2內(nèi)的四個(gè)腳底壓力傳感器，采集患者腳底壓力信號(hào)；通過(guò)設(shè)置在坐墊模塊3 (坐墊模塊3旋轉(zhuǎn)在常用的座椅上)內(nèi)的四個(gè)臀部壓力傳感器32，用于采集患者臀部壓力信號(hào)；所采集的壓力信號(hào)都由信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行處理，經(jīng)調(diào)理放大后與電池電量、電池充電狀態(tài)一起送入CPU中的AD進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)MSP430F149微控制器將信號(hào)傳輸給藍(lán)牙模塊，再由藍(lán)牙模塊發(fā)送給上位機(jī)。本發(fā)明坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)采用鋰電池供電，電源管理模塊采用MAX1873芯片對(duì)鋰電池進(jìn)行充電管理。工作時(shí)，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，藍(lán)牙模塊接收上位機(jī)的命令，上位機(jī)發(fā)送開(kāi)始采集命令時(shí)，CPU內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器將肌力信號(hào)及鋰電池狀態(tài)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，(PU讀取數(shù)字量并通過(guò)藍(lán)牙模塊發(fā)送至上位機(jī)。當(dāng)上位機(jī)發(fā)送停止采集命令時(shí)，下位機(jī)停止模數(shù)轉(zhuǎn)換，藍(lán)牙模塊停止發(fā)送數(shù)據(jù)。在坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸前，上位機(jī)先與坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行握手通訊，握手通訊成功后，坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)等待上位機(jī)發(fā)送開(kāi)始采集命令。同時(shí)，上位機(jī)為坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)提供有好的人機(jī)界面，當(dāng)鋰電池電量不足或充電完成時(shí)都會(huì)給出提示。本發(fā)明坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)了基于藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)的雙向通信，電源采用鋰電池供電，避 免了信號(hào)線及電源線的束縛，整體設(shè)計(jì)使使用更加方便。
權(quán)利要求
1.一種坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于包括: 上位機(jī)，上位機(jī)內(nèi)設(shè)有坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練軟件； 腳踏模塊，包括腳踏本體，腳踏本體內(nèi)設(shè)有電源模塊、CPU、腳底壓力傳感器和藍(lán)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(lán)牙模塊與CPU雙向通訊相連，并與上位機(jī)雙向無(wú)線通訊相連； 坐墊模塊，包括坐墊本體，坐墊本體內(nèi)設(shè)有臀部壓力傳感器，臀部壓力傳感器通過(guò)電纜與腳踏模塊中的CPU電信相連； 顯示屏，與上位機(jī)電信相連顯示各項(xiàng)功能評(píng)定訓(xùn)練參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于:所述的腳踏本體的上表面設(shè)有與人的雙腳適配的凹面，所述的腳底壓力傳感器共四個(gè)，分別對(duì)應(yīng)于雙腳的前后掌設(shè)置，并分別與CPU電信相連。
3.如權(quán)利要求1所述的坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于:所述的坐墊本體的上表面設(shè)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(gè)，分別對(duì)應(yīng)于左右臀部的前后設(shè)置，并分別通過(guò)電纜與腳踏模塊中的CPU電信相連。
4.如權(quán)利要求1所述的坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于: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(shè)有用于向鋰電池充電的充電接口，電源管理模塊采用MAX1873芯片對(duì)鋰電池進(jìn)行充電管理并將鋰電池的充電狀態(tài)傳輸給CPU。
5.如權(quán)利要求1所述 的坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于:所述的坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練軟件包括坐下功能評(píng)定訓(xùn)練模塊、站立功能評(píng)定訓(xùn)練模塊、坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練模塊、反饋訓(xùn)練模塊和游戲訓(xùn)練模塊。
6.如權(quán)利要求1所述的坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于:所述的CPU采用TI公司的MSP430F149微控制器，所述的藍(lán)牙模塊采用CSR公司的BC4EXTA藍(lán)牙模塊。
7.如權(quán)利要求1所述的坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于:所述的腳踏模塊采用左右兩半鉸接相連的可折疊結(jié)構(gòu)，所述的坐墊模塊采用左右兩半鉸接相連的可折疊結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)，主要包括上位機(jī)，腳踏模塊，坐墊模塊和顯示屏。腳踏模塊內(nèi)設(shè)有電源模塊、CPU、腳底壓力傳感器和藍(lán)牙模塊，坐墊模塊內(nèi)設(shè)有臀部壓力傳感器。腳底壓力傳感器采集左右腳的壓力信號(hào)，臀部壓力傳感器采集左右臀部的壓力信號(hào)，CPU用于處理臀部及腳底的壓力信號(hào)并通過(guò)藍(lán)牙模塊與上位機(jī)通訊。通過(guò)設(shè)置在上位機(jī)內(nèi)的坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)患者的坐下站起功能的評(píng)定及訓(xùn)練。本發(fā)明的坐下站起功能評(píng)定訓(xùn)練系統(tǒng)具有功耗低、體積小，便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，并采用藍(lán)牙無(wú)線通信，無(wú)需信號(hào)連接線或電纜線，操作方便，可廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)療儀器中，如骨科肌萎縮，神經(jīng)損傷，癱瘓病人等疾病的治療。
文檔編號(hào)A61B5/00GK103190884SQ20121000551
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者徐秀林, 安美君, 胡曉輝, 鄒任玲, 胡秀枋 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)