本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體來講是涉及一種用于輔助腿型矯正的智能紅外裝置。

技術(shù)背景

在逐漸追求完美的現(xiàn)代社會，腿型占著及其重要的作用，它可將人的美完整的展示出來，俗話說“美不美，先看腿”，然而由一些原因的影響導致人們在生長過程中出現(xiàn)發(fā)育異常，從而出現(xiàn)O形腿、X型腿等。

腿型異常的原因有多種，第一，由于青少年在生長發(fā)育時期營養(yǎng)不良或者腸道疾病等原因引起的鈣磷等營養(yǎng)元素缺乏，骨骼發(fā)育障礙、骨形變或關(guān)節(jié)軟骨發(fā)育不良等原因，造成青少年的腿發(fā)育異常。第二，由于長期的不良姿勢或不正確的用力習慣引起支配關(guān)節(jié)的肌肉力學失衡，長期的肌肉力學失衡導致關(guān)節(jié)發(fā)生異位，而形成膝內(nèi)翻等失衡性因素。第三，因為外傷或者其他疾病導致，膝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)副韌帶是膝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)角度的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，隨關(guān)節(jié)的改變做一些適應(yīng)性調(diào)整，導致腿異常生長。

針對腿的異常發(fā)育，采用多種方法進行矯正，如手術(shù)法、綁腿法、鍛煉法、儀器矯正法，其中采用儀器矯正腿型是常用的基本治療技術(shù)之一，最簡單、易實施，采用的儀器是腿型矯正儀，可是腿型矯正儀的使用過程中不易察覺腿型變化，每次矯正需人為調(diào)整，矯正過程中調(diào)節(jié)力度不正確，也會帶來骨形錯位等影響，在無形中增加了腿型矯正儀使用的復(fù)雜性。在腿型矯正儀是使用強制性推移的原理，使骨形正常發(fā)育，使用過程無預(yù)先按摩、預(yù)熱智能增加身體的疼痛感，反而使矯正過程更加緩慢。

因此，本發(fā)明在原腿型矯正儀的基礎(chǔ)上做出一些改進，加入智能輔助裝置，使儀器在矯正過程中無需時刻監(jiān)督、注意，以人體承受的壓力為節(jié)點，根據(jù)壓力傳感器的數(shù)值，自動調(diào)節(jié)；另外，還添加輔助理療模塊，可以使減緩矯正過程的不適感，使矯正效果更加顯著。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種用于輔助腿型矯正的智能紅外裝置，包括自動調(diào)節(jié)腿型矯正儀和使用紅外理輔助，針對人體承受的壓力進行輔助式腿型矯正。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種用于輔助腿型矯正的智能紅外裝置，所述的智能紅外裝置包括：腿型矯正系統(tǒng)、壓力反饋系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、理療系統(tǒng)，所述的腿型矯正系統(tǒng)包括腿型矯正儀、橡膠墊，所述的壓力反饋系統(tǒng)包括壓力傳感器、集成信息處理器，所述的動力系統(tǒng)包括直流電機、傳動桿、滾珠絲杠，所述的理療系統(tǒng)包括紅外發(fā)生器，所述的壓力傳感器固定于橡膠墊和皮膚之間，所述的橡膠墊通過粘力膠固定于腿型矯正儀內(nèi)側(cè)，所述的集成信息處理器通過螺釘固定于腿型矯正儀的外側(cè)，所述的壓力傳感器通過導線連接集成信息處理器輸入端，所述的集成信息處理器輸出端連接直流電機，所述的傳動桿與滾珠絲杠通過錐形齒輪連接，所述的滾珠絲杠與腿型矯正儀通過軸承連接，所述的紅外發(fā)熱板與腿型矯正儀通過螺釘連接，距離腿部皮膚約5cm，所述的壓力傳感器將采集到壓力信號傳給集成信息處理器，集成信息處理器將采集到的信號處理轉(zhuǎn)換成控制指令，控制直流電機開啟/關(guān)閉，直流電機開啟則驅(qū)動傳動桿，帶動滾珠絲杠執(zhí)行運動，調(diào)節(jié)腿型矯正儀矯正力度。

進一步的，所述的壓力傳感器外形直徑2-3cm，主要包括感力彈性體、傳感器電極，所述的感力彈性體是一種感壓薄膜，所述的感壓薄膜是以聚酰胺-酰亞胺、碳粒子為主要材料的樹脂薄膜，具有一定的柔韌性，厚度為6.5-40um，表面電阻率為7-30KΩ/sq，楊氏模量不高于5GPa，使用時間長，靈敏度高且有良好的導電穩(wěn)定性，應(yīng)力分布經(jīng)Ansys有限元分析，滿足各方向載荷線性度和強度條件，大大提高其穩(wěn)定性和線性度，所述的感力彈性體和傳感器電極接觸連接。

進一步的，所述樹脂薄膜其制備方法為：將直徑0.1-0.5um碳粒子與聚酰胺-酰亞胺以0.2-2:50的比例溶于濃度35-50％環(huán)己酮溶液中，將所得溶液澆鑄在不銹鋼支撐體上，采用吹入100-170℃氣體，流速為20-36m/s，經(jīng)15-30min有機溶劑揮發(fā)完全，不銹鋼支撐體上可得粗樹脂薄膜，使用遠紅外干燥機噴吹含氧量5-15％、溫度150-300℃的氣體15-30min，流速0.1-44m/s，冷卻，即得樹脂薄膜。

進一步的，所述的集成信息處理器包括集成放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機電路、控制操作電路，所述的集成放大電路采用四運放LM324高阻抗差動放大電路，所述的四運放LM324高阻抗差動放大電路采用相同的兩個U1A和U1C組成第一級放大，電路結(jié)構(gòu)對稱，第二級放大采用普通差動放大電路，所述的單片機電路為微控制電路，所述的控制操作電路為操作界面電路，在正式使用前，根據(jù)每個人承受的壓力大小，通過操作界面電路設(shè)置數(shù)值范圍，所述的單片機電路與操作界面電路相互導通，電路結(jié)構(gòu)簡單，大大節(jié)約了使用空間。

進一步的，所述的紅外發(fā)生器包括紅外發(fā)射板和控制電路，所述的紅外發(fā)射板采用碳纖維材料，所述的紅外發(fā)射板輻射功率通過控制電路的電流可以調(diào)節(jié)，控制電路接收控制系統(tǒng)發(fā)射的指令，控制系統(tǒng)的指令根據(jù)壓力傳感器的壓力大小確定，壓力越大，肌肉、關(guān)節(jié)越疼痛，此時增大電路的電流，在腿型矯正過程中提高人體舒適度，一定程度上起到輔助矯正的效果。

進一步的，所述的紅外發(fā)射板的發(fā)射功率范圍為30-60w，電流0.5-0.8A可調(diào)，碳纖維板的表面溫度30-60℃。

進一步的，所述的紅外發(fā)生器發(fā)射的紅外線波長為8-15um，在遠紅外波段，人體吸收率高，人體吸收后，能夠增強細胞活性，促進新陳代謝，對風濕病、關(guān)節(jié)炎均具有良好的保健、治療作用。

進一步的，所述的直流電機采用ASLONG JGB37-3650直流電機，采用蓄電池供電，工作電壓12-30V，功率25W，最大扭矩60kg.cm。

進一步的，所述的壓力傳感器有三個，分別位于大腿箕門穴、膝蓋陰靈泉穴、小腿漏谷穴內(nèi)側(cè)。

進一步的，所述的腿型矯正儀采用三段式標準腿型護板形式矯正儀，通過向標準腿型擠壓，實現(xiàn)腿型矯正。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的用于輔助腿型矯正的智能紅外裝置具有以下優(yōu)點：

1.本發(fā)明采用的壓力傳感器采用含碳粒子有機材料制成感力彈性體，敏感度高，柔韌性好，且有穩(wěn)定的電可靠性。

2.本發(fā)明采用遠紅外理療輔助腿型矯正儀，利用碳纖維材料進行輻射，能量轉(zhuǎn)化率高，易被人體吸收，促進人體新陳代謝，大大提升是腿型矯正儀的矯正效果，同時可增加矯正過程的人體舒適度。

3.本發(fā)明操作方面，器件簡單，自動化程度高，效果顯著，技術(shù)成熟，成本較低，具有良好的市場價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述的一種用于輔助腿型矯正的智能紅外裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述的一種用于輔助腿型矯正的智能紅外裝置的系統(tǒng)反饋控制流程圖；

其中，1-腿型矯正儀、2-橡膠墊、3-壓力傳感器、4-集成信息處理器、5-直流電機、6-傳動桿、7-滾珠絲杠、8-紅外發(fā)生器。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

現(xiàn)結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進一步具體說明。

如圖2所示，一種用于輔助腿型矯正的智能紅外裝置，所述的智能紅外裝置包括：腿型矯正系統(tǒng)、壓力反饋系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、理療系統(tǒng)，所述的腿型矯正系統(tǒng)包括腿型矯正儀1、橡膠墊2，所述的壓力反饋系統(tǒng)包括壓力傳感器3、集成信息處理器4，所述的動力系統(tǒng)包括直流電機5、傳動桿6、滾珠絲杠7，所述的理療系統(tǒng)包括紅外發(fā)生器8，如圖1所示，所述的壓力傳感器3固定于橡膠墊2和皮膚之間，所述的橡膠墊2通過粘力膠固定于腿型矯正儀1內(nèi)側(cè)，所述的集成信息處理器4通過螺釘固定于腿型矯正儀1的外側(cè)，所述的壓力傳感器3通過導線連接集成信息處理器4輸入端，所述的集成信息處理器4輸出端連接直流電機5，所述的傳動桿6與滾珠絲杠通過錐形齒輪連接，所述的滾珠絲杠7與腿型矯正儀1通過軸承連接，所述的紅外發(fā)熱板12與腿型矯正儀1通過螺釘連接，距離腿部皮膚約5cm，所述的壓力傳感器3將采集到壓力信號傳給集成信息處理器4，集成信息處理器4將采集到的信號處理轉(zhuǎn)換成控制指令，控制直流電機5開啟/關(guān)閉，直流電機5開啟則驅(qū)動傳動桿6，帶動滾珠絲杠7執(zhí)行運動，調(diào)節(jié)腿型矯正儀1矯正力度。

其中，所述的壓力傳感器3外形直徑2cm，主要包括感力彈性體、傳感器電極，所述的感力彈性體是一種感壓薄膜，所述的感壓薄膜是以聚酰胺-酰亞胺、碳粒子為主要材料的樹脂薄膜，具有一定的柔韌性，厚度為20um，表面電阻率為25KΩ/sq，楊氏模量為4GPa，應(yīng)力分布經(jīng)Ansys有限元分析，滿足各方向載荷線性度和強度條件，所述的感力彈性體和傳感器電極接觸連接。所述的集成信息處理器4包括集成放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機電路、控制操作電路，所述的集成放大電路采用四運放LM324高阻抗差動放大電路，所述的四運放LM324高阻抗差動放大電路采用相同的兩個U1A和U1C組成第一級放大，電路結(jié)構(gòu)對稱，第二級放大采用普通差動放大電路，所述的單片機電路為微控制電路，所述的控制操作電路為操作界面電路，所述的單片機電路與操作界面電路相互導通。所述的紅外發(fā)生器8包括紅外發(fā)射板和控制電路，所述的紅外發(fā)射板采用碳纖維材料，所述的紅外發(fā)射板輻射功率通過控制電路的電流可以調(diào)節(jié),控制電路接收控制系統(tǒng)發(fā)射的指令，控制系統(tǒng)的指令根據(jù)壓力傳感器的壓力大小確定，壓力越大，肌肉、關(guān)節(jié)越疼痛，此時增大電路的電流。所述的紅外發(fā)射板的發(fā)射功率范圍為50w，電流0.8A可調(diào)，碳纖維板的表面溫度52℃。所述的紅外發(fā)生器8發(fā)射的遠紅外線波長為12um。所述的直流電機5采用ASLONG JGB37-3650直流電機，采用蓄電池供電，工作電壓18V，功率25W，扭矩42kg.cm。所述的腿型矯正儀5采用標準腿型護板形式矯正儀，通過向標準腿型擠壓，實現(xiàn)腿型矯正。

具體使用方法為：

將裝置正確穿戴在待矯正人雙腿上，壓力傳感器分別位于大腿中部、膝蓋和小腿中部，緩慢調(diào)整滾珠絲杠，直至達到待矯正人所能承受的最大程度，記錄此時壓力傳感器的數(shù)值a，并在界面電路上設(shè)置a為壓力臨界值。裝置開始工作：壓力傳感器獲得腿型矯正儀施加于腿部的壓力數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至集成信息處理器，集成信息處理器對數(shù)據(jù)進行放大、數(shù)模轉(zhuǎn)換等一系列處理，將其轉(zhuǎn)換為控制指令，一方面?zhèn)魉徒o理療系統(tǒng)的控制電路，控制其電流大小，進而控制紅外發(fā)生器的輻射功率，即壓力越大，輻射功率越大；另一方面控制指令在單片機中進行判讀，判斷是否驅(qū)動直流電機的運轉(zhuǎn)。經(jīng)過一段時間的矯正，待矯正人的腿部發(fā)生了一定的變形，腿部的壓力越來越小，直至沒有壓力。此時，經(jīng)過單片機的判讀后，集成信息處理器的控制指令被傳送至直流電機，控制其運轉(zhuǎn)，接著驅(qū)動傳動桿的運動，進而控制滾珠絲杠的行程，使得腿型矯正儀收緊并擠壓腿部。當壓力傳感器測得的壓力值達到a時，集成信息處理器控制直線電機關(guān)閉，一個控制循環(huán)結(jié)束。依次完成多個控制循環(huán)達到最終矯正腿型的效果。

最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。