【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于康復(fù)醫(yī)療護(hù)理機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種脊柱調(diào)理機(jī)器人。

背景技術(shù)：

脊柱是人體承重的支柱，是軀干的中軸，運(yùn)動(dòng)的樞紐，是保護(hù)中樞神經(jīng)、脊髓和神經(jīng)根的重要結(jié)構(gòu)。脊柱又是人體中出現(xiàn)退變較早、變化較大的組織結(jié)構(gòu)，由于年齡的增加，纖維開始變性，彈力下降，椎間盤組織退變，脊柱高度下降，出現(xiàn)脊柱的失穩(wěn)；在長(zhǎng)期參與脊柱運(yùn)動(dòng)和負(fù)重過(guò)程中，將產(chǎn)生累積性勞損，加上外傷、姿勢(shì)不當(dāng)?shù)日T因，導(dǎo)致發(fā)生脊柱疾病。

由于頸腰椎段的活動(dòng)度較大，故頸椎病和腰椎病的發(fā)病率最高。目前雖然對(duì)脊柱疾病的治療方法雖多，但療效不同，許多學(xué)者主張非手術(shù)療法，其中包括制動(dòng)、牽引、按摩、物理療法等有一定療效；對(duì)于胸椎間盤突出、中央型腰椎間盤突出、腰椎管狹窄癥的患者的治療效果不太明顯。目前治療脊柱類疾病的治療設(shè)備以手動(dòng)或微機(jī)控制的牽引治療機(jī)為主，存在設(shè)備簡(jiǎn)單、功能單一、精確度較差的情況。。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，本發(fā)明針對(duì)脊柱損傷患者，結(jié)合機(jī)器人學(xué)、人體運(yùn)動(dòng)學(xué)、人體工程學(xué)等理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，提出一種脊柱調(diào)理機(jī)器人。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體如下：

一種脊柱調(diào)理機(jī)器人，包括靠背、左側(cè)擋板、右側(cè)擋板、底座、腿部及腳部擋板、扶手、氣囊；其中

所述靠背、底座、腿部和腳部擋板共同構(gòu)成一個(gè)整體的調(diào)理床，所述調(diào)理床可圍繞水平軸線旋轉(zhuǎn)至一定角度；所述調(diào)理床中設(shè)置了多個(gè)振動(dòng)裝置和加熱裝置；

所述機(jī)器人具有多個(gè)氣囊，分別內(nèi)置于所述靠背、底座、腿部及腳部擋板中，通過(guò)氣囊的充氣和放氣產(chǎn)生推動(dòng)、滾動(dòng)和擠壓效果；

所述扶手上設(shè)置了脊柱調(diào)理機(jī)器人的控制器和指紋識(shí)別裝置，所述控制器可控制調(diào)理床的轉(zhuǎn)動(dòng)，以及控制所述氣囊、振動(dòng)裝置和加熱裝置以實(shí)現(xiàn)多種調(diào)理功能；所述指紋識(shí)別裝置可識(shí)別用戶指紋，作為用戶的標(biāo)識(shí)；

所述控制器可由用戶操作，用于設(shè)置一個(gè)調(diào)理方案，還可通過(guò)機(jī)器人中內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)模塊連接遠(yuǎn)程服務(wù)器，從服務(wù)器下載調(diào)理方案。

進(jìn)一步地，還包括注冊(cè)模塊，所述注冊(cè)模塊由所述控制器執(zhí)行，提供以下注冊(cè)步驟：

1.1)通過(guò)所述指紋識(shí)別裝置錄入用戶的指紋；

1.2)獲取用戶輸入的出生年月和身高；

1.3)從體重測(cè)量裝置獲取用戶的體重；所述體重測(cè)量裝置設(shè)置在機(jī)器人的底部支架上，可測(cè)量機(jī)器人上的用戶的體重，如果注冊(cè)時(shí)體重測(cè)量裝置未能獲取用戶的體重，則控制器發(fā)出提示信息，提示用戶需要先坐上機(jī)器人再進(jìn)行注冊(cè)；

1.4)將上述步驟獲取的指紋、出生年月、身高、體重作為用戶的注冊(cè)信息發(fā)送到服務(wù)器，由服務(wù)器存儲(chǔ)該注冊(cè)信息；

1.5)請(qǐng)求用戶設(shè)置其調(diào)理方案，將當(dāng)前時(shí)間作為調(diào)理方案設(shè)定時(shí)間，與調(diào)理方案一起發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器將該調(diào)理方案作為用戶的默認(rèn)調(diào)理方案，與調(diào)理方案設(shè)定時(shí)間、用戶的注冊(cè)信息一起對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)。

進(jìn)一步地，還包括個(gè)性模塊，所述個(gè)性模塊由所述控制器執(zhí)行，提供以下個(gè)性化服務(wù)步驟：

2.1)基于用戶輸入的指紋，向服務(wù)器查詢用戶的注冊(cè)信息、默認(rèn)調(diào)理方案和調(diào)理方案設(shè)定時(shí)間，如果未能查詢到這些信息，則要求用戶先進(jìn)行注冊(cè)，否則繼續(xù)后續(xù)步驟；

2.2)根據(jù)用戶的出生年月和該調(diào)理方案設(shè)定時(shí)間t，判斷在該時(shí)間t的時(shí)候，用戶是否大于24歲，如果不大于，則請(qǐng)求用戶輸入其當(dāng)前身高；

2.3)如果用戶輸入了其當(dāng)前身高，判斷當(dāng)前身高和注冊(cè)信息中的身高的差是否大于第一閾值，如果是，則轉(zhuǎn)到步驟2.8，否則繼續(xù)后續(xù)步驟；

2.4)從體重測(cè)量裝置獲取用戶的當(dāng)前體重，如果體重測(cè)量裝置未能獲取用戶的當(dāng)前體重，則控制器發(fā)出提示信息，提示用戶需要先坐上機(jī)器人；

2.5)判斷用戶的當(dāng)前體重和注冊(cè)信息中的體重的差是否大于第二閾值，如果是，則轉(zhuǎn)到步驟2.8，否則繼續(xù)后續(xù)步驟；

2.6)判斷當(dāng)前時(shí)間和所述調(diào)理方案設(shè)定時(shí)間t的差是否大于第三閾值，如果是，則轉(zhuǎn)到步驟2.8，否則繼續(xù)后續(xù)步驟；

2.7)所述控制器向用戶發(fā)出請(qǐng)求，請(qǐng)求執(zhí)行從服務(wù)器查詢獲得的默認(rèn)調(diào)理方案，如果用戶輸入同意執(zhí)行，則執(zhí)行所述默認(rèn)調(diào)理方案，個(gè)性化服務(wù)結(jié)束；如果用戶不同意，則轉(zhuǎn)到步驟2.8；

2.8)要求用戶重新設(shè)置其新調(diào)理方案，并將用戶的當(dāng)前身高、當(dāng)前體重、新調(diào)理方案、當(dāng)前時(shí)間上傳到服務(wù)器，服務(wù)器使用當(dāng)前身高和當(dāng)前體重更新用戶注冊(cè)信息中的身高、體重，將所述新調(diào)理方案作為用戶的默認(rèn)調(diào)理方案存儲(chǔ)，將所述當(dāng)前時(shí)間作為調(diào)理方案設(shè)定時(shí)間存儲(chǔ)；

2.9)所述控制器執(zhí)行所述新調(diào)理方案。

進(jìn)一步地，所述調(diào)理功能包括高頻振動(dòng)功能、自垂?fàn)恳δ?、脊柱s型搖擺及糾錯(cuò)調(diào)理功能、頸腰部輔熱理療功能、頸部、腰部滾動(dòng)式擠壓功能、大小腿擠壓功能，以及肩部按摩、座椅部位按摩、腳部按摩及腳底加熱。

進(jìn)一步地，用戶設(shè)置調(diào)理方案包括：由醫(yī)生或用戶現(xiàn)場(chǎng)制定調(diào)理方案，或者從服務(wù)器下載調(diào)理方案。

進(jìn)一步地，所述服務(wù)器事先存儲(chǔ)了多種優(yōu)選的調(diào)理方案及其適用條件。

進(jìn)一步地，所述第一閾值為5厘米。

進(jìn)一步地，所述第二閾值為10kg。

進(jìn)一步地，所述第三閾值為五年。

進(jìn)一步地，該機(jī)器人設(shè)定為只針對(duì)一定年齡以上的用戶執(zhí)行調(diào)理功能。

本方法的有益效果為：實(shí)現(xiàn)頸腰椎牽引、高頻振動(dòng)、輔熱理療、頸部以及大腿小腿的擠壓；對(duì)脊柱疾病患者可進(jìn)行有效的康復(fù)治療，極大地縮短了康復(fù)時(shí)間，同時(shí)可以根據(jù)用戶自身的個(gè)體情況，為用戶提供個(gè)性化服務(wù)。

【附圖說(shuō)明】

此處所說(shuō)明的附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中：

圖1是本發(fā)明脊柱調(diào)理機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明脊柱調(diào)理機(jī)器人調(diào)理時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】

下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，其中的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明僅用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

參見(jiàn)附圖1，其示出了本發(fā)明脊柱調(diào)理機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)示意圖，該機(jī)器人包括靠背、左側(cè)擋板、右側(cè)擋板、底座、腿部及腳部擋板、扶手、氣囊(圖中未示出)，其中靠背、底座、腿部和腳部擋板共同構(gòu)成一個(gè)整體的調(diào)理床。附圖1中的脊柱調(diào)理機(jī)器人是以座椅的形式示出的，但該脊柱調(diào)理機(jī)器人在需要使用調(diào)理功能時(shí)，可使所述調(diào)理床圍繞水平軸線旋轉(zhuǎn)至一定角度，如附圖2所示。此時(shí)實(shí)際上用戶以屈腿的姿勢(shì)躺下，以準(zhǔn)備進(jìn)行調(diào)理。調(diào)理床的旋轉(zhuǎn)角度可根據(jù)需要設(shè)定，例如，可以旋轉(zhuǎn)以使靠背達(dá)到水平狀態(tài)，這時(shí)用戶背部處于平躺狀態(tài)，也可以使靠背與水平面具有一個(gè)小的角度，這樣用戶是略微傾斜的斜靠在靠背上。

所述機(jī)器人具有多個(gè)氣囊，分別內(nèi)置于所述靠背、底座、腿部及腳部擋板中，通過(guò)氣囊的充氣和放氣，可以對(duì)用戶的頸部、腰部、背部、腿部產(chǎn)生推動(dòng)、滾動(dòng)和擠壓等效果。

所述調(diào)理床中還設(shè)置了多個(gè)振動(dòng)裝置和加熱裝置，可以提供相應(yīng)的振動(dòng)功能和加熱功能。

基于上述氣囊、振動(dòng)裝置和加熱裝置，所述機(jī)器人具備了多種調(diào)理功能，包括高頻振動(dòng)功能、自垂?fàn)恳δ?、脊柱s型搖擺及糾錯(cuò)調(diào)理功能、頸腰部輔熱理療功能、頸部、腰部滾動(dòng)式擠壓功能、大小腿擠壓功能，以及肩部按摩、座椅部位按摩、腳部按摩及腳底加熱等其他輔助功能。

在所述扶手上設(shè)置了脊柱調(diào)理機(jī)器人的控制器，所述控制器用于控制該機(jī)器人，包括控制調(diào)理床的旋轉(zhuǎn)，以及控制機(jī)器人完成上述各項(xiàng)調(diào)理功能。用戶可以操作扶手上的該控制器，通過(guò)該控制器控制該機(jī)器人。

用戶可以操作該控制器，用以制定一個(gè)調(diào)理方案，所述調(diào)理方案是機(jī)器人一項(xiàng)或多項(xiàng)調(diào)理功能的組合。例如，醫(yī)生可以根據(jù)用戶的具體病情，指定幾個(gè)調(diào)理功能組合成一個(gè)調(diào)理方案，并且可以設(shè)置各個(gè)調(diào)理功能的調(diào)理參數(shù)，例如高頻振動(dòng)功能的頻率、氣囊擠壓的力度、加熱的溫度等等。因此，一個(gè)調(diào)理方案實(shí)際上至少包括了一項(xiàng)或多項(xiàng)調(diào)理功能、各個(gè)調(diào)理功能的執(zhí)行順序、每個(gè)調(diào)理功能的參數(shù)。

除了由醫(yī)生或用戶現(xiàn)場(chǎng)制定調(diào)理方案外，所述控制器還可通過(guò)機(jī)器人中內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)模塊連接遠(yuǎn)程服務(wù)器，從服務(wù)器下載調(diào)理方案。所述服務(wù)器中事先存儲(chǔ)了多種優(yōu)選的調(diào)理方案以及各調(diào)理方案的適用條件，用戶可以根據(jù)自身的具體情況，下載合適的調(diào)理方案并使用。所述適用條件可以包括用戶的身高、體重、年齡等條件。

為了方便各個(gè)用戶重復(fù)使用其適用的調(diào)理方案，本發(fā)明還具有各個(gè)用戶的個(gè)性化設(shè)置。這些個(gè)性化設(shè)置主要通過(guò)控制器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所述計(jì)算機(jī)程序包括注冊(cè)模塊和個(gè)性模塊。

所述注冊(cè)模塊由所述控制器執(zhí)行，提供用戶注冊(cè)功能，具體注冊(cè)步驟如下：

1.1)通過(guò)在扶手上設(shè)置的指紋識(shí)別裝置錄入用戶的指紋，該指紋就作為該用戶的標(biāo)識(shí)，以備后續(xù)使用。

所述指紋識(shí)別裝置設(shè)置在機(jī)器人的扶手上，用戶在需要注冊(cè)時(shí)，首先坐上機(jī)器人，將手指放置在所述指紋識(shí)別裝置上，從而輸入自己的指紋。

1.2)獲取用戶輸入的出生年月和身高。

所述控制器具有輸入裝置，用戶可通過(guò)該輸入裝置輸入自己的出生年月和身高。

1.3)從體重測(cè)量裝置獲取用戶的體重。

所述體重測(cè)量裝置設(shè)置在機(jī)器人的底部支架上，可以用來(lái)測(cè)量機(jī)器人上的用戶的體重。如果注冊(cè)時(shí)體重測(cè)量裝置未能獲取用戶的體重，則控制器發(fā)出提示信息，提示用戶需要先坐上機(jī)器人再進(jìn)行注冊(cè)。

1.4)將上述步驟獲取的指紋、出生年月、身高、體重作為用戶的注冊(cè)信息發(fā)送到服務(wù)器，由服務(wù)器存儲(chǔ)該注冊(cè)信息。

1.5)請(qǐng)求用戶設(shè)置其調(diào)理方案，將當(dāng)前時(shí)間作為調(diào)理方案設(shè)定時(shí)間，與調(diào)理方案一起發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器將該調(diào)理方案作為用戶的默認(rèn)調(diào)理方案，與調(diào)理方案設(shè)定時(shí)間、用戶的注冊(cè)信息一起對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)。

用戶設(shè)置調(diào)理方案的具體方法可以如前所述，即可以由醫(yī)生或用戶現(xiàn)場(chǎng)制定調(diào)理方案，或者從服務(wù)器下載事先設(shè)置的優(yōu)選調(diào)理方案。

通過(guò)上述五個(gè)步驟，注冊(cè)模塊完成了用戶信息的初始化，將所述用戶信息都存儲(chǔ)到服務(wù)器中，以備后續(xù)的個(gè)性化服務(wù)使用。

在用戶注冊(cè)以后，控制器就可以通過(guò)執(zhí)行個(gè)性模塊為用戶提供個(gè)性化服務(wù)。具體步驟如下：

2.1)基于用戶輸入的指紋，向服務(wù)器查詢用戶的注冊(cè)信息、默認(rèn)調(diào)理方案和調(diào)理方案設(shè)定時(shí)間，如果未能查詢到這些信息，則要求用戶先進(jìn)行注冊(cè)，否則繼續(xù)后續(xù)步驟。

2.2)根據(jù)用戶的出生年月和該調(diào)理方案設(shè)定時(shí)間t，判斷在該時(shí)間t的時(shí)候，用戶是否大于24歲，如果不大于，則請(qǐng)求用戶輸入其當(dāng)前身高。

根據(jù)通常的人體發(fā)育情況，一般人在24歲后身高就不再增長(zhǎng)，因此將24歲作為一個(gè)分界點(diǎn)，以判斷是否請(qǐng)求用戶輸入身高。當(dāng)然，用戶也可以自行主動(dòng)輸入其身高。

2.3)如果用戶輸入了其當(dāng)前身高，判斷當(dāng)前身高和注冊(cè)信息中的身高的差是否大于第一閾值，如果是，則轉(zhuǎn)到步驟2.8，否則繼續(xù)后續(xù)步驟。

所述第一閾值可以根據(jù)需求事先設(shè)定，優(yōu)選的，第一閾值為5厘米。

2.4)從體重測(cè)量裝置獲取用戶的當(dāng)前體重，如果體重測(cè)量裝置未能獲取用戶的當(dāng)前體重，則控制器發(fā)出提示信息，提示用戶需要先坐上機(jī)器人。

2.5)判斷用戶的當(dāng)前體重和注冊(cè)信息中的體重的差是否大于第二閾值，如果是，則轉(zhuǎn)到步驟2.8，否則繼續(xù)后續(xù)步驟。

所述第一閾值可以根據(jù)需求事先設(shè)定，優(yōu)選的，第二閾值為10kg。

2.6)判斷當(dāng)前時(shí)間和所述調(diào)理方案設(shè)定時(shí)間t的差是否大于第三閾值，如果是，則轉(zhuǎn)到步驟2.8，否則繼續(xù)后續(xù)步驟。

所述第三閾值可以根據(jù)需求事先設(shè)定，優(yōu)選的，第三閾值為五年。

2.7)控制器向用戶發(fā)出請(qǐng)求，請(qǐng)求執(zhí)行從服務(wù)器查詢獲得的默認(rèn)調(diào)理方案，如果用戶輸入同意執(zhí)行，則執(zhí)行所述默認(rèn)調(diào)理方案，個(gè)性化服務(wù)結(jié)束；如果用戶不同意，則轉(zhuǎn)到步驟2.8。

步驟2.7意味著，在用戶的身高、體重和年齡都沒(méi)有發(fā)生大的變化時(shí)，可以繼續(xù)執(zhí)行原有的調(diào)理方案。

2.8)要求用戶重新設(shè)定其新調(diào)理方案，并將用戶的當(dāng)前身高、當(dāng)前體重、新調(diào)理方案、當(dāng)前時(shí)間上傳到服務(wù)器，服務(wù)器使用當(dāng)前身高和當(dāng)前體重更新用戶注冊(cè)信息中的身高、體重，將所述新調(diào)理方案作為用戶的默認(rèn)調(diào)理方案存儲(chǔ)，將所述當(dāng)前時(shí)間作為調(diào)理方案設(shè)定時(shí)間存儲(chǔ)。

步驟2.8意味著，如果用戶的身高、體重或者年齡其中之一發(fā)生了較大的變化，則原有的調(diào)理方案就不再適合，這時(shí)應(yīng)當(dāng)要求用戶重新設(shè)定其調(diào)理方案。

2.9)控制器執(zhí)行新調(diào)理方案。

通過(guò)上述個(gè)性模塊，在一般情況下，用戶只需要坐上機(jī)器人，輸入指紋，就可以執(zhí)行原來(lái)設(shè)定的默認(rèn)調(diào)理方案，如果用戶的個(gè)體情況與設(shè)置所述默認(rèn)調(diào)理方案時(shí)的情況出現(xiàn)了較大變化，就會(huì)主動(dòng)請(qǐng)求用戶更新其調(diào)理方案。整個(gè)過(guò)程都是自動(dòng)執(zhí)行，操作簡(jiǎn)單，為不同用戶提供了方便的個(gè)性化服務(wù)。

進(jìn)一步地，考慮到安全性，本發(fā)明的脊柱調(diào)理機(jī)器人可以設(shè)定為只針對(duì)一定年齡以上的用戶執(zhí)行調(diào)理，例如，可以設(shè)定只對(duì)12歲以上的用戶執(zhí)行調(diào)理方案。這樣可以避免對(duì)過(guò)于幼小的用戶造成可能的損傷。

以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，故凡依本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍內(nèi)。