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一種多功能康復(fù)用跑步機(jī)的制作方法

文檔序號(hào):11902321閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種多功能康復(fù)用跑步機(jī),其特征在于,包括:康復(fù)平臺(tái),驅(qū)動(dòng)康復(fù)平臺(tái)運(yùn)行的電機(jī),與康復(fù)平臺(tái)連接,且向康復(fù)平臺(tái)上部延伸的兩根撐桿;兩根撐桿的頂部設(shè)有操作平臺(tái),與操作平臺(tái)連接的水平扶手,與水平扶手呈彎曲連接的豎向扶手,豎向扶手的底端固定在康復(fù)平臺(tái)的尾端;水平扶手上設(shè)有與防護(hù)帶,防護(hù)帶的兩端分別與康復(fù)平臺(tái)兩側(cè)的水平扶手連接,防護(hù)帶上設(shè)有可調(diào)長度的公綁帶和母綁帶,公綁帶與母綁帶通過卡扣卡接;康復(fù)平臺(tái)的前端設(shè)有彈性墊,康復(fù)平臺(tái)前端的底部設(shè)有固定件,固定件上端與撐桿的底端連接,固定件水平端連接有固定桿,固定桿的底端設(shè)有膠類吸盤,固定桿與活動(dòng)桿插置連接,固定桿與活動(dòng)桿通過插銷固定鎖緊;活動(dòng)桿上設(shè)有滾輪,康復(fù)平臺(tái)的尾部設(shè)有尾部滾輪,尾部滾輪設(shè)有鎖死件;

操作平臺(tái)上設(shè)有操控面板、平板電腦、用于測(cè)量康復(fù)者心率的心率測(cè)量裝置、體溫傳感器、生理檢測(cè)模塊、關(guān)節(jié)肌肉活動(dòng)數(shù)據(jù)采集模塊、語音播報(bào)器;

操控面板、體溫傳感器、生理檢測(cè)模塊、關(guān)節(jié)肌肉活動(dòng)數(shù)據(jù)采集模塊、心率測(cè)量裝置、語音播報(bào)器分別與平板電腦通信連接;

心率測(cè)量裝置用于將采集的心率數(shù)據(jù)傳輸給平板電腦;

康復(fù)平臺(tái)底部設(shè)有矩陣式壓力傳感器,矩陣式壓力傳感器與平板電腦電連接;

所述生理檢測(cè)模塊為貼設(shè)在手腕動(dòng)靜脈處的傳感器,用于檢測(cè)康復(fù)者血壓、血流量的生理參數(shù),并將檢測(cè)的生理參數(shù)發(fā)送至平板電腦;

體溫傳感器分別設(shè)置在康復(fù)者的腋下、上臂、手腕處測(cè)量體溫,并將檢測(cè)的體溫傳輸至平板電腦,當(dāng)康復(fù)者的體溫超出閾值時(shí),平板電腦控制語音播報(bào)器發(fā)出報(bào)警提示;

平板電腦中嵌入Android系統(tǒng),或windows系統(tǒng);平板電腦包括:數(shù)據(jù)獲取模塊、電機(jī)控制模塊、無線通信模塊、身份特征模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、心率接收模塊、儲(chǔ)存模塊,無線通信模塊,觸摸屏;

身份特征模塊用于給康復(fù)者提供對(duì)話框,以輸入康復(fù)者身份特征及設(shè)置康復(fù)者的跑步速率;身份特征包括:性別,身高,體重,康復(fù)時(shí)長,當(dāng)前時(shí)間;

所述矩陣式壓力傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)康復(fù)者在康復(fù)過程中的足底壓力分布信息,足底壓力分布信息包括:步頻、步幅、支撐力、騰空時(shí)和后蹬力;

數(shù)據(jù)獲取模塊用于獲取矩陣式壓力傳感器檢測(cè)康復(fù)者在康復(fù)過程中的數(shù)據(jù)信息,并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊;

心率接收模塊用于接收心率測(cè)量模塊獲取的康復(fù)者康復(fù)前的心率及康復(fù)過程中的心率;

數(shù)據(jù)處理模塊用于根據(jù)獲取康復(fù)者身份特征及設(shè)置康復(fù)者的跑步速率,得出初始加速度,傳輸給電機(jī)控制模塊,使電機(jī)控制模塊控制電機(jī)執(zhí)行初始加速度運(yùn)行,在運(yùn)行過程中,結(jié)合矩陣式壓力傳感器感應(yīng)的足底壓力分布信息,根據(jù)設(shè)置康復(fù)者的跑步速率,通過電機(jī)控制模塊進(jìn)行控制電機(jī);

儲(chǔ)存模塊用于儲(chǔ)存平板電腦中的數(shù)據(jù)信息;

無線通信模塊用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊的控制指令,將儲(chǔ)存模塊儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)信息上傳至服務(wù)器;

關(guān)節(jié)肌肉活動(dòng)數(shù)據(jù)采集模塊用于檢測(cè)康復(fù)者的動(dòng)作幅度、動(dòng)作速度、動(dòng)作力度和動(dòng)作軌跡;還用以指示具體關(guān)節(jié)的變化程度,即彎曲和轉(zhuǎn)動(dòng)的幅度、速度、軌跡,肌電數(shù)據(jù)為EMG傳感器實(shí)時(shí)采集肌肉和周圍神經(jīng)的生物電信號(hào),獲得人體運(yùn)動(dòng)中的肌肉運(yùn)動(dòng)變化的生理信息數(shù)據(jù),肌電數(shù)據(jù),該肌電數(shù)據(jù)反映肌肉的收縮和舒張情況,該肌電數(shù)據(jù)結(jié)合肌肉控制的關(guān)節(jié)處的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)能由控制器得出相應(yīng)人體動(dòng)作的動(dòng)作幅度、動(dòng)作速度、動(dòng)作力度和運(yùn)動(dòng)軌跡,并將上述數(shù)據(jù)發(fā)送至平板電腦中,平板電腦根據(jù)關(guān)節(jié)活動(dòng)數(shù)據(jù)采集模塊和肌電數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的數(shù)據(jù),判斷當(dāng)前康復(fù)者處于的康復(fù)狀態(tài),并將關(guān)節(jié)和肌肉的康復(fù)狀態(tài)顯示到觸摸屏上;

電機(jī)控制模塊用于根據(jù)執(zhí)行加速度數(shù)據(jù)信息控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行,并且電機(jī)控制模塊實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送的執(zhí)行加速度數(shù)據(jù)信息,控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)康復(fù)機(jī)速度,以適應(yīng)康復(fù)者的速度;

電機(jī)控制模塊包括:三相全波整流器、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C1、電容C2、隔離模塊、電機(jī)控制芯片、三相逆變器;

所述三相全波整流器輸入端與外電源連接,三相全波整流器輸出端一通過電阻R1與三相逆變器的輸入端一連接,三相全波整流器輸出端二通過電阻R5與三相逆變器的輸入端二連接,三相全波整流器輸出端三通過電阻R2與三相逆變器的輸入端三連接;

電阻R6與電阻R7形成串聯(lián)電路一,串聯(lián)電路一與電容C2形成并聯(lián)電路一,并聯(lián)電路一的一端與三相全波整流器輸出端一和三相逆變器的輸入端一的連接線路連接,并聯(lián)電路一的另一端與三相全波整流器輸出端二和三相逆變器的輸入端二的連接線路連接;

電阻R3、電阻R4形成串聯(lián)電路二,串聯(lián)電路二與電容C2形成并聯(lián)電路二,并聯(lián)電路二的一端與三相全波整流器輸出端一和三相逆變器的輸入端一的連接線路連接,并聯(lián)電路二的另一端與三相全波整流器輸出端三和三相逆變器的輸入端三的連接線路連接;

三相逆變器的輸出端與電機(jī)連接;電容C1和電容C2分別用于儲(chǔ)能濾波;電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7分別用于限流,防止線路上電時(shí),電流過大,并且限制對(duì)電容的充電電流,在電容放電時(shí),限制放電電流過大;

電機(jī)控制芯片包括:數(shù)據(jù)脈沖寬度調(diào)制模塊、速度反饋模塊、串行外接口、急停模塊、DSP芯片;

在水平扶手上設(shè)有急停按鈕,所述急停模塊與急停按鈕連接,用于控制電機(jī)急停;

所述脈沖寬度調(diào)制模塊與三相逆變器連接,用于通過調(diào)節(jié)三相逆變器的輸出脈沖的寬度、頻率、幅值調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速;

所述電機(jī)內(nèi)部設(shè)有反饋模塊;

反饋模塊包括:速度計(jì)算單元、霍爾采樣單元;

霍爾采樣單元用于對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行采樣;速度計(jì)算單元用于根據(jù)霍爾采樣單元采樣到的轉(zhuǎn)速,計(jì)算出速度值,并傳送給電機(jī)控制芯片;

所述霍爾采樣單元設(shè)置在電機(jī)繞組的端部,并超前于電機(jī)其中一相繞組90°的電角度,且與電機(jī)的鐵芯和繞組設(shè)有間隔距離;

所述串行外接口與顯示器連接,串行外接口用于將電機(jī)的工作狀態(tài)輸出平板電腦顯示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能康復(fù)用跑步機(jī),其特征在于,

電機(jī)控制芯片還包括:故障模塊;

所述電機(jī)控制模塊還包括:電壓保護(hù)模塊、電流保護(hù)模塊;

所述電壓保護(hù)模塊輸出端與故障模塊連接,電壓保護(hù)模塊輸入端分別與電阻R6與電阻R7形成串聯(lián)電路一以及電阻R3、電阻R4形成串聯(lián)電路二連接;

所述電流保護(hù)模塊輸出端與故障模塊連接,電流保護(hù)模塊輸入端與三相全波整流器輸出端一和三相逆變器的輸入端一的連接線路連接,或者與三相全波整流器輸出端二和三相逆變器的輸入端二的連接線路連接,或者與三相全波整流器輸出端三和三相逆變器的輸入端三的連接線路連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能康復(fù)用跑步機(jī),其特征在于,

所述電機(jī)控制模塊還包括:濾波模塊;

濾波模塊包括:濾波電容Clb1、濾波電容Clb2、濾波電容Clb3、濾波電容Clb4、濾波線圈組Llb、濾波電阻RL;

濾波電容Clb1兩端連接電源的相線和中線,濾波線圈組Llb輸入端分別連接電源的相線和中線,濾波線圈組Llb輸出端分別依次連接濾波電容Clb2的兩端,濾波電阻RL的兩端以及濾波電容Clb3與濾波電容Clb4串聯(lián)后的兩端,濾波電容Clb3與濾波電容Clb4之間接地;

濾波線圈組Llb包括兩個(gè)線圈,兩個(gè)線圈繞向一致,當(dāng)電源電流流過濾波線圈組Llb時(shí),兩個(gè)線圈中的電流方向相反,濾波電容Clb1、濾波電容Clb2用于濾除串模干擾,濾波電容Clb3、濾波電容Clb4用于濾除共模干擾。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能康復(fù)用跑步機(jī),其特征在于,

霍爾采樣單元包括:A相電阻Rha1、A相電阻Rha2、A相電容Cha1、A相電容Cha2、A相光耦GDha;

B相電阻Rhb1、B相電阻Rhb2、B相電容Chb1、B相電容Chb2、B相光耦GDhb;

C相電阻Rhc1、C相電阻Rhc2、C相電容Chc1、C相電容Chc2、C相光耦GDhc。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能康復(fù)用跑步機(jī),其特征在于,

反饋模塊還包括:電流檢測(cè)模塊;

電流檢測(cè)模塊包括:功率開關(guān)、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻Rs、電容C1、電容C2、二極管Dz、運(yùn)算放大器7、運(yùn)算放大器8、光藕器9;

功率開關(guān)的集電極連接電流取樣點(diǎn),功率開關(guān)的發(fā)射極連接電阻R1和電阻Rs,并通過電阻Rs接地,功率開關(guān)的基極連接電機(jī)控制芯片,功率開關(guān)根據(jù)電機(jī)控制芯片的控制開啟或關(guān)閉采樣;電阻R1分別接電阻R2、電容C1,并通過電容C1接地,電阻R3一端接運(yùn)算放大器7的輸入負(fù)極端和光藕器9的四號(hào)腳,電阻R3另一端接地,電阻R2接運(yùn)算放大器7的輸入正極端,運(yùn)算放大器7的輸出端接電阻R4,電阻R4接光藕器9的二號(hào)腳,光藕器9的一號(hào)腳接地,光藕器9的三號(hào)腳接電源,光藕器9的五號(hào)腳接地,電容C2與電阻R5并聯(lián),并且并聯(lián)后兩端接運(yùn)算放大器8的輸入負(fù)極端、輸出端和電阻R6,運(yùn)算放大器8的輸入正極端接電源,電阻R6、二極管Dz負(fù)極端分別接電機(jī)控制芯片,二極管Dz正極端接地。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能康復(fù)用跑步機(jī),其特征在于,

還包括:與平板電腦通信連接的振動(dòng)裝置;

振動(dòng)裝置用于當(dāng)康復(fù)者的康復(fù)時(shí)長達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)長,或康復(fù)距離達(dá)到預(yù)設(shè)的距離,或康復(fù)者的心率達(dá)到預(yù)警值時(shí),振動(dòng)裝置產(chǎn)生振動(dòng),提示康復(fù)者;

振動(dòng)裝置包括:開關(guān)Q3、電容C16、電容C17、電容C18、振動(dòng)馬達(dá)和穩(wěn)壓芯片U1,開關(guān)Q3 的型號(hào)為ES6U2T2R,穩(wěn)壓芯片U1的型號(hào)為SGM2031,開關(guān)Q3的1腳與處理器連接,開關(guān)Q3的2腳接地,3腳接5腳、6腳及振動(dòng)馬達(dá)負(fù)極,4腳接電容C17的一端、電容C18的一端、穩(wěn)壓芯片U1的1腳及振動(dòng)馬達(dá)正極,電容C17的另一端、電容C18的另一端接地,穩(wěn)壓芯片U1的3腳接處理器,穩(wěn)壓芯片U1的4腳接電容C16的一端并經(jīng)保險(xiǎn)B1接供電電池的輸出端,電容C16的另一端接地;

振動(dòng)模塊中穩(wěn)壓芯片U1將電源模塊提供的輸入電壓穩(wěn)定在3.0V,為振動(dòng)馬達(dá)供電,開關(guān)Q3與處理器電連接,處理器通過脈沖寬度調(diào)制控制開關(guān)Q3的導(dǎo)通和關(guān)閉,控制振動(dòng)馬達(dá)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能康復(fù)用跑步機(jī),其特征在于,

身份特征模塊還包括:身份信息驗(yàn)證模塊;

身份信息驗(yàn)證模塊包括:醫(yī)???yàn)證模塊、指紋驗(yàn)證模塊、聲音驗(yàn)證模塊、虹膜驗(yàn)證模塊、醫(yī)保卡閱讀器;

醫(yī)??ㄩ喿x器與指紋采集器相適配;

醫(yī)??ㄩ喿x器設(shè)有信息解碼模塊,指紋采集器通過指紋采集程序與平板電腦相連;醫(yī)保卡內(nèi)的身份數(shù)據(jù)通過刷證程序傳輸給醫(yī)??ㄩ喿x器內(nèi)的信息解碼模塊;信息解碼模塊與平板電腦相連;

平板電腦設(shè)有醫(yī)??ㄐ畔?shù)據(jù)接口、指紋傳感器接口、指紋算法模塊、指紋算法保護(hù)模塊;

平板電腦內(nèi)置有國密算法模塊、標(biāo)準(zhǔn)算法模塊;國密算法模塊為支持SM1、SM2、SM3、SMS4、SM6、SSF33、SCB2國密算法指紋算法的模塊;標(biāo)準(zhǔn)算法模塊為支持RSA、ECC、AES、DES/3DES、SHA國際標(biāo)準(zhǔn)算法的模塊。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能康復(fù)用跑步機(jī),其特征在于,

無線通信模塊包括:用于將數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制,放大,濾波的數(shù)據(jù)調(diào)制電路、數(shù)據(jù)放大電路、數(shù)據(jù)濾波電路;

數(shù)據(jù)調(diào)制電路包括:調(diào)制電阻Rtz1、調(diào)制電阻Rtz2、調(diào)制電阻Rtz3、調(diào)制電容Ctz1、調(diào)制電容Ctz2、放大器Ftz;

調(diào)制電阻Rtz1和調(diào)制電阻Rtz2的第一端與信號(hào)調(diào)制模塊輸入端連接,調(diào)制電阻Rtz1的第二端接地;調(diào)制電阻Rtz2的第二端分別與調(diào)制電容Ctz1的第一端和調(diào)制電阻Rtz3的第一端連接;調(diào)制電容Ctz1的第二端與信號(hào)調(diào)制模塊輸出端連接,調(diào)制電阻Rtz3的第二端和調(diào)制電容Ctz2的第一端分別與放大器Ftz的陽極端連接,調(diào)制電容Ctz2的第二端接地,放大器Ftz的陰極端接信號(hào)調(diào)制模塊輸出端;放大器Ftz的輸出端接信號(hào)調(diào)制模塊輸出端;

數(shù)據(jù)放大電路包括:三極管Qfd1、三極管Qfd2、電阻Rfd1、電阻Rfd2;

三極管Qfd1的集電極和三極管Qfd2的集電極、二極管VDfd的陽極分別與水平度傳感器連接,二極管VDfd的陰極連接電源;二極管VDfd連接電源起到穩(wěn)流、續(xù)流作用;三極管Qcj2的發(fā)射極接地;三極管Qcj1的發(fā)射極通過電阻Rfd2與信號(hào)濾波模塊連接,三極管Qfd1的基極和三極管Qfd2的基極通過電阻Rfd1與信號(hào)濾波模塊連接;三極管Qfd1、三極管Qfd2起到信號(hào)雙重放大的作用;

數(shù)據(jù)濾波電路包括:濾波電阻RB1、濾波電阻RB2、濾波電阻RB3、濾波電阻RB4、濾波電阻RB5、濾波電容CB1、濾波電容CB2、濾波電容CB3、放大器LB1、放大器LB2;

數(shù)據(jù)濾波電路的輸入端分別與濾波電阻RB1第一端和濾波電容CB1第一端連接;濾波電阻RB1第二端連接濾波電容CB3第一端和濾波電阻RB2第一端,濾波電容CB1第二端同時(shí)與濾波電阻RB4第二端,濾波電容CB2第二端連接;濾波電容CB3第二端,濾波電阻RB4第一端,放大器LB2輸入端,放大器LB2負(fù)極輸出端同時(shí)連接;濾波電容CB2第一端,濾波電阻RB2第二端,濾波電阻RB3第一端同時(shí)連接;濾波電阻RB3第二端連接放大器LB1正極輸入端,放大器LB1負(fù)極輸入端連接放大器LB1輸出端及濾波電路輸出端,放大器LB2正極輸出端通過濾波電阻RB5接地,并通過濾波電阻RB5連接數(shù)據(jù)濾波電路輸出端;濾波電阻RB1用于限流,濾波電阻RB2、濾波電容CB3、濾波電容CB1、濾波電容CB2、濾波電阻RB4用于對(duì)發(fā)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波,放大器LB1、放大器LB2用于對(duì)發(fā)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行放大。

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