CN106491310B - 一种智能康复医疗装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能康复医疗装置，包括设置在机架上的驱动单元、联动单元、传感单元和康复评估单元，联动单元包括连杆机构和与其联动的滑轨机构，联动单元包括连杆机构和与其联动的滑轨机构，滑轨机构在驱动单元的驱动下沿曲线轨道滑动，连杆机构配合滑轨机构联动而移动至相应位置，从而使滑轨机构辅助运动对象进行下肢康复训练，康复评估单元基于传感单元采集的训练对象的生理信息和运动信息评估训练对象的身体情况和康复情况，并且根据身体情况实时调整训练对象的运动频率和运动时间。本发明根据前期实验采集的人体正常运动数据而研制，具有很强的适应性和科学性。按人体正常行走曲线进行康复训练，有利于提高人体康复疗效，缩短康复周期。

Description

一种智能康复医疗装置
技术领域
本发明涉及康复医疗领域，尤其涉及一种智能康复医疗装置。
背景技术
康复医疗器械的应用，是帮助残障人，包括残疾人、老年人、伤病人回归社会的最有效的手段。康复医疗器械是残疾人回归社会的桥梁，对促进社会的稳定与和谐有重要的意义。实践证明，康复医疗器械有利于提升康复疗效，缩短康复时间。
如今市场上的康复医疗器械品种多样，具体有针对肩部、颈部、腿部等部位。一些进口的康复医疗器械价格较为昂贵，普通家庭难以接受。近几年来，国内出现了多家康复医疗器械研究单位，国内康复医疗器械企业大量涌现。随着市场的竞争，康复医疗器械的价格更加实惠，为更加广阔的人群所接受。
康复医疗器械的研制有下面几个过程：受益对象的确定、数据采集、机构***设计、产品完善与成型。此产品目标人群为下肢行走障碍的患者。数据的采集方面，采用了较为先进的基于图像的信息处理方法。在人体下肢关键部位贴标签，从视频图像中提取出关键部位的点的坐标，进而可获取人体正常运动时的步态曲线，为机构设计环节奠定了基础。机构***设计方面，在已有关键点坐标特征的基础上，确定所选机构类型，即链传动、杆机构、凸轮机构等。利用机械设计理论算法进一步确定各个机构的尺寸大小，进而考虑轴的装配与工艺加工，合理选用轴套、滚动轴承、端盖等。产品完善与成型上，合理安排机构的安装位置，考虑加工工艺以及人体的行为习惯，并进行局部调整。例如凸轮槽与踏板的左右放置、车座高度范围的设定、扶手高度的调节等。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明提供一种智能康复医疗装置，所述装置包括设置在机架上的驱动单元、联动单元、传感单元和康复评估单元，其特征在于，
所述联动单元包括连杆机构和与所述连杆机构联动的滑轨机构，所述滑轨机构在所述驱动单元的驱动下沿曲线轨道滑动，所述连杆机构配合所述滑轨机构联动而移动至相应位置，从而使滑轨机构辅助训练对象进行下肢康复训练，
所述康复评估单元基于所述传感单元采集的所述训练对象的生理信息和运动信息评估所述训练对象的身体情况和康复情况，并且根据所述身体情况实时调整所述训练对象的运动频率和运动时间。
根据一个优选实施方式，所述滑轨机构包括滑块、导杆、连接块和曲线轨道，所述连接块与所述驱动单元通过二级链传动机构连接并在所述驱动单元的驱动下转动，所述滑块与所述连接块之间设置有至少两个用于引导所述滑块沿所述曲线轨道移动的导杆。
根据一个优选实施方式，所述连杆机构包括摇杆和连杆，所述连杆以可转动的连接方式设置在所述摇杆和所述滑块之间，所述连杆为直角梯形结构，直角梯形中的斜边两端设置有便于所述训练对象踩踏的踏板，所述滑块通过带动所述连杆的一端沿所述曲线轨道运动来使所述踏板辅助训练对象进行下肢康复训练。
根据一个优选实施方式，所述连接块与至少一个所述导杆接触的位置设置有直线轴承，所述导杆在所述滑块沿所述曲线轨道移动的过程中相对于所述连接块做直线运动。
根据一个优选实施方式，所述踏板的固定点通过至少两个连接杆与所述连杆的两端连接从而形成稳定的三角形结构；
第一连接杆的一端与所述连杆和所述摇杆以可转动的方式共同连接，另一端与所述踏板的固定点连接；
第二连接杆的一端与所述连杆和所述滑块以可转动的方式共同连接，另一端与所述踏板的固定点连接；
所述第一连接杆、所述第二连接杆与所述连杆的长度比例为5.4337：1.6957：4.2743；
所述第一连接杆与所述踏板的平面的夹角为85度。
根据一个优选实施方式，所述联动单元对称的设置在所述机架的两端并通过对称设置的二级链传动机构与所述驱动单元连接，所述驱动单元中的驱动装置通过一级链传动机构带动长轴转动，其中，长轴通过其两端上的齿轮分别与二级链传动机构连接，，从而使所述联动单元按照所述驱动单元的驱动频率联动。
根据一个优选实施方式，所述曲线轨道的中心位置设置有贯穿曲线轨道挡板的短轴，短轴一端与所述二级链传动机构传动连接，另一端与所述连接块连接，所述连接块在所述二级链传动机构的带动下按照驱动频率转动。
根据一个优选实施方式，所述传感单元采集所述训练对象的生理信息、下肢运动频率、足部运动轨迹和运动时间，所述康复评估单元基于所述训练对象的生理信息、下肢运动频率、足部与踏板产生的压力数据评估所述训练对象的康复情况，
所述康复评估单元基于所述训练对象的生理信息通过调整所述驱动单元的驱动频率来调整所述踏板的运动频率。
根据一个优选实施方式，所述传感单元至少包括设置于所述踏板上的压力传感器、位置信息传感器和设置于所述机架的扶手位置的生理信息传感器。
根据一个优选实施方式，所述康复评估单元包括数据处理单元、评估单元和控制单元，所述数据处理单元对所述传感单元采集的运动数据进行有效数据筛选并将有效数据发送至所述评估单元，所述评估单元基于有效数据对所述训练对象的生理和康复情况进行评估，所述控制单元基于所述评估单元的评估结果调整所述训练对象的运动频率和运动时间。
本发明的有益技术效果：
(1)本发明根据前期实验采集而来的人体正常运动数据而研制，具有很强的适应性和科学性。患者按人体正常行走曲线进行康复训练，有利于提高人体康复疗效，缩短康复周期。
(2)本发明拥有较广阔的市场前景。考虑了标准件的选用、机架的稳定性以及轴的加工工艺，简易可靠。采用滚动轴承、直线轴承以及凸轮滚子等零件，减少了零件磨损，提高了产品的机械寿命。
(3)本发明结合人机工程学，对所选机构尺寸进行了优化，在车座高度调节范围、扶手高度的设定等方面进行了考虑，保证康复效果的同时，提高了人体舒适度。
(4)本发明除可单独辅助下肢伤残者进行康复训练动作，还可配合其他康复医疗器械工作，用于辅助患者进行相关康复治疗。
附图说明
图1为本发明的智能医疗装置的整体结构示意图；
图2为本发明的联动单元的结构示意图；
图3为本发明的滑轨机构的剖面示意图；
图4为本发明的滑轨机构的结构示意图；
图5为智能医疗装置的机架和座椅的示意图；和
图6为智能医疗装置的联动单元的另外一种结构示意图。
附图标记列表
1：机架 2：曲线轨道 3：短轴装配体
4：二级链传动机构 5：一级链传动机构 6：电机
7：长轴 8：踏板 9：连杆
10：摇杆 11：导杆装配体 12：扶手
13：座椅 14：连接块 15：直线轴承
16：导杆 17：滑块 18：销轴
19：凸轮滚子 20：端盖 21：短轴
22：轴套 23：滚动轴承 EG：第一连接杆
DG：第二连接杆 GN：第三连接杆
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明。
本发明提供一种智能康复医疗装置，包括设置在机架上的驱动单元、联动单元、传感单元和康复评估单元。联动单元包括连杆机构和与其联动的滑轨机构。滑轨机构在驱动单元的驱动下沿曲线轨道滑动。连杆机构在滑轨机构的联动下沿足部运动轨迹移动，从而辅助训练对象进行下肢康复训练。康复评估单元基于传感单元采集的训练对象的生理信息和运动信息评估训练对象的身体情况和康复情况，并且根据身体情况实时调整训练对象的运动频率和运动时间。
实施例1
如图1所示，一种智能康复医疗装置，包括设置在机架上的驱动单元、联动单元、传感单元和康复评估单元。
机架1由多个条形杆连接构成对称的支架。机架1包括矩形支架和与矩形支架垂直连接的U型支架。U型支架设置在矩形支架的中部。U型支架包括与矩形支架垂直的两个竖杆和与矩形支架的平面平行的横杆。横杆连接在两个竖杆之间。两个斜杆分别连接在U型支架竖杆和对应的矩形支架之间，从而两个斜杆与两个竖杆、矩形支架分别在机架两侧形成两个稳定的三角形。机架1的材料为工业铝型材，由多段工业铝型材通过焊接和螺栓连接而成，分段装配可方便铝型材的长度调整，具有稳定性高、可操作性强的特点。
联动单元对称的设置在机架的两侧并通过对称设置的二级链传动机构与驱动单元连接，驱动单元中的驱动装置通过一级链传动机构带动两端齿轮分别与二级链传动机构连接的长轴转动，从而使联动单元按照驱动单元的驱动频率联动。
联动单元设置在机架中部的U型支架两侧。联动单元包括设置在机架1一侧的第一联动单元和另一侧的第二联动单元。由于第一联动单元和第二联动单元的结构相同，本发明对第一联动单元和第二联动单元简称为联动单元并进行结构说明。
如图2所示，联动单元包括连杆机构和与其联动的滑轨机构。
连杆机构包括摇杆10和连杆9。摇杆10的一端与U型支架的竖杆通过转轴以可转动的方式连接，另一端与连杆9转动连接。连杆9以可转动的连接方式设置在摇杆10和滑块17之间。连杆9为直角梯形形状。直角梯形的斜边的两端分别于摇杆10的一端和滑块17连接。其中，斜边中与下底相交的一端与摇杆10以可转动的连接方式连接摇杆10的一端。斜边中与上底相交的一端以可转动的连接方式连接滑块17。上底边与下底边之间的高边安装有便于训练对象踩踏的踏板8。
优选的，如图6所示，踏板8的固定点通过至少两个连接杆与连杆9的两端连接从而形成稳定的三角形结构。
踏板8的固定点通过第一连接杆EG、第二连接杆DG与连杆9的两端连接从而形成稳定的三角形结构。第一连接杆EG的一端与连杆9和摇杆10以可转动的方式共同连接，另一端与踏板8的固定点连接。第二连接杆DG的一端与连杆9和滑块17以可转动的方式共同连接，另一端与踏板8的固定点连接。第一连接杆EG、第二连接杆DG与连杆9的长度比例为5.4337：1.6957：4.2743。第一连接杆EG与踏板8的平面的夹角为85度。
优选的，踏板8的固定点通过第三连接杆GN与连杆9中部的N点连接。第三连接杆GN能够均匀分散连杆9的两端承受的力，延长连杆9的使用寿命。
滑轨机构包括滑块17、导杆16、连接块14和曲线轨道2。如图3所示，曲线轨道2设置在挡板内侧。滑动轨道2为挡板内侧的凹槽轨道。滑动轨道2是根据人体运动生理过程的统计数据设计的曲线轨道，符合人体下肢运动的规律，使训练对象在舒适的训练过程中恢复健康。
挡板的一端与U型支架的竖杆固定，另一端固定在与竖杆平行的挡板支架上。挡板上曲线轨道2的中心位置设置有贯穿挡板的短轴21。短轴21通过滚动轴承23以可转动的方式固定在滑动轨道2的中心位置。短轴21一端与二级链传动机构4传动连接，另一端与连接块14固定连接。连接块14在二级链传动机构4的带动下按照驱动频率转动。短轴21的两端分别设置有具有保护作用的端盖20。短轴21裸露在空气中的部分套有用于保护短轴的轴套22。
如图4所示，滑块17与曲线轨道2接触的一端设置有凸轮滚子19。滑块17通过凸轮滚子19沿曲线轨道2滑动。滑块17的另一端设置有用于与连杆9的斜边以可转动的方式连接的销轴18。滑块17通过销轴18与连杆9连接。滑块17与连接块14之间设置有至少两个用于引导滑块17沿曲线轨道2移动的导杆16。连接块14与至少一个导杆16接触的位置设置有直线轴承15。凸轮滚子19在曲线轨道2内做曲线运动，随着曲率半径的不同，导杆16在滑块17沿2曲线轨道移动的过程中相对于连接块14做直线运动，减小零件磨损，提高机械寿命。即，连接块14与驱动单元通过二级链传动机构4连接并在驱动单元的驱动下转动。滑块17通过带动连杆9的一端沿曲线轨道2运动来使踏板8辅助训练对象进行下肢康复训练。
优选的，导杆16的数量不限于2个，可以是3个或更多。
驱动单元设置在机架1的前端。驱动单元包括电机6、长轴7、一级传动机构5和二级传动机构4。连接块14通过短轴21与二级传动机构4的一端连接。二级传动机构4的另一端与长轴7的一端传动连接。优选的，一级传动机构5和二级传动机构4为传动链条。长轴7的两端设置有与传动链条匹配的齿轮机构。长轴7的中间位置设置有与一级传动机构5传动链接的大齿轮机构。一级传动机构5的两端分别连接大齿轮机构和电机6。电机6为伺服电机，具备反馈调节功能。电机6提供正反转动力，由二级链传动机构4和长轴7将动力分为两支传递给机架两侧的联动单元，精确度与传动效率较高。联动单元的运动频率由驱动单元控制并与驱动单元的驱动频率一致。
如图5所示，机架1上设置有高度可调的座椅13。座椅13设置在机架1的一端，与驱动单元的位置相对。座椅的位置根据人体的生理特征设置，便于训练对象舒适的平稳坐下。机架1的U型机架的横杆作为扶手12，设置有相应的摩擦装置，便于训练对象平衡并稳定肢体，并且防止训练对象由于金属杆滑动而使身体失去平衡。例如，扶手12上设置有磨砂胶套。训练对象坐在座椅13上，同时上肢扶在扶手12上保持平衡。训练对象的下肢分别放置在对应的踏板8上，根据驱动单元的驱动频率进行下肢康复训练。
传感单元采集训练对象的生理信息、下肢运动频率、足部运动轨迹和运动时间，康复评估单元基于训练对象的生理信息、下肢运动频率、足部与踏板产生的压力数据评估训练对象的康复情况，
传感单元用于采集训练对象在运动过程中的运动数据。运动数据包括训练对象的脚底受力数据、下肢运动频率、运动时间、生理信息数据和足部运动轨迹。生理信息数据包括体重、心跳频率、血压、体温、脉搏、呼吸频率等生理参数变化。
传感单元至少包括设置于踏板8上的压力传感器、位置信息传感器和设置于机架1的扶手位置的生理信息传感器。优选的，踏板8上设置有至少一个压力传感器。压力传感器用于监测训练对象的脚步受力情况。位置信息传感器用于监测踏板8的移动轨迹，从而监测训练对象的足部运动轨迹和运动频率。扶手12上设置至少一个生理信息传感器，包括心率传感器、体温传感器、血压传感器。优选的，传感单元还包括设置在腕带上的脉搏传感器。
康复评估单元基于训练对象的生理信息通过调整驱动单元的驱动频率来调整踏板的运动频率，从而使训练对象达到最佳的康复效果。
康复评估单元既可以设置在机架1上或扶手12上，以有线或无线的方式进行数据传输，也可以设置在智能移动终端中，以无线的方式进行数据传输。康复评估单元内部存储有经过科学计算的足部运动轨迹和运动频率。在训练对象初次进行下肢康复训练时，康复评估单元接收传感单元传输的运动频率、足部运动轨迹和生理信息数据，并且将生理信息和与运动频率对应的标准生理信息数据进行比较。若生理信息数据与标准生理信息数据的差别在误差允许的范围内，则不对训练对象的运动频率进行调整。若生理信息数据与标准生理信息数据的差别较大，康复评估单元向驱动单元发送指令，调整电机6的驱动频率，从而间接调整训练对象的运动频率，使运动频率与生理信息数据匹配，从而使训练对象达到下肢康复训练的最佳效果。
优选的，若训练对象为特殊群体，例如儿童。康复评估单元基于训练对象站在踏板8的压力数据、训练对象的生理信息数据调整训练对象的下肢运动频率，从而使儿童等特殊群体得到下肢康复训练。
优选的，若训练对象为机器人。康复评估单元基于训练对象站在踏板8的压力数据、足部运动轨迹对运动频率、座椅高度进行重新调整。当训练对象坐在座椅上的同时踏板8的压力传感器监测的压力消失时，证明座椅与踏板的最短距离超出了训练对象的下肢长度。康复评估单元调整座椅13与扶手12、踏板8之间的距离，直至训练对象的运动过程中的各个数据和运动频率调整至正常范围内。
优选的，康复评估单元基于传感单元采集的训练对象的生理信息数据和运动频率评估训练对象的健康情况。基于训练对象的生理信息数据调整运动频率和运动时间。在训练对象的生理信息数据出现异常的情况下，康复评估单元停止辅助训练对象进行下肢康复训练，并且将训练对象恢复为标准坐姿。优选的，康复评估单元包括警报单元。在训练对象的生理信息数据出现异常的情况下，警报单元以声音警报、灯光警报和/或结合的方式发出警报信息。
优选的，康复评估单元包括数据处理单元、评估单元和控制单元。数据处理单元对传感单元采集的运动数据进行有效数据筛选并将有效数据发送至评估单元。评估单元基于有效数据对训练对象的生理和康复情况进行评估。控制单元基于评估单元的评估结果调整训练对象的运动频率和运动时间。
数据处理单元对传感单元采集的运动相关数据进行有效数据筛选，将有效数据发送至评估单元。传感单元的各个传感器采集的数据不全部是有效数据，其中包含多个具有超出误差范围的误差数据。数据处理单元将数据采集单元传输的数据进行筛选，排除超出误差范围的数据，保留准确的有效数据并发送至评估单元。
评估单元基于有效数据对训练对象的身体情况和肩部运动曲线进行评估。评估单元基于接收的有效数据评估训练对象的身体情况。例如，若训练对象在站立训练的过程中心跳频率加速且超出了正常的范围，评估单元指示控制单元降低运动频率，从而使训练对象的心跳频率调整至正常频率。评估单元存储有经过科学计算的生理信息数据和与其匹配的运动频率。在训练对象初次进行下肢康复训练时，评估单元将训练对象的生理信息数据与存储的标准生理信息数据进行比较。若生理信息数据与标准生理信息数据的差别在误差允许的范围内，则不对训练对象的运动频率进行调整。若生理信息数据与标准生理信息数据的差别较大，康复评估单元向驱动单元发送指令，调整电机6的驱动频率，从而间接调整训练对象的运动频率，使运动频率与生理信息数据匹配，从而使训练对象达到下肢康复训练的最佳效果。
控制单元与驱动单元和联动单元连接。控制单元基于评估单元的评估结果矫正训练对象的运动频率、运动时间和座椅13的位置。
实施例2
本实施例是对实施例1的进一步说明，与实施例1相同的内容不再赘述。
如图6所示，联动单元包括连杆机构和与其联动的滑轨机构。
连杆机构包括摇杆10和连杆9。摇杆10的一端与U型支架的一个竖杆以可转动的方式固定在铰链中心F点。摇杆10的另一端与连杆9的一端以可转动的方式连接于E点。连杆9的另一端与滑块17以可转动的方式连接于C点。
滑动机构包括滑动轨道2、连接块14、滑块17以及与滑块17连接的沿滑动轨道移动的凸轮滚子19。滑动轨道2的曲柄DB的转动副固定中心与连接块14连接于A点。滑块17与凸轮滚子19连接于D点。踏板8与连杆9固定连接于G点。以图6所示的联动单元对联动单元的尺寸比例进行说明。以O为原点，水平方向为X轴，竖直方向为Y轴建立直角坐标系。则固定中心点A点坐标为(9.0000，2.8593)，F点坐标为(7.2664，8.6082)。摇杆长度EF＝2.3523cm。连杆长度DE＝4.2743cm。摇杆10的末端E到踏板固定点G的距离EG＝5.4337cm。凸轮滚子19中心到脚踏板固定点DG＝1.6957cm。踏板8的平面以与连线EG夹角为85°的方向与连杆9固定。滑动轨道2的轨道坐标至少包括九个点坐标。滑动轨道2的轨道坐标便于本发明公开的九个坐标，还包括多个能够使凸轮滚子19在九个坐标点之间移动更顺畅的坐标点。滑动轨道2的轨迹不要求很高的精确度，可做圆整和微调，以使凸轮滚子19沿滑动轨道2移动更加顺畅。滑动轨道2优选的九个坐标点如表1所示。
表1
坐标序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
X轴(cm) 10.0966 9.8138 9.4072 9.1915 8.9212 8.6629 7.9973 7.5225 8.2912
Y轴(cm) 2.6041 3.6807 4.0818 4.0651 3.8782 3.6400 3.0327 2.4986 2.4346
由于训练对象的个体之间既具有近似性又存在差异，例如身高、上肢长度和下肢长度存在细微差异，因此滑动轨道2的轨道坐标可与本发明所示的轨道坐标存在细微差异，从而使本发明的智能医疗装置适应不同的个体。
本发明的联动单元可以按照图6所示的联动单元结构等比例放大或缩小，从而安装在不同大小的智能医疗装置上以满足成人、儿童或不同尺寸的机器人的训练/医疗需要。
实施例3
本实施例是对实施例1和实施例2的进一步改进和说明，与实施例1相同的内容不再赘述。
首先，调节座椅13的位置，包括调节座椅13与踏板8之间的最短距离和座椅高度，使训练对象感觉舒适。优选的，座椅13与踏板8之间的距离是可调节的，座椅13的支架以可移动的方式设置在机架1上。优选的，座椅13上设置有至少一个压力传感器，用于监测训练对象在康复训练过程中，臀部与座椅13之间的压力变化。
在座椅的位置调节至与训练对象匹配的位置后，训练对象坐在座椅13上。踏板8位于最下端的初始位置。训练对象把下肢放在踏板8后，手部放置在扶手12上。
在训练对象坐好并将下肢放置在踏板上，手部放置在扶手12上后，点击运动开关。电机6开始启动，提供一定角度内的正反旋转动力。电机6正向转动，并且通过一级链传动机构5带动长轴7转动。长轴7通过其两端的二级链传动机构4带动连接块14转动。连接块14转动时通过至少两个导杆16引导滑块17在凸轮滚子19的辅助下沿曲线轨道2滑动。
电机7在一定角度内进行正反重复旋转，曲柄机构1在第一链传动机构8、长轴9、第二链传动机构10、第二链传动减速轮19的传动下进行正反转动。随着曲率半径的不同，导杆16在滑块17沿曲线轨道2移动的过程中相对于连接块14做直线运动，连接块14与导轨16之间的直线轴承15能够减小零件磨损，提高机械寿命。
滑块17通过销轴18与连杆9连接。连杆9和摇杆10在滑块17的移动过程中进行相应联动，从而使踏板8沿符合人体身体结构的足部运动轨迹移动。优选的，两个单元中的踏板为第一踏板和第二踏板。第一踏板和第二踏板沿相同的转动方向移动。第一踏板和第二踏板始终保持相对的位差。例如，第一踏板和第二踏板始终保持180度的相对位置。电机6根据康复评估单元反馈的运动频率调整驱动频率。
在训练对象第一次进行下肢康复训练的过程中，传感单元采集训练对象的体重、血压、心率、温度、运动频率、足部运动轨迹等相关数据。具体地，当训练对象双足分别站立在踏板8上并且依靠扶手稳定站立后，踏板8上的压力传感器记录训练对象的体重。在训练对象坐下后，踏板8上的压力传感器在训练对象训练的过程中监测训练对象与踏板8之间的压力变化。踏板上的位置信息传感器监测训练对象的足部运动轨迹和运动频率。当足部运动轨迹出现偏差，表示联动单元中的部分机构出现连接部位松动或故障。扶手12上的温度传感器、心率传感器、血压传感器监测训练对象的体温变化、心率变化和血压变化。座椅13上的压力传感器监测训练对象坐下后臀部的压力变化。
传感单元将采集的数据以有线或无线的方式发送至康复评估单元。康复评估单元包括数据处理单元、评估单元和控制单元。数据处理单元对传感单元采集的运动数据进行有效数据筛选并将有效数据发送至评估单元。评估单元基于有效数据对训练对象的生理和康复情况进行评估。控制单元基于评估单元的评估结果调整训练对象的运动频率和运动时间。
数据处理单元对传感单元采集的运动相关数据进行有效数据筛选，将有效数据发送至评估单元。传感单元的各个传感器采集的数据不全部是有效数据，其中包含多个具有超出误差范围的误差数据。数据处理单元将数据采集单元传输的数据进行筛选，排除超出误差范围的数据，保留准确的有效数据并发送至评估单元。
评估单元基于有效数据对训练对象的身体情况和肩部运动曲线进行评估。评估单元基于接收的有效数据评估训练对象的身体情况。例如，若训练对象在站立训练的过程中心跳频率加速且超出了正常的范围，评估单元指示控制单元降低运动频率，从而使训练对象的心跳频率调整至正常频率。评估单元存储有经过科学计算的生理信息数据和与其匹配的运动频率。在训练对象初次进行下肢康复训练时，评估单元将训练对象的生理信息数据与存储的标准生理信息数据进行比较。若生理信息数据与标准生理信息数据的差别在误差允许的范围内，则不对训练对象的运动频率进行调整。若生理信息数据与标准生理信息数据的差别较大，康复评估单元向驱动单元发送指令，调整电机6的驱动频率，从而间接调整训练对象的运动频率，使运动频率与生理信息数据匹配，从而使训练对象达到下肢康复训练的最佳效果。
控制单元与驱动单元和联动单元连接。控制单元基于评估单元的评估结果矫正训练对象的运动频率、运动时间和座椅13的位置。
优选的，康复评估单元为电子模块，可以设置在机架1的任意位置上。优选的，康复评估单元中的数据处理单元、评估单元设置在智能移动终端上，控制单元设置在机架1上的任意位置。数据采集单元通过无线的方式将采集的数据发送至智能移动终端的数据处理单元上。例如，数据采集单元以蓝牙、WiFi、ZigBee、iBecon等无线传输方式将数据发送至数据处理单元。评估单元502基于数据处理单元发送的有效数据进行评估，并且将调节指令以无线的方式发送至控制单元。例如，评估单元以蓝牙、WiFi、ZigBee、iBecon等无线传输方式将数据发送至控制单元。
根据一个优选实施方式，数据采集单元中的压力传感器、温度传感器、心率传感器、血压传感器、呼吸频率传感器设置有提供能源的EnOcean模块。EnOcean模块将训练对象的热能、机械能转化为电能，为传感器提供能源。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种智能康复医疗装置，所述装置包括设置在机架上的驱动单元、联动单元、传感单元和康复评估单元，其特征在于，所述联动单元包括连杆机构和与所述连杆机构联动的滑轨机构，所述滑轨机构在所述驱动单元的驱动下沿曲线轨道滑动，所述连杆机构配合所述滑轨机构联动而移动至相应位置，从而使滑轨机构辅助训练对象进行下肢康复训练，所述康复评估单元基于所述传感单元采集的所述训练对象的生理信息和运动信息评估所述训练对象的身体情况和康复情况，并且根据所述身体情况实时调整所述训练对象的运动频率和运动时间；其中，所述滑轨机构包括滑块（17）、导杆（16）、连接块（14）和曲线轨道（2），所述连接块（14）与所述驱动单元通过二级链传动机构（4）连接并在所述驱动单元的驱动下转动，所述滑块（17）与所述连接块（14）之间设置有至少两个用于引导所述滑块（17）沿所述曲线轨道（2）移动的导杆（16）；所述滑块（17）通过带动连杆（9）的一端沿所述曲线轨道（2）运动来使踏板（8）辅助训练对象进行下肢康复训练。
2.如权利要求1所述的智能康复医疗装置，其特征在于，所述连杆机构包括摇杆（10）和连杆（9），所述连杆（9）以可转动的连接方式设置在所述摇杆（10）和所述滑块（17）之间，所述连杆（9）为直角梯形结构，直角梯形中的斜边两端设置有便于所述训练对象踩踏的踏板（8），所述滑块（17）通过带动所述连杆（9）的一端沿所述曲线轨道（2）运动来使所述踏板（8）辅助训练对象进行下肢康复训练。
3.如权利要求2所述的智能康复医疗装置，其特征在于，所述连接块（14）与至少一个所述导杆（16）接触的位置设置有直线轴承（15），所述导杆（16）在所述滑块（17）沿所述曲线轨道（2）移动的过程中相对于所述连接块（14）做直线运动。
4.如权利要求3所述的智能康复医疗装置，其特征在于，所述踏板（8）的固定点通过至少两个连接杆与所述连杆（9）的两端连接从而形成稳定的三角形结构；第一连接杆（EG）的一端与所述连杆（9）和所述摇杆（10）以可转动的方式共同连接，另一端与所述踏板（8）的固定点连接；第二连接杆（DG）的一端与所述连杆（9）和所述滑块（17）以可转动的方式共同连接，另一端与所述踏板（8）的固定点连接；所述第一连接杆（EG）、所述第二连接杆（DG）与所述连杆（9）的长度比例为5.4337：1.6957：4.2743；所述第一连接杆（EG）与所述踏板（8）的平面的夹角为85度。
5.如权利要求4所述的智能康复医疗装置，其特征在于，所述联动单元对称的设置在所述机架的两端并通过对称设置的二级链传动机构（4）与所述驱动单元连接，所述驱动单元中的驱动装置（6）通过一级链传动机构（5）带动长轴（7）转动，其中，长轴（7）通过其两端上的齿轮分别与二级链传动机构（4）连接，从而使所述联动单元按照所述驱动单元的驱动频率联动。
6.如权利要求5所述的智能康复医疗装置，其特征在于，所述曲线轨道（2）的中心位置设置有贯穿曲线轨道挡板的短轴（21），短轴（21）一端与所述二级链传动机构（4）传动连接，另一端与所述连接块（14）连接，所述连接块（14）在所述二级链传动机构（4）的带动下按照驱动频率转动。
7.如前述权利要求之一所述的智能康复医疗装置，其特征在于，所述传感单元采集所述训练对象的生理信息、下肢运动频率、足部运动轨迹和运动时间，所述康复评估单元基于所述训练对象的生理信息、下肢运动频率、足部与踏板（8）产生的压力数据评估所述训练对象的康复情况，所述康复评估单元基于所述训练对象的生理信息通过调整所述驱动单元的驱动频率来调整所述踏板（8）的运动频率。
8.如权利要求7所述的智能康复医疗装置，其特征在于，所述传感单元至少包括设置于所述踏板（8）上的压力传感器、位置信息传感器和设置于所述机架的扶手（12）位置的生理信息传感器。
9.如权利要求7所述的智能康复医疗装置，其特征在于，所述康复评估单元包括数据处理单元、评估单元和控制单元，所述数据处理单元对所述传感单元采集的运动数据进行有效数据筛选并将有效数据发送至所述评估单元，所述评估单元基于有效数据对所述训练对象的生理和康复情况进行评估，所述控制单元基于所述评估单元的评估结果调整所述训练对象的运动频率和运动时间。
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