CN109394406B - 便携式智能颈椎康疗仪及其手机app控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种便携式智能颈椎康疗仪及其手机APP控制方法。该便携式智能颈椎康疗仪，包括：主控芯片以及与所述主控芯片连接的电源模块、直流电机、WIFI和蓝牙模块、超声波传感器和三轴加速度传感器；手机APP控制方法，包括：⑴手机APP连接设备蓝牙，并配置设备的WIFI模块；⑵判断主控芯片是否收到手机端的控制指令；⑶是，则判断是否有颈椎保健枕升降指令；⑷是，则进行颈椎保健枕升降控制；⑸否，则判断是否有语音播报指令；⑹是，则传感器信号采集，语音播报；⑺否，则判断是否上传云端指令；⑻是，则传感器数据采集，数据上传云端；⑼否，则返回步骤⑵。
Description
技术领域
本发明涉及一种颈椎保健和治疗领域，特别涉及一种便携式智能颈椎康疗仪及其手机APP控制方法。
背景技术
CN201220267113.4公开了一种颈椎治疗仪,它的目的是提供一种种功能齐全、方便实用的颈椎治疗仪。该技术方案:所述颈椎治疗仪由单片机⑴、稳压电路⑵和放大电路⑶构成，稳压电路⑵由稳压芯片LM317、电容C7、C8、C9、电阻R30、R31、R32、发光二极管D2以及电源接口CON3连接构成，放大电路⑶由运发KA393、三极管Q1、Q2、Q3、Q4、变压器T1连接构成，单片机⑴还连接有电压分配电阻组⑷、按摩触点⑸、液晶遥控器接口⑹、发热LED灯⑺、内部接口⑻及电源接口⑼。其不足之处是:该颈椎治疗仪主要是实现按摩、热疗、脉冲电疗等常见的物理辅助治疗，没有介绍是如何实现颈椎牵引的。
目前在颈枕的设计、制作和应用方面，已经突破了传统的方形枕头，根据颈椎的生理曲度设计出了符合颈椎生物力学的颈枕，也有根据颈椎病的治疗需求，设计出了含有中药的中药枕以及具有磁疗作用的磁疗枕；也有人利用睡眠时头颈***设计出具有***牵引作用的颈枕；目前市面上颈枕都关注了适应颈椎自然生理曲度，其中康颈枕、双卧式护颈枕更是关注到了侧卧位与仰卧位颈椎曲度的不同要求；充气式颈椎治疗仪及颈椎康复枕头则关注到了生理曲度的个体化治疗，采取了可调式的曲度设计，更好的迎合不同患者的要求。但这些颈椎枕还存在一些缺点：1)纠正颈椎曲度方面，不能根据颈椎病不同的分型和不同的治疗阶段灵活的调整头颈相对的位置和角度，即头颈***的个体化需求。2)颈椎病多具有颈椎生理曲度消失变直、反弓，现有的治疗枕只是维持颈椎曲度，不具有纠正和恢复颈椎曲度的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种由手机APP界面控制颈椎保健枕能够自由调节高度和角度，维持不同的颈椎曲度以满足颈椎病不同的病理分型和不同治疗阶段的治疗需要的便携式智能颈椎康疗仪。本发明的另一目的是提供一种手机APP界面控制颈椎治疗枕开始、停止、上、下、语音播报的控制方法。本发明的再一目的是提供一种根据颈椎病病理变化，能够在颈椎病治疗中灵活调节颈椎***、利用***进行颈椎牵引、纠正和恢复颈椎曲度以及进行颈部器械锻炼的颈椎保健枕。
本发明的技术解决方案是所述便携式智能颈椎康疗仪，其特殊之处在于，包括：主控芯片以及与所述主控芯片连接的电源模块、直流电机、WIFI和蓝牙模块、超声波传感器和三轴加速度传感器；
所述主控芯片，采用AVR单片机，用于传感器数据的收发和治疗控制；
所述电源模块，为主控芯片和***供电；
所述超声波传感器，用于超声测距、测量升降装置的高度；
所述三轴加速度传感器，后板倾角利用三轴加速度传感器测量；
所述WIFI和蓝牙模块，WIFI用于将实时的高度数据、角度数据、治疗时间的参数传到云端，蓝牙用于支持手机交互控制。
作为优选：所述主控芯片还连接语音模块，用于音乐的播放和语音提示治疗。
本发明的另一技术解决方案是所述便携式智能颈椎康疗仪的手机APP控制方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
⑴手机APP连接设备蓝牙，并配置设备的WIFI模块；
⑵判断主控芯片是否收到手机端的控制指令；
⑶是，则判断是否有颈椎保健枕升降指令；
⑷是，则进行颈椎保健枕升降控制；
⑸否，则判断是否有语音播报指令；
⑹是，则传感器信号采集，语音播报；
⑺否，则判断是否上传云端指令；
⑻是，则传感器数据采集，数据上传云端；
⑼否，则返回步骤⑵。
作为优选：所述步骤⑶和所述步骤⑷的颈椎保健枕，包括枕头本体，所述枕头本体内部设有颈部升降装置和***牵引机构，所述颈部升降装置包括设置在左右两侧的偏心轮电机、连接左右两侧偏心轮电机的电机连接轴、设置在电机连接轴上且靠近左侧偏心轮电机的左凸轮、设置在电机连接轴上且靠近右侧偏心轮电机的右凸轮、设置在左凸轮及右凸轮正上方的升降板，所述偏心轮电机带动凸轮驱动升降板上下运动，所述***牵引机构包括后板、后板支架、档杆、档板，所述挡板设置在枕头本体左右两侧，所述后板前端与后板支架上的转动轴相连，所述后板中部支撑在档杆上，所述档杆支撑在挡板相应的档位槽上，通过挡杆支撑在不同的档位槽上实现对后板角度的调节。
作为优选：所述挡板上设有三个档位槽，档杆支撑在中间的档位槽上时，头部***处于水平位置，档杆支撑在上部的档位槽上时，头部处在高枕位置，档杆支撑在下部的档位槽上时，头部处在低枕位置。
作为优选：所述偏心轮电机采用永磁直流大扭矩减速电机。
作为优选：所述凸轮半径为55mm，所述凸轮圆心与电机连接轴圆心的偏心距为16mm。
作为优选：所述枕头本体内填充有记忆棉。
作为优选：所述凸轮与升降板采用POM材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果:
⑴本发明使用手机APP程序精确控制节颈椎牵张***、牵张角度和治疗时间，以及治疗过程中的音乐播放，以及治疗过程中的状态提示。
⑵本颈椎治疗枕具有网络数据终端功能，将测量参数(升降板高度、后板***角度、治疗时间)收集上传至健康数据平台，并且配置手机APP，为病人提供个性化的远程医疗服务，也可以追踪随访数据、提供医学研究资料。
⑶本发明不仅具有个性化颈椎慢性牵引，颈椎器械锻炼还具有数据上传云端为医生提供临床数据指导。
⑷本发明颈椎保健枕的升降板在凸轮的驱动下可以上下运动，自由调节高度，灵活调节颈椎***，纠正和恢复颈椎曲度。
⑸本发明颈椎保健枕利用***进行牵引，手动调节后板倾角，实现自重牵引。
⑹本发明颈椎保健枕的利用升降板来回运动进行颈部肌肉锻炼。
⑺本发明颈椎保健枕的凸轮与升降板采用POM材料，具有高机械强度和刚度，润滑性和耐磨性好，能够降低接触噪音。
附图说明
图1是本发明便携式智能颈椎康疗仪的电路框图；
图2是本发明便携式智能颈椎康疗仪手机APP控制方法的流程图；
图3是本发明便携式智能颈椎康疗仪的颈椎保健枕内部结构的俯视图；
图4是本发明便携式智能颈椎康疗仪的颈椎保健枕内部结构的左视图；
图5是本发明便携式智能颈椎康疗仪的颈椎保健枕颈部升降装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明下面将结合附图作进一步详述：
请参阅图1所示，该便携式智能颈椎康疗仪，包括：主控芯片以及与所述主控芯片连接的电源模块、直流电机、WIFI和蓝牙模块、超声波传感器和三轴加速度传感器；所述主控芯片，采用AVR单片机，用于传感器数据的收发和治疗控制；所述电源模块，为主控芯片和***供电；所述超声波传感器，用于超声测距、测量升降装置的高度；所述三轴加速度传感器，后板倾角利用三轴加速度传感器测量；所述WIFI和蓝牙模块，WIFI用于将实时的高度数据、角度数据、治疗时间的参数传到云端，蓝牙用于支持手机交互控制。
本实施例中，所述主控芯片还连接语音模块，用于音乐的播放和语音提示治疗。
请参阅图2所示，该便携式智能颈椎康疗仪的手机APP控制方法，包括以下步骤：
⑴手机APP连接设备蓝牙，并配置设备的WIFI模块；
⑵判断主控芯片是否收到手机端的控制指令；
⑶是，则判断是否有颈椎保健枕升降指令；
⑷是，则进行颈椎保健枕升降控制；
⑸否，则判断是否有语音播报指令；
⑹是，则传感器信号采集，语音播报；
⑺否，则判断是否上传云端指令；
⑻是，则传感器数据采集，数据上传云端；
⑼否，则返回步骤⑵。
请参阅图3至图5所示，本发明的便携式智能颈椎康疗仪的颈椎保健枕，包括颈椎保健枕本体，所述颈椎保健枕本体内部设有颈部升降装置和***牵引机构，所述颈部升降装置包括设置在左右两侧的偏心轮电机、连接左右两侧偏心轮电机的电机连接轴、设置在电机连接轴上且靠近左侧偏心轮电机1的左凸轮2、设置在电机连接轴3上且靠近右侧偏心轮电机5的右凸轮4、设置在左凸轮2及右凸轮4正上方的升降板6，所述偏心轮电机(1,5)带动凸轮(2,4)驱动升降板6上下运动，所述***牵引机构包括后板9、后板支架7、档杆8、档板10，所述挡板10设置在颈椎保健枕本体左右两侧，所述后板9前端与后板支架7上的转动轴相连，所述后板9中部支撑在档杆8上，所述档杆支撑在挡板10相应的档位槽上，通过挡杆8支撑在不同的档位槽上实现对后板9角度的调节。所述档杆8为直径为4mm的不锈钢管。
所述挡板10上设有三个档位槽，档杆8支撑在中间的档位槽上时，头部***处于水平位置，档杆8支撑在上部的档位槽上时，头部处在高枕位置，档杆支撑在下部的档位槽上时，头部处在低枕位置。
所述偏心轮电机(1,5)采用永磁直流大扭矩减速电机，减速器采用全金属齿轮，偏心轮电机采用24V直流电，功率为7.2W，空载转速为10r/min，最大扭矩T可以达到15Kg·cm。
所述凸轮(2,4)半径为55mm，所述凸轮(2,4)圆心与电机连接轴3圆心的偏心距为16mm。当电机连接轴3圆心与凸轮(2,4)圆心在同一水平方向时，颈椎对凸轮提供的力矩M最大，M＝m*a≤2T＝30Kg·cm，a为电机连接轴3圆心到凸轮(2,4)圆心所在竖直方向上的距离，电机连接轴3圆心与凸轮(2,4)圆心在同一水平方向时a＝e＝1.6cm，求得m＝18.75Kg，这个质量远大于人体脑袋和颈椎的质量，说明升降机构完全能够承受住人体脑袋和颈椎的质量。所述颈椎保健枕本体内填充有记忆棉。所述凸轮(2,4)与升降板6采用POM材料，具有高机械强度和刚度，润滑性和耐磨性好，能够降低接触噪音。
本发明颈椎保健枕的工作原理：通过偏心轮电机(1,5)带动凸轮(2,4)转动，从而驱动升降板6上下运动，电机旋转一周，凸轮带动升降板6上下运动一个行程，通过升降板6上下运动，灵活调节颈椎***，纠正和恢复颈椎曲度，进行颈部肌肉锻炼；***牵引机构中的挡板10设有上中下三个挡位，通过手动调节档杆8的位置，实现后板9的升降，人体头部从而可以不同角度的后板9上，档杆8支撑在中间的档位槽上时，头部***处于水平位置，档杆8支撑在上部的档位槽上时，头部处在高枕位置，档杆8支撑在下部的档位槽上时，头部处在低枕位置。
颈椎治疗分为发作期和缓解期两个阶段进行，病人在治疗的发作期使用多功能颈椎保健治疗枕并根据徒手牵引试验结果以及颈椎病的病理分型，将头颈放置于后伸位或者前屈位(或称头低位、头高位)，并进行颈部肌肉锻炼；在治疗的缓解期将头颈放于中立位，利用颈枕反复向上支撑颈椎的作用进行颈椎曲度的恢复治疗。治疗结束后病人颈椎曲度较之前有改善，并且症状较之前缓解。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (3)
1.一种便携式智能颈椎康疗仪，其特征在于，包括：主控芯片以及与所述主控芯片连接的电源模块、直流电机、WIFI和蓝牙模块、超声波传感器和三轴加速度传感器；
所述主控芯片，采用AVR单片机，用于传感器数据的收发和治疗控制；
所述电源模块，为主控芯片和***供电；
所述超声波传感器，用于超声测距、测量升降装置的高度；
所述三轴加速度传感器，后板倾角利用三轴加速度传感器测量；
所述WIFI和蓝牙模块，WIFI用于将实时的高度数据、角度数据、治疗时间的参数传到云端，蓝牙用于支持手机交互控制；
还包括枕头本体，所述枕头本体内部设有颈部升降装置和***牵引机构，所述颈部升降装置包括设置在左右两侧的偏心轮电机、连接左右两侧偏心轮电机的电机连接轴、设置在电机连接轴上且靠近左侧偏心轮电机的左凸轮、设置在电机连接轴上且靠近右侧偏心轮电机的右凸轮、设置在左凸轮及右凸轮正上方的升降板，所述偏心轮电机带动凸轮驱动升降板上下运动，所述***牵引机构包括后板、后板支架、档杆、档板，所述档板设置在枕头本体左右两侧，所述后板前端与后板支架上的转动轴相连，所述后板中部支撑在档杆上，所述档杆支撑在档板相应的档位槽上，通过档杆支撑在不同的档位槽上实现对后板角度的调节；所述档板上设有三个档位槽，档杆支撑在中间的档位槽上时，头部***处于水平位置，档杆支撑在上部的档位槽上时，头部处在高枕位置，档杆支撑在下部的档位槽上时，头部处在低枕位置；通过偏心轮电机带动凸轮转动，从而驱动升降板上、下运动，电机旋转一周，凸轮带动升降板上下运动一个行程，通过升降板上、下运动，灵活调节颈椎***，纠正和恢复颈椎曲度，进行颈部肌肉锻炼；所述偏心轮电机采用永磁直流大扭矩减速电机，减速器采用全金属齿轮，偏心轮电机采用24V直流电，功率为7.2W，空载转速为10r/min，最大扭矩T可以达到15Kg•cm；
所述凸轮半径为55mm，所述凸轮圆心与电机连接轴圆心的偏心距为16mm；当电机连接轴圆心与凸轮圆心在同一水平方向时，颈椎对凸轮提供的力矩M最大，
M=m*a≤2T=30Kg·cm，
式中：a为电机连接轴圆心到凸轮圆心所在竖直方向上的距离，电机连接轴圆心与凸轮圆心在同一水平方向时，a=1.6cm，求得m=18.75Kg，该质量m大于人体脑袋和颈椎的质量，说明升降机构能够承受住人体脑袋和颈椎的质量；所述枕头本体内填充有记忆棉；所述凸轮与升降板采用POM材料，具有高机械强度和刚度，润滑性和耐磨性好，能够降低接触噪音。
2.根据权利要求1所述便携式智能颈椎康疗仪，其特征在于，颈椎治疗分为发作期和缓解期两个阶段进行，病人在治疗的发作期使用多功能颈椎保健治疗枕并根据徒手牵引试验结果以及颈椎病的病理分型，将头颈放置于后伸位或者前屈位，并进行颈部肌肉锻炼；在治疗的缓解期将头颈放于中立位，利用颈枕反复向上支撑颈椎的作用进行颈椎曲度的恢复治疗；治疗结束后病人颈椎曲度较之前有改善，并且症状较之前缓解。
3.一种根据权利要求1所述便携式智能颈椎康疗仪的手机APP控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
⑴手机APP连接设备蓝牙，并配置设备的WIFI模块；
⑵判断主控芯片是否收到手机端的控制指令；
⑶是，则判断是否有颈椎保健枕升降指令；
⑷是，则进行颈椎保健枕升降控制；
⑸否，则判断是否有语音播报指令；
⑹是，则传感器信号采集，语音播报；
⑺否，则判断是否上传云端指令；
⑻是，则传感器数据采集，数据上传云端；
⑼否，则返回步骤⑵。
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