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一種康復用跑步機數據共享系統的制作方法

文檔序號:12142543閱讀:542來源:國知局
一種康復用跑步機數據共享系統的制作方法與工藝

本實用新型涉及康復機領域,尤其涉及一種康復用跑步機數據共享系統。



背景技術:

人的下肢在術后需要做康復運動,或者一些由于腦淤血或腦梗賽而導致下肢行動不便,需要輔助康復運動。現有技術中做康復運動的器材功能較為單一,而且無法依據每個人的需要而做相適應的康復運動。這樣將導致康復人員無法得到積極有效的康復運動,進而影響下肢或者行動的恢復。而且每個康復用跑步機僅僅是一個單體,無法與其他的設備進行數據交互,進而增加了對康復數據的管理和信息的溝通的難度。



技術實現要素:

為了克服上述現有技術中的不足,本實用新型的目的在于,提供一種康復用跑步機數據共享系統,包括:服務器和與所述服務器通信連接的多個康復用跑步機;

康復用跑步機包括:康復平臺,驅動康復平臺運行的電機,與康復平臺連接,且向康復平臺上部延伸的兩根撐桿;兩根撐桿的頂部設有操作平臺,與操作平臺連接的水平扶手,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平臺的尾端;水平扶手上設有與防護帶,防護帶的兩端分別與康復平臺兩側的水平扶手連接,防護帶上設有可調長度的公綁帶和母綁帶,公綁帶與母綁帶通過卡扣卡接;康復平臺的前端設有彈性墊,康復平臺前端的底部設有固定件,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,固定桿的底端設有膠類吸盤,固定桿與活動桿插置連接,固定桿與活動桿通過插銷固定鎖緊;活動桿上設有滾輪,康復平臺的尾部設有尾部滾輪,尾部滾輪設有鎖死件;

操作平臺上設有操控面板、平板電腦、用于測量康復者心率的心率測量裝置、體溫傳感器、生理檢測模塊、關節肌肉活動數據采集模塊、語音播報器;

操控面板、體溫傳感器、生理檢測模塊、關節肌肉活動數據采集模塊、心率測量裝置、語音播報器分別與平板電腦通信連接;

心率測量裝置用于將采集的心率數據傳輸給平板電腦;

康復平臺底部設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;

所述生理檢測模塊為貼設在手腕動靜脈處的傳感器,用于檢測康復者血壓、血流量的生理參數,并將檢測的生理參數發送至平板電腦;

體溫傳感器分別設置在康復者的腋下、上臂、手腕處測量體溫,并將檢測的體溫傳輸至平板電腦,當康復者的體溫超出閾值時,平板電腦控制語音播報器發出報警提示;

平板電腦中嵌入Android系統,或windows系統;平板電腦包括:數據獲取模塊、電機控制模塊、無線通信模塊、身份特征模塊、數據處理模塊、心率接收模塊、儲存模塊,無線通信模塊,觸摸屏;

身份特征模塊用于給康復者提供對話框,以輸入康復者身份特征、身份信息及設置康復者的跑步速率;身份特征包括:性別,身高,體重,康復時長,當前時間;

所述矩陣式壓力傳感器用于實時檢測康復者在康復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、騰空時和后蹬力;

數據獲取模塊用于獲取矩陣式壓力傳感器檢測康復者在康復過程中的數據信息,并傳輸給數據處理模塊;

心率接收模塊用于接收心率測量模塊獲取的康復者康復前的心率及康復過程中的心率;

數據處理模塊用于根據獲取康復者身份特征及設置康復者的跑步速率,得出初始加速度,傳輸給電機控制模塊,使電機控制模塊控制電機執行初始加速度運行,在運行過程中,結合矩陣式壓力傳感器感應的足底壓力分布信息,根據設置康復者的跑步速率,通過電機控制模塊進行控制電機;

儲存模塊用于儲存平板電腦中的數據信息;

無線通信模塊用于根據數據處理模塊的控制指令,將儲存模塊儲存的數據信息上傳至服務器;

關節肌肉活動數據采集模塊用于檢測康復者的動作幅度、動作速度、動作力度和動作軌跡;還用以指示具體關節的變化程度,即彎曲和轉動的幅度、速度、軌跡,肌電數據為EMG傳感器實時采集肌肉和周圍神經的生物電信號,獲得人體運動中的肌肉運動變化的生理信息數據,肌電數據,該肌電數據反映肌肉的收縮和舒張情況,該肌電數據結合肌肉控制的關節處的關節運動數據能由控制器得出相應人體動作的動作幅度、動作速度、動作力度和運動軌跡,并將上述數據發送至平板電腦中,平板電腦根據關節活動數據采集模塊和肌電數據采集模塊發送的數據,判斷當前康復者處于的康復狀態,并將關節和肌肉的康復狀態顯示到觸摸屏上;

電機控制模塊用于根據執行加速度數據信息控制驅動電機運行,并且電機控制模塊實時接收數據處理模塊發送的執行加速度數據信息,控制驅動電機運行,實現動態調節康復機速度,以適應康復者的速度;

電機控制模塊包括: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形成串聯電路一,串聯電路一與電容C2形成并聯電路一,并聯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形成串聯電路二,串聯電路二與電容C2形成并聯電路二,并聯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連接;電容C1和電容C2分別用于儲能濾波;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,電流過大,并且限制對電容的充電電流,在電容放電時,限制放電電流過大;

電機控制芯片包括:數據脈沖寬度調制模塊、速度反饋模塊、串行外接口、急停模塊、DSP芯片;

在水平扶手上設有急停按鈕,所述急停模塊與急停按鈕連接,用于控制電機急停;

所述脈沖寬度調制模塊與三相逆變器連接,用于通過調節三相逆變器的輸出脈沖的寬度、頻率、幅值調節電機的輸出轉速;

所述電機內部設有反饋模塊;

反饋模塊包括:速度計算單元、霍爾采樣單元;

霍爾采樣單元用于對電機的轉速進行采樣;速度計算單元用于根據霍爾采樣單元采樣到的轉速,計算出速度值,并傳送給電機控制芯片;

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

所述串行外接口與顯示器連接,串行外接口用于將電機的工作狀態輸出平板電腦顯示;

所述服務器包括:IP地址管理模塊、服務器數據處理模塊、數據庫、服務器通信模塊、數據統計模塊、數據控制模塊;

IP地址管理模塊用于對每個康復用跑步機設置唯一的IP地址,使服務器通過IP地址查詢每個康復用跑步機的數據信息,或向每個康復用跑步機發送數據信息、或接收每個康復用跑步機發送的數據信息;

服務器數據處理模塊用于將康復用跑步機發送的數據信息進行整理,并對康復用跑步機發送的數據信息與設置的閾值進行對比形成資源統計信息以及將康復用跑步機發送的數據信息與所對應往期使用康復用跑步機數據進行對比形成資源統計信息,并將資源統計信息反饋至康復用跑步機,通過平板電腦顯示;

所述數據庫用于采用開放的存儲平臺Oracle、MySQL或者Sybase來進行系統的數據存儲,并保存每個康復者歷史數據,生成相應的趨勢分析報告,進行保存;

所述服務器通信模塊用于使服務器與康復用跑步機之間通過WIFI或者zigee或CAN的形式通信連接,共享數據庫儲存的數據信息,對網拓撲管理、康復用跑步機管理、網絡性能管理;

所述數據統計模塊用于從數據角度同時整合康復者的跑步距離數據、環境數據、體溫數據、生理檢測數據、關節肌肉活動數據、心率數據通過線路、表格、圖形的展現形式進行有機整合,通過對數據的可視化管理,讓所有數據關鍵參數在平板電腦上顯示,幫助用戶了解健身狀況,對康復過程跟蹤管理;

數據控制模塊包括:Web資源設置模塊、康復數據訪問模塊、管理員瀏覽器模塊、管理員工作模塊;

Web資源設置模塊用于基于數據庫數據信息設置康復者Html資源;

康復數據訪問模塊用于使康復者通過智能終端的瀏覽器發出URI請求資源,服務器的Servlet響應請求,并向請求端提供Html資源,Html資源從數據庫中調取康復者所需的康復數據信息,對康復數據信息通過數據統計模塊的統計形式進行展示;

管理員瀏覽器模塊用于使管理員通過智能移動設備或者臺式電腦使用瀏覽器,獲取網關信息和對康復者數據信息進行控制,當管理員通過管理員瀏覽器訪問Html資源的數據信息時,瀏覽器產生管理員模式請求消息,服務器端接收到管理員模式請求消息后,使用Servlet對管理員模式請求消息進行解析;

管理員工作模塊用于將解析出對數據請求的命令發送到數據庫,數據庫調用數據庫中的增刪改查操作語句,得到管理員所需數據,使管理員對數據庫中數據進行操作,操作完成后,再把數據返回給管理員瀏覽器,管理員瀏覽器利用JavaScript對數據進行解析,并以網頁的形式展現給管理員,同時將管理員增刪改的數據儲存至數據庫。

優選地,電機控制芯片還包括:故障模塊;

所述電機控制模塊還包括:電壓保護模塊、電流保護模塊;

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

所述電流保護模塊輸出端與故障模塊連接,電流保護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。

優選地,所述電機控制模塊還包括: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包括兩個線圈,兩個線圈繞向一致,當電源電流流過濾波線圈組Llb時,兩個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。

優選地, 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。

優選地,反饋模塊還包括:電流檢測模塊;

電流檢測模塊包括:功率開關、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、運算放大器7、運算放大器8、光藕器9;

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

優選地,身份特征模塊還包括:身份信息驗證模塊;

身份信息驗證模塊包括:醫保卡驗證模塊、指紋驗證模塊、聲音驗證模塊、虹膜驗證模塊、醫保卡閱讀器;

醫保卡閱讀器與指紋采集器相適配;

醫保卡閱讀器設有信息解碼模塊,指紋采集器通過指紋采集程序與平板電腦相連;醫保卡內的身份數據通過刷證程序傳輸給醫保卡閱讀器內的信息解碼模塊;信息解碼模塊與平板電腦相連;

平板電腦設有醫保卡信息數據接口、指紋傳感器接口、指紋算法模塊、指紋算法保護模塊;

平板電腦內置有國密算法模塊、標準算法模塊;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;標準算法模塊為支持RSA、ECC、AES、DES/3DES、SHA國際標準算法的模塊。

優選地,無線通信模塊包括:用于將數據進行調制,放大,濾波的數據調制電路、數據放大電路、數據濾波電路;

數據調制電路包括:調制電阻Rtz1、調制電阻Rtz2、調制電阻Rtz3、調制電容Ctz1、調制電容Ctz2、放大器Ftz;

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

數據放大電路包括: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連接電源起到穩流、續流作用;三極管Qcj2的發射極接地;三極管Qcj1的發射極通過電阻Rfd2與信號濾波模塊連接,三極管Qfd1的基極和三極管Qfd2的基極通過電阻Rfd1與信號濾波模塊連接;三極管Qfd1、三極管Qfd2起到信號雙重放大的作用;

數據濾波電路包括: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;

數據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負極輸出端同時連接;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連接數據濾波電路輸出端;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用于對發出的數據進行濾波,放大器LB1、放大器LB2用于對發出的數據進行放大。

從以上技術方案可以看出,本實用新型具有以下優點:

本實用新型中,服務器將康復用跑步機發送的數據信息進行整理,并對康復用跑步機發送的數據信息與設置的閾值進行對比形成資源統計信息以及將康復用跑步機發送的數據信息與所對應往期使用康復用跑步機數據進行對比形成資源統計信息,并將資源統計信息反饋至康復用跑步機,通過平板電腦顯示;使每個康復者了解自身的身體狀況。

康復者站在康復平臺上,防護帶纏在腰部,扣上卡扣,雙手可以扶著水平扶手,在康復平臺的運行下,緩跑步走運動,起到鍛煉下肢的作用,而且康復平臺的前端設有彈性墊,當康復者摔倒時,彈性墊起到對康復者的頭部保護作用。

為了使康復者了解自己的康復運動的強度,通過獲取性別,身高,體重,康復時長,當前時間,步頻、步幅、支撐力、騰空時、后蹬力及心率;初步得出康復者的運動的強度。康復用跑步機數據共享系統可以根據康復計劃設置康復者的康復時長和距離。而且為了能夠根據執行加速度數據信息控制驅動電機運行,并且電機控制模塊實時接收數據處理模塊發送的執行加速度數據信息,控制驅動電機運行,實現動態調節康復機速度,以適應康復者的速度;防止如果出現突發狀況,或體力不支,或下肢出現異常就容易出現節奏跟不上的情況,很容易摔倒。電機控制模塊實時控制電機運行,使電機運行與康復者的速度適應。而且還結合了心率監測實時監測康復者的心率,通過全程心率監控系統調控有效的訓練強度范圍以及保證訓練活動的全程安全。

而且關節肌肉活動數據采集模塊用于檢測康復者的動作幅度、動作速度、動作力度和動作軌跡;還用以指示具體關節的變化程度,即彎曲和轉動的幅度、速度、軌跡,肌電數據為EMG傳感器實時采集肌肉和周圍神經的生物電信號,獲得人體運動中的肌肉運動變化的生理信息數據,肌電數據,該肌電數據反映肌肉的收縮和舒張情況,該肌電數據結合肌肉控制的關節處的關節運動數據能由控制器得出相應人體動作的動作幅度、動作速度、動作力度和運動軌跡,并將上述數據發送至平板電腦中,平板電腦根據關節活動數據采集模塊和肌電數據采集模塊發送的數據,判斷當前康復者處于的康復狀態并將關節和肌肉的康復狀態顯示到觸摸屏上,使康復者更為直觀的了解自己的身體狀態。

這樣心率結合康復者的時間、騰空時間、距離、速度等。通過步態的跟蹤,分析出康復者康復的姿勢動作,對科學訓練提供有效幫助。實時速度檢測,反饋給控制模塊,控制模塊可實時調整康復機的速度,實現了由現有技術中康復機被動控制,而轉變為主動控制速度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型的技術方案,下面將對描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為康復用跑步機數據共享系統的整體示意圖;

圖2為康復用跑步機整體示意圖;

圖3為電機控制示意圖;

圖4為濾波模塊電路圖;

圖5為霍爾采樣單元電路圖;

圖6為電流檢測模塊電路圖;

圖7為數據調制電路電路圖;

圖8為數據放大電路電路圖;

圖9為數據濾波電路電路圖。

具體實施方式

為使得本實用新型的實用新型目的、特征、優點能夠更加的明顯和易懂,下面將運用具體的實施例及附圖,對本實用新型保護的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,下面所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例,而非全部的實施例。基于本專利中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本專利保護的范圍。

本實施例提供一種康復用跑步機數據共享系統,如圖1至9所示,包括:服務器101和與所述服務器101通信連接的多個康復用跑步機102;

康復用跑步機102包括:康復平臺1,驅動康復平臺1運行的電機,與康復平臺1連接,且向康復平臺上部延伸的兩根撐桿2;兩根撐桿2的頂部設有操作平臺51,與操作平臺51連接的水平扶手3,與水平扶手3呈彎曲連接的豎向扶手55,豎向扶手55的底端固定在康復平臺1的尾端;水平扶手3上設有與防護帶53,防護帶53的兩端分別與康復平臺兩側的水平扶手連接,防護帶上設有可調長度的公綁帶和母綁帶,公綁帶64與母綁帶54通過卡扣卡接;康復平臺1的前端設有彈性墊52,康復平臺1前端的底部設有固定件61,固定件61上端與撐桿2的底端連接,固定件61水平端連接有固定桿56,固定桿56的底端設有膠類吸盤60,固定桿56與活動桿57插置連接,固定桿56與活動桿57通過插銷62固定鎖緊;活動桿57上設有滾輪58,康復平臺1的尾部設有尾部滾輪59,尾部滾輪59設有鎖死件;

操作平臺51上設有操控面板4、平板電腦5、用于測量康復者心率的心率測量裝置43、體溫傳感器、生理檢測模塊、關節肌肉活動數據采集模塊、語音播報器;

操控面板、體溫傳感器、生理檢測模塊、關節肌肉活動數據采集模塊、心率測量裝置43、語音播報器分別與平板電腦5通信連接;心率測量裝置43用于將采集的心率數據傳輸給平板電腦5;操控面板4與平板電腦5可以同時或單獨控制康復用跑步機數據共享系統運行。康復平臺1底部設有矩陣式壓力傳感器50,矩陣式壓力傳感器50與平板電腦5電連接;

所述生理檢測模塊為貼設在手腕動靜脈處的傳感器,用于檢測康復者血壓、血流量的生理參數,并將檢測的生理參數發送至平板電腦;體溫傳感器分別設置在康復者的腋下、上臂、手腕處測量體溫,并將檢測的體溫傳輸至平板電腦,當康復者的體溫超出閾值時,平板電腦控制語音播報器發出報警提示;

平板電腦5中嵌入Android系統,或windows系統;平板電腦包括:數據獲取模塊、電機控制模塊、無線通信模塊、身份特征模塊、數據處理模塊、心率接收模塊、儲存模塊,無線通信模塊,觸摸屏;

身份特征模塊用于給康復者提供對話框,以輸入康復者身份特征及設置康復者的跑步速率;身份特征包括:性別,身高,體重,康復時長,當前時間;

矩陣式壓力傳感器用于實時檢測康復者在康復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、騰空時和后蹬力;數據獲取模塊用于獲取矩陣式壓力傳感器檢測康復者在康復過程中的數據信息,并傳輸給數據處理模塊;心率接收模塊用于接收心率測量模塊獲取的康復者康復前的心率及康復過程中的心率;

數據處理模塊用于根據獲取康復者身份特征及設置康復者的跑步速率,得出初始加速度,傳輸給電機控制模塊,使電機控制模塊控制電機執行初始加速度運行,在運行過程中,結合矩陣式壓力傳感器感應的足底壓力分布信息,根據設置康復者的跑步速率,通過電機控制模塊進行控制電機;

儲存模塊用于儲存平板電腦中的數據信息;

無線通信模塊用于根據數據處理模塊的控制指令,將儲存模塊儲存的數據信息上傳至服務器;

關節肌肉活動數據采集模塊用于檢測康復者的動作幅度、動作速度、動作力度和動作軌跡;還用以指示具體關節的變化程度,即彎曲和轉動的幅度、速度、軌跡,肌電數據為EMG傳感器實時采集肌肉和周圍神經的生物電信號,獲得人體運動中的肌肉運動變化的生理信息數據,肌電數據,該肌電數據反映肌肉的收縮和舒張情況,該肌電數據結合肌肉控制的關節處的關節運動數據能由控制器得出相應人體動作的動作幅度、動作速度、動作力度和運動軌跡,并將上述數據發送至平板電腦中,平板電腦根據關節活動數據采集模塊和肌電數據采集模塊發送的數據,判斷當前康復者處于的康復狀態,并將關節和肌肉的康復狀態顯示到觸摸屏上;電機控制模塊用于根據執行加速度數據信息控制驅動電機運行,并且電機控制模塊實時接收數據處理模塊發送的執行加速度數據信息,控制驅動電機運行,實現動態調節康復機速度,以適應康復者的速度;

為了能使精準的控制電機運行,適應康復者的速度,保證康復機運行符合康復者的速度。而且使電機具有一定的調速均勻,提高用戶體驗。

電機控制模塊包括:三相全波整流器21、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26、電機控制芯片24、三相逆變器22;

所述三相全波整流器21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形成串聯電路一,串聯電路一與電容C2形成并聯電路一,并聯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形成串聯電路二,串聯電路二與電容C2形成并聯電路二,并聯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22的輸出端與電機連接;電容C1和電容C2分別用于儲能濾波;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,電流過大,并且限制對電容的充電電流,在電容放電時,限制放電電流過大;隔離模塊26實現信號單向傳輸,輸入端與輸出端完全實現了電氣隔離,輸出信號對輸入端無影響,抗干擾能力強,工作穩定,無觸點,使用壽命長,傳輸效率高,避免干擾。

電機控制芯片24包括:脈沖寬度調制模塊28、反饋模塊29、串行外接口27、急停模塊、DSP芯片;

在水平扶手上設有急停按鈕63,所述急停模塊與急停按鈕63連接,用于控制電機急停;脈沖寬度調制模塊與三相逆變器連接,用于通過調節三相逆變器的輸出脈沖的寬度、頻率、幅值調節電機的輸出轉速;所述電機內部設有反饋模塊;

反饋模塊29包括:速度計算單元、霍爾采樣單元;霍爾采樣單元用于對電機的轉速進行采樣;速度計算單元用于根據霍爾采樣單元采樣到的轉速,計算出速度值,并傳送給電機控制芯片;霍爾采樣單元設置在電機繞組的端部,并超前于電機其中一相繞組90°的電角度,且與電機的鐵芯和繞組設有間隔距離;串行外接口27與平板電腦連接,串行外接口用于將電機的工作狀態輸出平板電腦顯示。

所述服務器101包括:IP地址管理模塊110、服務器數據處理模塊111、數據庫112、服務器通信模塊113、數據統計模塊114、數據控制模塊119;

IP地址管理模塊110用于對每個康復用跑步機102設置唯一的IP地址,使服務器通過IP地址查詢每個康復用跑步機102的數據信息,或向每個康復用跑步機102發送數據信息、或接收每個康復用跑步機102發送的數據信息;

服務器數據處理模塊111用于將康復用跑步機發送的數據信息進行整理,并對康復用跑步機102發送的數據信息與設置的閾值進行對比形成資源統計信息以及將康復用跑步機發送的數據信息與所對應往期使用康復用跑步機數據進行對比形成資源統計信息,并將資源統計信息反饋至康復用跑步機102,通過平板電腦5顯示;

所述數據庫112用于采用開放的存儲平臺Oracle、MySQL或者Sybase來進行系統的數據存儲,并保存每個康復者歷史數據,生成相應的趨勢分析報告,進行保存;

所述服務器通信模塊113用于使服務器101與康復用跑步機102之間通過WIFI或者zigee或CAN的形式通信連接,共享數據庫儲存的數據信息,對網拓撲管理、康復用跑步機管理、網絡性能管理;

所述數據統計模塊114用于從數據角度同時整合康復者的跑步距離數據、環境數據、體溫數據、生理檢測數據、關節肌肉活動數據、心率數據通過線路、表格、圖形的展現形式進行有機整合,通過對數據的可視化管理,讓所有數據關鍵參數在平板電腦上顯示,幫助用戶了解健身狀況,對康復過程跟蹤管理;

數據控制模塊119包括:Web資源設置模塊115、康復數據訪問模塊116、管理員瀏覽器模塊117、管理員工作模塊118;

Web資源設置模塊115用于基于數據庫數據信息設置康復者Html資源;

康復數據訪問模塊116用于使康復者通過智能終端103的瀏覽器發出URI請求資源,服務器101的Servlet響應請求,并向請求端提供Html資源,Html資源從數據庫中調取康復者所需的康復數據信息,對康復數據信息通過數據統計模塊的統計形式進行展示;

管理員瀏覽器模塊117用于使管理員通過智能移動設備或者臺式電腦104使用瀏覽器,獲取網關信息和對康復者數據信息進行控制,當管理員通過管理員瀏覽器訪問Html資源的數據信息時,瀏覽器產生管理員模式請求消息,服務器端接收到管理員模式請求消息后,使用Servlet對管理員模式請求消息進行解析;

管理員工作模塊118用于將解析出對數據請求的命令發送到數據庫,數據庫調用數據庫中的增刪改查操作語句,得到管理員所需數據,使管理員對數據庫中數據進行操作,操作完成后,再把數據返回給管理員瀏覽器,管理員瀏覽器利用JavaScript對數據進行解析,并以網頁的形式展現給管理員,同時將管理員增刪改的數據儲存至數據庫。

這樣,管理員通過智能移動設備或者臺式電腦104使用瀏覽器訪問服務器101,對康復者的數據信息進行增刪改,這里可以設置依據康復者的康復狀況設置康復者使用康復用跑步機102的跑步閾值、時長閾值等等。還可以根據實際情況對數據庫中的數據進行完善和修訂。

本實施例中,電機控制芯片24還包括:故障模塊;電機控制模塊還包括:電壓保護模塊、電流保護模塊;

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

電流保護模塊輸出端與故障模塊連接,電流保護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。

電流保護模塊采用電阻和電流傳感器。電流傳感器可以選用霍爾電流傳感器,檢測電流。使用一個采樣電阻來檢測各相的電流。電阻值的選取根據用戶需要而定,一般應該使它可以起到一個功率變換電路的過流保護作用。電壓檢測電路與電流檢測電路基本相同,電壓采樣電阻位于直流母線與地之間,通過電阻分壓以后,將采樣電壓送到檢測電路是否過壓。

本實施例中,所述電機控制模塊還包括: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包括兩個線圈,兩個線圈繞向一致,當電源電流流過濾波線圈組Llb時,兩個線圈中的電流方向相反,所產生的磁場可以相互抵消,相當于沒有電感效應。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。濾波線圈組Llb是一個很大電感量的電感,能有效地抑制共模干擾。為了提高對干擾的抑制能力,濾波線圈組Llb具有高磁導率、頻率特性好的鐵氧體材料作為磁芯,這樣可提高消除共模干擾的效果。濾波線圈組Llb的大小,與濾波模塊的額定電流有關,額定電流越大電感量就越小。因為電流的增大,使線圈的線徑增大,同一磁環土所能繞的線圈匝數必然相應減少。電路中的兩個電容Cx,主要用來濾除串模干擾,一般選用薄膜電容器,濾波電容Clb1、濾波電容Clb2容量越大,則插入損耗越大,其值可按照所要抑制的噪聲電壓頻率的下限值確定。濾波電容Clb3與濾波電容Clb4分別跨接在兩根電源線和接地線之間,主要是濾除共模干擾,可選用陶瓷電容。

本實施例中,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。

為了保證電機得到恒定的最大轉矩,就必須要不斷地對其進行換相。掌握好恰當的換相時間,可以減小轉矩的波動。位置信號是通過電機木身自帶的霍爾位置傳感器得到的。位置信號不但用于控制換相,而且用于計算速度反饋量。由于霍爾元件是集電極開路輸出,其輸出信號經過上拉電阻(A相電阻Rha1、A相電阻Rha2、B相電阻Rhb1、B相電阻Rhb2、C相電阻Rhc1、C相電阻Rhc2)得到位置方波信號,該方波信號經光藕隔離后送入電機控制芯片。

本實施例中,反饋模塊還包括:電流檢測模塊;電流檢測模塊包括:功率開關、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、運算放大器7、運算放大器8、光藕器9;

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

為了提高電機的加速性能以及減小轉矩脈動,實現了電流閉環控制,對檢測電機繞組的電流進行檢測。此外,電機運行出現短路、直通、過載等故障時,會出現電流超過功率開關器件允許值范圍的情況,因此反饋模塊能夠及時、準確的測量電機故障電流,并通過電機控制模塊排除故障。

電流檢測模塊在整個運行范圍內具有良好的線性度、高穩定性和重復性;在電流反饋過程中應采取相應的隔離措施,以保證主電路與控制電路之間的電氣隔離。

通過串接在逆變橋和地之間的精密取樣電阻Rs將主回路電流信號轉化為電壓信號,該電壓信號經R1, Cl組成的低通濾波器濾波以及運算放大器7、運算放大器8、光藕器9調理后,得到0-3.3V的模擬電壓量,該電壓信號經穩壓二極管D,限幅后送入電機控制芯片進行控制電機。

本實施例中,身份特征模塊還包括:身份信息驗證模塊身份信息驗證模塊包括:醫保卡驗證模塊、指紋驗證模塊、聲音驗證模塊、虹膜驗證模塊、醫保卡閱讀器;這樣康復者使用康復機時,錄入自己的信息。之后每次使用康復機可以通過指紋驗證模塊、聲音驗證模塊、虹膜驗證模塊、醫保卡閱讀器來獲取以往信息及數據,并能保持當前的數據信息,供以后查驗。

其中,最為便捷的方式為醫保卡閱讀器與指紋采集器相適配;醫保卡閱讀器設有信息解碼模塊,指紋采集器通過指紋采集程序與平板電腦相連;醫保卡內的身份數據通過刷證程序傳輸給醫保卡閱讀器內的信息解碼模塊;信息解碼模塊與平板電腦相連;

平板電腦5設有醫保卡信息數據接口、指紋傳感器接口、指紋算法模塊、指紋算法保護模塊;平板電腦內置有國密算法模塊、標準算法模塊;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;標準算法模塊為支持RSA、ECC、AES、DES/3DES、SHA國際標準算法的模塊。這里為了給康復者私密性,也保證保護康復者的隱私,設置了醫保卡閱讀器與指紋采集器相適配來識別。避免康復者的信息及健康信息外漏。這樣當給一些特殊人群如涉及需要對康復者身份信息保密的人員進行康復時,起到了保密作用。

本實施例中,無線通信模塊包括:用于將數據進行調制,放大,濾波的數據調制電路、數據放大電路、數據濾波電路;這樣無線通信模塊先將待發送傳輸的數據依次進行調制,放大,濾波后進行傳輸,傳輸給服務器。具體的無線傳輸方式可以采用WIFI方式,藍牙方式,紅外方式等等。

數據調制電路包括:調制電阻Rtz1、調制電阻Rtz2、調制電阻Rtz3、調制電容Ctz1、調制電容Ctz2、放大器Ftz;

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

數據放大電路包括: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連接電源起到穩流、續流作用;三極管Qcj2的發射極接地;三極管Qcj1的發射極通過電阻Rfd2與信號濾波模塊連接,三極管Qfd1的基極和三極管Qfd2的基極通過電阻Rfd1與信號濾波模塊連接;三極管Qfd1、三極管Qfd2起到信號雙重放大的作用;

數據濾波電路包括: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;

數據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負極輸出端同時連接;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連接數據濾波電路輸出端;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用于對發出的數據進行濾波,放大器LB1、放大器LB2用于對發出的數據進行放大。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述,每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處,各個實施例之間相同相似部分互相參考即可。

對所公開的實施例的上述說明,使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下,在其它實施例中實現。因此,本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。

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