本發(fā)明一般地涉及平衡訓練。更具體地，本發(fā)明涉及一種站坐平衡訓練方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、平衡力是人們?nèi)粘Ｉ钪斜仨毦邆涞囊环N能力，特別是站坐平衡能力。對于坐式平衡能力的訓練通常需借助于平衡訓練的裝置，
2、公開號為cn20403416u的中國實用新型專利公開了一種坐、站一體化平衡訓練的裝置，采用該平衡訓練裝置對人體的坐式平衡能力進行訓練時，需用戶坐在坐板臺上，在坐板臺發(fā)生傾斜時，用戶主動對自己的身體姿態(tài)進行調(diào)節(jié)，使坐板恢復(fù)水平，從而對坐式平衡能力進行鍛煉。但是對于身體協(xié)調(diào)能力不足或者腰部肌肉力量薄弱的患者來說，很難通過調(diào)整坐姿使坐板臺恢復(fù)水平狀態(tài)，導(dǎo)致采用該平衡訓練的裝置進行平衡訓練時效果較差。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決現(xiàn)有的平衡訓練方法訓練效果較差的技術(shù)問題，本發(fā)明在如下的多個方面中提供方案。
2、在第一方面中，本發(fā)明提供了一種基于站坐平衡訓練裝置的站坐平衡訓練方法，所述站坐平衡訓練裝置包括用于承載人體的承載板，所述承載板可在驅(qū)動裝置的控制下向各個方向傾斜，所述方法包括：獲取用戶站立狀態(tài)下上半身的第一傾斜角度和傾斜方向；在用戶站坐訓練過程中實時檢測用戶臀部是否與所述承載板接觸；響應(yīng)于用戶臀部與所述承載板接觸，獲取用戶上半身的圖像，識別關(guān)鍵點，并依據(jù)所述關(guān)鍵點計算用戶坐下瞬間上半身的第二傾斜角度；計算所述第一傾斜角度和所述第二傾斜角度的差值，根據(jù)所述差值計算承載板的動作角度，計算表達式為：θ＝α+δβ×0.1；式中，θ表示承載板的動作角度，α表示所述第二傾斜角度，δβ表示所述第一傾斜角度和所述第二傾斜角度的差值；控制所述承載板根據(jù)所述動作角度朝所述傾斜方向的反方向傾斜。
3、其有益效果為：本發(fā)明的站坐平衡訓練方法在通過控制承載板的動作角度對用戶上半身的姿態(tài)進行矯正時，充分考慮到了用戶自身的身體協(xié)調(diào)能力，依據(jù)用戶自身的身體協(xié)調(diào)能力對承載板的動作角度進行自適應(yīng)調(diào)節(jié)，從而有效地對用戶的上半身姿態(tài)進行糾正，使用戶的平衡訓練效果更佳；此外，采用本發(fā)明的站坐平衡訓練方法在對用戶的坐式平衡進行訓練時，無需用戶主動調(diào)整坐姿使坐板臺恢復(fù)水平狀態(tài)，而是通過調(diào)整動態(tài)平衡板的傾斜角度，使用戶坐上平衡板上之后其身體處于豎直狀態(tài)，從而起到更好的平衡訓練效果。
4、在一個實施例中，控制所述承載板根據(jù)所述動作角度朝所述傾斜方向的反方向傾斜包括：按照設(shè)定角速度使所述承載板的傾斜角度緩慢增加至所述動作角度。
5、其有益效果為：若承載板傾斜過快，可能會給用戶帶來不適，通過使承載板的傾斜角度緩慢增加至，可保障用戶訓練時的舒適性。
6、在一個實施例中，所述設(shè)定角速度的計算表達式為：
7、
8、式中，ω表示設(shè)定角速度，ω0表示角速度標準值。
9、其有益效果為：第一傾斜角度和第二傾斜角度的差值越大，說明用戶在站坐過程中身體不協(xié)調(diào)程度越高，在身體不協(xié)調(diào)程度較高的情況下使設(shè)定角速度較低，從而保障在承載板進行傾斜動作時用戶的舒適性以及安全性；第一傾斜角度和第二傾斜角度的差值越小，說明用戶在站坐過程中身體協(xié)調(diào)程度更高，可設(shè)定較大的角速度，在保障用戶的舒適性以及安全性的前提下提高訓練效率。
10、在一個實施例中，所述關(guān)鍵點包括分別位于用戶胯部的左右兩側(cè)的左關(guān)鍵點和右關(guān)鍵點，用戶上半身為直立狀態(tài)時，左關(guān)鍵點和右關(guān)鍵點的高度相等；所述傾斜角度和傾斜方向的獲取方法包括：
11、識別并比較左關(guān)鍵點和右關(guān)鍵點的高度，獲取左關(guān)鍵點和右關(guān)鍵點之間的垂直距離和水平距離；
12、若左關(guān)鍵點高于右關(guān)鍵點，則判定用戶上半身朝右側(cè)傾斜，若右關(guān)鍵點高于左關(guān)鍵點，則判定用戶上半身朝左側(cè)傾斜；
13、依據(jù)所述水平距離和所述垂直距離計算所述第一傾斜角度，計算表達式如下：
14、
15、式中，θ表示第一傾斜角度，h表示左關(guān)鍵點和右關(guān)鍵點之間的垂直距離，w表示左關(guān)鍵點和右關(guān)鍵點之間的水平距離。
16、在一個實施例中，獲取左關(guān)鍵點和右關(guān)鍵點之間的垂直距離和水平距離包括：采用3d相機采集用戶的身體圖像，從而獲取左關(guān)鍵點和右關(guān)鍵點的空間位置坐標，進而計算出所述垂直距離和所述水平距離。
17、在一個實施例中，所述站坐平衡訓練裝置還包括靜態(tài)平衡板，所述方法還包括：
18、在用戶進行站坐平衡訓練時將所述靜態(tài)平衡板置于用戶腳底，從而在用戶站立時對用戶的身體進行支撐；
19、采集所述靜態(tài)平衡板四個角的壓力數(shù)據(jù)，進而依據(jù)所述四個角的壓力數(shù)據(jù)，計算用戶的重心在所述靜態(tài)平衡板上的投影的位置并進行展示。
20、其有益效果為：通過在用戶訓練過程中實時展示用戶的重心在所述靜態(tài)平衡板上的投影的位置，以便用戶在站起和坐下過程中實時調(diào)整自身的姿態(tài)，穩(wěn)定自身的重心，防止跌倒。
21、在第二方面中，本發(fā)明提供了一種站坐平衡訓練系統(tǒng)，包括：動態(tài)平衡板和控制電路，所述動態(tài)平衡板包括承載板以及用于驅(qū)動承載板進行傾斜動作的驅(qū)動裝置，所述控制電路包括存儲器和處理器，所述控制電路控制連接至所述動態(tài)平衡板的驅(qū)動裝置，所述存儲器存儲有計算機程序指令，當所述計算機程序指令被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)本發(fā)明的站坐平衡訓練方法。
22、在一個實施例中，所述動態(tài)平衡板包括：承載板，用于承載人體；豎直桿，其一端與承載板的中心固定連接，另一端通過第一連接結(jié)構(gòu)與底座活動連接，使得豎直桿可朝各個方向傾斜且傾斜角度小于預(yù)設(shè)值；第一電動推桿，其伸縮端與所述豎直桿滑動連接，其固定端鉸接在支架上，使得第一電動推桿可在水平面內(nèi)繞鉸接點旋轉(zhuǎn)；第二電動推桿，其伸縮端與所述豎直桿滑動連接，其固定端鉸接在支架上，使得第二電動推桿可在水平面內(nèi)繞鉸接點旋轉(zhuǎn)。
23、其有益效果為：通過使傾斜板的傾斜角度小于預(yù)設(shè)值，可防止傾斜角度過大，使用戶從傾斜板上滑落，本實施例的動態(tài)平衡板結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定可靠，采用本實施例的動態(tài)平衡板可以方便地調(diào)節(jié)用戶上半身在坐下時的傾斜角度。
24、在一個實施例中，所述第一連接結(jié)構(gòu)包括與所述豎直桿一端固定連接的球形滑動塊和設(shè)置在所述底座上的凹槽，所述球形滑動塊置于所述凹槽內(nèi)部且可沿凹槽內(nèi)表面滑動，所述凹槽的內(nèi)表面為曲面，所述凹槽的上邊緣可對所述豎直桿進行限位，使所述豎直桿的最大傾斜角度小于預(yù)設(shè)第一角度。
25、其有益效果為：通過球形滑動塊和凹槽的配合，使得豎直桿在水平方向無需受到過大的力即可朝各個方向傾斜。
26、在一個實施例中，還包括靜態(tài)平衡板、椅子、3d相機以及顯示器，所述靜態(tài)平衡板的四角位置分別設(shè)置有一個壓力傳感器，所述控制電路采集至所述壓力傳感器和所述3d相機，通信連接至所述顯示器；所述動態(tài)平衡板設(shè)置在所述椅子的椅面。
1.一種基于站坐平衡訓練裝置的站坐平衡訓練方法，其特征在于，所述站坐平衡訓練裝置包括用于承載人體的承載板，所述承載板可在驅(qū)動裝置的控制下向各個方向傾斜，所述方法包括：
2.如權(quán)利要求1所述的基于站坐平衡訓練裝置的站坐平衡訓練方法，其特征在于，控制所述承載板根據(jù)所述動作角度朝所述傾斜方向的反方向傾斜包括：
3.如權(quán)利要求2所述的基于站坐平衡訓練裝置的站坐平衡訓練方法，其特征在于，所述設(shè)定角速度的計算表達式為：
4.如權(quán)利要求1所述的基于站坐平衡訓練裝置的站坐平衡訓練方法，其特征在于，所述關(guān)鍵點包括分別位于用戶胯部的左右兩側(cè)的左關(guān)鍵點和右關(guān)鍵點，用戶上半身為直立狀態(tài)時，左關(guān)鍵點和右關(guān)鍵點的高度相等；所述傾斜角度和傾斜方向的獲取方法包括：
5.如權(quán)利要求2所述的基于站坐平衡訓練裝置的站坐平衡訓練方法，其特征在于，獲取左關(guān)鍵點和右關(guān)鍵點之間的垂直距離和水平距離包括：采用3d相機采集用戶的身體圖像，從而獲取左關(guān)鍵點和右關(guān)鍵點的空間位置坐標，進而計算出所述垂直距離和所述水平距離。
6.如權(quán)利要求1～5任意一項所述的基于站坐平衡訓練裝置的站坐平衡訓練方法，其特征在于，所述站坐平衡訓練裝置還包括靜態(tài)平衡板，所述方法還包括：
7.一種站坐平衡訓練系統(tǒng)，其特征在于，包括：動態(tài)平衡板和控制電路，所述動態(tài)平衡板包括承載板以及用于驅(qū)動承載板進行傾斜動作的驅(qū)動裝置，所述控制電路包括存儲器和處理器，所述控制電路控制連接至所述動態(tài)平衡板的驅(qū)動裝置，所述存儲器存儲有計算機程序指令，當所述計算機程序指令被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1～5任意一項所述的站坐平衡訓練方法。
8.如權(quán)利要求7所述的站坐平衡訓練系統(tǒng)，其特征在于，所述動態(tài)平衡板包括：
9.如權(quán)利要求8所述的站坐平衡訓練系統(tǒng)，其特征在于，所述第一連接結(jié)構(gòu)包括與所述豎直桿一端固定連接的球形滑動塊和設(shè)置在所述底座上的凹槽，所述球形滑動塊置于所述凹槽內(nèi)部且可沿凹槽內(nèi)表面滑動，所述凹槽的內(nèi)表面為曲面，所述凹槽的上邊緣可對所述豎直桿進行限位，使所述豎直桿的最大傾斜角度小于預(yù)設(shè)第一角度。
10.如權(quán)利要求7～9任意一項所述的站坐平衡訓練系統(tǒng)，其特征在于，還包括靜態(tài)平衡板、椅子、3d相機以及顯示器，所述靜態(tài)平衡板的四角位置分別設(shè)置有一個壓力傳感器，所述控制電路采集至所述壓力傳感器和所述3d相機，通信連接至所述顯示器；所述動態(tài)平衡板設(shè)置在所述椅子的椅面。