[发明专利]一种往复牵拉训练参数获取智能模块

说明书

本发明公开了一种往复牵拉训练参数获取智能模块，包括加速度传感器和陀螺仪，使用时，所述往复牵拉训练参数获取智能模块安装在做往复牵拉运动的载体上，所述往复牵拉训练参数获取智能模块获取训练参数的方法包括根据所述加速度传感器返回的加速度信号与所述陀螺仪返回的角速度信号计算所述载体沿牵拉方向的运动行程S、位移S_x、最大行程S_max、最大位移S_xmax、最小位移S_xmin、往复运动次数、运动加速度a′_x、运动速度V_x中的至少一个参数。本发明结构简单，便于实施，可以实时监测患者在使用滑轮吊环训练器等同类牵拉运动康复器材进行上肢康复训练过程中的最大训练行程、往复训练次数、运动训练速度和牵引力等，为康复医师制定训练计划提供科学的参考。

技术领域

本发明涉及康复器械技术领域，具体地说涉及一种往复牵拉训练参数获取智能模块。

背景技术

人口老龄化问题加剧，脑卒中、中风等疾病与意外导致的肢体运动障碍给家庭和社会造成了沉重的经济负担。基于神经可塑性理论，受损的神经经过运动疗法可以实现功能代偿，促使了康复器械领域在飞速发展。

滑轮吊环训练器就是其中较为典型的针对上肢进行往复牵拉运动训练的康复器材。而在使用滑轮吊环训练器等同类牵拉运动康复器材的训练过程中，缺乏客观有效的参数来衡量其对患者在康复训练中有没有帮助，有多大的帮助，也缺乏客观有效的参数来为康复医师制定训练计划提供参考。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种往复牵拉训练参数获取智能模块。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种往复牵拉训练参数获取智能模块，包括加速度传感器和陀螺仪，使用时，所述往复牵拉训练参数获取智能模块安装在做往复牵拉运动的载体上，所述往复牵拉训练参数获取智能模块获取训练参数的方法包括根据所述加速度传感器返回的加速度信号与所述陀螺仪返回的角速度信号计算所述载体沿牵拉方向的运动行程S、位移S_x、最大行程S_max、最大位移S_xmax、最小位移S_xmin、往复运动次数、运动加速度a′_x、运动速度V_x中的至少一个参数。

进一步地，所述加速度传感器是单轴加速度传感器，所述加速度传感器的X轴沿着牵拉方向安装，所述加速度传感器返回加速度信号a_x；所述陀螺仪的转轴垂直于绕线平面安装，所述陀螺仪返回角速度信号w_z；所述往复牵拉训练参数获取智能模块获取训练参数的方法包括计算绕线的张角θ和计算所述载体的运动加速度a′_x中的至少一个计算过程。

进一步地，θ由w_z一次积分得到，a′_x的计算公式为a′_x＝a_x-g*cosθ，g为重力加速度。

进一步地，所述加速度传感器是双轴加速度传感器，所述加速度传感器的X轴沿着牵拉方向安装，所述加速度传感器的Y轴垂直于绕线平面安装，所述加速度传感器返回加速度信号a_x和加速度信号a_y；所述陀螺仪的转轴垂直于绕线平面安装，所述陀螺仪返回角速度信号w_z；所述往复牵拉训练参数获取智能模块获取训练参数的方法包括计算绕线的张角θ、计算绕线平面与竖直平面的倾角α、计算a_x与重力加速度g的夹角β、计算所述载体的运动加速度a′_x中的至少一个计算过程。

进一步地，θ由w_z一次积分得到，α的计算公式为β的计算公式为β＝cos^-1(cosαcosθ)，a′_x的计算公式为a′_x＝a_x-g*cosβ。