[发明专利]一种下肢关节活动度监测系统及监测方法

权利要求书

1.一种下肢关节活动度监测系统，其特征在于，应用于外骨骼支具上，所述外骨骼支具包括髋关节、膝关节以及踝关节，所述系统包括：

若干传感器，若干所述传感器包括惯性传感器以及旋转角度传感器，所述惯性传感器和所述旋转角度传感器分别对应设于所述外骨骼支具的预设位置上，所述惯性传感器用于采集所述髋关节的第一角度参数，所述旋转角度传感器用于采集所述膝关节和所述踝关节的第二角度参数，其中，所述第一角度参数包括所述髋关节的姿态角参数，所述第二角度参数包括所述膝关节和所述踝关节的弯曲角度参数；

控制器，所述惯性传感器以及所述旋转角度传感器分别与所述控制器电性连接，所述控制器用于实时接收所述第一角度参数以及所述第二角度参数，并对所述第一角度参数以及所述第二角度参数进行融合处理，以生成对应的融合参数，且将所述融合参数传输至用户的移动终端上；

云平台，接收所述移动终端上传的所述融合参数，并基于预设数据库根据所述融合参数生成对应的评估报告，且根据所述评估报告生成对应的康复训练方案，以将所述康复训练方案下发至用户的移动终端。

2.根据权利要求1所述的下肢关节活动度监测系统，其特征在于：所述外骨骼支具还包括弧形侧板，所述弧形侧板的两端分别活动设有一腿部支架，每一所述腿部支架上均自上而下依次间隔设置有若干腿圈，若干所述腿圈同轴设置，且每一所述腿部支架的底部均设有脚踏板，所述脚踏板与若干所述腿圈的开口相对设置。

3.根据权利要求2所述的下肢关节活动度监测系统，其特征在于：所述腿部支架包括自上而下依次设置的大腿支节以及小腿支节，所述大腿支节包括所述髋关节，所述小腿支节包括所述膝关节以及所述踝关节，所述惯性传感器设于所述大腿支节的髋关节处，所述旋转角度传感器设于所述小腿支节的膝关节以及踝关节处。

4.根据权利要求1所述的下肢关节活动度监测系统，其特征在于：所述惯性传感器设置为MPU6050传感器。

5.根据权利要求1所述的下肢关节活动度监测系统，其特征在于：所述旋转角度传感器设置为MPU-103旋转角度传感器。

6.一种应用于如权利要求1所述的下肢关节活动度监测系统的监测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将所述惯性传感器以及所述旋转角度传感器分别设于所述外骨骼支具的预设位置上，并初始化所述惯性传感器以及所述旋转角度传感器的监测角度；

通过所述惯性传感器采集所述髋关节处产生的第一角度参数，并通过所述旋转角度传感器采集所述膝关节以及所述踝关节处产生的第二角度参数；

通过所述控制器接收所述第一角度参数以及所述第二角度参数，以使所述控制器生成对应的融合参数，且将所述融合参数传输至所述用户的移动终端上；

接收所述移动终端上传的所述融合参数，并基于所述预设数据库根据所述融合参数生成对应的评估报告；

根据所述评估报告生成对应的康复训练方案，并将所述康复训练方案下发至用户的移动终端上。

7.根据权利要求6所述的监测方法，其特征在于：所述通过所述旋转角度传感器采集所述膝关节以及所述踝关节处产生的第二角度参数的步骤包括：

通过所述旋转角度传感器测量所述膝关节以及所述踝关节处产生的角度变化模拟量，并将所述角度变化模拟量传输至所述控制器中的信号处理电路中，以对所述角度变化模拟量进行滤波以及放大处理。

8.根据权利要求7所述的监测方法，其特征在于：所述将所述角度变化模拟量传输至所述控制器中的信号处理电路中，以对所述角度变化模拟量进行滤波以及放大处理的步骤之后，所述监测方法还包括：

将滤波以及放大处理后的角度变化模拟量传输至所述控制器的A/D模块，以通过所述A/D模块将所述滤波以及放大处理后的角度变化模拟量转换成对应的数字信号；

根据所述数字信号以及预设公式计算出所述膝关节以及所述踝关节处产生的弯曲角度。

9.根据权利要求8所述的监测方法，其特征在于：所述预设公式的表达式为：

D＝333.3°×R/10kΩ

其中，D表示所述弯曲角度，R表示电阻值。