一种脊柱调理机器人的制作方法

【技术领域】

本发明属于康复医疗护理机器人领域，尤其涉及一种脊柱调理机器人。

背景技术：

脊柱是人体承重的支柱，是躯干的中轴，运动的枢纽，是保护中枢神经、脊髓和神经根的重要结构。脊柱又是人体中出现退变较早、变化较大的组织结构，由于年龄的增加，纤维开始变性，弹力下降，椎间盘组织退变，脊柱高度下降，出现脊柱的失稳；在长期参与脊柱运动和负重过程中，将产生累积性劳损，加上外伤、姿势不当等诱因，导致发生脊柱疾病。

由于颈腰椎段的活动度较大，故颈椎病和腰椎病的发病率最高。目前虽然对脊柱疾病的治疗方法虽多，但疗效不同，许多学者主张非手术疗法，其中包括制动、牵引、按摩、物理疗法等有一定疗效；对于胸椎间盘突出、中央型腰椎间盘突出、腰椎管狭窄症的患者的治疗效果不太明显。目前治疗脊柱类疾病的治疗设备以手动或微机控制的牵引治疗机为主，存在设备简单、功能单一、精确度较差的情况。。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，本发明针对脊柱损伤患者，结合机器人学、人体运动学、人体工程学等理论进行设计，提出一种脊柱调理机器人。

本发明采用的技术方案具体如下：

一种脊柱调理机器人，包括靠背、左侧挡板、右侧挡板、底座、腿部及脚部挡板、扶手、气囊；其中

所述靠背、底座、腿部和脚部挡板共同构成一个整体的调理床，所述调理床可围绕水平轴线旋转至一定角度；所述调理床中设置了多个振动装置和加热装置；

所述机器人具有多个气囊，分别内置于所述靠背、底座、腿部及脚部挡板中，通过气囊的充气和放气产生推动、滚动和挤压效果；

所述扶手上设置了脊柱调理机器人的控制器和指纹识别装置，所述控制器可控制调理床的转动，以及控制所述气囊、振动装置和加热装置以实现多种调理功能；所述指纹识别装置可识别用户指纹，作为用户的标识；

所述控制器可由用户操作，用于设置一个调理方案，还可通过机器人中内置的网络模块连接远程服务器，从服务器下载调理方案。

进一步地，还包括注册模块，所述注册模块由所述控制器执行，提供以下注册步骤：

1.1)通过所述指纹识别装置录入用户的指纹；

1.2)获取用户输入的出生年月和身高；

1.3)从体重测量装置获取用户的体重；所述体重测量装置设置在机器人的底部支架上，可测量机器人上的用户的体重，如果注册时体重测量装置未能获取用户的体重，则控制器发出提示信息，提示用户需要先坐上机器人再进行注册；

1.4)将上述步骤获取的指纹、出生年月、身高、体重作为用户的注册信息发送到服务器，由服务器存储该注册信息；

1.5)请求用户设置其调理方案，将当前时间作为调理方案设定时间，与调理方案一起发送到服务器，服务器将该调理方案作为用户的默认调理方案，与调理方案设定时间、用户的注册信息一起对应存储。

进一步地，还包括个性模块，所述个性模块由所述控制器执行，提供以下个性化服务步骤：

2.1)基于用户输入的指纹，向服务器查询用户的注册信息、默认调理方案和调理方案设定时间，如果未能查询到这些信息，则要求用户先进行注册，否则继续后续步骤；

2.2)根据用户的出生年月和该调理方案设定时间t，判断在该时间t的时候，用户是否大于24岁，如果不大于，则请求用户输入其当前身高；

2.3)如果用户输入了其当前身高，判断当前身高和注册信息中的身高的差是否大于第一阈值，如果是，则转到步骤2.8，否则继续后续步骤；

2.4)从体重测量装置获取用户的当前体重，如果体重测量装置未能获取用户的当前体重，则控制器发出提示信息，提示用户需要先坐上机器人；

2.5)判断用户的当前体重和注册信息中的体重的差是否大于第二阈值，如果是，则转到步骤2.8，否则继续后续步骤；

2.6)判断当前时间和所述调理方案设定时间t的差是否大于第三阈值，如果是，则转到步骤2.8，否则继续后续步骤；

2.7)所述控制器向用户发出请求，请求执行从服务器查询获得的默认调理方案，如果用户输入同意执行，则执行所述默认调理方案，个性化服务结束；如果用户不同意，则转到步骤2.8；

2.8)要求用户重新设置其新调理方案，并将用户的当前身高、当前体重、新调理方案、当前时间上传到服务器，服务器使用当前身高和当前体重更新用户注册信息中的身高、体重，将所述新调理方案作为用户的默认调理方案存储，将所述当前时间作为调理方案设定时间存储；

2.9)所述控制器执行所述新调理方案。

进一步地，所述调理功能包括高频振动功能、自垂牵引功能、脊柱s型摇摆及纠错调理功能、颈腰部辅热理疗功能、颈部、腰部滚动式挤压功能、大小腿挤压功能，以及肩部按摩、座椅部位按摩、脚部按摩及脚底加热。

进一步地，用户设置调理方案包括：由医生或用户现场制定调理方案，或者从服务器下载调理方案。

进一步地，所述服务器事先存储了多种优选的调理方案及其适用条件。

进一步地，所述第一阈值为5厘米。

进一步地，所述第二阈值为10kg。

进一步地，所述第三阈值为五年。

进一步地，该机器人设定为只针对一定年龄以上的用户执行调理功能。

本方法的有益效果为：实现颈腰椎牵引、高频振动、辅热理疗、颈部以及大腿小腿的挤压；对脊柱疾病患者可进行有效的康复治疗，极大地缩短了康复时间，同时可以根据用户自身的个体情况，为用户提供个性化服务。

【附图说明】

此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1是本发明脊柱调理机器人的总体结构示意图。

图2是本发明脊柱调理机器人调理时的结构示意图。

【具体实施方式】

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参见附图1，其示出了本发明脊柱调理机器人的总体结构示意图，该机器人包括靠背、左侧挡板、右侧挡板、底座、腿部及脚部挡板、扶手、气囊(图中未示出)，其中靠背、底座、腿部和脚部挡板共同构成一个整体的调理床。附图1中的脊柱调理机器人是以座椅的形式示出的，但该脊柱调理机器人在需要使用调理功能时，可使所述调理床围绕水平轴线旋转至一定角度，如附图2所示。此时实际上用户以屈腿的姿势躺下，以准备进行调理。调理床的旋转角度可根据需要设定，例如，可以旋转以使靠背达到水平状态，这时用户背部处于平躺状态，也可以使靠背与水平面具有一个小的角度，这样用户是略微倾斜的斜靠在靠背上。

所述机器人具有多个气囊，分别内置于所述靠背、底座、腿部及脚部挡板中，通过气囊的充气和放气，可以对用户的颈部、腰部、背部、腿部产生推动、滚动和挤压等效果。

所述调理床中还设置了多个振动装置和加热装置，可以提供相应的振动功能和加热功能。

基于上述气囊、振动装置和加热装置，所述机器人具备了多种调理功能，包括高频振动功能、自垂牵引功能、脊柱s型摇摆及纠错调理功能、颈腰部辅热理疗功能、颈部、腰部滚动式挤压功能、大小腿挤压功能，以及肩部按摩、座椅部位按摩、脚部按摩及脚底加热等其他辅助功能。

在所述扶手上设置了脊柱调理机器人的控制器，所述控制器用于控制该机器人，包括控制调理床的旋转，以及控制机器人完成上述各项调理功能。用户可以操作扶手上的该控制器，通过该控制器控制该机器人。

用户可以操作该控制器，用以制定一个调理方案，所述调理方案是机器人一项或多项调理功能的组合。例如，医生可以根据用户的具体病情，指定几个调理功能组合成一个调理方案，并且可以设置各个调理功能的调理参数，例如高频振动功能的频率、气囊挤压的力度、加热的温度等等。因此，一个调理方案实际上至少包括了一项或多项调理功能、各个调理功能的执行顺序、每个调理功能的参数。

除了由医生或用户现场制定调理方案外，所述控制器还可通过机器人中内置的网络模块连接远程服务器，从服务器下载调理方案。所述服务器中事先存储了多种优选的调理方案以及各调理方案的适用条件，用户可以根据自身的具体情况，下载合适的调理方案并使用。所述适用条件可以包括用户的身高、体重、年龄等条件。

为了方便各个用户重复使用其适用的调理方案，本发明还具有各个用户的个性化设置。这些个性化设置主要通过控制器执行的计算机程序来实现的，所述计算机程序包括注册模块和个性模块。

所述注册模块由所述控制器执行，提供用户注册功能，具体注册步骤如下：

1.1)通过在扶手上设置的指纹识别装置录入用户的指纹，该指纹就作为该用户的标识，以备后续使用。

所述指纹识别装置设置在机器人的扶手上，用户在需要注册时，首先坐上机器人，将手指放置在所述指纹识别装置上，从而输入自己的指纹。

1.2)获取用户输入的出生年月和身高。

所述控制器具有输入装置，用户可通过该输入装置输入自己的出生年月和身高。

1.3)从体重测量装置获取用户的体重。

所述体重测量装置设置在机器人的底部支架上，可以用来测量机器人上的用户的体重。如果注册时体重测量装置未能获取用户的体重，则控制器发出提示信息，提示用户需要先坐上机器人再进行注册。

1.4)将上述步骤获取的指纹、出生年月、身高、体重作为用户的注册信息发送到服务器，由服务器存储该注册信息。

1.5)请求用户设置其调理方案，将当前时间作为调理方案设定时间，与调理方案一起发送到服务器，服务器将该调理方案作为用户的默认调理方案，与调理方案设定时间、用户的注册信息一起对应存储。

用户设置调理方案的具体方法可以如前所述，即可以由医生或用户现场制定调理方案，或者从服务器下载事先设置的优选调理方案。

通过上述五个步骤，注册模块完成了用户信息的初始化，将所述用户信息都存储到服务器中，以备后续的个性化服务使用。

在用户注册以后，控制器就可以通过执行个性模块为用户提供个性化服务。具体步骤如下：

2.1)基于用户输入的指纹，向服务器查询用户的注册信息、默认调理方案和调理方案设定时间，如果未能查询到这些信息，则要求用户先进行注册，否则继续后续步骤。

2.2)根据用户的出生年月和该调理方案设定时间t，判断在该时间t的时候，用户是否大于24岁，如果不大于，则请求用户输入其当前身高。

根据通常的人体发育情况，一般人在24岁后身高就不再增长，因此将24岁作为一个分界点，以判断是否请求用户输入身高。当然，用户也可以自行主动输入其身高。

2.3)如果用户输入了其当前身高，判断当前身高和注册信息中的身高的差是否大于第一阈值，如果是，则转到步骤2.8，否则继续后续步骤。

所述第一阈值可以根据需求事先设定，优选的，第一阈值为5厘米。

2.4)从体重测量装置获取用户的当前体重，如果体重测量装置未能获取用户的当前体重，则控制器发出提示信息，提示用户需要先坐上机器人。

2.5)判断用户的当前体重和注册信息中的体重的差是否大于第二阈值，如果是，则转到步骤2.8，否则继续后续步骤。

所述第一阈值可以根据需求事先设定，优选的，第二阈值为10kg。

2.6)判断当前时间和所述调理方案设定时间t的差是否大于第三阈值，如果是，则转到步骤2.8，否则继续后续步骤。

所述第三阈值可以根据需求事先设定，优选的，第三阈值为五年。

2.7)控制器向用户发出请求，请求执行从服务器查询获得的默认调理方案，如果用户输入同意执行，则执行所述默认调理方案，个性化服务结束；如果用户不同意，则转到步骤2.8。

步骤2.7意味着，在用户的身高、体重和年龄都没有发生大的变化时，可以继续执行原有的调理方案。

2.8)要求用户重新设定其新调理方案，并将用户的当前身高、当前体重、新调理方案、当前时间上传到服务器，服务器使用当前身高和当前体重更新用户注册信息中的身高、体重，将所述新调理方案作为用户的默认调理方案存储，将所述当前时间作为调理方案设定时间存储。

步骤2.8意味着，如果用户的身高、体重或者年龄其中之一发生了较大的变化，则原有的调理方案就不再适合，这时应当要求用户重新设定其调理方案。

2.9)控制器执行新调理方案。

通过上述个性模块，在一般情况下，用户只需要坐上机器人，输入指纹，就可以执行原来设定的默认调理方案，如果用户的个体情况与设置所述默认调理方案时的情况出现了较大变化，就会主动请求用户更新其调理方案。整个过程都是自动执行，操作简单，为不同用户提供了方便的个性化服务。

进一步地，考虑到安全性，本发明的脊柱调理机器人可以设定为只针对一定年龄以上的用户执行调理，例如，可以设定只对12岁以上的用户执行调理方案。这样可以避免对过于幼小的用户造成可能的损伤。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。