一种康复用跑步机数据共享系统的制作方法

文档序号:12142543阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种康复用跑步机数据共享系统,其特征在于,包括:服务器和与所述服务器通信连接的多个康复用跑步机;

康复用跑步机包括:康复平台,驱动康复平台运行的电机,与康复平台连接,且向康复平台上部延伸的两根撑杆;两根撑杆的顶部设有操作平台,与操作平台连接的水平扶手,与水平扶手呈弯曲连接的竖向扶手,竖向扶手的底端固定在康复平台的尾端;水平扶手上设有与防护带,防护带的两端分别与康复平台两侧的水平扶手连接,防护带上设有可调长度的公绑带和母绑带,公绑带与母绑带通过卡扣卡接;康复平台的前端设有弹性垫,康复平台前端的底部设有固定件,固定件上端与撑杆的底端连接,固定件水平端连接有固定杆,固定杆的底端设有胶类吸盘,固定杆与活动杆插置连接,固定杆与活动杆通过插销固定锁紧;活动杆上设有滚轮,康复平台的尾部设有尾部滚轮,尾部滚轮设有锁死件;

操作平台上设有操控面板、平板电脑、用于测量康复者心率的心率测量装置、体温传感器、生理检测模块、关节肌肉活动数据采集模块、语音播报器;

操控面板、体温传感器、生理检测模块、关节肌肉活动数据采集模块、心率测量装置、语音播报器分别与平板电脑通信连接;

心率测量装置用于将采集的心率数据传输给平板电脑;

康复平台底部设有矩阵式压力传感器,矩阵式压力传感器与平板电脑电连接;

所述生理检测模块为贴设在手腕动静脉处的传感器,用于检测康复者血压、血流量的生理参数,并将检测的生理参数发送至平板电脑;

体温传感器分别设置在康复者的腋下、上臂、手腕处测量体温,并将检测的体温传输至平板电脑,当康复者的体温超出阈值时,平板电脑控制语音播报器发出报警提示;

平板电脑中嵌入Android系统,或windows系统;平板电脑包括:数据获取模块、电机控制模块、无线通信模块、身份特征模块、数据处理模块、心率接收模块、储存模块,无线通信模块,触摸屏;

身份特征模块用于给康复者提供对话框,以输入康复者身份特征、身份信息及设置康复者的跑步速率;身份特征包括:性别,身高,体重,康复时长,当前时间;

所述矩阵式压力传感器用于实时检测康复者在康复过程中的足底压力分布信息,足底压力分布信息包括:步频、步幅、支撑力、腾空时和后蹬力;

数据获取模块用于获取矩阵式压力传感器检测康复者在康复过程中的数据信息,并传输给数据处理模块;

心率接收模块用于接收心率测量模块获取的康复者康复前的心率及康复过程中的心率;

数据处理模块用于根据获取康复者身份特征及设置康复者的跑步速率,得出初始加速度,传输给电机控制模块,使电机控制模块控制电机执行初始加速度运行,在运行过程中,结合矩阵式压力传感器感应的足底压力分布信息,根据设置康复者的跑步速率,通过电机控制模块进行控制电机;

储存模块用于储存平板电脑中的数据信息;

无线通信模块用于根据数据处理模块的控制指令,将储存模块储存的数据信息上传至服务器;

关节肌肉活动数据采集模块用于检测康复者的动作幅度、动作速度、动作力度和动作轨迹;还用以指示具体关节的变化程度,即弯曲和转动的幅度、速度、轨迹,肌电数据为EMG传感器实时采集肌肉和周围神经的生物电信号,获得人体运动中的肌肉运动变化的生理信息数据,肌电数据,该肌电数据反映肌肉的收缩和舒张情况,该肌电数据结合肌肉控制的关节处的关节运动数据能由控制器得出相应人体动作的动作幅度、动作速度、动作力度和运动轨迹,并将上述数据发送至平板电脑中,平板电脑根据关节活动数据采集模块和肌电数据采集模块发送的数据,判断当前康复者处于的康复状态,并将关节和肌肉的康复状态显示到触摸屏上;

电机控制模块用于根据执行加速度数据信息控制驱动电机运行,并且电机控制模块实时接收数据处理模块发送的执行加速度数据信息,控制驱动电机运行,实现动态调节康复机速度,以适应康复者的速度;

电机控制模块包括:三相全波整流器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、隔离模块、电机控制芯片、三相逆变器;

所述三相全波整流器输入端与外电源连接,三相全波整流器输出端一通过电阻R1与三相逆变器的输入端一连接,三相全波整流器输出端二通过电阻R5与三相逆变器的输入端二连接,三相全波整流器输出端三通过电阻R2与三相逆变器的输入端三连接;

电阻R6与电阻R7形成串联电路一,串联电路一与电容C2形成并联电路一,并联电路一的一端与三相全波整流器输出端一和三相逆变器的输入端一的连接线路连接,并联电路一的另一端与三相全波整流器输出端二和三相逆变器的输入端二的连接线路连接;

电阻R3、电阻R4形成串联电路二,串联电路二与电容C2形成并联电路二,并联电路二的一端与三相全波整流器输出端一和三相逆变器的输入端一的连接线路连接,并联电路二的另一端与三相全波整流器输出端三和三相逆变器的输入端三的连接线路连接;

三相逆变器的输出端与电机连接;电容C1和电容C2分别用于储能滤波;电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7分别用于限流,防止线路上电时,电流过大,并且限制对电容的充电电流,在电容放电时,限制放电电流过大;

电机控制芯片包括:数据脉冲宽度调制模块、速度反馈模块、串行外接口、急停模块、DSP芯片;

在水平扶手上设有急停按钮,所述急停模块与急停按钮连接,用于控制电机急停;

所述脉冲宽度调制模块与三相逆变器连接,用于通过调节三相逆变器的输出脉冲的宽度、频率、幅值调节电机的输出转速;

所述电机内部设有反馈模块;

反馈模块包括:速度计算单元、霍尔采样单元;

霍尔采样单元用于对电机的转速进行采样;速度计算单元用于根据霍尔采样单元采样到的转速,计算出速度值,并传送给电机控制芯片;

所述霍尔采样单元设置在电机绕组的端部,并超前于电机其中一相绕组90°的电角度,且与电机的铁芯和绕组设有间隔距离;

所述串行外接口与显示器连接,串行外接口用于将电机的工作状态输出平板电脑显示。

2.根据权利要求1所述的康复用跑步机数据共享系统,其特征在于,

电机控制芯片还包括:故障模块;

所述电机控制模块还包括:电压保护模块、电流保护模块;

所述电压保护模块输出端与故障模块连接,电压保护模块输入端分别与电阻R6与电阻R7形成串联电路一以及电阻R3、电阻R4形成串联电路二连接;

所述电流保护模块输出端与故障模块连接,电流保护模块输入端与三相全波整流器输出端一和三相逆变器的输入端一的连接线路连接,或者与三相全波整流器输出端二和三相逆变器的输入端二的连接线路连接,或者与三相全波整流器输出端三和三相逆变器的输入端三的连接线路连接。

3.根据权利要求1所述的康复用跑步机数据共享系统,其特征在于,

所述电机控制模块还包括:滤波模块;

滤波模块包括:滤波电容Clb1、滤波电容Clb2、滤波电容Clb3、滤波电容Clb4、滤波线圈组Llb、滤波电阻RL

滤波电容Clb1两端连接电源的相线和中线,滤波线圈组Llb输入端分别连接电源的相线和中线,滤波线圈组Llb输出端分别依次连接滤波电容Clb2的两端,滤波电阻RL的两端以及滤波电容Clb3与滤波电容Clb4串联后的两端,滤波电容Clb3与滤波电容Clb4之间接地;

滤波线圈组Llb包括两个线圈,两个线圈绕向一致,当电源电流流过滤波线圈组Llb时,两个线圈中的电流方向相反,滤波电容Clb1、滤波电容Clb2用于滤除串模干扰,滤波电容Clb3、滤波电容Clb4用于滤除共模干扰。

4.根据权利要求1所述的康复用跑步机数据共享系统,其特征在于,

霍尔采样单元包括:A相电阻Rha1、A相电阻Rha2、A相电容Cha1、A相电容Cha2、A相光耦GDha;

B相电阻Rhb1、B相电阻Rhb2、B相电容Chb1、B相电容Chb2、B相光耦GDhb;

C相电阻Rhc1、C相电阻Rhc2、C相电容Chc1、C相电容Chc2、C相光耦GDhc。

5.根据权利要求1所述的康复用跑步机数据共享系统,其特征在于,

反馈模块还包括:电流检测模块;

电流检测模块包括:功率开关、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻Rs、电容C1、电容C2、二极管Dz、运算放大器7、运算放大器8、光藕器9;

功率开关的集电极连接电流取样点,功率开关的发射极连接电阻R1和电阻Rs,并通过电阻Rs接地,功率开关的基极连接电机控制芯片,功率开关根据电机控制芯片的控制开启或关闭采样;电阻R1分别接电阻R2、电容C1,并通过电容C1接地,电阻R3一端接运算放大器7的输入负极端和光藕器9的四号脚,电阻R3另一端接地,电阻R2接运算放大器7的输入正极端,运算放大器7的输出端接电阻R4,电阻R4接光藕器9的二号脚,光藕器9的一号脚接地,光藕器9的三号脚接电源,光藕器9的五号脚接地,电容C2与电阻R5并联,并且并联后两端接运算放大器8的输入负极端、输出端和电阻R6,运算放大器8的输入正极端接电源,电阻R6、二极管Dz负极端分别接电机控制芯片,二极管Dz正极端接地。

6.根据权利要求1所述的康复用跑步机数据共享系统,其特征在于,

身份特征模块还包括:身份信息验证模块;

身份信息验证模块包括:医保卡验证模块、指纹验证模块、声音验证模块、虹膜验证模块、医保卡阅读器;

医保卡阅读器与指纹采集器相适配;

医保卡阅读器设有信息解码模块,指纹采集器通过指纹采集程序与平板电脑相连;医保卡内的身份数据通过刷证程序传输给医保卡阅读器内的信息解码模块;信息解码模块与平板电脑相连;

平板电脑设有医保卡信息数据接口、指纹传感器接口、指纹算法模块、指纹算法保护模块;

平板电脑内置有国密算法模块、标准算法模块;国密算法模块为支持SM1、SM2、SM3、SMS4、SM6、SSF33、SCB2国密算法指纹算法的模块;标准算法模块为支持RSA、ECC、AES、DES/3DES、SHA国际标准算法的模块。

7.根据权利要求1所述的康复用跑步机数据共享系统,其特征在于,

无线通信模块包括:用于将数据进行调制,放大,滤波的数据调制电路、数据放大电路、数据滤波电路;

数据调制电路包括:调制电阻Rtz1、调制电阻Rtz2、调制电阻Rtz3、调制电容Ctz1、调制电容Ctz2、放大器Ftz;

调制电阻Rtz1和调制电阻Rtz2的第一端与信号调制模块输入端连接,调制电阻Rtz1的第二端接地;调制电阻Rtz2的第二端分别与调制电容Ctz1的第一端和调制电阻Rtz3的第一端连接;调制电容Ctz1的第二端与信号调制模块输出端连接,调制电阻Rtz3的第二端和调制电容Ctz2的第一端分别与放大器Ftz的阳极端连接,调制电容Ctz2的第二端接地,放大器Ftz的阴极端接信号调制模块输出端;放大器Ftz的输出端接信号调制模块输出端;

数据放大电路包括:三极管Qfd1、三极管Qfd2、电阻Rfd1、电阻Rfd2;

三极管Qfd1的集电极和三极管Qfd2的集电极、二极管VDfd的阳极分别与水平度传感器连接,二极管VDfd的阴极连接电源;二极管VDfd连接电源起到稳流、续流作用;三极管Qcj2的发射极接地;三极管Qcj1的发射极通过电阻Rfd2与信号滤波模块连接,三极管Qfd1的基极和三极管Qfd2的基极通过电阻Rfd1与信号滤波模块连接;三极管Qfd1、三极管Qfd2起到信号双重放大的作用;

数据滤波电路包括:滤波电阻RB1、滤波电阻RB2、滤波电阻RB3、滤波电阻RB4、滤波电阻RB5、滤波电容CB1、滤波电容CB2、滤波电容CB3、放大器LB1、放大器LB2;

数据滤波电路的输入端分别与滤波电阻RB1第一端和滤波电容CB1第一端连接;滤波电阻RB1第二端连接滤波电容CB3第一端和滤波电阻RB2第一端,滤波电容CB1第二端同时与滤波电阻RB4第二端,滤波电容CB2第二端连接;滤波电容CB3第二端,滤波电阻RB4第一端,放大器LB2输入端,放大器LB2负极输出端同时连接;滤波电容CB2第一端,滤波电阻RB2第二端,滤波电阻RB3第一端同时连接;滤波电阻RB3第二端连接放大器LB1正极输入端,放大器LB1负极输入端连接放大器LB1输出端及滤波电路输出端,放大器LB2正极输出端通过滤波电阻RB5接地,并通过滤波电阻RB5连接数据滤波电路输出端;滤波电阻RB1用于限流,滤波电阻RB2、滤波电容CB3、滤波电容CB1、滤波电容CB2、滤波电阻RB4用于对发出的数据进行滤波,放大器LB1、放大器LB2用于对发出的数据进行放大。

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