专利名称：下肢功能测试训练仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种运动训练器械，尤其涉及一种下肢功能测试训练仪。
背景技术：
据统计，我国脑血管病、帕金森病、颅脑外伤、脊髓损伤年发病率各为219/10万、100/10万、55. 4/10万和6/10万。而且由于老龄化、自然灾害频发和意外事故增加的缘故，发病率在逐年增加。这些疾病和损伤会造成下蹲-站起功能障碍。坐下和站起是为保持功能独立性而每日多次进行的功能性活动，在评价残疾的各种ADL量表(如Barthel量表)中，转移、如厕均与此直接有关，而且通常占评分较大比例。临床上一般通过肉眼观察或使用简单的计时工具观察患者的下蹲站起功能，更复杂的运动学和动力学评定需通过高速摄像机及动作分析系统进行。下蹲站起功能训练上，一般为治疗师针对造成下蹲站起功能障碍的具体问题，如肌力、平衡、痉挛等，进行对应的·具体练习及整合练习。目前尚缺乏针对下蹲站起功能进行整体化训练的智能化设备。
实用新型内容本实用新型的目的，就是为了解决上述问题，提供一种下肢功能测试训练仪。为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案一种下肢功能测试训练仪，其包括上位机，上位机内设有坐下站起功能评定训练软件；脚踏模块，包括脚踏本体，脚踏本体内设有电源模块、CPU、脚底压力传感器和蓝牙模块，电源模块向CPU供电，脚底压力传感器与CPU电信相连，蓝牙模块与CPU双向通讯相连，并与上位机双向无线通讯相连；坐垫模块，包括坐垫本体，坐垫本体内设有臀部压力传感器，臀部压力传感器通过电缆与脚踏模块中的CPU电信相连；显示屏，与上位机电信相连显示各项功能评定训练参数。所述的脚踏本体的上表面设有与人的双脚适配的凹面，所述的脚底压力传感器共四个，分别对应于双脚的前后掌设置，并分别与CPU电信相连。所述的坐垫本体的上表面设有与人的左右臀部适配的凹面，所述的臀部压力传感器共四个，分别对应于左右臀部的前后设置，并分别通过电缆与脚踏模块中的CPU电信相连。所述的电源模块包括锂电池和电源管理模块，所述的脚踏本体上设有用于向锂电池充电的充电接口，电源管理模块采用MAX1873芯片对锂电池进行充电管理并将锂电池的充电状态传输给CPU。所述的坐下站起功能评定训练软件包括坐下功能评定训练模块、站立功能评定训练模块、坐下站起功能评定训练模块、反馈训练模块和游戏训练模块。所述的CPU采用TI公司的MSP430F149微控制器，所述的蓝牙模块采用CSR公司的BC4EXTA蓝牙模块。所述的脚踏模块采用左右两半铰接相连的可折叠结构，所述的坐垫模块采用左右两半铰接相连的可折叠结构。本实用新型的下肢功能测试训练仪具有功耗低、体积小，便于携带等优点，由于采用蓝牙无线通信，无需信号连接线或电缆线，操作方便，可广泛应用于生物医疗仪器中，如骨科肌萎缩，神经损伤，瘫痪病人等疾病的治疗。
图I是本实用新型下肢功能测试训练仪的整体结构示意图；图2是本实用新型中的脚踏模块的内部结构示意图；图3是本实用新型中的坐垫模块的内部结构示意图。
具体实施方式
参见图1，配合参见图2、图3，本实用新型的一种下肢功能测试训练仪，包括上位机I、脚踏模块2、坐垫模块3和显示屏4。上位机I内设有坐下站起功能评定训练软件，该软件包括坐下功能评定训练模块、站立功能评定训练模块、坐下站起功能评定训练模块、反馈训练模块和游戏训练模块。配合参见图2，脚踏模块2包括脚踏本体21，脚踏本体内设有电源模块22、CPU23、脚底压力传感器24和蓝牙模块25，电源模块22向CPU23供电，脚底压力传感器24与CPU23电信相连，蓝牙模块25与CPU23双向通讯相连，并与上位机I双向无线通讯相连。其中的脚踏本体21的上表面设有与人的双脚适配的凹面，脚底压力传感器24共四个，分别对应于双脚的前后掌设置，并分别与CPU23电信相连。电源模块22包括锂电池和电源管理模块，在脚踏本体2上设有用于向锂电池充电的充电接口 26，电源管理模块采用MAX1873芯片对锂电池进行充电管理并将锂电池的充电状态传输给CPU。CPU23采用TI公司的MSP430F149微控制器，蓝牙模块25采用CSR公司的BC4EXTA蓝牙模块。图2中所示，27为信号线接入口，28为电源开关。配合参见图3，坐垫模块3包括坐垫本体31，坐垫本体31内设有臀部压力传感器32，臀部压力传感器32通过电缆5与脚踏模块2中的CPU23电信相连；在坐垫本体31的上表面设有与人的左右臀部适配的凹面，臀部压力传感器32共四个，分别对应于左右臀部的前后设置，并分别通过电缆与脚踏模块2中的CPU23电信相连。图2中所示，33为输出信号线接口。显示屏4与上位机I电信相连显示各项功能评定训练参数。本实用新型中的脚踏模块2优选采用左右两半铰接相连的可折叠结构，坐垫模块3优选采用采用左右两半铰接相连的可折叠结构。本实用新型下肢功能测试训练仪的工作原理是，通过设置在脚踏模块2内的四个脚底压力传感器，采集患者脚底压力信号；通过设置在坐垫模块3 (坐垫模块3旋转在常用的座椅上)内的四个臀部压力传感器32，用于采集患者臀部压力信号；所采集的压力信号都由信号调理电路进行处理，经调理放大后与电池电量、电池充电状态一起送入CPU中的AD进行转换，然后通过MSP430F149微控制器将信号传输给蓝牙模块，再由蓝牙模块发送给上位机。本实用新型下肢功能测试训练仪采用锂电池供电，电源管理模块采用MAX1873芯片对锂电池进行充电管理。工作时，打开电源开关，蓝牙模块接收上位机的命令，上位机发送开始采集命令时，CPU内部的模数转换器将肌力信号及锂电池状态转换为数字信号，CPU读取数字量并通过蓝牙模块发送至上位机。当上位机发送停止采集命令时，下位机停止模数转换，蓝牙模块停止发送数据。在下肢功能测试训练仪进行数据传输前，上位机先与下肢功能测试训练仪进行握手通讯，握手通讯成功后，下肢功能测试训练仪等待上位机发送开始采集命令。同时，上位机为下肢功能测试训练仪提供有好的人机界面，当锂电池电量不足或充电完成时都会给出提示。本实用新型下肢功能测试训练仪与上位机实现了基于蓝牙无线技术的双向通信， 电源采用锂电池供电，避免了信号线及电源线的束缚，整体设计使使用更加方便。
权利要求1.一种下肢功能测试训练仪，其特征在于包括 上位机； 脚踏模块，包括脚踏本体，脚踏本体内设有电源模块、CPU、脚底压力传感器和蓝牙模±夹，电源模块向CPU供电，脚底压力传感器与CPU电信相连，蓝牙模块与CPU双向通讯相连，并与上位机双向无线通讯相连； 坐垫模块，包括坐垫本体，坐垫本体内设有臀部压力传感器，臀部压力传感器通过电缆与脚踏模块中的CPU电信相连； 显示屏，与上位机电信相连显示各项功能评定训练参数。
2.如权利要求I所述的下肢功能测试训练仪，其特征在于所述的脚踏本体的上表面设有与人的双脚适配的凹面，所述的脚底压力传感器共四个，分别对应于双脚的前后掌设置，并分别与CPU电信相连。
3.如权利要求I所述的下肢功能测试训练仪，其特征在于所述的坐垫本体的上表面设有与人的左右臀部适配的凹面，所述的臀部压力传感器共四个，分别对应于左右臀部的前后设置，并分别通过电缆与脚踏模块中的CPU电信相连。
4.如权利要求I所述的下肢功能测试训练仪，其特征在于所述的电源模块包括锂电池和电源管理模块，所述的脚踏本体上设有用于向锂电池充电的充电接口，电源管理模块采用MAX1873芯片对锂电池进行充电管理并将锂电池的充电状态传输给CPU。
5.如权利要求I所述的下肢功能测试训练仪，其特征在于所述的CPU采用TI公司的MSP430F149微控制器，所述的蓝牙模块采用CSR公司的BC4EXTA蓝牙模块。
6.如权利要求I所述的下肢功能测试训练仪，其特征在于所述的脚踏模块采用左右两半铰接相连的可折叠结构，所述的坐垫模块采用左右两半铰接相连的可折叠结构。
专利摘要一种下肢功能测试训练仪，主要包括上位机，脚踏模块，坐垫模块和显示屏。脚踏模块内设有电源模块、CPU、脚底压力传感器和蓝牙模块，坐垫模块内设有臀部压力传感器。脚底压力传感器采集左右脚的压力信号，臀部压力传感器采集左右臀部的压力信号，CPU用于处理臀部及脚底的压力信号并通过蓝牙模块与上位机通讯。通过设置在上位机内的坐下站起功能评定训练软件实现对患者的坐下站起功能的评定及训练。本实用新型的下肢功能测试训练仪具有功耗低、体积小，便于携带等优点，并采用蓝牙无线通信，无需信号连接线或电缆线，操作方便，可广泛应用于生物医疗仪器中，如骨科肌萎缩，神经损伤，瘫痪病人等疾病的治疗。
文档编号A61B5/22GK202568279SQ20122000822
公开日2012年12月5日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者徐秀林, 安美君, 胡晓辉, 邹任玲, 胡秀枋 申请人:上海理工大学