基于閉環控制的綜合理療平臺的制作方法
【專利摘要】本新型涉及一種基于閉環控制的綜合理療平臺，包括：頸部牽引器，該頸部牽引器包括：固定架、托墊架，以及安裝與固定架兩側的用于升降所述托墊架的電動升降裝置，該電動升降裝置的驅動電機的控制端與一處理器模塊的控制輸出端相連，所述處理器模塊的信號采集端與一用于頸部表面肌電信號檢測的肌電檢測模塊的輸出端相連。本實用新型通過處理器模塊采集患者的頸部表面肌電信號，以判斷在牽引過程中的頸部肌肉在牽引時的肌肉強度，實現控制托墊架的升降高度，進而控制托墊架達到一個適合使用者頸部肌肉強度的高度。
【專利說明】基于閉環控制的綜合理療平臺

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種家用理療器械，尤其涉及一種基于閉環控制的綜合理療平臺。

【背景技術】
[0002]傳統的家用理療器械的功能很多，包括手部按摩、背部按摩、腿部按摩、頸部按摩等，現有的理療器械往往通過一個牽引裝置，對頸部進行牽引以達到按摩、理療的目的。
[0003]然而，由于每個病人不同的情況，需要對頸部牽引器的高度進行調節，使得牽引力度、方向合適，才能達到預期的治療效果，但是現有的頸部牽引器調節固定架和托墊架之間距離時由于調節盒體上的升降旋鈕旋轉的高度不可控，因此在調節的時候，往往根據使用者的自我感覺進行手動調節，該調節方式往往無法達到最佳的牽引力度，故治療效果差。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種基于閉環控制的綜合理療平臺，該綜合理療平臺實現了在頸部牽引理療過程中，托墊架的高度與最佳頸部肌肉強度相對應的目的。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種基于閉環控制的綜合理療平臺，包括:頸部牽引器，該頸部牽引器包括:固定架、托墊架，以及安裝與固定架兩側的用于升降所述托墊架的電動升降裝置，該電動升降裝置的驅動電機的控制端與一處理器模塊的控制輸出端相連，所述處理器模塊的信號采集端與一用于頸部表面肌電信號檢測的肌電檢測模塊的輸出端相連。
[0006]為了均勻的控制托墊架的升降速度，所述電動升降裝置包括:用于推動所述托墊架上升或下降的絲杠，該絲杠由所述驅動電機控制。
[0007]進一步，所述肌電檢測模塊包括:用于產生刺激電流的電流輸出裝置，與該電流輸出裝置輸出端相連的用于釋放所述刺激電流的表面電極片，以及用于采集頸部表面肌電信號的采集模塊，該采集模塊的輸出端與所述處理器模塊的信號采集端相連。
[0008]進一步，為了避免信號干擾，所述采集模塊包括:用于對采集的頸部表面肌電信號進行放大的放大電路，所述放大電路通過一信號調理電路與所述處理器模塊的信號采集端相連，以及所述采集模塊采用浮地電源。
[0009]進一步，為了更好的采集頸部表面肌電信號，所述放大電路包括:并聯型雙運放差動放大器，與該并聯型雙運放差動放大器輸出端相連的阻容耦合電路，以及與該阻容耦合電路輸出端相連的雙通道變增益儀用放大器。
[0010]進一步，所述信號調理電路包括:與所述雙通道變增益儀用放大器輸出端相連的50HZ陷波器，與該50HZ陷波器的輸出端相連的高通濾波器，與該高通濾波器的輸出端相連的低通濾波器，以及與該低通濾波器的輸出端相連的信號升壓電路，該信號升壓電路的輸出端與處理器模塊的信號采集端相連。
[0011]本實用新型的上述技術方案相比現有技術具有以下優點:本實用新型通過處理器模塊采集患者的頸部表面肌電信號，以判斷在牽引過程中的頸部肌肉在牽引時的肌肉強度，實現控制托墊架的升降高度，進而控制托墊架達到一個適合使用者頸部肌肉強度的高度，因此，整個控制過程為閉環控制，即，托墊架高度一頸部表面肌電信號一托墊架高度的過程，從而使頸部肌肉到達一個合適的強度，以避免使用者的頸部肌肉在牽引過程中受到損傷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據的具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0013]圖1是綜合理療平臺中頸部牽引器的結構示意圖；
[0014]圖2是綜合理療平臺中頸部牽引器的原理框圖；
[0015]圖3是采集模塊的原理框圖。
[0016]其中，固定架1、托墊架2、電動升降裝置3、絲杠4。

【具體實施方式】
[0017]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合【具體實施方式】并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本實用新型的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本實用新型的概念。
[0018]圖1示出了綜合理療平臺中頸部牽引器的結構示意圖。
[0019]圖2示出了綜合理療平臺中頸部牽引器的原理框圖。
[0020]如圖1和圖2所示，一種基于閉環控制的綜合理療平臺，包括:頸部牽引器，該頸部牽引器包括:固定架1、托墊架2，以及安裝與固定架兩側的用于升降所述托墊架的電動升降裝置3，該電動升降裝置3的驅動電機的控制端與一處理器模塊的控制輸出端相連；所述處理器模塊的信號采集端與一用于頸部表面肌電信號檢測的肌電檢測模塊的輸出端相連。具體的，所述處理器模塊采集患者的頸部表面肌電信號以判斷在牽引過程中的頸部肌肉在牽引時的肌肉強度，以控制托墊架2的升降高度，進而控制托墊架2達到一個適合使用者頸部肌肉強度的高度，以避免頸部肌肉在牽引過程中受到損傷。因此，從整個控制過程來看，屬于閉環控制，即，托墊架2高度一頸部表面肌電信號一托墊架2高度的過程，直到頸部肌肉達到一個合適的強度。
[0021]其中，所述處理器模塊可以采用單片機來實現，且通過處理器模塊采集肌電信號的方法在論文文獻中已被公開，例如2012年12期，發表于《醫療裝備》的“基于AVR單片機的肌電信號生物反饋測試儀的設計”對該方法進行了公開。
[0022]所述電動升降裝置包括:用于推動所述托墊架上升或下降的絲杠4，該絲杠由所述驅動電機控制；具體的所述驅動電機可以采用微型直流電機來控制。通過處理器模塊控制驅動電機屬于本領域慣用的技術手段。
[0023]所述肌電檢測模塊包括:用于產生刺激電流的電流輸出裝置，與該電流輸出裝置輸出端相連的用于釋放所述刺激電流的表面電極片，以及用于采集頸部表面肌電信號的采集模塊，該采集模塊的輸出端與所述處理器模塊的信號采集端相連。
[0024]圖3示出了采集模塊的原理框圖。
[0025]所述采集模塊包括:用于對采集的頸部表面肌電信號進行放大的放大電路，所述放大電路通過一信號調理電路與所述處理器模塊的信號采集端相連，以及所述采集模塊采用浮地電源。
[0026]所述放大電路包括:并聯型雙運放差動放大器，與該并聯型雙運放差動放大器輸出端相連的阻容耦合電路，以及與該阻容耦合電路輸出端相連的雙通道變增益儀用放大器。其中，所述并聯型雙運放差動放大器由兩個集成運算放大器構成，例如0PA2604 ;所述雙通道變增益儀用放大器是將經過阻容耦合電路的兩路信號轉換成單端信號輸出，具體的可以采用INA2128放大器實現。
[0027]所述信號調理電路包括:與所述雙通道變增益儀用放大器輸出端相連的50HZ陷波器，與該50HZ陷波器的輸出端相連的高通濾波器，與該高通濾波器的輸出端相連的低通濾波器，以及與該低通濾波器的輸出端相連的信號升壓電路，該信號升壓電路的輸出端與處理器模塊的信號采集端相連。
[0028]其中，所述放大電路和信號調理電路中的相關電路模塊在論文參考文獻:唐建，中南大學2013年5月所公開的碩士論文《人體表面肌電信號檢測與神經肌肉電刺激儀的設計》中均已公開，作為現有技術，這里不再詳細論述。
[0029]應當理解的是，本實用新型的上述【具體實施方式】僅僅用于示例性說明或解釋本實用新型的原理，而不構成對本實用新型的限制。因此，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。此外，本實用新型所附權利要求旨在涵蓋落入所附權利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內的全部變化和修改例。
【權利要求】
1.一種基于閉環控制的綜合理療平臺，其特征在于，包括:頸部牽引器，該頸部牽引器包括:固定架、托墊架，以及安裝與固定架兩側的用于升降所述托墊架的電動升降裝置，該電動升降裝置的驅動電機的控制端與一處理器模塊的控制輸出端相連， 所述處理器模塊的信號采集端與一用于頸部表面肌電信號檢測的肌電檢測模塊的輸出端相連。
2.根據權利要求1所述的基于閉環控制的綜合理療平臺，其特征在于，所述電動升降裝置包括:用于推動所述托墊架上升或下降的絲杠，該絲杠由所述驅動電機控制。
3.根據權利要求2所述的基于閉環控制的綜合理療平臺，其特征在于，所述肌電檢測模塊包括:用于產生刺激電流的電流輸出裝置，與該電流輸出裝置輸出端相連的用于釋放所述刺激電流的表面電極片，以及用于采集頸部表面肌電信號的采集模塊，該采集模塊的輸出端與所述處理器模塊的信號采集端相連。
4.根據權利要求3所述的基于閉環控制的綜合理療平臺，其特征在于，所述采集模塊包括:用于對采集的頸部表面肌電信號進行放大的放大電路，所述放大電路通過一信號調理電路與所述處理器模塊的信號采集端相連； 所述采集模塊采用浮地電源。
5.根據權利要求4所述的基于閉環控制的綜合理療平臺，其特征在于，所述放大電路包括:并聯型雙運放差動放大器，與該并聯型雙運放差動放大器輸出端相連的阻容耦合電路，以及與該阻容耦合電路輸出端相連的雙通道變增益儀用放大器。
6.根據權利要求5所述的基于閉環控制的綜合理療平臺，其特征在于，所述信號調理電路包括:與所述雙通道變增益儀用放大器輸出端相連的50HZ陷波器，與該50HZ陷波器的輸出端相連的高通濾波器，與該高通濾波器的輸出端相連的低通濾波器，以及與該低通濾波器的輸出端相連的信號升壓電路，該信號升壓電路的輸出端與處理器模塊的信號采集端相連。
【文檔編號】A61B5/0488GK204121216SQ201420498229
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月29日 優先權日:2014年8月29日
【發明者】楊易, 王然, 孔成 申請人:楊易, 王然, 孔成