本發(fā)明涉及踝關(guān)節(jié)鍛煉，具體為一種具有語(yǔ)音播報(bào)功能的預(yù)防下肢血栓的踝關(guān)節(jié)鍛煉器。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代醫(yī)療領(lǐng)域，下肢深靜脈血栓(dvt)是一種常見且嚴(yán)重的疾病，尤其在長(zhǎng)期臥床、術(shù)后康復(fù)以及老年人群體中發(fā)病率較高。長(zhǎng)時(shí)間不活動(dòng)導(dǎo)致下肢血液回流不暢，血液瘀滯是形成血栓的重要因素之一。傳統(tǒng)的預(yù)防方法包括藥物治療和人工輔助按摩等，但藥物治療可能存在副作用，而人工輔助按摩受人力和時(shí)間限制，難以保證持續(xù)有效的鍛煉。因此，現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)了一些踝關(guān)節(jié)的鍛煉器材或裝置，通過(guò)對(duì)踝關(guān)節(jié)的鍛煉來(lái)預(yù)防下肢血栓。

2、例如公開號(hào)為cn219440588u的中國(guó)專利公開了一種踝關(guān)節(jié)鍛煉器，它包括斜面支撐體以及斜面支撐體上設(shè)置的支撐座，支撐座上鉸接有能夠相對(duì)支撐座擺動(dòng)的擺動(dòng)座，支撐座與擺動(dòng)座之間設(shè)置有彈性裝置，擺動(dòng)座上固定安裝有帶有腳套的腳踏板，通過(guò)踩踏腳踏板在彈性裝置的作用下能夠使擺動(dòng)座相對(duì)支撐座回彈擺動(dòng)從而進(jìn)行踝關(guān)節(jié)訓(xùn)練。這種踝關(guān)節(jié)鍛煉器能夠使病人持續(xù)康復(fù)，從而大幅度提高康復(fù)效果，再者，設(shè)置的用于調(diào)節(jié)彈性裝置位置的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)可以調(diào)節(jié)彈簧力度大小以及設(shè)置的計(jì)時(shí)器可以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，使其訓(xùn)練計(jì)劃目標(biāo)明確，從而可以計(jì)劃地鍛煉肌肉抗阻訓(xùn)練，進(jìn)一步提高了康復(fù)訓(xùn)練效果。

3、上述專利提供的踝關(guān)節(jié)鍛煉器主要是通過(guò)彈性裝置來(lái)輔助訓(xùn)練人員進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。但是現(xiàn)有的踝關(guān)節(jié)鍛煉器只能夠帶動(dòng)踝關(guān)節(jié)進(jìn)行抬起和下壓的屈伸運(yùn)動(dòng)，并不能夠?qū)︴钻P(guān)節(jié)進(jìn)行左右運(yùn)動(dòng)，因此整個(gè)鍛煉器對(duì)踝關(guān)節(jié)的鍛煉不夠全面，不利于對(duì)訓(xùn)練人員進(jìn)行有效的預(yù)防訓(xùn)練。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種具有語(yǔ)音播報(bào)功能的預(yù)防下肢血栓的踝關(guān)節(jié)鍛煉器，旨在改善現(xiàn)有的踝關(guān)節(jié)鍛煉器只能夠帶動(dòng)踝關(guān)節(jié)進(jìn)行抬起和下壓的屈伸運(yùn)動(dòng)，不能夠?qū)︴钻P(guān)節(jié)進(jìn)行左右運(yùn)動(dòng)，因此整個(gè)鍛煉器對(duì)踝關(guān)節(jié)的鍛煉不夠全面，不利于對(duì)訓(xùn)練人員進(jìn)行有效的預(yù)防訓(xùn)練的問(wèn)題。

2、本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、一種具有語(yǔ)音播報(bào)功能的預(yù)防下肢血栓的踝關(guān)節(jié)鍛煉器，包括腿部支撐座，所述腿部支撐座底部轉(zhuǎn)動(dòng)連接有底座，且所述腿部支撐座后端兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)電動(dòng)推桿，所述電動(dòng)推桿輸出端轉(zhuǎn)動(dòng)連接腳踏，所述腳踏底端和底座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述腳踏和底座之間可前后轉(zhuǎn)動(dòng)和左右轉(zhuǎn)動(dòng)，所述電動(dòng)推桿頂端與腿部支撐座轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述腿部支撐座頂端設(shè)有控制主機(jī)，所述控制主機(jī)內(nèi)部設(shè)有mcu控制模塊，所述mcu控制模塊連接有電動(dòng)推桿控制模塊，所述電動(dòng)推桿控制模塊控制兩個(gè)電動(dòng)推桿同時(shí)伸縮時(shí)帶動(dòng)腳踏仰起或者下壓，所述電動(dòng)推桿控制模塊控制兩個(gè)電動(dòng)推桿進(jìn)行不同速度的伸縮時(shí)帶動(dòng)腳踏左右轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到對(duì)踝關(guān)節(jié)進(jìn)行全面鍛煉的目的，所述腿部支撐座和腳踏上均設(shè)有多個(gè)魔術(shù)貼綁帶。

4、優(yōu)選的，所述腿部支撐座前端設(shè)有卡口，且所述腿部支撐座前端沿卡口兩側(cè)由上到下設(shè)有多個(gè)第一綁扎口，所述腿部支撐座背面兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有連接板，所述連接板底端設(shè)有轉(zhuǎn)向球軸；所述控制主機(jī)側(cè)面設(shè)有開關(guān)，所述控制主機(jī)上連接有接電導(dǎo)線，所述接電導(dǎo)線端部設(shè)有接電插頭。

5、優(yōu)選的，所述控制主機(jī)內(nèi)部集成的mcu控制模塊連接有供電模塊、計(jì)數(shù)模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊、檔位調(diào)節(jié)模塊和遙控模塊；所述供電模塊用于配合供電電源對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行供電，所述計(jì)數(shù)模塊用于對(duì)腳踏仰起下壓和左右搖擺的次數(shù)，所述語(yǔ)音播報(bào)模塊用于播報(bào)訓(xùn)練的次數(shù)或者播放音樂(lè)，所述檔位調(diào)節(jié)模塊用于通過(guò)控制電動(dòng)推桿伸出的長(zhǎng)度來(lái)控制腳踏仰起下壓或者左右搖擺的角度，所述遙控模塊用于配合遙控器對(duì)控制主機(jī)進(jìn)行操作和控制。

6、優(yōu)選的，所述底座兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有側(cè)板，所述側(cè)板沿腿部支撐座下方設(shè)有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸端部設(shè)有限位板，所述限位板邊緣設(shè)有頂絲，所述底座沿兩個(gè)側(cè)板之間設(shè)有支撐柱，所述支撐柱頂端設(shè)有搖擺球槽，所述底座底面邊角處均設(shè)有吸盤。

7、優(yōu)選的，所述電動(dòng)推桿輸出端設(shè)有伸縮桿，所述伸縮桿底端設(shè)有驅(qū)動(dòng)球軸，所述電動(dòng)推桿頂端中部設(shè)有轉(zhuǎn)向柱，所述轉(zhuǎn)向柱中部設(shè)有轉(zhuǎn)向球槽，所述轉(zhuǎn)向球槽與轉(zhuǎn)向球軸相連，所述電動(dòng)推桿頂端設(shè)有聯(lián)通導(dǎo)線，所述聯(lián)通導(dǎo)線端部設(shè)有聯(lián)通插頭，所述聯(lián)通插頭與控制主機(jī)電線相連。

8、優(yōu)選的，所述腳踏兩側(cè)由前到后設(shè)有多個(gè)第二綁扎口，且所述腳踏后端兩側(cè)設(shè)有安裝柱，所述安裝柱頂端設(shè)有驅(qū)動(dòng)球槽，所述驅(qū)動(dòng)球槽與驅(qū)動(dòng)球軸轉(zhuǎn)動(dòng)相連，且所述腳踏底端設(shè)有搖擺球軸，所述搖擺球軸與搖擺球槽相連；且所述腳踏后端內(nèi)部集成有位移傳感器和壓力傳感器，所述位移傳感器和壓力傳感器通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞綄?shù)據(jù)傳輸給控制主機(jī)。

9、優(yōu)選的，所述搖擺球軸和轉(zhuǎn)軸的軸心在同一直線上，所述腳踏仰起下壓以及左右搖擺均不與底座發(fā)生干涉，所述電動(dòng)推桿相對(duì)于腿部支撐座可前后轉(zhuǎn)動(dòng)也可左右轉(zhuǎn)動(dòng)；所述電動(dòng)推桿控制模塊包括推桿同步控制單元、推桿獨(dú)立控制單元和推桿數(shù)據(jù)分析單元；所述推桿同步控制單元用于對(duì)兩個(gè)推桿進(jìn)行同步伸縮控制，所述推桿獨(dú)立控制單元用于對(duì)兩個(gè)推桿進(jìn)行分開控制，所述推桿數(shù)據(jù)分析單元用于接收位移傳感器和壓力傳感器反饋的數(shù)據(jù)，從而根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算控制兩個(gè)推桿。

10、優(yōu)選的，所述推桿同步控制單元對(duì)兩個(gè)電動(dòng)推桿進(jìn)行同步控制時(shí)，所述推桿數(shù)據(jù)分析單元根據(jù)壓力傳感器反饋的數(shù)據(jù)計(jì)算出負(fù)載的總重量g和所需的運(yùn)動(dòng)加速度a，計(jì)算出總的推力需求ftotal＝g+ma；m為負(fù)載的質(zhì)量，之后按照預(yù)設(shè)的力分配比例k1和k2(k1+k2＝1)將總推力分配給兩個(gè)電動(dòng)推桿；其中一個(gè)電動(dòng)推桿的目標(biāo)推力f1t＝ftotal×k1，另一個(gè)電動(dòng)推桿的目標(biāo)推力f2t＝ftotal×k2；通過(guò)安裝在負(fù)載上的位移傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)負(fù)載的位置x，而檔位調(diào)節(jié)模塊中部檔位的目標(biāo)位置為xt，計(jì)算位置誤差e＝xt-x，使用pid控制器來(lái)計(jì)算兩個(gè)推桿的速度指令，pid控制器的輸出公式為：其中，kp、ki和kd分別為比例、積分和微分系數(shù)；其中一個(gè)電動(dòng)推桿的速度指令另一個(gè)電動(dòng)推桿的速度指令v2c＝u(t)-v1c，通過(guò)該計(jì)算方式實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電動(dòng)推桿同步驅(qū)動(dòng)腳踏的目的。

11、優(yōu)選的，所述推桿獨(dú)立控制單元對(duì)兩個(gè)電動(dòng)推桿進(jìn)行獨(dú)立控制時(shí)，所述推桿數(shù)據(jù)分析單元會(huì)接收控制主機(jī)中檔位調(diào)節(jié)模塊的信息，檔位調(diào)節(jié)模塊中對(duì)應(yīng)檔位有目標(biāo)位移s1t和速度v1t，速度控制在安全范圍內(nèi)，即0<v1t<vsafe1，其中vsafe1為電動(dòng)推桿的安全速度上限，控制主機(jī)將關(guān)閉其中一個(gè)電動(dòng)推桿的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并根據(jù)檔位信息控制另一個(gè)電動(dòng)推桿的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)位移傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前位移s1，計(jì)算位移誤差e1＝s1t-s1，使用pid控制器來(lái)計(jì)算該推桿的速度指令，pid控制器輸出的速度調(diào)整量為：實(shí)際驅(qū)動(dòng)該電動(dòng)推桿的速度為v1a＝v1t+v1adj，而另一個(gè)沒(méi)有運(yùn)作的電動(dòng)推桿會(huì)產(chǎn)生跟隨被驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)推桿進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到腳踏左右搖擺運(yùn)動(dòng)的目的。

12、優(yōu)選的，兩個(gè)所述電動(dòng)推桿的推力差超過(guò)預(yù)設(shè)閾值δfth，則啟動(dòng)自動(dòng)微調(diào)模式，假設(shè)此時(shí)其中一個(gè)電動(dòng)推桿的推力f1m大于另一個(gè)電動(dòng)推桿的推力f2m，計(jì)算推力差δf＝f1m-f2m，根據(jù)胡克定律和幾何關(guān)系，計(jì)算出需要對(duì)其中一個(gè)電動(dòng)推桿地進(jìn)行的位移微調(diào)量其中l(wèi)1為電動(dòng)推桿到負(fù)載重心的距離，l為兩個(gè)推桿之間的距離，k為彈性系數(shù)；之后使用pid控制器逐漸調(diào)整被驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)推桿的位置，使推力差回到允許范圍內(nèi)。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

14、1、本發(fā)明通過(guò)在腿部支撐座和底座的配合方便對(duì)訓(xùn)練人員的腿部進(jìn)行支撐和承托，訓(xùn)練人員的腳固定在腳踏上，并通過(guò)兩個(gè)電動(dòng)推桿同時(shí)伸縮帶動(dòng)腳踏仰起和下壓，這樣可以對(duì)踝關(guān)節(jié)進(jìn)行仰起和下壓的訓(xùn)練，同時(shí)電動(dòng)推桿不同步伸縮，一個(gè)伸縮快，另一個(gè)伸縮慢，兩者交替運(yùn)作便可以帶動(dòng)腳踏左右轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到對(duì)訓(xùn)練人員踝關(guān)節(jié)進(jìn)行左右訓(xùn)練的目的，通過(guò)該訓(xùn)練器可以對(duì)訓(xùn)練人員的踝關(guān)節(jié)進(jìn)行全面的訓(xùn)練，從而達(dá)到更好的訓(xùn)練效果。

15、2、本發(fā)明通過(guò)魔術(shù)貼綁帶，方便將訓(xùn)練人員的腳固定住，同時(shí)也方便將腿固定的腿部支撐座上，從而使得訓(xùn)練人員的訓(xùn)練環(huán)境足夠的穩(wěn)定。

16、3、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置語(yǔ)音播報(bào)模塊，方便通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)模塊提醒訓(xùn)練人員鍛煉的次數(shù)，避免鍛煉次數(shù)過(guò)多而造成身體損傷，同時(shí)語(yǔ)音播報(bào)模塊也可以播放一些舒緩的音樂(lè)，為訓(xùn)練人員提供舒緩的鍛煉環(huán)境。