基于闭环控制的综合理疗平台的制作方法
【专利摘要】本新型涉及一种基于闭环控制的综合理疗平台，包括：颈部牵引器，该颈部牵引器包括：固定架、托垫架，以及安装与固定架两侧的用于升降所述托垫架的电动升降装置，该电动升降装置的驱动电机的控制端与一处理器模块的控制输出端相连，所述处理器模块的信号采集端与一用于颈部表面肌电信号检测的肌电检测模块的输出端相连。本实用新型通过处理器模块采集患者的颈部表面肌电信号，以判断在牵引过程中的颈部肌肉在牵引时的肌肉强度，实现控制托垫架的升降高度，进而控制托垫架达到一个适合使用者颈部肌肉强度的高度。
【专利说明】基于闭环控制的综合理疗平台
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种家用理疗器械，尤其涉及一种基于闭环控制的综合理疗平台。
【背景技术】
[0002]传统的家用理疗器械的功能很多，包括手部按摩、背部按摩、腿部按摩、颈部按摩等，现有的理疗器械往往通过一个牵引装置，对颈部进行牵引以达到按摩、理疗的目的。
[0003]然而，由于每个病人不同的情况，需要对颈部牵引器的高度进行调节，使得牵引力度、方向合适，才能达到预期的治疗效果，但是现有的颈部牵引器调节固定架和托垫架之间距离时由于调节盒体上的升降旋钮旋转的高度不可控，因此在调节的时候，往往根据使用者的自我感觉进行手动调节，该调节方式往往无法达到最佳的牵引力度，故治疗效果差。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种基于闭环控制的综合理疗平台，该综合理疗平台实现了在颈部牵引理疗过程中，托垫架的高度与最佳颈部肌肉强度相对应的目的。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于闭环控制的综合理疗平台，包括:颈部牵引器，该颈部牵引器包括:固定架、托垫架，以及安装与固定架两侧的用于升降所述托垫架的电动升降装置，该电动升降装置的驱动电机的控制端与一处理器模块的控制输出端相连，所述处理器模块的信号采集端与一用于颈部表面肌电信号检测的肌电检测模块的输出端相连。
[0006]为了均匀的控制托垫架的升降速度，所述电动升降装置包括:用于推动所述托垫架上升或下降的丝杠，该丝杠由所述驱动电机控制。
[0007]进一步，所述肌电检测模块包括:用于产生刺激电流的电流输出装置，与该电流输出装置输出端相连的用于释放所述刺激电流的表面电极片，以及用于采集颈部表面肌电信号的采集模块，该采集模块的输出端与所述处理器模块的信号采集端相连。
[0008]进一步，为了避免信号干扰，所述采集模块包括:用于对采集的颈部表面肌电信号进行放大的放大电路，所述放大电路通过一信号调理电路与所述处理器模块的信号采集端相连，以及所述采集模块采用浮地电源。
[0009]进一步，为了更好的采集颈部表面肌电信号，所述放大电路包括:并联型双运放差动放大器，与该并联型双运放差动放大器输出端相连的阻容耦合电路，以及与该阻容耦合电路输出端相连的双通道变增益仪用放大器。
[0010]进一步，所述信号调理电路包括:与所述双通道变增益仪用放大器输出端相连的50HZ陷波器，与该50HZ陷波器的输出端相连的高通滤波器，与该高通滤波器的输出端相连的低通滤波器，以及与该低通滤波器的输出端相连的信号升压电路，该信号升压电路的输出端与处理器模块的信号采集端相连。
[0011]本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:本实用新型通过处理器模块采集患者的颈部表面肌电信号，以判断在牵引过程中的颈部肌肉在牵引时的肌肉强度，实现控制托垫架的升降高度，进而控制托垫架达到一个适合使用者颈部肌肉强度的高度，因此，整个控制过程为闭环控制，即，托垫架高度一颈部表面肌电信号一托垫架高度的过程，从而使颈部肌肉到达一个合适的强度，以避免使用者的颈部肌肉在牵引过程中受到损伤。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
[0013]图1是综合理疗平台中颈部牵引器的结构示意图；
[0014]图2是综合理疗平台中颈部牵引器的原理框图；
[0015]图3是采集模块的原理框图。
[0016]其中，固定架1、托垫架2、电动升降装置3、丝杠4。
【具体实施方式】
[0017]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
[0018]图1示出了综合理疗平台中颈部牵引器的结构示意图。
[0019]图2示出了综合理疗平台中颈部牵引器的原理框图。
[0020]如图1和图2所示，一种基于闭环控制的综合理疗平台，包括:颈部牵引器，该颈部牵引器包括:固定架1、托垫架2，以及安装与固定架两侧的用于升降所述托垫架的电动升降装置3，该电动升降装置3的驱动电机的控制端与一处理器模块的控制输出端相连；所述处理器模块的信号采集端与一用于颈部表面肌电信号检测的肌电检测模块的输出端相连。具体的，所述处理器模块采集患者的颈部表面肌电信号以判断在牵引过程中的颈部肌肉在牵引时的肌肉强度，以控制托垫架2的升降高度，进而控制托垫架2达到一个适合使用者颈部肌肉强度的高度，以避免颈部肌肉在牵引过程中受到损伤。因此，从整个控制过程来看，属于闭环控制，即，托垫架2高度一颈部表面肌电信号一托垫架2高度的过程，直到颈部肌肉达到一个合适的强度。
[0021]其中，所述处理器模块可以采用单片机来实现，且通过处理器模块采集肌电信号的方法在论文文献中已被公开，例如2012年12期，发表于《医疗装备》的“基于AVR单片机的肌电信号生物反馈测试仪的设计”对该方法进行了公开。
[0022]所述电动升降装置包括:用于推动所述托垫架上升或下降的丝杠4，该丝杠由所述驱动电机控制；具体的所述驱动电机可以采用微型直流电机来控制。通过处理器模块控制驱动电机属于本领域惯用的技术手段。
[0023]所述肌电检测模块包括:用于产生刺激电流的电流输出装置，与该电流输出装置输出端相连的用于释放所述刺激电流的表面电极片，以及用于采集颈部表面肌电信号的采集模块，该采集模块的输出端与所述处理器模块的信号采集端相连。
[0024]图3示出了采集模块的原理框图。
[0025]所述采集模块包括:用于对采集的颈部表面肌电信号进行放大的放大电路，所述放大电路通过一信号调理电路与所述处理器模块的信号采集端相连，以及所述采集模块采用浮地电源。
[0026]所述放大电路包括:并联型双运放差动放大器，与该并联型双运放差动放大器输出端相连的阻容耦合电路，以及与该阻容耦合电路输出端相连的双通道变增益仪用放大器。其中，所述并联型双运放差动放大器由两个集成运算放大器构成，例如0PA2604 ;所述双通道变增益仪用放大器是将经过阻容耦合电路的两路信号转换成单端信号输出，具体的可以采用INA2128放大器实现。
[0027]所述信号调理电路包括:与所述双通道变增益仪用放大器输出端相连的50HZ陷波器，与该50HZ陷波器的输出端相连的高通滤波器，与该高通滤波器的输出端相连的低通滤波器，以及与该低通滤波器的输出端相连的信号升压电路，该信号升压电路的输出端与处理器模块的信号采集端相连。
[0028]其中，所述放大电路和信号调理电路中的相关电路模块在论文参考文献:唐建，中南大学2013年5月所公开的硕士论文《人体表面肌电信号检测与神经肌肉电刺激仪的设计》中均已公开，作为现有技术，这里不再详细论述。
[0029]应当理解的是，本实用新型的上述【具体实施方式】仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
【权利要求】
1.一种基于闭环控制的综合理疗平台，其特征在于，包括:颈部牵引器，该颈部牵引器包括:固定架、托垫架，以及安装与固定架两侧的用于升降所述托垫架的电动升降装置，该电动升降装置的驱动电机的控制端与一处理器模块的控制输出端相连， 所述处理器模块的信号采集端与一用于颈部表面肌电信号检测的肌电检测模块的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的基于闭环控制的综合理疗平台，其特征在于，所述电动升降装置包括:用于推动所述托垫架上升或下降的丝杠，该丝杠由所述驱动电机控制。
3.根据权利要求2所述的基于闭环控制的综合理疗平台，其特征在于，所述肌电检测模块包括:用于产生刺激电流的电流输出装置，与该电流输出装置输出端相连的用于释放所述刺激电流的表面电极片，以及用于采集颈部表面肌电信号的采集模块，该采集模块的输出端与所述处理器模块的信号采集端相连。
4.根据权利要求3所述的基于闭环控制的综合理疗平台，其特征在于，所述采集模块包括:用于对采集的颈部表面肌电信号进行放大的放大电路，所述放大电路通过一信号调理电路与所述处理器模块的信号采集端相连； 所述采集模块采用浮地电源。
5.根据权利要求4所述的基于闭环控制的综合理疗平台，其特征在于，所述放大电路包括:并联型双运放差动放大器，与该并联型双运放差动放大器输出端相连的阻容耦合电路，以及与该阻容耦合电路输出端相连的双通道变增益仪用放大器。
6.根据权利要求5所述的基于闭环控制的综合理疗平台，其特征在于，所述信号调理电路包括:与所述双通道变增益仪用放大器输出端相连的50HZ陷波器，与该50HZ陷波器的输出端相连的高通滤波器，与该高通滤波器的输出端相连的低通滤波器，以及与该低通滤波器的输出端相连的信号升压电路，该信号升压电路的输出端与处理器模块的信号采集端相连。
【文档编号】A61B5/0488GK204121216SQ201420498229
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】杨易, 王然, 孔成 申请人:杨易, 王然, 孔成