康复训练器及康复训练器运动里程的计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及康复训练器的技术领域，尤其涉及一种康复训练器及康复训练器运动 里程的计算方法。
【背景技术】
[0002] 康复医学和康复设备的研究在我国起步较晚，现在国内市场上的康复设备一般是 从欧美等发达国家进口，或者在健身设备的基础上进行改造。进口设备质量好但价格较高。 健身设备一般适用于功能正常的人群，所以健身设备对采集、处理、显示的数据的准确度要 求不高，而康复设备一般用于需要康复某项或者某些功能的患者，因此要求显示的数据尽 可能接近真实的数据，这样才能给康复治疗师和患者提供有参考价值的数据。由健身设备 改造的康复设备价格相对较低，但是采集数据与处理数据的方法相对简单，显示的参数精 度较低，甚至不能给康复治疗师及患者提供足够可信的数据。
[0003] 四肢联动康复训练器是一款自主控制的"肢体被动运动"康复设备，该设备安全有 效且实用。通过四肢联动康复训练器的联动机构实现一肢带动三肢、健侧带动患侧运动，即 患者只要有一个肢体可以运动，就可以带动其他三个肢体运动。由此，患者通过训练可以达 到增强上下肢和躯干肌力、改善不良身体姿势、提高核心肌力、有效的功能性训练、改善心 肺功能、降低脂肪含量、提高机体代谢能力等目的。四肢联动康复训练器的电子测量系统可 以显示运动时间、运动里程、步数、步速、功率、能量消耗、新陈代谢当量等参数。
[0004] 健身设备（例如，踏步机、下肢功率车等）显示的运动里程一般是使用简单的公式 粗略计算得到的，例如，运动里程=步数X单步距离、运动里程=蹬踏次数X单次运动距 离，并没有对步幅大小进行区分。四肢联动康复训练器也是由健身设备发展而来的，目前， 市场上的四肢联动康复训练器一般使用以下公式计算运动里程：运动里程=运动的总步 数X单步距离。
[0005] 有些康复训练器可以改变运动半径，但仍然没有考虑到患者步幅不同对运动里程 计算准确性的影响。
[0006] 下面以四肢联动康复训练器为例，说明运动步数采集和运动里程的计算方法。图1 是四肢联动康复训练器的示意图，如图1所示，下肢在运动过程中以A点为圆心，以支撑脚 踏鞋的杆（图1中未示出，可以理解为安装磁铁的位置（图1中标号2所指的位置）和A 点的直线距离）为半径做圆弧摆动运动，在四肢联动康复训练器内部通过一个固定支架安 装霍尔开关，安装霍尔开关的位置参见图1中标号1所指的位置，在连接脚踏鞋固定杆的地 方（参见图1中标号2所指的位置）安装磁铁（一般为强磁铁）。在下肢蹬踏运动过程中， 磁铁跟随脚踏鞋做圆弧摆动运动。每次摆动磁铁都会经过霍尔开关对应的固定位置。当磁 铁和霍尔开关位置接近时，霍尔开关会发出一个电信号，中央处理器（CentralProcessing Unit，CPU)采集到1次电信号表示脚踏鞋运动一次，因此通过计数电信号的个数可以知道 运动的步数，每步为固定距离〇. 89米，则运动里程=电信号个数X0. 89米。
[0007] 当患者用比较小的步幅进行锻炼时，按照上述公式计算得到的运动里程比实际的 运动里程大。由此可见，上述对于运动里程的计算并不精确。
【发明内容】
[0008] 本发明提供了一种康复训练器及康复训练器运动里程的计算方法，以至少解决现 有技术中康复训练器计算的运动里程精度不高的问题。
[0009] 根据本发明的一个方面，提供了一种康复训练器，包括：主体、脚踏板、将所述脚踏 板连接至所述主体的下肢运动旋转轴，所述康复训练器还包括：旋转检测器，安装在所述下 肢运动旋转轴上或者安装在与所述下肢运动旋转轴存在旋转角度对应关系的轴上，用于根 据所述下肢运动旋转轴的摆动产生脉冲信号；中央处理器，连接至所述旋转检测器，用于接 收所述的脉冲信号，根据所述脉冲信号生成每次摆动的运动里程，并根据所述每次摆动的 运动里程生成总运动里程。
[0010] 在一个实施例中，所述中央处理器，具体用于根据所述的脉冲信号中的A相脉冲 信号及B相脉冲信号生成每次摆动的旋转角度，根据所述旋转角度及所述康复训练器的旋 转圆心生成每次摆动的运动里程，并根据所述每次摆动的运动里程生成总运动里程。
[0011] 在一个实施例中，所述康复训练器还包括：显示屏，连接至所述中央处理器，用于 显示所述总运动里程。
[0012] 在一个实施例中，与所述下肢运动旋转轴存在旋转角度对应关系的轴包括上肢运 动旋转轴。
[0013] 在一个实施例中，所述康复训练器还包括：上肢训练部件，所述上肢训练部件包括 手持部和连接杆，所述的连接杆连接所述的上肢运动旋转轴，所述上肢训练部件通过所述 上肢运动旋转轴与所述脚踏板、所述下肢运动旋转轴匹配构成联动机构。
[0014] 在一个实施例中，所述旋转检测器是增量式旋转编码器。
[0015] 根据本发明的另一个方面，提供了一种康复训练器运动里程的计算方法，所述康 复训练器是上述任一种的康复训练器，所述方法包括：根据所述康复训练器的下肢运动旋 转轴或者与所述下肢运动旋转轴存在旋转角度对应关系的轴的摆动产生脉冲信号；根据所 述脉冲信号生成每次摆动的运动里程；根据所述每次摆动的运动里程生成总运动里程。
[0016] 在一个实施例中，根据所述脉冲信号生成每次摆动的运动里程包括：根据所述脉 冲信号中的A相脉冲信号及B相脉冲信号生成每次摆动的旋转角度；根据所述旋转角度及 所述康复训练器的旋转圆心生成每次摆动的运动里程。
[0017] 在一个实施例中，在根据所述每次摆动的运动里程生成总运动里程之后，所述方 法还包括：显示所述总运动里程。
[0018] 通过本发明的康复训练器及康复训练器运动里程的计算方法，在康复设备的旋转 轴上安装旋转检测器，利用旋转检测器根据旋转轴的摆动输出脉冲信号获得患者运动过程 中每一步的实际步幅（即每次摆动的运动里程），从而精确计算总运动里程，解决了现有技 术中使用预设的步幅计算运动里程精度不高的问题，给患者和康复治疗师提供更加精确的 参考数据。
【附图说明】
[0019] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。在附图中：
[0020] 图1是四肢联动康复训练器的示意图；
[0021] 图2是本发明一实施例的康复训练器的结构示意图；
[0022] 图3是本发明另一实施例的康复训练器的结构示意图；
[0023] 图4是本发明实施例的康复训练器的旋转检测器安装位置示意图；
[0024] 图5是本发明实施例的康复训练器运动里程的计算方法的流程图；
[0025] 图6是本发明实施例的计算旋转角度的详细步骤流程图。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明的保护范围。
[0027] 本发明实施例提供了一种康复训练器，图2是本发明一实施例的康复训练器的结 构示意图，如图2所示，该康复训练器包括：主体21、脚踏板22、将脚踏板22连接至主体21 的下肢运动旋转轴23、旋转检测器24和中央处理器25。可以理解的是，下肢运动旋转轴23 一部分位于主体21外以连接脚踏板22, 一部分位于主体21内；旋转检测器24和中央处理 器25均位于主体21内。
[0028] 旋转检测器24,安装在下肢运动旋转轴23上或者安装在与下肢运动旋转轴23存 在旋转角度对应关系的轴上，用于根据下肢运动旋转轴23的摆动产生脉冲信号；
[0029] 中央处理器25,连接至旋转检测器24,用于接收脉冲信号，根据脉冲信号生成每 次摆动的运动里程，并根据每次摆动的运动里程生成总运动里程。
[0030] 通过上述实施例，在康复设备（例如，锻炼下肢的康复训练器或者四