一种运动损伤检测装置及系统的制作方法

本发明涉及运动损伤预防技术领域，更具体的涉及一种运动损伤检测装置及系统。

背景技术：

运动损伤的风险评估、预防对于保障运动员和大众的身心健康、节约社会医疗资源、推动全民科学健身具有重要意义。现有的平衡训练运动中，主要检测的是运动跌倒情况，认为跌倒即为运动损伤，其由于检测的是跌倒后的情况，因此无法达到事先预防的效果，不利用平衡训练运动损伤的预防。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种运动损伤检测装置及系统，用以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明实施例提供一种运动损伤检测装置，包括：升降装置，所述升降装置顶部设置有复合转动支撑架，所述复合转动支撑架相对两侧分别设置有第一平衡板和第二平衡板，所述第一平衡板和所述第二平衡板顶面上分别布设有第一压力传感器组和第二压力传感器组；所述复合转动支撑架，用于支撑所述第一平衡板和所述第二平衡板，并使所述第一平衡板和所述第二平衡板转动在竖向平面上、水平面上；所述复合转动支撑架上设置有第一角度传感器和第二角度传感器；

所述第一压力传感器组和所述第二压力传感器组，分别用于获取两脚的压力信息；所述第一角度传感器，用于获取所述第一平衡板或所述第二平衡板的竖向转动角度，所述第二角度传感器，用于获取所述第一平衡板或所述第二平衡板的水平方向转动角度；所述运动损伤检测装置还包括：设置于人体上身的姿态传感器组，所述姿态传感器组，用于获取人体上身的姿态信息；

所述运动损伤检测装置还包括：控制单元；所述控制单元，用于将人体上身的姿态信息差值、两脚的压力信息差值、竖向转动角度差值、水平方向转动角度差值与对应的标准失衡临界值对比，结合平衡恢复状态信息和常规平衡状态信息，预测运动损伤情况。

进一步地，所述复合转动支撑架包括：水平转轴，所述水平转轴中部套接有第一转环，所述第一转环相对两侧上分别设置有第一平衡板和第二平衡板，所述第一转环内设置有第一角度传感器；所述水平转轴下方设置有u型架，所述u型架的两个竖杆分别连接所述水平转轴的两自由端，所述u型架的横杆底部连接有竖向转轴，所述竖向转轴转动于固定块顶部，所述固定块底部连接于所述升降装置的升降杆上，所述竖向转轴上设置有第二角度传感器。

进一步地，本发明实施例提供的运动损伤检测装置，还包括：生理参数检测传感器组；所述升降装置、所述第一角度传感器、所述第一压力传感器组、所述第二压力传感器组、所述第二角度传感器、所述姿态传感器组和所述生理参数检测传感器组均与所述控制单元电连接；所述姿态传感器组包括：加速度计、陀螺仪、磁力计；所述生理参数检测传感器组包括：脉搏检测传感器、心率检测传感器、血氧检测传感器、温度传感器。

进一步地，所述升降装置设置在底座上，所述底座上布设有气囊垫。

进一步地，所述第一平衡板和所述第二平衡板底面上均开设有插槽，所述第一平衡板和所述第二平衡板水平状态时的下方分别设置有第一支撑柱和第二支撑柱，所述第一支撑柱与所述第一平衡板或所述第二平衡板的插槽相适配，所述第二支撑柱与所述第一平衡板或所述第二平衡板的插槽相适配；所述第一支撑柱和所述第二支撑柱设置在所述底座上。

进一步地，所述第一平衡板和所述第二平衡板的外围设置有多个扶杆；所述扶杆设置在所述底座上。

进一步地，所述第一平衡板和所述第二平衡板顶面上均设置有防滑垫，所述第一平衡板上的防滑垫内布设有第一压力传感器组，所述第二平衡板上的防滑垫内布设有第二压力传感器组。

进一步地，所述控制单元包括：初始化设置模块、差值确定模块、标准对比模块、平衡恢复状态信息确定模块、常规平衡状态信息确定模块、运动损伤预测模块；

所述初始化设置模块，用于将所述第一平衡板或所述第二平衡板原始平衡状态时对应的竖向转动角度、水平方向转动进行初始化设置，将人体站在第一平衡板和所述第二平衡板上平衡状态时对应的两脚的压力信息、平衡姿态信息进行初始化设置；

所述差值确定模块，用于将实时状态下的上身的姿态信息、两脚的压力信息、竖向转动角度、水平方向转动角度与对应的初始化信息进行做差处理，确定对应的差值；

所述标准对比模块，用于将上身的姿态信息差值、两脚的压力信息差值、竖向转动角度差值、水平方向转动角度差值分别与对应的标准失衡临界值对比处理；

所述平衡恢复状态信息确定模块，用于分析对比结果，当上身的姿态信息差值小于或等于标准上身的姿态信息失衡临界值时，且两脚的压力信息差值、竖向转动角度差值、水平方向转动角度差值中的一个或多个大于对应的标准失衡临界值时，或者当上身的姿态信息差值大于标准上身的姿态信息失衡临界值时，且竖向转动角度差值小于或等于标准竖向转动角度失衡临界值时，将对应差值确定为平衡恢复状态信息；

所述常规平衡状态信息确定模块，用于分析对比结果，当上身的姿态信息差值、两脚的压力信息差值、竖向转动角度差值、水平方向转动角度差值均小于或等于对应的标准失衡临界值时，将对应差值确定为常规平衡状态信息；

所述运动损伤预测模块，用于根据一段时间内平衡恢复状态和常规平衡状态出现的次数比例关系，预测运动损伤概率，及根据平衡恢复状态信息和常规平衡状态信息，预测运动损伤程度。

进一步地，所述差值确定模块包括：上身平衡偏移确定子模块；所述上身平衡偏移确定子模块，用于根据上身的姿态信息确定人体倾斜偏移量。

本发明实施例还提供一种运动损伤检测系统，包括：运动损伤检测装置和终端设备；所述终端设备，用于接收运动损伤检测装置中控制单元发送的运动损伤预测结果，根据运动损伤预测结果确定运动损伤预测等级，并显示运动损伤预测结果和运动损伤预测等级。

本发明实施例提供一种运动损伤检测装置及系统，与现有技术相比，其有益效果如下：

本发明的复合转动支撑架使平衡板转动在竖向平面上、水平面上，其可以转动在两个平面上，且没有平面上的转动角度为0°～360°，因此，转动自由度大，检测范围大，检测的结果更为真实可靠；同时，本发明不但检测了平衡训练时下肢的平衡信息，还检测了上身的平衡信息，将上身平衡信息和下肢平衡信息相结合，确定平衡恢复状态信息，进而通过平衡恢复状态信息和常规平衡状态信息，预测运动损伤情况；即由于转动自由度大、上身平衡信息和下肢平衡信息的结合、平衡恢复状态信息的引入，从而使得运动损伤预测结果更加准确可靠，且由于检测的是运动状态下的平衡情况，因此根据运动损伤预测结果可以达到事先预防的效果，有利用平衡训练运动损伤的预防，促进力量平衡发展，减少平衡训练运动损伤。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种运动损伤检测装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的控制单元电连线示意图；

图3为本发明实施例提供的控制单元内部功能原理示意图；

图4为本发明实施例提供的一种运动损伤检测系统原理示意图。

具体实施方式

下面将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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参见图1～3，本发明实施例提供一种运动损伤检测装置，该装置包括：升降装置2，升降装置2顶部设置有复合转动支撑架，复合转动支撑架相对两侧分别设置有第一平衡板41和第二平衡板42，第一平衡板41和第二平衡板42顶面上分别布设有第一压力传感器组和第二压力传感器组；复合转动支撑架，用于支撑第一平衡板41和第二平衡板42，并使第一平衡板41和第二平衡板42转动在竖向平面上、水平面上；复合转动支撑架上设置有第一角度传感器和第二角度传感器。其中，升降装置2可以采用电动液压升降装置。

第一压力传感器组和第二压力传感器组，分别用于获取两脚的压力信息；第一角度传感器，用于获取第一平衡板41或第二平衡板42的竖向转动角度，第二角度传感器，用于获取第一平衡板41或第二平衡板42的水平方向转动角度；运动损伤检测装置还包括：设置于人体上身的姿态传感器组(姿态传感器组可以固定在人体脖间或人体腰间)，姿态传感器组，用于获取人体上身的姿态信息。

所述运动损伤检测装置还包括：控制单元；所述控制单元，用于将人体上身的姿态信息差值、两脚的压力信息差值、竖向转动角度差值、水平方向转动角度差值与对应的标准失衡临界值对比，结合平衡恢复状态信息和常规平衡状态信息，预测运动损伤情况。

上述技术方案中的复合转动支撑架使平衡板转动在竖向平面上、水平面上，其可以转动在两个平面上，且没有平面上的转动角度为0°～360°，因此，转动自由度大，检测范围大，检测的结果更为真实可靠；同时，本发明不但检测了平衡训练时下肢的平衡信息，还检测了上身的平衡信息，将上身平衡信息和下肢平衡信息相结合，确定平衡恢复状态信息，进而通过平衡恢复状态信息和常规平衡状态信息，预测运动损伤情况；即由于转动自由度大、上身平衡信息和下肢平衡信息的结合、平衡恢复状态信息的引入，从而使得运动损伤预测结果更加准确可靠，且由于检测的是运动状态下的平衡情况，因此根据运动损伤预测结果可以达到事先预防的效果，有利用平衡训练运动损伤的预防，促进力量平衡发展，减少平衡训练运动损伤。

本发明实施例的进一步限定技术特征如下：

本发明实施例中，复合转动支撑架的具体结构包括：水平转轴31，水平转轴31中部细杆上套接有第一转环32(防止第一转环在水平转轴上滑动)，且细杆外壁与第一转环内壁之间设置有轴承。第一转环32相对两侧上分别设置有第一平衡板41和第二平衡板42，第一转环32内设置有第一角度传感器；水平转轴31下方设置有u型架33，u型架33的两个竖杆分别连接水平转轴31的两自由端，u型架33的横杆底部连接有竖向转轴34，竖向转轴34转动于固定块35顶部的凹槽内，且竖向转轴外壁与凹槽内壁之间设置有轴承，固定块35底部连接于升降装置2的升降杆上，竖向转轴34上设置有第二角度传感器。其中，设置第一转环32实现第一平衡板41和第二平衡板42在水平转轴31上的转动，其转动为0°～360°，转动自由度大，因此检测的范围大，进而检测的结果更为真实可靠。

本发明实施例提供的运动损伤检测装置，还包括：生理参数检测传感器组(为了实时监测人的生命体征，提高安全性)。升降装置2、第一角度传感器、第一压力传感器组、第二压力传感器组、第二角度传感器、姿态传感器组和生理参数检测传感器组均与控制单元电连接；其中，姿态传感器组包括：加速度计、陀螺仪、磁力计。其中，生理参数检测传感器组包括：脉搏检测传感器、心率检测传感器、血氧检测传感器、温度传感器等。

本发明实施例中，升降装置2设置在底座1上，底座1上布设有气囊垫(当人跌倒在底座上时，可以有效防止跌伤)。

为了保证初始状态下人体能够以平衡状态踏上第一平衡板41和第二平衡板42，本发明实施例在第一平衡板41和第二平衡板42底面上均开设有插槽，第一平衡板41和第二平衡板42水平状态时的下方分别设置有第一支撑柱51和第二支撑柱52，第一支撑柱51与第一平衡板41或第二平衡板42的插槽相适配，第二支撑柱52与第一平衡板41或第二平衡板42的插槽相适配；第一支撑柱51和第二支撑柱52设置在底座1上。

为了保证在平衡训练过程中的安全性，本发明实施例在第一平衡板41和第二平衡板42的外围设置有多个扶杆6，根据实际需要，扶杆(6)的数量可以为4个、5个、6个或其他。扶杆6设置在底座1上。

为了防止人体的脚在第一平衡板41和第二平衡板42上随意滑动，本发明实施例在第一平衡板41和第二平衡板42顶面上均设置有防滑垫，第一平衡板41上的防滑垫内布设有第一压力传感器组，第二平衡板42上的防滑垫内布设有第二压力传感器组。

为了获得准确的运动损伤预测结果，本发明实施例中的控制单元包括：初始化设置模块、差值确定模块、标准对比模块、平衡恢复状态信息确定模块、常规平衡状态信息确定模块、运动损伤预测模块。

初始化设置模块，用于将第一平衡板41或第二平衡板42原始平衡状态时对应的竖向转动角度、水平方向转动进行初始化设置，将人体站在第一平衡板41和第二平衡板42上平衡状态时对应的两脚的压力信息、平衡姿态信息进行初始化设置。差值确定模块，用于将实时状态下的上身的姿态信息、两脚的压力信息、竖向转动角度、水平方向转动角度与对应的初始化信息进行做差处理，确定对应的差值。标准对比模块，用于将上身的姿态信息差值、两脚的压力信息差值(同一个脚不同时间的压力差值)、竖向转动角度差值、水平方向转动角度差值分别与对应的标准失衡临界值对比处理。平衡恢复状态信息确定模块，用于分析对比结果，当上身的姿态信息差值小于或等于标准上身的姿态信息失衡临界值时，且两脚的压力信息差值、竖向转动角度差值、水平方向转动角度差值中的一个或多个大于对应的标准失衡临界值时，或者当上身的姿态信息差值大于标准上身的姿态信息失衡临界值时，且竖向转动角度差值小于或等于标准竖向转动角度失衡临界值(竖向转动角度差值任意、水平方向转动角度差值任意)时，将对应差值确定为平衡恢复状态信息。常规平衡状态信息确定模块，用于分析对比结果，当上身的姿态信息差值、两脚的压力信息差值、竖向转动角度差值、水平方向转动角度差值均小于或等于对应的标准失衡临界值时，将对应差值确定为常规平衡状态信息。运动损伤预测模块，用于根据一段时间内平衡恢复状态(也就是非常规平衡状态时可以调整状态能够恢复为常规平衡状态)和常规平衡状态出现的次数比例关系，预测运动损伤概率，及根据平衡恢复状态信息和常规平衡状态信息，预测运动损伤程度。

另外，根据上述相关功能，本发明实施例还可以单独预测人体上身或人体下肢的运动损伤情况。

其中，差值确定模块包括：上身平衡偏移确定子模块；上身平衡偏移确定子模块，用于根据上身的姿态信息确定人体倾斜偏移量。

本发明实施例工作原理：首先，将第一支撑柱和第二支撑柱分别插入第一平衡板和第二平衡板底部，保证第一支撑柱和第二支撑柱不随意转动，人体两脚分别站在第一平衡板和第二平衡板上；接着，调节升降装置的高度，使第一平衡板和第二平衡板脱离第一支撑柱和第二支撑柱，此时，第一平衡板和第二平衡板可以随意转动；然后，控制单元根据人体上身的姿态信息、两脚的压力信息差值、竖向转动角度、水平方向转动角度，解算出运动损伤预测结果。

基于同一发明构思，参见图4，本发明实施例还提供一种运动损伤检测系统，该系统包括：运动损伤检测装置、终端设备；终端设备，用于接收控制单元发送的运动损伤预测结果，根据运动损伤预测结果确定运动损伤预测等级，并显示运动损伤预测结果和运动损伤预测等级。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。