一种关节运动监测器

1.本发明涉及一种位置监测器，尤其涉及一种用于关节弯曲角度监测的位置监测器。


背景技术：

2.在一些疾病、外伤等特殊情况下，关节主动运动减弱，需要早期开始进行关节弯曲、舒展运动，以防止发生关节僵硬。如烧伤后皮肤破坏、创伤大，加之纱布绷带等缠绕，患者主动活动意愿下降，且很多情况下即便患者进行了主动活动，但是由于创伤原因，不能达到规范的运动目标和要求，不利于关节运动功能的恢复和保持。因此即使活动不便，也必须使关节有足够幅度和强度的屈伸活动。
3.为了保持关节的正常生理状态，通常医护人员会叮嘱病人要进行关节活动，但实际上，很多病人或者不活动，或者活动范围、角度等要素不能达到要求，医护人员精力有限，很难一对一持续监督，最终仍出现或轻或重的关节僵化问题。


技术实现要素：

4.为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种关节运动监测器，包括：
5.两个固定带，所述固定带设置于需要运动关节的两端肢体上；
6.运动装置，所述运动装置包括二支撑杆和一角度测量传感器，所述角度传感器包括转动轴，每一支撑杆的一端连接一固定带，每一支撑杆的另一端连接于角度传感器的转动轴，所述角度测量传感器用于测量两个支撑杆之间形成的角度，还用于利用转动轴将两个支撑杆连接起来以使两个支撑杆能够以转动轴为轴进行转动；
7.控制系统，所述控制系统包括微型计算机系统、电池、扬声器、触摸显示屏和导线，所述触摸显示屏用于人机交互，所述扬声器用于进行语音提示，所述微型计算机系统通过导线与角度传感器连接，所述微型计算机系统用于接收并处理角度传感器采集的角度检测数据、判断关节屈伸运动角度是否符合预定弯曲角度、判断当前关节屈伸运动是否为一次符合要求的屈伸运动、计算运动时间、控制触摸显示屏的人机交互、监测电池电量、控制扬声器的语音提示和总体协调系统各部件工作，所述电池用于为角度传感器、微型计算机系统、扬声器和触摸显示屏供电和传输数据。
8.进一步地，所述微型计算机系统还用于存储系统运行过程中产生和接收的数据。
9.进一步地，所述触摸显示屏用于显示参数设置界面和监测数据界面，所述参数包括但不限于本次运动过程的预定运动时间、预定弯曲次数和每次弯曲角度数值范围要求，所述监测数据包括但不限于目标运动时间、目标运动次数、每次运动角度要求、实时角度数据、角度随时间的变化数据、有效弯曲次数和运动过程剩余时间。
10.进一步地，扬声器用于在运动参数设置完成并且运动正式开始后，鼓励病人坚持关节运动的语音播报、提示运动弯曲角度是否符合标准、提示运动过程进度信息、有效屈伸次数、提示运动时间信息，在弯曲角度不符合要求时，语音提示预定的参数要求以及如何改
进动作。
11.进一步地，所述电池为一次性干电池或者本身可储存电能的可充电电池。
12.进一步地，所述固定带是编织物制作的佩戴于关节两侧肢体的捆绑带，用于在肢体上固定位置。
13.进一步地，支撑杆和角度传感器均安装于肢体的旁侧，角度传感器的转动轴对准关节的中心位置。
14.进一步地，支撑杆的长度小于等于5厘米，大于等于1厘米。
15.进一步地，所述角度传感器为利用电能、磁能或机械能测量角度的传感器，如磁感应角度位移传感器等。
16.采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
17.本发明的有益效果是，利用本发明可自动监测关节屈伸次数和弯曲角度、运动时间，记录、显示、语音播报运动过程的各项参数，可对运动者播报鼓励语音，促进关节运动符合预设的时间、角度要求，有助于防止关节僵化。
附图说明
18.图1是本发明实施例固定带和运动装置结构示意图。
19.图2是本发明实施例控制系统与运动装置连接图。
20.图3是本发明实施例运动监测流程图。
具体实施方式
21.以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
22.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
23.在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
24.如图1和图2所示，本技术的关节运动监测器包括两个固定带10，运动装置和控制系统。本技术的关节运动监测器分为两大部分，一部分是固定带10和运动装置，共同组成绑缚在肢体上的装置；另一部分是控制系统，是独立的微电子系统，通过导线35与运动装置的转动轴，即角度传感器相连。
25.所述固定带10设置于需要锻炼关节的两端肢体上，示例地，本实施例中，所述固定带10是编织物制作的佩戴于关节两侧肢体的捆绑带，用于在肢体上固定位置。固定带10用于将运动装置固定在肢体关节两侧，在运动过程中保证运动装置不发生较大的位移。示例地，以上肢肘关节为例，固定带10可绑缚于上肢肘关节两侧，即大臂和小臂，支撑杆21在上
肢旁侧(例如外侧)，转动轴从外侧对准关节中心位置，支撑杆21长度小于5厘米。
26.所述运动装置包括二支撑杆21和一角度测量传感器22，所述角度传感器包括转动轴，转动轴由角度传感器(例如，磁感应角度位移传感器)充当，每一支撑杆21的一端连接一固定带10，每一支撑杆21的另一端连接于角度传感器的转动轴，所述角度测量传感器22用于测量两个支撑杆21之间形成的角度，还用于利用转动轴将两个支撑杆21连接起来以使两个支撑杆21能够以转动轴为轴进行转动。每个支撑杆21的一端固定连接在固定带10上，与固定带10相对位置不变，另一端连接转动轴，即角度传感器。在肢体关节弯曲时，固定带10带动两个支撑杆21在连接轴处进行转动从而形成角度。
27.所述控制系统包括微型计算机系统、电池、扬声器31、触摸显示屏32、开关机按键33、导线34和外壳35，所述触摸显示屏32用于人机交互，所述扬声器31用于进行语音提示，所述微型计算机系统通过导线34与角度传感器连接，微型计算机系统作为中央控制装置，控制系统各部件运行。本实施例中，微型计算机系统为嵌入式系统，具备硬件电路和嵌入式操作系统，运行应用软件，用于接收并处理角度传感器采集的角度检测信号并进行数字化处理、实时判断关节屈伸运动角度是否符合预定弯曲角度、实时判断当前关节屈伸运动是否为一次符合要求的屈伸运动、计算运动时间、控制触摸显示屏32的人机交互、监测电池电量、控制扬声器31的语音提示和总体协调系统各部件工作，以及存储各类数据。运动监测流程图见图3所示。所述电池用于为角度传感器、微型计算机系统、扬声器31和触摸显示屏32供电。所述微型计算机系统还用于存储系统运行过程中产生和接收的数据。触摸显示屏32可显示参数设置界面和监测数据界面。本实施例中，触摸显示屏32可显示监测数据界面，在运动开始后，微型计算机系统持续采样角度传感器信号并进行处理，得到实时角度数据，通过触摸显示屏32显示。所述触摸显示屏32显示的监测数据界面可显示目标运动时间、目标运动次数、每次运动角度要求，在运动开始后实时显示角度传感器测量的实时角度数据、角度随时间的变化数据、有效弯曲次数、运动过程剩余时间。所述触摸显示屏32还用于显示系统设置界面，用户可通过该界面设置运动参数和系统参数，运动参数包括本次运动过程的预定运动时间、预定弯曲次数和每次弯曲角度数值范围要求。扬声器31可在微型计算机系统控制下发出预先存储的声音，示例地，扬声器31用于在运动参数设置完成运动正式开始后，鼓励病人坚持关节运动的语音播报、提示运动弯曲角度是否符合标准、提示运动过程进度信息、有效屈伸次数、提示运动时间信息，在弯曲角度不符合要求时，语音提示预定的参数要求以及如何改进动作。所述电池为一次性干电池或者本身可储存电能的可充电电池。本实施例中，开关机按键33用于开关机，导线34用于连接控制系统和转动轴(角度传感器)。控制系统各部件安装在外壳35内。
28.应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。