用于颈肌训练器的控制方法与流程

本发明属于训练器材领域，特别涉及用于颈肌训练器的控制方法。

背景技术：

特种作业人员由于任务需要，作业人员会反复暴露于高加速度的影响下，颈椎损伤的发生率很高，对于作业效能和作业安全带来了隐患，急需利用相关训练装备开展颈部及相关肌肉力量训练和疲劳恢复。

在现有技术中，颈肌训练器主要为空军航空医学研究所研制的CME-1型，由于设计年代久远，功能实现相对简单，其中的部分功能需要操作人员进行手动操作，无法满足当今的需求。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了用于能够实现自动化操作的用于颈肌训练器的控制方法。

为了达到上述技术目的，本发明提供了用于颈肌训练器的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

步骤一，当检测到调节按键按下时，获取当前座椅高度值，如果当前座椅高度值没有超出限位区间，则获取调节按键属性；

步骤二，根据所述调节按键属性判定所述调节按键为高度调节按键，则获取座椅高度变化量，如果根据所述座椅高度变化量调节后的座椅高度处于安全区间内，则在所述调节按键松开时停止座椅高度调节，等待包括第一接收训练指令或第二训练指令的训练指令；或

根据所述按键属性判定所述调节按键为高度记忆按键，则获取所述高度记忆按键对应的座椅高度数值对座椅高度进行调节，等待接收包括第一训练指令或第二训练指令的训练指令；

步骤三，在完成对座椅高度的调节后，如果接收到第一训练指令，则向头部驱动设备中设有的磁阻尼电机通电，等待接收头部力度调节指令；

步骤四，如果接收到头部力度调节指令，则根据力度调节指令对输入头部驱动设备中的磁阻尼电机的电流进行调节。

可选的，在步骤四后，还包括：

步骤五，在完成对所述头部驱动设备中的磁阻尼电机的调节后，如果接收到康复指令，则开启康复设备。

可选的，在步骤二后，还包括：

步骤六，在完成对座椅高度的调节后，如果接收到第二训练指令，则向上肢驱动设备中设有的磁阻尼电机通电，等待接收上肢力度调节指令；

步骤七，如果接收到上肢力度调节指令，则根据上肢力度调节指令对输入上肢驱动设备中的磁阻尼电机的电流进行调节。

可选的，在所述步骤一中，还包括：

如果在第一预设时间没有检测到调节按键按下时，并且检测座椅高度没有发生变化，则直接进行步骤三或步骤五；

如果在第一预设时间没有检测到调节按键按下时，检测到座椅高度发生变化，则立即停止座椅高度调节，生成报警信息。

可选的，在步骤二中，还包括：

如果根据所述座椅高度变化量调节后的座椅高度处于安全区间外，则立即停止座椅高度调节。

可选的，在步骤三中，还包括：

在完成对座椅高度的调节后，如果在第二预设时间内没有接收到第一训练指令，则等待接收第二训练指令；如果在第三预设时间内没有接收到第二训练调节指令，则等待接收康复指令。

可选的，还包括：

在接收到康复指令后，对座椅的俯仰角进行调节；

在完成对座椅俯仰角的调节后，开启康复设备。

可选的，所述康复设备包括用于产生红外辐射的远红外发生器。

可选的，所述训练指令、包括头部力度调节指令和上肢力度调节指令在内的力度调节指令、所述康复指令通过系统总线传输。

可选的，所述训练指令、包括头部力度调节指令和上肢力度调节指令在内的力度调节指令、所述康复指令基于触摸设备生成。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

通过步骤一至步骤四提出的控制方式对受训人员的颈肌进行训练，实现受训人员进行颈肌训练的自动化操作，并且通过对颈肌的多重训练，降低特种作业人员对抗加速度影响和颈椎损伤发生率，

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的用于颈肌训练器的控制方法的流程示意图一；

图2是本发明提供的用于颈肌训练器的控制方法的流程示意图二；

图3是本发明提供的控制方法的简要示意图。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。

实施例一

为了实现对颈肌的训练和恢复，厂家研发出了新式的颈肌训练器，相对于原有的CME-1型颈肌训练器，新式的颈肌训练器设置有“颈肌训练模式”和“上肢训练模式”，受训人员可依据训练效果在两个模式之间实现触摸或手动切换，同步训练颈肌和上肢肌肉。从而避免了CME-1型颈肌训练器仅针对颈部肌肉力量进行训练的局限性。还能为作业人员提供颈部及上肢相关肌肉力量训练和颈部肌肉康复装置，提高其颈部力量，预防颈部损伤。

针对新式的颈肌训练器，本发明提供了对应的控制方法，如图1所示，所述控制方法包括：

步骤一，当检测到调节按键按下时，获取当前座椅高度值，如果当前座椅高度值没有超出限位区间，则获取调节按键属性；

步骤二，根据所述调节按键属性判定所述调节按键为高度调节按键，则获取座椅高度变化量，如果根据所述座椅高度变化量调节后的座椅高度处于安全区间内，则在所述调节按键松开时停止座椅高度调节，等待接收包括第一训练指令或第二训练指令的训练指令；或

根据所述按键属性判定所述调节按键为高度记忆按键，则获取所述高度记忆按键对应的座椅高度数值对座椅高度进行调节，等待接收包括第一训练指令或第二训练指令的训练指令；

步骤三，在完成对座椅高度的调节后，如果接收到第一训练指令，则向头部驱动设备中设有的磁阻尼电机通电，等待接收头部力度调节指令；

步骤四，如果接收到头部力度调节指令，则根据力度调节指令对输入头部驱动设备中的磁阻尼电机的电流进行调节；

步骤五，在完成对所述头部驱动设备中的磁阻尼电机的调节后，如果接收到康复指令，则开启康复设备。

在实施中，当受训人员进入颈肌训练器后，为了能够获取到更佳的颈肌训练效果，需要对颈肌训练器中用于承载受训人员的座椅的高度进行调节，而为了提高调节的便利性，在颈肌训练器中使用电控调节的方式。即受训人员通过对调节按键的操作，完成对座椅高度的调节。

具体的，在受训人员按下调节按键后，需要获取当前座椅高度值结合限位区间进行判定，只有在当前座椅高度值没有超出限位区间的前提下，才可以进行后续的高度调节操作。这里之所以结合限位区间进行判定，是为了防止在调节前座椅超出了最高限位点，如果受训人员在不知道的前提下继续提高座椅高度会导致座椅出现故障甚至导致座椅脱落的危险。

在确定当前高度值处于限位区间的前提下，需要对调节按键的属性进行判定。这里进行判定的原因是在新式颈肌训练器的控制方式中，对座椅高度的调节包括直接调节以及记忆调节两种。顾名思义，前者是受训人员直接通过按压“向上”或“向下”的按键实现座椅高度的直接调节；后者则是已经多次使用该颈肌训练器的受训人员将自己常用的高度进行记忆，通过按压与存储自身使用座椅高度对应的记忆按键进行座椅高度调节的方式。

基于前一种调节方式，获取需要调节的座椅高度变化量，如果在当前座椅高度值的基础上，向上或向下调节座椅高度变化量后，座椅的高度值依然处于能够保证座椅安全性的安全区间内，则在受训人员松开调节按键时，停止座椅高度调节。如果根据所述座椅高度变化量调节后的座椅高度处于安全区间外，意味着根据该高度变化量调节后可能导致危险，则立即停止座椅高度调节。基于后一种调节方式，在受训人员按下调节按键后，将座椅高度直接调节至与调节按键对应座椅高度数值。

在根据前述步骤完成颈肌训练器座椅高度的调节后，如果接收到第一训练指令，则需要向头部驱动设备通电，使得位于头部驱动设备中的磁阻尼电机产生阻尼力，通过控制输入磁阻尼电机的电流大小对产生的阻尼力进行调节，从而使得受训人员的头部带动头部驱动设备运动时，受训人员的颈部肌肉受到不同大小阻尼力的作用，实现颈肌锻炼的效果。在使用本方法对受训人员的颈肌进行训练的过程中，向头部驱动设备中的阻尼力电机输入的电流可以进行详细调节，使得磁阻尼电机产生连续可调的的阻尼力。这样可以根据受训人员的实际身体条件制定科学的受训强度并且受训强度还可以在受训过程中逐步降低，能够有效的防止受训人员因训练强度不合理导致效果不佳或受伤的情况发生，并且通过对颈肌进行多重训练，降低特种作业人员对抗加速度影响和颈椎损伤发生率。

在执行完步骤一至步骤四所示的操作后，受训人员还可以根据自身需求选择是否发送康复指令，以便按步骤五所述的内容进入康复过程。

这里的康复指令对应的是进入“颈部保健模式”，用以提供训练以外的颈部肌肉放松、修复颈部肌肉的保健功能。“颈部保健模式”可辅助实现颈部肌肉的保健，在训练前后都具有十分重要的意义，作为常用的保健功能和原理如下：

热疗：红外光具有较强的穿透性，可以照射到身体内部，被血液和其它器官吸收。人体内部器官吸收红外光的能量后，一般会表现出更强的活跃性，促进人体新陈代谢。在具体使用时，康复设备为用于产生红外辐射的远红外发生器。

磁疗：磁性物质和磁场对生物的分子、细胞、神经、器官及整体(指活体)的各个层次均显示出不同的影响。磁疗利用人体的生物磁效应来调整和恢复人体内各种不平衡或不正常的机能状态来达到保健的目的。

可选的，还包括：

在接收到康复指令后，对座椅的俯仰角进行调节；

在完成对座椅俯仰角的调节后，开启康复设备。

在实施中，为了配合康复设备，在颈肌训练器接收到康复指令后，需要对座椅的俯仰角进行调节，以便于受训人员在座椅上能够令颈部肌肉恰好放置在康复设备上，从而完成康复治疗。本实施例提出的通过康复设备实现的康复过程，作为颈肌训练器使用过程中的选用步骤，可以在完成上肢训练后进行，也可以在完成座椅调节步骤后直接进行。

可选的，在所述步骤一中，还包括：

如果在第一预设时间没有检测到调节按键按下时，并且检测座椅高度没有发生变化，则直接进行步骤三或步骤五；

如果在预设时间没有检测到调节按键按下时，检测到座椅高度发生变化，则立即停止座椅高度调节，生成报警信息。

在实施中，如果在步骤一中预设时间内没有检测到调节按键按下，并且座椅高度也没有发生任何变化，即表明当前的受训人员不需要对座椅高度进行调节，因此直接等待接收训练指令以便进入后续训练模式。

但是如果在预设时间内没有检测到调节按键按下时，却检测到座椅高度发生变化，表明当前座椅高度调节高度的机械结构存在故障，容易发生危险，因此立即停止座椅高度调节步骤，并生成告警用的报警信息。

可选的，在步骤三中，还包括：

在完成对座椅高度的调节后，如果在第二预设时间内没有接收到第一训练指令，则等待接收第二训练指令。如果在第三预设时间内没有接收到第二调节指令，则等待接收康复指令。

在实施中，根据预设的完整训练程序，训练指令和康复指令是按先后顺序对颈肌训练器进行控制的，但是在实际使用过程中，如果在预设时间内没有接收到训练指令和力度调节指令，则表明当前受训人员不需要进行对应的步骤，可进入下一步骤的训练。

可选的，所述训练指令、包括头部力度调节指令和上肢力度调节指令在内的力度调节指令、所述康复指令通过系统总线传输。所述训练指令、包括头部力度调节指令和上肢力度调节指令在内的力度调节指令、所述康复指令基于触摸设备生成。

在实施中，典型的系统总线可以为CAN总线，CAN总线是Controller Area Network的缩写，是ISO国际标准化的串行通信协议。CAN的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

为了便于受训人员使用颈肌训练器，在颈肌训练器上设有触摸设备，以便于手机受训人员的操作指令，同时对颈肌训练器的当前状态给予直观的显示。

本发明实施例提供了用于颈肌训练器的控制方法，包括根据调节按键对颈肌训练器中的座椅高度进行针对性的调节，进而根据收到的训练指令和力度调节指令对位于头部驱动设备中的磁阻尼电机进行控制，使得受训人员的颈肌在运动时受到磁阻尼电机产生的阻尼力的作用，从而实现颈肌锻炼的效果。通过上述控制方式对受训人员的颈肌进行训练，实现受训人员进行颈肌训练的自动化操作，并且通过对颈肌的多重训练，降低特种作业人员对抗加速度影响和颈椎损伤发生率。

实施例二

基于研发出的新式颈肌训练器，本实施例提出了一种控制方法，如图2所示，该控制方法还包括：

步骤一，当检测到调节按键按下时，获取当前座椅高度值，如果当前座椅高度值没有超出限位区间，则获取调节按键属性；

步骤二，根据调节按键属性判定调节按键为高度调节按键，则获取座椅高度变化量，如果根据座椅高度变化量调节后的座椅高度处于安全区间内，则在调节按键松开时停止座椅高度调节，等待接收包括第一训练指令或第二训练指令的训练指令；或

根据按键属性判定调节按键为高度记忆按键，则获取高度记忆按键对应的座椅高度数值对座椅高度进行调节，等待接收包括第一训练指令或第二训练指令的训练指令；

步骤六，在完成对座椅高度的调节后，如果接收到第二训练指令，则向上肢驱动设备中设有的磁阻尼电机通电，等待接收上肢力度调节指令；

步骤七，如果接收到上肢力度调节指令，则根据上肢力度调节指令对输入上肢驱动设备中的磁阻尼电机的电流进行调节。

在实施中，与实施例一中提出的内容不同，在执行步骤二后，如果接收到了第二训练指令，则会执行与第二训练指令对应的上肢训练步骤。在根据第二训练指令对上肢驱动设备中的磁阻尼电机进行通电后，如果进一步接收到上肢力度调节指令，则根据上肢力度调节指令的具体内容对输入上肢驱动设备中的磁阻尼电机的电流进行调节。

与实施例一中设置在头部驱动设备的磁阻尼电机的使用方式类似，本步骤中位于上肢驱动设备中的磁阻尼电机是用于对上肢训练部件产生阻尼力，使得受训人员在对颈部肌肉进行锻炼的间隙，还可以通过上肢驱动设备对上肢运动产生阻尼力的方式对受训人员的上肢肌肉力量锻炼，从而弥补了现有的颈肌训练器中仅能对颈肌进行训练、无法对上肢肌肉力量进行训练的缺陷。

为了便于理解本控制方法的实施过程，特提供了如图3所示的整个训练过程的简要流程图。出于简化流程的目的，图3中的训练指令实际上包括第一训练指令与第二训练指令，同样力度调节指令包括头部力度调节指令与上肢调节指令。基于实施例一与实施例二提供的内容，在完成对座椅的调节后，可以根据接收到的是第一训练指令或第二训练指令的方式进行头部训练或是上肢训练，并且在进行头部训练后，进一步的选择是否进行康复训练。通过上述方式对受训人员的颈肌以及上肢进行全面的训练，弥补了现有设备中不能实现上述功能的缺陷。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。