一种气泵控制方法、系统及充气关节护具与流程

本发明涉及气泵控制，尤其是指一种气泵控制方法、系统及充气关节护具。

背景技术：

1、随着社会的发展和经济水平的提高，人们愈加注重健康，对运动的需求日益增加。

2、在运动防护方面，关节护具是一种常见的装置，用于关节的支撑和保护，减少运动中或运动后对关节的冲击和压力，并提供额外的保护，从而降低受伤风险，且可通过提供额外的支持和稳定性，改善运动员的表现和体验。然而，传统的关节护具在使用的过程中存在一些不足之处：

3、1.刚性设计带来的不适度：传统的关节护具通常采用刚性材料制造，以提供最大程度的稳定性和支持，然而刚性设计易限制运动者的自然运动范围，导致不适感增加；

4、2.适用范围受限：传统的关节护具通常是基于标准尺寸设计的，较难适应不同个体的身体形态和运动需求，影响使用者的运动表现和体验，不能满足个性化需求；

5、3.动态调整能力不足：传统的关节护具常为静态护具，不能根据运动中的关节角度变化和运动姿态稳定性变化进行动态自适应调整，这导致其支持和保护能力较弱；

6、4.冲击吸收和避险能力较差：在运动过程中，常涉及对关节产生较大压力的高难度或高风险动作，高难度或高风险动作常带来较大的冲击力，传统的关节护具在减轻这种冲击效果方面存在局限性，吸收或缓解冲击的能力有限，并且无法紧急自适应调节，容易导致关节损伤。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种气泵控制方法、系统及充气关节护具，其解决传统关节护具的刚性设计带来不适度增加、适用范围受限、动态调整能力不足、冲击吸收和避险能力较差的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

3、本发明的一种气泵控制方法，包括以下步骤：

4、s1：校准气泵装置的使用状态，依据使用者的输入参数进行匹配状态的校准，保证所述气泵装置在各种使用条件下的性能表现符合预期，并提供可靠的输出；

5、s2：选择运动场景，获取对应所述运动场景的压力调节阈值；

6、s3：自动识别所述使用者的体态，初步调整所述气泵装置的充气压力，使所述充气压力处于所述压力调节阈值范围内，并与所述使用者的体感压力相匹配，为运动调整提供调节基础；

7、s4：在开始运动后规定的时间内，基于所述压力调节阈值和体感压力，识别所述使用者的运动姿态，判断所述使用者所处的实际场景与选择的所述运动场景是否一致，在一致的情况下所述气泵装置才进行实时的所述充气压力的调整操作，在不一致的情况下，所述气泵装置不进行实时的所述充气压力的调整操作，并发出场景错误警告；

8、s5：在所述使用者所处的所述实际场景与选择的所述运动场景一致的情况下，依据所述使用者在运动过程中所述体感压力与所述压力调节阈值的对比结果，判断所述使用者运动姿态的变化，动态调整所述气泵装置的输出，改变所述充气压力，所述充气压力随着使用者运动姿态的变化而变化；

9、s6：基于所述输入参数，实时评估所述使用者在所述运动场景中的碰撞风险值，监测所述使用者在运动过程中的体征变化量，判断是否进入应急状态；

10、s7：当所述碰撞风险值或体征变化量超过所述输入参数，进入所述应急状态，并发出预警信号。

11、作为一种优选方案，所述压力调节阈值包括上限值和下限值；

12、所述体感压力超过所述上限值时，所述气泵装置降低所述充气压力；

13、所述体感压力低于所述下限值时，所述气泵装置提高所述充气压力；

14、当所述体感压力处于所述上限值与下限值之间时，所述充气压力维持不变。

15、作为一种优选方案，进入所述应急状态时，所述气泵装置转换至最高功率输出，迅速提高所述充气压力，为应对突发情况作准备。

16、作为一种优选方案，所述输入参数包括但不限于碰撞预警距离参数、人体正常体征参数；

17、所述应急状态包括但不限于预碰撞状态、体征异常状态；

18、所述预警信号包括但不限于预碰撞警示信号、体征异常警示信号；

19、当所述碰撞风险值超过所述碰撞预警距离参数时，进入所述预碰撞状态，所述气泵装置迅速提高所述充气压力，为碰撞防护作准备，并发出所述预碰撞警示信号；

20、当所述体征变化量超过所述人体正常体征参数时，进入所述体征异常状态，所述气泵装置匀速提高所述充气压力，为所述使用者提供足够的支持，做好所述使用者将因体征异常摔倒的防护准备，并发出所述体征异常警示信号。

21、本发明的一种气泵控制系统，包括：

22、输入模块，用于获取输入参数和选择运动场景，以及输入校准参数；

23、存储模块，存储有与所述运动场景对应的压力调节阈值；

24、传感模块，用于自动识别使用者的体态特征、体感压力、气泵装置的充气压力变化和使用者所处的所述运动场景，并生成传感数据；

25、中控处理模块，用于从所述存储模块中获取所述压力调节阈值，基于所述压力调节阈值，明确所述使用者所处的所述运动场景，并接收处理来自所述传感模块的传感数据，结合所述压力调节阈值，生成充气调节信号，还用于基于所述输入参数实时评估所述使用者在所述运动场景中的碰撞风险值，监测所述使用者在运动过程中的体征变化量，判断是否进入应急状态，当处于所述应急状态时输出紧急充气信号；

26、充气模块，用于基于所述中控处理模块的调控，依据所述使用者在运动过程中所述体感压力与压力调节阈值的对比结果，判断使用者运动姿态的变化，动态调整所述气泵装置的输出，改变所述充气压力；

27、预警模块，用于所述碰撞风险值或体征变化量超过所述输入参数时，发出预警信号；

28、外设平台，用于应急救援的响应，并通过通信模块与所述预警模块联通，获取所述使用者的位置信息及所述体征变化量。

29、作为一种优选方案，所述充气模块包括气阀控制单元、调节充气单元和紧急充气单元；

30、所述气泵装置包括一个或多个气泵模块，每个所述气泵模块可独立工作或协同工作；

31、所述气泵模块包括气泵主体和气阀调节器，所述气阀调节器与所述气阀控制单元电性连接，所述调节充气单元和紧急充气单元均与所述气泵主体电性连接；

32、所述气阀控制单元用于接收所述充气调节信号，动态调整所述气阀调节器的开启量，并实时生成第一功率控制信号传递至所述调节充气单元，所述调节充气单元调整所述气泵主体的输出功率；

33、所述气阀控制单元还用于接收所述紧急充气信号，使所述气阀调节器的开启量达到最大，并生成第二功率控制信号传递至所述紧急充气单元，所述紧急充气单元调整所述气泵主体的输出功率至最大。

34、本发明的一种充气关节护具，包括固定支架和安装在固定支架上的护具主体，所述护具主体包括软体壳架，所述软体壳架的一侧设有压力调节层，所述软体壳架的另一侧设有可调防护层，所述可调防护层内设有紧急充气室，所述压力调节层远离所述防护层的一端设有多个微型调节气囊，多个所述微型调节气囊和紧急充气室均通过气管组件与所述气泵模块连接，所述气泵模块设置在所述固定支架上。

35、作为一种优选方案，所述固定支架上还设有供电与电源管理模块，所述供电与电源管理模块用于提供和管理电源，确保所述气泵模块的稳定运行。

36、作为一种优选方案，所述气管组件包括束管，所述束管内设有与多个所述微型调节气囊一一应的多条调节细管和与所述紧急充气室相对应的紧急充气宽管。

37、本发明的一种处理器，处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述的所述气泵控制方法。

38、本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是：

39、1.提高了舒适度：在充气关节护具上采用软体壳架和微型调节气囊，使得充气关节护具具有柔软性和适度的弹性，在贴合使用者身体形态的同时，配合气泵装置的运用，既可提供所需的支持和稳定性，又不易限制使用者的自然运动范围，提高了使用者佩戴的舒适度；

40、2.扩大可适用范围：通过控制气泵装置实现对充气关节护具压力调节层的充气和放气，调节充气关节护具的适配尺寸，以适应不同个体的身体形态和运动需求，满足个性化需求；

41、3.提高了动态调整能力：气泵装置配合微型调节气囊，允许使用者根据运动模式、个人运动需求和舒适度调整充气关节护具的支撑硬度和稳定性，并在运动过程中，通过传感模块和中控处理模块的配合，与气泵装置连接的微型调节气囊可根据运动中的关节角度变化和运动姿态进行自适应调整，减轻人在运动中的机体负荷，改善使用者的运动表现和体验；

42、4.提高了冲击吸收和避险能力：可调防护层和紧急充气室的设置，配合传感模块，在气泵装置的配合下，能够在遇到紧急情况时触发紧急防护功能，提供更好的冲击吸收能力和避险能力，降低受伤风险，外设平台的设置，有利于发生紧急事件时开展紧急救援。

43、为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。