局部振动康复训练设备制造技术

本发明专利技术公开了一种局部振动康复训练设备，包括振动子、气动回路系统和气动闭环控制系统；振动子包括振动腔体和振动膜，振动腔体和振动膜密封连接并共同限定出气室；振动膜用于与人体局部部位接触；气动回路系统与振动子相连，用于对振动子的气室反复交替吹气和吸气，以使振动子的振动膜产生振动；气动闭环控制系统控制气动回路系统，以精确调节振动子的振动频率、振幅以及振动间隔/持续时间，且气动闭环控制系统实现对振动子的振动频率在0～300Hz范围内以及振幅在0～5cm范围内精确可调。本发明专利技术用于神经康复及运动训练，且能够根据作用对象的症状和病灶点，施加不同参数的振动刺激，以达到合适的治疗效果。以达到合适的治疗效果。以达到合适的治疗效果。

【技术实现步骤摘要】
局部振动康复训练设备


[0001]本专利技术涉及神经肌肉康复及运动训练
，尤其是涉及一种局部振动康复训练设 备。

技术介绍

[0002]人体的皮肤、肌肉等富含有丰富的感受器，能够感受到外部的各种刺激，如表2所 示。根据它们分布的位置，会发现振动刺激不同的感受器会达到不同的效果。例如， 40～300Hz局部振动刺激分布在皮下组织韧带和关节囊的Pacinian小体，会有效地改善 人体关节炎、神经肌肉痛和术后跟腱韧带等的恢复；50～120Hz局部振动刺激分布在肌肉、 肌腱和关节等处的肌梭感受器，能够提高神经系统损伤患者和老年人的感觉运动功能等。
[0003]局部肌肉振动刺激作为一种常见的物理刺激，现已广泛地应用在体育运动训练、神 经系统疾病的感觉运动功能改善等方面，例如如下表所示，振动的选择以及刺激的位置 可以根据下表来确定。
[0004][0005]此外，皮肤肌肉对振动的敏感性取决于振动位置、振动幅度、振动频率、振动时间 以及受试者性别、年龄、皮肤状况等。
[0006]到目前为止，国内涌现出来的局部振动设备很多，根据不同的驱动方式可以分为： 电磁驱动、超声驱动、偏心电机驱动等。但是这些设备拥有一些不足，例如振动幅值大 但频率调节有限，频率调节范围大但振幅小，或应用有限只能针对身体特定区域进行刺 激。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的
在 于提出一种局部振动康复训练设备，用于神经康复及运动训练，且能够根据作用对象的 症状和病灶点，施加不同参数的振动刺激，以达到合适的治疗效果。
[0008]根据本专利技术实施例的局部振动康复训练设备，包括：
[0009]振动子，所述振动子包括振动腔体和振动膜，所述振动腔体和所述振动膜密封连接 并共同限定出气室；所述振动膜用于与人体局部部位接触；
[0010]气动回路系统，所述气动回路系统与所述振动子相连，用于对所述振动子的所述气 室反复交替吹气和吸气，以使所述振动子的所述振动膜产生振动；
[0011]气动闭环控制系统，所述气动闭环控制系统控制所述气动回路系统，以精确调节所 述振动子的振动频率、振幅以及振动间隔/持续时间，且所述气动闭环控制系统实现对 所述振动子的振动频率在0～300Hz范围内以及振幅在0～5cm范围内精确可调。
[0012]根据本专利技术实施例的局部振动康复训练设备，通过气动闭环控制系统300对气动回 路系统200的控制，可以精确调节振动子100的振动频率、振幅以及振动间隔/持续时 间，且气动闭环控制系统300实现对振动子100的振动频率在0～300Hz范围内以及振幅 在0～5cm范围内精确可调，这样可以根据作用对象的症状和病灶点，施加不同参数的振 动刺激，以达到合适的治疗效果，具体包括能够改善神经受损患者的感觉运动功能和运 动控制能力，加快跟腱、韧带术后的恢复，缓解肌肉、关节、韧带、跟腱等处的疼痛， 缓解运动训练的疲劳，增加肌肉力量等等。实验证明，本专利技术实施例的局部振动康复训 练设备的振动频率为0～300Hz，振幅控制更为稳定，为0～5厘米，且在不同的振动频率 下，具有不同的治疗作用，具体参见下表：
[0013][0014][0015]因此，本专利技术在运动训练和神经康复领域特别是机械振动刺激领域将有广泛的应用 前景。
[0016]在一些实施例中，所述气动回路系统包括空气压缩机、气动三联件、电气比例阀、 流量传感器、第一电磁阀、第二电磁阀和真空发生器；其中，
[0017]所述空气压缩机产生的气体经过所述气动三联件过滤干燥后，经过一转二转换接
头 分成两路：
[0018]一路经所述电气比例阀、所述流量传感器和所述第一电磁阀后进入所述气室，产生 向所述振动子吹气的动作；
[0019]另一路经所述第二电磁阀流入所述真空发生器，以使所述真空发生器产生真空，进 而使得所述气室内的气体经所述第一电磁阀、所述真空发生器排到大气中，产生向振动 子吸气的动作。
[0020]在一些实施例中，所述第一电磁阀具有第一阀口、第二阀口和第三阀口；所述第一 阀口与所述流量传感器相连，所述第二阀口与所述振动子相连，所述第三阀口与所述真 空发生器相连；当所述第一阀口与所述第二阀口处于连通时，所述第二电磁阀处于关闭 状态且所述第二阀口与所述第三阀口不连通；当所述第一阀口与所述第二阀口不连通时， 所述第二电磁阀处于打开状态且所述第二阀口和所述第三阀口连通。
[0021]在一些实施例中，所述流量传感器用来实时检测流入整个气路的流量大小，并反馈 给所述电气比例阀，通过所述气动闭环控制系统控制所述电气比例阀的开口大小，来精 确控制流入到整个气路的流量大小，实现对流入到所述气室的气体量的精确控制，从而 达到对所述振动子的振幅的精确控制。
[0022]在一些实施例中，所述气动回路系统与至少一个所述振动子相连。
[0023]在一些实施例中，所述气动闭环控制系统包括上位机和下位机；
[0024]所述上位机用于设定振动频率、振幅和振动持续时间/间隔时间，并将设定的振动 频率、振幅和振动持续时间/间隔时间传输给下位机；
[0025]所述下位机以设定的振动频率、振幅和振动持续时间/间隔时间作为目标值，将与 目标值调整一致的振动频率、振幅和振动间隔/持续时间输入到所述气动回路系统中， 以完成设置的振动任务。
[0026]在一些实施例中，所述下位机包括PLC、模拟量输入模块和模拟量输出模块；
[0027]所述上位机将设定的振动频率传输给所述PLC，所述PLC根据设定的振动频率来控 制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的通断频率，以实现对所述振动子的振动频率的精 确控制；
[0028]所述上位机将设定的振幅传输给所述PLC，所述PLC将设定的振幅转换成对应的目 标流量值，并将目标流量值转换成数字量的目标量；所述流量传感器将检测到的实际流 量值经所述模拟量输入模块转换成数字量的实际量输入给所述PLC；所述PLC根据实际 量和目标量的差异，经所述模拟量输出模块调节所述电气比例阀的输入电压值，从而改 变输入气压值，通过反复地闭环调节，直到实现目标值和实际值一致为止，最终实现振 幅的精确调节；
[0029]所述上位机将设定的振动持续时间/间隔时间传输给所述PLC，所述PLC根据设定的 振动持续时间/间隔时间来控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的通断频率，以实现 对所述振动子的振动持续时间/间隔时间的控制。
[0030]在一些实施例中，所述PLC包括时间控件、模数转换模块、数模转换模块和PID模 块；其中，
[0031]所述PLC将设定的振动频率值转换成所述第一电磁阀和所述第二电磁阀对应的开闭 持续时间，并通过所述时间控件控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的开闭持续时
间， 实现所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的互锁，达到对振动频率的控制；
[0032]所述模数转换模块将对应的目标流量值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种局部振动康复训练设备，其特征在于，包括：振动子，所述振动子包括振动腔体和振动膜，所述振动腔体和所述振动膜密封连接并共同限定出气室；所述振动膜用于与人体局部部位接触；气动回路系统，所述气动回路系统与所述振动子相连，用于对所述振动子的所述气室反复交替吹气和吸气，以使所述振动子的所述振动膜产生振动；气动闭环控制系统，所述气动闭环控制系统控制所述气动回路系统，以精确调节所述振动子的振动频率、振幅以及振动间隔/持续时间，且所述气动闭环控制系统实现对所述振动子的振动频率在0～300Hz范围内以及振幅在0～5cm范围内精确可调。2.根据权利要求1所述的局部振动康复训练设备，其特征在于，所述气动回路系统包括空气压缩机、气动三联件、电气比例阀、流量传感器、第一电磁阀、第二电磁阀和真空发生器；其中，所述空气压缩机产生的气体经过所述气动三联件过滤干燥后，经过一转二转换接头分成两路：一路经所述电气比例阀、所述流量传感器和所述第一电磁阀后进入所述气室，产生向所述振动子吹气的动作；另一路经所述第二电磁阀流入所述真空发生器，以使所述真空发生器产生真空，进而使得所述气室内的气体经所述第一电磁阀、所述真空发生器排到大气中，产生向振动子吸气的动作。3.根据权利要求2所述的局部振动康复训练设备，其特征在于，所述第一电磁阀具有第一阀口、第二阀口和第三阀口；所述第一阀口与所述流量传感器相连，所述第二阀口与所述振动子相连，所述第三阀口与所述真空发生器相连；当所述第一阀口与所述第二阀口处于连通时，所述第二电磁阀处于关闭状态且所述第二阀口与所述第三阀口不连通；当所述第一阀口与所述第二阀口不连通时，所述第二电磁阀处于打开状态且所述第二阀口和所述第三阀口连通。4.根据权利要求2所述的局部振动康复训练设备，其特征在于，所述流量传感器用来实时检测流入整个气路的流量大小，并反馈给所述电气比例阀，通过所述气动闭环控制系统控制所述电气比例阀的开口大小，来精确控制流入到整个气路的流量大小，实现对流入到所述气室的气体量的精确控制，从而达到对所述振动子的振幅的精确控制。5.根据权利要求2所述的局部振动康复训练设备，其特征在于，所述气动回路系统与至少一个所述振动子相连。6.根据权利要求3所述的局部振动康复训练设备，其特征在于，所述气动闭环控制系统包括上位机和下位机；所述上位机用于设定振动频率、振幅和振动持续时间/间隔时间，并将设定的振动频率、振幅和振动持续时间/间隔时间传输给下位机；所述下位机以设定的振动频率、振幅和振动持续时间/间隔时间作为目标值，将与目标值调整一致的振动频率、振幅和振动间隔/持续时间输入到所述气动回路系统中，以完成设置的振动任务。7.根据权利要求6所述的局部振动康复训练设备，其特征在于，所述下位机包括PLC、模拟量输入模块和模拟量输出模块；
所述上位机将设定的振动频率传输给所述PLC，所述PLC根据设定的振动频率来控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的通断频率，以实现对所述振动子的振动频率的精确控制；所述上位机将设定的振幅传输给所述PLC，所述PLC将设定的振幅转换成对应的目标流量值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：季林红，李伟，李翀，罗飞岭，史文谱，孟祥尊，徐泉，杨义勇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：