【技术实现步骤摘要】
本申请实施例涉及康复辅具，尤其涉及一种基于生物力学的柔性脊柱矫治方法及智能支具。
技术介绍
1、脊柱具有支撑体重、协调运动、保持平衡等生理功能，是人体的重要器官。常见的脊柱问题包括驼背和脊柱侧弯，轻度的驼背和脊柱侧弯可采用矫形器矫形方式矫正。传统的矫形器采用刚性材料制成，舒适性差，患者活动受限，且容易引起皮肤刺激和压疮等问题，长期佩戴还可能造成二次损伤，而且，一般采用一次性成型设计，在矫正进程中无法动态调整矫正力，容易出现矫正力施加不均匀，难以达到理想的矫正效果。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请实施例的目的在于提出一种基于生物力学的柔性脊柱矫治方法及智能支具，能够动态调整矫正力，提高矫正效果。
2、基于上述目的，本申请实施例提供了一种基于生物力学的柔性脊柱矫治智能支具，包括：
3、驼背矫形机构，包括驼背矫形人工肌肉和驼背矫形固定部件，所述驼背矫形人工肌肉与脊柱的形态相适应，所述驼背矫形人工肌肉通过所述驼背矫形固定部件佩戴于脊柱对应的位置；
4、侧弯矫形机构，包括侧弯矫形人工肌肉组件、侧弯矫形固定部件和压力传感器阵列，所述侧弯矫形人工肌肉组件通过所述侧弯矫形固定部件佩戴于腰部，所述压力传感器阵列贴合设置于脊柱和腰部；
5、气动控制系统，包括控制单元、气源、第一控制阀、第二控制阀，所述气源通过所述第一控制阀与所述驼背矫形人工肌肉的充气口相连接，所述气源通过所述第二控制阀与所述侧弯矫形人工肌肉组件的充气口相连接，所述控制单元根据所述压力
6、可选的，所述侧弯矫形人工肌肉组件包括多个侧弯矫形人工肌肉和自适应贴合人工肌肉，在横向上，所述侧弯矫形人工肌肉和自适应贴合人工肌肉呈间隔式设置，在纵向上，两两相邻的侧弯矫形人工肌肉通过连接件相连接。
7、可选的，所述侧弯矫形人工肌肉组件包括六个子部，每个子部包括至少一组间隔式设置的侧弯矫形人工肌肉和自适应贴合人工肌肉，六个子部对称的设置于所述驼背矫形人工肌肉的两侧，其中第一对子部对称的设置于与脊柱的主要压力点对应的位置，第二对子部对称的设置于与脊柱的第一对抗力点对应的位置，第三对子部对称的设置于与脊柱的第二对抗力点对应的位置。
8、可选的，所述第一对子部中的一个子部用于通过充放气向所述主要压力点施加矫正力，所述第二对子部中的一个子部用于通过充放气向所述第一对抗力点施加矫正力，所述第三对子部中的一个子部用于通过充放气向所述第二对抗力点施加矫正力。
9、可选的，所述气动控制系统包括比例阀、七个电磁阀、七个继电器，所述控制单元的第一控制端与所述比例阀的控制端相连接，所述比例阀的输出端与七个电磁阀的控制端相连接，七个电磁阀的输出端分别与驼背矫形人工肌肉的充气口、六个子部的充气口相连通；所述控制单元的第二控制端通过各继电器分别与相应的电磁阀的控制端相连接；
10、所述压力传感器阵列检测各个部位的压力信号，所述控制单元根据各个部位的压力信号和各部位所预设的目标压力值，按照预设的控制方法计算各压力信号与相应的目标压力值之间的偏差，根据该偏差确定目标电磁阀，并生成压力控制信号，所述比例阀根据该压力控制信号调节气流量，调节后的气流量经所述目标电磁阀进入所述驼背矫形人工肌肉和/或六个子部中的一个或多个。
11、可选的，所述侧弯矫形人工肌肉为扁平式气囊，该扁平式气囊的内壁设有纤维。
12、可选的，所述自适应贴合人工肌肉包括延伸层，延伸层的一面贴合于人体，另一面设有多个子气囊，所述延伸层与各子气囊相连通。
13、可选的，所述驼背矫形人工肌肉由具有弹性各向异性的织物制成，所述侧弯矫形人工肌肉、自适应贴合人工肌肉和连接件由涂敷橡胶的尼龙织物制成。
14、可选的，所述驼背矫形固定部件为对称设置于所述驼背矫形人工肌肉两侧的肩带；
15、所述侧弯矫形固定部件包括固定部和配合固定部，所述侧弯矫形人工肌肉组件的一侧与所述固定部相连接，另一侧与所述配合固定部相连接，所述固定部和配合固定部配合连接于人体的前腹部。
16、本实施例还提供一种基于生物力学的柔性脊柱矫治方法，其特征在于，基于所述的智能支具实现，方法包括：
17、控制单元根据压力传感器阵列检测的压力值和预设的目标压力值，确定压力控制信号，根据所述压力控制信号控制第一控制阀和/或第二控制阀的开度，通过控制驼背矫形人工肌肉和/或侧弯矫形人工肌肉组件的充气量，调节对脊柱和/或腰部的矫正力。
18、从上面所述可以看出，本申请实施例提供的基于生物力学的柔性脊柱矫治方法及智能支具，包括柔性结构的驼背矫形机构、侧弯矫形机构以及气动控制系统，控制单元根据压力传感器阵列检测的压力值和预设的目标压力值，确定压力控制信号，根据压力控制信号控制第一控制阀和/或第二控制阀的开度，通过控制驼背矫形人工肌肉和/或侧弯矫形人工肌肉组件的充气量，调节对脊柱和/或腰部的矫正力。通过动态调节驼背矫形机构和侧弯矫形机构对脊柱、腰部提供的协同矫正力，提高矫正效果，柔性结构能够提高佩戴舒适度，避免造成损伤。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于生物力学的柔性脊柱矫治智能支具，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的智能支具，其特征在于，所述侧弯矫形人工肌肉组件包括多个侧弯矫形人工肌肉和自适应贴合人工肌肉，在横向上，所述侧弯矫形人工肌肉和自适应贴合人工肌肉呈间隔式设置，在纵向上，两两相邻的侧弯矫形人工肌肉通过连接件相连接。
3.根据权利要求2所述的智能支具，其特征在于，所述侧弯矫形人工肌肉组件包括六个子部，每个子部包括至少一组间隔式设置的侧弯矫形人工肌肉和自适应贴合人工肌肉，六个子部对称的设置于所述驼背矫形人工肌肉的两侧，其中第一对子部对称的设置于与脊柱的主要压力点对应的位置，第二对子部对称的设置于与脊柱的第一对抗力点对应的位置，第三对子部对称的设置于与脊柱的第二对抗力点对应的位置。
4.根据权利要求3所述的智能支具，其特征在于，所述第一对子部中的一个子部用于通过充放气向所述主要压力点施加矫正力，所述第二对子部中的一个子部用于通过充放气向所述第一对抗力点施加矫正力，所述第三对子部中的一个子部用于通过充放气向所述第二对抗力点施加矫正力。
5.根据权利要求3或4
6.根据权利要求2所述的智能支具，其特征在于，所述侧弯矫形人工肌肉为扁平式气囊，该扁平式气囊的内壁设有纤维。
7.根据权利要求2所述的智能支具，其特征在于，所述自适应贴合人工肌肉包括延伸层，延伸层的一面贴合于人体，另一面设有多个子气囊，所述延伸层与各子气囊相连通。
8.根据权利要求2所述的智能支具，其特征在于，所述驼背矫形人工肌肉由具有弹性各向异性的织物制成，所述侧弯矫形人工肌肉、自适应贴合人工肌肉和连接件由涂敷橡胶的尼龙织物制成。
9.根据权利要求1所述的智能支具，其特征在于，所述驼背矫形固定部件为对称设置于所述驼背矫形人工肌肉两侧的肩带；
10.一种基于生物力学的柔性脊柱矫治方法，其特征在于，基于如权利要求1-9中任一项所述的智能支具实现，方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于生物力学的柔性脊柱矫治智能支具，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的智能支具，其特征在于，所述侧弯矫形人工肌肉组件包括多个侧弯矫形人工肌肉和自适应贴合人工肌肉，在横向上，所述侧弯矫形人工肌肉和自适应贴合人工肌肉呈间隔式设置，在纵向上，两两相邻的侧弯矫形人工肌肉通过连接件相连接。
3.根据权利要求2所述的智能支具，其特征在于，所述侧弯矫形人工肌肉组件包括六个子部，每个子部包括至少一组间隔式设置的侧弯矫形人工肌肉和自适应贴合人工肌肉，六个子部对称的设置于所述驼背矫形人工肌肉的两侧，其中第一对子部对称的设置于与脊柱的主要压力点对应的位置，第二对子部对称的设置于与脊柱的第一对抗力点对应的位置，第三对子部对称的设置于与脊柱的第二对抗力点对应的位置。
4.根据权利要求3所述的智能支具，其特征在于，所述第一对子部中的一个子部用于通过充放气向所述主要压力点施加矫正力，所述第二对子部中的一个子部用于通过充放气向所述第一对抗力点施加矫正力，所述第三对子部中的一个子部用于通过充放气向所述第二对抗力点施加矫正力。
5.根据权利要求3或4所述的智能支具，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：李剑，张英，戴赟，李危石，温一可，张向燕，孙卓然，魏世民，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。