康复训练跑步机用智能悬吊安全保障方法、系统及装置

本发明涉及医疗康复，特别是涉及一种康复训练跑步机用智能悬吊安全保障方法、系统及装置。

背景技术：

1、众多脑卒中、脑外伤、脊髓损伤的患者普遍存在行走慢、行走姿势异常和易摔跤的问题，严重影响其生活质量。

2、对于下肢功能障碍患者，大量临床研究证实，减重步行训练是进行康复治疗的重要手段之一。在进行减重步行训练时，患者需要根据自身康复情况卸载部分自重，减少对下肢产生的多余载荷，以达到更好的康复训练效果。

3、大多跑步机的紧急停止设置多为手动触发，发生事故时，无法保证使用者能够及时启动急停装置。尤其对于下肢功能障碍患者，在跑步机康复训练过程中摔倒的可能性更大，需要更加方便及时的急停装置，以保障使用者安全。

4、患者在进行康复训练时，具有一定的调整自身姿态的能力，这也是康复训练的目的和效果。若判断有摔倒趋势就触发急停装置，过度保护，则会影响训练效果，为了使安全保障装置更加智能化，需用人工智能方法优化安全保障系统。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种康复训练跑步机用智能悬吊安全保障方法、系统及装置，本发明解决了现有技术中过度保护对训练效果产生影响和无法及时处理紧急情况，存在安全隐患的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种康复训练跑步机用智能悬吊安全保障方法，包括：

4、采集训练者的训练数据，所述训练数据包括：身体姿态数据和拉力数据；

5、将所述训练数据输入状态判断模型中，得到训练状态数据；

6、根据所述训练状态数据得到控制指令；

7、利用所述控制指令控制跑步机的运行状态和悬吊装置的运行状态。

8、优选地，所述控制指令包括：

9、跑步机正常速度运行指令、跑步机减速度运行指令、跑步机急停指令。

10、优选地，根据所述训练状态数据得到控制指令，包括：

11、通过测量三轴的加速度和姿态角判断训练者有无摔倒趋势，若有摔倒趋势则生成跑步机减速度运行指令，若无摔倒趋势则生成跑步机正常速度运行指令；

12、若拉力超过提前设置好的阈值，则生成跑步机急停指令。

13、优选地，所述状态判断模型的构建方法为：

14、获取样本数据集；所述样本数据集包括：测试集和训练集；

15、根据所述身体姿态数据，获取加速度和姿态角数据特征；

16、根据训练者的身高体重数据获取拉力阈值数据；

17、根据所述拉力阈值数据、加速度和姿态角数据特征构建初始模型；

18、利用训练集对初始模型进行训练，得到训练模型；

19、利用所述测试集对所述训练模型进行评估，得到状态判断模型。

20、一种康复训练跑步机用智能悬吊安全保障系统，包括：

21、信息采集模块、信息处理模块、通信模块和控制模块；

22、所述信息采集模块和所述信息处理模块连接，所述信息处理模块通过所述通信模块与所述控制模块连接，所述通讯模块与所述跑步机和悬吊装置无线连接；

23、所述信息采集模块用于采集训练者的训练数据，所述训练数据包括：身体姿态数据和拉力数据；

24、所述信息处理模块用于根据所述训练数据生成控制指令；

25、所述控制模块用于根据所述控制指令对跑步机的运行状态和悬吊装置的运行状态进行控制。

26、优选地，所述通讯模块，包括：

27、均与控制模块连接的第一通讯子模块和第二通讯子模块；

28、所述第一通讯子模块用于与跑步机进行无线通讯，所述第二通讯子模块用于与悬吊装置进行无线通讯。

29、一种康复训练跑步机用智能悬吊安全保障装置，包括：

30、悬吊底座、悬吊柱、悬吊杆、悬吊绳、拉力传感器、姿态传感器、倒t形支架、吊带和安全带主体；

31、悬吊底座固定在跑步机金属框架前端，悬吊柱一端固定在悬吊底座上，悬吊柱的另一端与所述悬吊杆的一端连接，所述悬吊杆的另一端通过悬吊绳与拉力传感器一端连接，倒t形支架的上端与所述拉力传感器的另一端连接，所述倒t形支架的下端分别与所述安全带主体上方的两个吊带连接，两个吊带的下端分别与所述安全带主体连接，所述姿态传感器附着在安全带主体的预设位置。

32、优选地，所述悬吊杆为弯折直角三角形。

33、优选地，所述悬吊绳的长度在预设范围内进行调节。

34、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

35、本发明提供了一种康复训练跑步机用智能悬吊安全保障方法、系统及装置，方法，包括：采集训练者的训练数据，所述训练数据包括：身体姿态数据和拉力数据；将所述训练数据输入状态判断模型中，得到训练状态数据；根据所述训练状态数据得到控制指令；利用所述控制指令控制跑步机的运行状态和悬吊装置的运行状态。本发明通过身体姿态数据和拉力数据判断跑步机和训练者的状态，可以做到双重保护，提高训练者的安全性和训练效率。

技术特征：

1.一种康复训练跑步机用智能悬吊安全保障方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种康复训练跑步机用智能悬吊安全保障方法，其特征在于，所述控制指令包括：

3.根据权利要求2所述的一种康复训练跑步机用智能悬吊安全保障方法，其特征在于，根据所述训练状态数据得到控制指令，包括：

4.根据权利要求1所述的一种康复训练跑步机用智能悬吊安全保障方法，其特征在于，所述状态判断模型的构建方法为：

5.一种康复训练跑步机用智能悬吊安全保障系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的一种康复训练跑步机用智能悬吊安全保障系统，其特征在于，所述通讯模块，包括：

7.一种康复训练跑步机用智能悬吊安全保障装置，应用于权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的一种康复训练跑步机用智能悬吊安全保障装置，其特征在于，所述悬吊杆为弯折直角三角形。

9.根据权利要求7所述的一种康复训练跑步机用智能悬吊安全保障装置，其特征在于，所述悬吊绳的长度在预设范围内进行调节。

技术总结本发明提供了一种康复训练跑步机用智能悬吊安全保障方法、系统及装置，包括：采集训练者的训练数据，所述训练数据包括：身体姿态数据和拉力数据；将所述训练数据输入状态判断模型中，得到训练状态数据；根据所述训练状态数据得到控制指令；利用所述控制指令控制跑步机的运行状态和悬吊装置的运行状态。本发明解决了现有技术中过度保护对训练效果产生影响和无法及时处理紧急情况，存在安全隐患的问题。技术研发人员：万象隆,侯金正,张逸凡,文冬受保护的技术使用者：北京科技大学技术研发日：技术公布日：2024/4/17