一种便携式颈椎肌肉训练设备及控制装置的制作方法

本发明涉及医疗康复器械领域，尤其涉及一种便携式颈椎肌肉训练设备及控制装置。

背景技术：

1、现有颈椎肌肉训练的方式主要以下两种：一、使用电子按摩器，利用电子按摩器中的电机及触手对颈部肌肉进行挤压动作，但是，使用者自身无主动的自主神经肌肉控制，无主动收缩过程，电子按摩器仅对表层肌肉有微弱刺激，训练不到引起颈椎慢性疼痛的表层、深层肌肉群，对使用者肌肉功能恢复作用有限。二、使用外部负重式的向心、离心收缩训练设备，负重块训练方式单一，并且负重的力作用线位于矢状面，对颈部冠状面的旋转功能肌肉群无作用，训练强度调节困难，且由于力矩原因训练有一定门槛，通常需要在协助者的帮助下训练，使用者无法使用这类设备自主完成训练。

2、上述两种训练方式都存在的问题是：训练过程无法精细化监控发力大小，无法根据使用者制定个性化训练计划并执行。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种便携式颈椎肌肉训练设备，能够让使用者精细监控训练过程，自主完成训练，且在维持软球体稳定和发力挤压球体时，均主动收缩收缩颈部肌肉群，使颈部表层、深层肌肉群得到训练。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、技术方案一

4、一种便携式颈椎肌肉训练设备，包括软球体、压力传感器、主控装置以及人机交互装置；所述压力传感器、人机交互装置均与所述主控装置通信连接，所述压力传感器实时采集软球体内的压力信号并将该压力信号传输至所述主控装置，所述主控装置处理压力信号得到软球体内的实时压力值，并计算实时压力值与软球体的初始压力值的差值，得到使用者的发力值，将该发力值传输至所述人机交互装置进行显示；所述人机交互装置根据使用者的操作发出相应的控制信号至所述主控装置，所述主控装置根据所述控制信号执行相对应的控制指令；所述软球体的初始压力值是指使用者头部放松状态下枕在软球体上的压力值；所述人机交互装置为包含有显示屏、按键以及语音播放器的用户操控终端。

5、更优地，所述主控装置包括一设有通信模块和主控芯片的主控电路板，所述主控装置与人机交互装置通过数据线有线连接或所述主控装置与所述人机交互装置进行无线数据传输。

6、更优地，所述训练设备还包括充放气装置，所述充放气装置包括一电子阀和微型气泵，所述微型气泵和电子阀均与所述主控装置电连接，所述电子阀包括一进气接口和两出气接口，所述微型气泵通过第一气路连通所述电子阀的进气接口，所述电子阀的其中一出气接口通过第二气路连通所述软球体，所述压力传感器通过软管与软球体连通或通过软管与所述第二气路连通，所述电子阀的另一出气接口作为排气口；所述主控装置控制电子阀、气泵的工作状态。

7、更优地，所述训练设备还包括按摩装置，其放置于所述使用者的颈部下方，所述按摩装置设有独立电源开关或所述按摩装置与所述主控装置电连接。

8、更优地，所述训练设备还包括一安装底板，所述按摩装置、充放气装置和主控装置均固定于所述安装底板上，所述主控装置与所述人机交互装置进行无线数据传输。

9、为了能够为使用者量身定制与其自身身体特征相符合的训练方案，本发明还提供了一种便携式颈椎肌肉训练控制装置，其能够根据使用者的身体特征定制训练方案，提升训练效果。

10、一种便携式颈椎肌肉训练控制装置，采用技术方案一中的颈椎肌肉训练设备，执行如下步骤：

11、对于首次使用者或者使用一段时间后需要重新定制训练计划的使用者执行方案定制步骤，包括获取使用者最大等长力量和确定使用者训练时的目标力量：

12、获取使用者最大等长力量：先通过压力传感器获取软球体的初始压力值，再通过人机交互装置发出语音指令，指导使用者用最大力量压迫软球体，压力传感器实时采集使用者发力时的压力信号，主控装置计算出使用者的最大等长力量；所述软球体的初始压力值是指使用者头部放松状态下枕在软球体上的压力值；

13、确定使用者训练时的目标力量：人机交互装置根据最大等长力量划分出多级训练强度供用户选择，每个强度等级对应一组目标力量范围值；

14、使用者开始训练后，执行训练过程监控步骤：

15、训练过程监控：人机交互装置提示使用者发力，压力传感器实时采集压力信号并发送至主控装置，主控装置根据初始压力值与实时压力值计算出发力值，然后发送至人机交互装置，人机交互装置根据用户选择的强度等级，判断发力值是否在目标力量范围值内，若是，则提示使用者发力通过，进入下一次发力，按照预设的训练次数多次反复发力，发力通过后，提示训练完成。

16、更优地，使用者开始训练后，所述人机交互装置执行三种动作的训练监测：仰卧伸展发力监测、左旋发力监测和右旋发力监测，每个动作的训练过程执行所述训练过程监控的步骤。

17、更优地，所述控制装置还包括执行颈部按摩步骤：所述人机交互装置根据训练方案的设定或者用户的按摩需求发出按摩控制指令至主控装置，主控装置控制电子阀打开排气口，压力传感器实时采集当前压力信号，主控装置计算出当前压力值，若当前压力值小于预设阈值时，由主控装置发出指令启动按摩装置；当按摩完成后，主控装置发出指令关闭按摩装置和排气口，同时启动微型气泵，当软球体内的当前压力值达到预设的充气阈值时，主控装置控制微型气泵断电，并将软球体的当前状态反馈至人机交互装置，由人机交互装置提示用户进入下一个动作的训练。

18、更优地，所述训练方案定制步骤还包括确定使用者训练时的静力发力时长，具体步骤为：通过人机交互装置收集使用者的身体特征，确定每次发力时对应的静力发力时长；所述训练过程监控步骤中，人机交互装置提示使用者发力，压力传感器实时采集压力信号并发送至主控装置，主控装置计算出发力值并发送至人机交互装置，人机交互装置根据用户选择的强度等级，判断发力值是否在目标力量范围值内，若是，再判断满足所述目标力量要求的发力值的持续时长是否达到所述静力发力时长，若是，则提示使用者发力通过，进入下一次发力，按照预设的训练次数反复多次发力通过后，提示训练完成。

19、更优地，所述人机交互装置通过可视化图形或数值向使用者展示实时发力值，让使用者获得视觉反馈，追随人机交互装置的提示，完成训练。

20、本发明具有如下有益效果：

21、1、本发明一种便携式颈椎肌肉训练设备，通过使用者在维持球体稳定的同时发力挤压软球体，使颈部表层和深层肌肉都得到训练，提升肌肉重塑效果。

22、2、本发明一种便携式颈椎肌肉训练设备，让使用者在维持球体稳定状态以不同动作进行训练，包括仰卧伸展、左旋、右旋，进一步调动使用者颈部的左右旋转功能的肌肉群，加强颈部肌肉训练效果。

23、3、本发明一种便携式颈椎肌肉训练设备，使用者的挤压力度通过压力传感器发送至人机交互装置，通过人机交互装置实时反馈者，使用者能够精细监控训练过程并可自主完成训练，大幅降低训练成本。

24、4、本发明一种便携式颈椎肌肉训练设备，通过设置充放气装置和按摩装置，使用者能够自主通过人机交互装置的指令来改变软球形态，降低头部高度后对颈部肌肉进行按摩放松，将肌肉主动收缩与被动按摩结合，提升肌肉训练效果。

25、5、本发明一种便携式颈椎肌肉训练设备，结构简单、体积小、成本低，适用性广。

26、6、本发明一种便携式颈椎肌肉训练控制装置，除具有训练设备的优点外，还能够针对不同使用者的肌肉力量大小、肌肉耐力水平以及使用者的身体特征，个性化定制训练方案，加速肌肉恢复，提升肌肉恢复效果。