一种用于骨骼肌损伤的防摔护具、松紧度调节方法 |
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| 申请号 | CN202410113648.3 | 申请日 | 2024-01-26 | 公开(公告)号 | CN117918602A | 公开(公告)日 | 2024-04-26 |
| 申请人 | 中国人民解放军新疆军区总医院; | 发明人 | 惠华强; 刘丽; 王中华; 张元洲; 黄煦腾; 刘江伟; 武堂晓; 黄文; 杨曦; 吴荧秋; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提出了一种用于骨骼肌损伤的防摔护具、松紧度调节方法，其中，防摔护具，至少包括相互连接的上绑带、 护膝 、下绑带以及松紧装置，相比于 现有技术 ：本发明通过传感单元检测护具的贴敷压 力 ，控制上绑带和/或下绑带的松紧程度，进而防止其掉落，适应用户的各类腿部 姿态 ；本发明的松紧装置，通过控制步进 电机 ，就能够实现对上绑带和下绑带的缠绕收紧和释放，同时结合智能用户端进行控制，在在调节绑带松紧度的同时，能够满足人体穿戴的舒适度；护膝能够与上绑带和下绑带织合在一起，在用户摔到时，独特的月牙形截面的 硅 胶垫层能够对膝盖起到缓冲保护作用，而且对加 热层 也能起到一定的保护作用；防摔护具能够实现智能化调控。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于骨骼肌损伤的防摔护具，至少包括上绑带、护膝、下绑带以及松紧装置，其特征在于：所述上绑带、下绑带均与所述护膝连接，所述上绑带和下绑带均与所述松紧装置、传感单元连接，所述传感单元用于检测上绑带和下绑带的贴敷压力，所述松紧装置根据传感单元检测的贴敷压力，控制所述上绑带和/或下绑带的松紧程度。 |
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| 说明书全文 | 一种用于骨骼肌损伤的防摔护具、松紧度调节方法技术领域[0001] 本发明涉及中医护理技术领域，具体地，涉及一种用于骨骼肌损伤的防摔护具、松紧度调节方法。 背景技术[0002] 骨骼肌损伤者的生活质量和健康问题越来越引起人们的关注。骨骼肌损伤者由于其骨骼肌受损、萎缩，有的甚至伴有骨质疏松、关节炎等症状，因此，这类患者经常要面临着摔倒等生活难题，因此需要使用特殊的护具来保护骨骼肌损伤部位。然而，传统的护具只能提供基本的保护功能，缺乏监测、调节和治疗等功能，无法满足骨骼肌损伤者的需求；另一方面，传统的具有穿戴功能的护具，由于膝盖上下两侧肌肉的活动，容易导致护具松弛掉落。因此，如何提供一种更智能化、防止护具掉落的骨骼肌损伤的专用护具，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。 发明内容[0004] 一种用于骨骼肌损伤的防摔护具，至少包括上绑带、护膝、下绑带以及松紧装置，其中，所述上绑带、下绑带均与所述护膝连接，所述上绑带和下绑带均与所述松紧装置、传感单元连接，所述传感单元用于检测上绑带和下绑带的贴敷压力，所述松紧装置根据传感单元检测的贴敷压力，控制所述上绑带和/或下绑带的松紧程度。 [0005] 所述上绑带绑缚在上腿位置处，下绑带绑缚在下腿位置处，所述护膝绑缚在膝关节位置处。所述上绑带和下绑带外侧均通过固定件连接松紧装置，所述上绑带和下绑带内侧均设置传感单元，所述护膝内设置微控制器，所述微控制器通过线路与所述松紧装置、传感单元电连接。 [0008] 护膝在腿弯所对应的位置，由外到内依次设置外层、内层，且腿弯位置处具有柔性部，柔性部是将外层与内层通过褶裥工艺织造获得。 [0009] 优选地，所述上绑带、下绑带与护膝的连接为非封闭式连接(即连接处未形成封闭的环形)。 [0010] 所述松紧装置至少包括筒体、轴承、卷筒、步进电机、盖体，其中，所述筒体两端设置盖体，所述盖体边缘具有卡合凸起，所述筒体边缘具有卡合凹槽，所述卡合凸起与所述卡合凹槽相适配，以实现筒体与其两端盖体的连接；一端的所述盖体内连接步进电机，所述步进电机通过输出轴与卷筒的一端连接，所述卷筒与所述筒体同心设置，另一端的所述盖体内连接轴承，所述轴承与卷筒的另一端连接。 [0011] 所述卷筒外部通过固定件与所述上绑带或下绑带的固定端连接，所述卷筒的一侧开设窗口，所述上绑带或下绑带的自由端伸入窗口并缠绕在卷筒上。在此基础上，通过传感单元反馈的压力大小，控制步进电机正转/反转，以实现上绑带/下绑带的收纳或释放，进而防止防摔护具从下肢上掉落。 [0012] 一种用于骨骼肌损伤的防摔护具电控单元，具有微控制器，微控制器内具有微处理器、存储单元和供电电源，所述微处理器与存储单元之间能够实现双向信息交互，所述微控制器的输入端与传感单元一、传感单元二连接，所述输出端分别与第一步进电机、第二步进电机以及加热层电连接，其中，所述第一步进电机用于控制上绑带的松紧程度，所述第二步进电机用于控制下绑带的松紧程度，所述传感单元一用于检测上绑带与皮肤间的压力，所述传感单元二用于检测下绑带与皮肤间的压力，外包括温度传感单元，所述温度传感单元用于检测加热层的加热温度。 [0013] 在所述一种用于骨骼肌损伤的防摔护具的基础上，进一步地，又提出了一种用于骨骼肌损伤的防摔护具的松紧度调节方法，所述控制方法具体包含如下步骤： [0014] 步骤S1：用户穿戴防摔护具，在客户端设置预设参数，所述预设参数至少包括：加热功率POset、加热时间Tset以及压力阈值[Pset1，Pset2]，系统上电运行； [0015] 步骤S2：当传感单元一或传感单元二检测到压力P [0016] 步骤S3：当传感单元一或传感单元二检测到压力P>Pset2时，微控制器控制第一步进电机或第二步进电机动作，通过松紧装置释放上绑带或下绑带至预设长度，继续检测； [0017] 步骤S4：在步骤S2，或S3的基础上，当继续检测到压力阈值P在[Pset1，Pset2]范围内时，则控制第一步进电机或第二步进电机动作，当继续检测到P在[Pset1，Pset2]范围之外时，重复上述步骤S2或S3； [0018] 步骤S5：当传感单元一和传感单元二同时检测到压力P [0019] 步骤S6：当传感单元一和传感单元二同时检测到压力P>Pset2时，微控制器首先控制第二步进电机动作，通过松紧装置释放下绑带预设长度，在该动作完成的基础上，微控制器控制第二步进电机动作，通过松紧装置释放上绑带预设长度； [0020] 步骤S7：在加热层以加热功率POset加热过程中，当检测到加热时间T达到加热时间Tset时，停止加热。 [0021] 综上所述，本发明的一种用于骨骼肌损伤的防摔护具、松紧度调节方法与现有技术相比，其优点在于： [0022] 1)在现有技术中的穿戴的防摔护具，当其主要材质为织物/织品时，用户膝盖上下两侧肌肉的活动会导致护具松弛滑落，进而导致护具上的中医理疗功能丧失，而本发明的防摔护具，通过传感单元检测护具的贴敷压力，控制上绑带和/或下绑带的松紧程度，进而防止其掉落，适应用户的各类腿部姿态； [0023] 2)本发明的松紧装置，通过控制步进电机，就能够实现对上绑带和下绑带的缠绕收紧和释放，同时结合智能用户端进行控制，在在调节绑带松紧度的同时，能够满足人体穿戴的舒适度； [0024] 3)护膝能够与上绑带和下绑带织合在一起，在用户摔到时，独特的月牙形截面的硅胶垫层能够对骨骼肌以及膝盖起到缓冲保护作用，而且对加热层也能起到一定的保护作用； [0026] 图1为本发明的一种用于骨骼肌损伤的防摔护具系统图； [0027] 图2为本发明松紧装置装配示意图； [0028] 图3为本发明的一种护膝局部剖面示意图； [0029] 图4为本发明上/下绑带与护膝之间的织物连接示意图； [0030] 图5为本发明的电控单元系统图； [0031] 图中，1‑上绑带；2‑护膝；3‑下绑带；4‑松紧装置；5‑传感单元；6‑固定件；7‑柔性部；8‑线路；9‑微控制器； [0032] 2‑1‑外层；2‑2‑硅胶垫层；2‑3‑加热层；2‑4‑内层；2‑5‑排汗孔； [0033] 4‑1‑筒体；4‑2‑窗口；4‑3‑轴承；4‑4‑卡合凸起；4‑5‑卡合凹槽；4‑6‑卷筒；4‑7‑步进电机；4‑8‑盖体。 具体实施方式[0034] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。 [0035] 请考察图1‑3，一种用于骨骼肌损伤的防摔护具，包括上绑带1、护膝2、下绑带3以及松紧装置4，其中，上绑带1、下绑带3均与护膝2连接，上绑带1和下绑带3均与松紧装置4、传感单元5连接，传感单元5用于检测上绑带1和下绑带3的贴敷压力，松紧装置4根据传感单元5检测的贴敷压力，控制上绑带1和/或下绑带3的松紧程度。 [0036] 上绑带1绑缚在上腿位置处，下绑带3绑缚在下腿位置处，护膝2绑缚在膝关节位置处。上绑带1和下绑带3外侧均通过固定件6连接松紧装置4，上绑带1和下绑带3内侧均设置传感单元5，传感单元5采用压力传感器或压电传感器，护膝2内设置微控制器9，微控制器9通过线路8与松紧装置4、传感单元5电连接。 [0037] 在现有技术中，也有专门用于老年人穿戴的防摔护具，不仅可以防摔，也具备加热/针灸按摩的中医理疗功能，但是对于织物/织品类的穿戴装置，由于用户膝盖上下两侧骨骼肌活动，很容易导致护具松弛滑落，进而导致上述中医理疗功能丧失。而本发明则不然，本发明通过上述松紧可调的防摔护具，在确保防摔等基本功能的前提下，通过传感单元检测的贴敷压力，控制上绑带和/或下绑带的松紧程度，进而防止防摔护具掉落，能够适用于用户的各类腿部姿态。 [0038] 护膝2在膝盖骨所对应的位置，由外到内依次设置外层2‑1、硅胶垫层2‑2、加热层2‑3、内层2‑4，其中，硅胶垫层2‑2、加热层2‑3在竖向平面内的投影为圆形或椭圆形，硅胶垫层2‑2截面呈中间厚两边薄的月牙形，内层2‑4采用涤纶、锦纶、棉等面料，外层2‑1采用涤纶、锦纶等透气性材料或皮革等不透气性材料，当采用不透气性材料时，需要在外层2‑1上设置排汗孔2‑5，能够使得汗液通过该排汗孔排出，当采用不透气性材料时无需设置排汗孔。 [0039] 所述加热层优选采用石墨烯，通过电控制加热石墨烯层，进而对老年人关节处进行加热。石墨烯的发热是通过碳原子与碳原子之间产生摩擦，从而产生热量，石墨烯这种发热方式会以远红外线的方式放出，是释放一种8‑15um的生命光线，这种光线与太阳光相同，与人体接触之后，能产生共振的原理，并且被人体吸收并转化，从而提高关节处钙的吸收量，降低老年人关节处钙含量的损失率。 [0040] 护膝2在腿弯所对应的位置，由外到内依次设置外层2‑1、内层2‑4，且腿弯位置处具有柔性部7，柔性部7是将外层2‑1与内层2‑4通过起绉工艺(又叫做褶裥工艺)织造获得。因此，柔性部7在腿打弯(老年人蹲姿或坐姿)时，柔性部7之间的褶皱能够叠压在一起，而当腿打直(老年人站姿或睡姿)时，柔性部7之间的褶皱能够在下肢的带动下伸展，同时，这种伸展不会拉扯到上绑带1货下绑带3。因此，无论是在用户腿打弯还是腿打直，护膝2都能够适应用户的姿态，且不会导致防摔护具相在下肢滑动。另一方面，外层2‑1与内层2‑4柔性较大，且通过束绳与两个不同材质的拉结线头活动连接(图4中所示，拉结线头一与拉结线头二均为材料的边缘结构，该结构端头形成环状(即环状端头)，拉结线头一与拉结线头二的环状端头相互交错，通过一根束绳贯穿其中将所有环状端头连接起来)；此外，在靠近松紧装置4位置处，上绑带1、下绑带3不与护膝2连接(即绑带/下绑带不与护膝之间的连接为局部连接)。因此，当上绑带1、下绑带3与护膝2相互连接时，上绑带/下绑带能够实现在松紧装置4中的收纳/释放，且使得上绑带1、下绑带3与护膝2作为一个织物整体，能够实现用户的一次性穿戴。 [0041] 松紧装置4至少包括筒体4‑1、轴承4‑3、卷筒4‑6、步进电机4‑7、盖体4‑8，其中，筒体4‑1两端设置盖体4‑8，盖体边缘具有卡合凸起4‑4，筒体4‑1边缘具有卡合凹槽4‑5，卡合凸起4‑4与卡合凹槽4‑5相适配，通过两者实现筒体与其两端盖体的连接；一端的盖体4‑8内连接步进电机4‑7，步进电机4‑7通过输出轴与卷筒4‑6的一端连接，卷筒4‑6与筒体4‑1同心设置，另一端的盖体4‑8内连接轴承4‑3，轴承4‑3与卷筒4‑6的另一端连接。 [0042] 卷筒4‑6外部通过固定件6与上绑带1或下绑带3连接，固定件6可采用粘结材料，卷筒4‑6的一侧开设窗口4‑2，上绑带1或下绑带3的自由端伸入窗口4‑2并缠绕在卷筒4‑6上。在此基础上，通过传感单元5反馈的压力大小，控制步进电机正转/反转，以实现上绑带/下绑带的收纳或释放，进而防止防摔护具从下肢上掉落。 [0043] 请考察图5，一种用于骨骼肌损伤的防摔护具电控单元，包括微控制器(MIC)，微控制器内具有微处理器、存储单元和供电电源，微处理器与存储单元之间能够实现双向信息交互，微控制器的输入端与传感单元一、传感单元二连接，输出端分别与第一步进电机、第二步进电机以及加热层电连接，其中，第一步进电机用于控制上绑带的松紧程度，第二步进电机用于控制下绑带的松紧程度，传感单元一用于检测上绑带与皮肤间的压力，传感单元二用于检测下绑带与皮肤间的压力，此外还可以设置温度传感单元，温度传感单元用于检测加热层的加热温度。 [0044] 客户端(如智能手机)与微控制器之间为无线连接，通过客户端设置预设参数，预设参数至少包括：加热功率、加热时间以及压力阈值。在此基础上，防摔护具将根据用户设定的预设参数自动控制加热(热灸)或松紧度。 [0045] 在上述内容的基础上，本发明又提出了一种用于骨骼肌损伤的防摔护具的松紧度调节方法，该控制方法具体为： [0046] 步骤S1：用户穿戴防摔护具，在客户端设置预设参数，所述预设参数至少包括：加热功率POset、加热时间Tset以及压力阈值[Pset1，Pset2]，系统上电运行； [0047] 步骤S2：当传感单元一或传感单元二检测到压力P [0048] 步骤S3：当传感单元一或传感单元二检测到压力P>Pset2时，微控制器控制第一步进电机或第二步进电机动作，通过松紧装置4释放上绑带1或下绑带3至预设长度，继续检测； [0049] 步骤S4：在步骤S2，或S3的基础上，当继续检测到压力阈值P在[Pset1，Pset2]范围内时，则控制第一步进电机或第二步进电机动作，当继续检测到P在[Pset1，Pset2]范围之外时，重复上述步骤S2或S3； [0050] 步骤S5：当传感单元一和传感单元二同时检测到压力P [0051] 步骤S6：当传感单元一和传感单元二同时检测到压力P>Pset2时，微控制器首先控制第二步进电机动作，通过松紧装置4释放下绑带3预设长度，在该动作完成的基础上，微控制器控制第二步进电机动作，通过松紧装置4释放上绑带1预设长度； [0052] 步骤S7：在加热层以加热功率POset加热过程中，当检测到加热时间T达到加热时间Tset时，停止加热。 [0053] 需要说明地是，在上述步骤S5、步骤S6中，当某一时刻需要两个步进电机动作时，若同时开启两个步进电机，势必会造成电控系统的输出功率瞬间上升，而由于电源电压较小可能会造成系统崩溃甚至无法正常运行，两个步进电机先后运行，能够缓解上述不利情况；且在上述步骤S5中，优先控制上绑带1进行收纳，能够在面对装置有滑落风险时，及时将防摔护具的上部位置固定，在上部位置固定时，即使下部有松动，也不会影响到护膝的位置。 [0054] 本领域技术人员应当理解，上述实施例仅对本方明最优的实现方法进行描述，并不仅限于上述技术方案，在不脱离上述发明基本构思的前提下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述技术特征与本发明中发明的具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案，本发明的保护范围由权利要求所涵盖的技术方案决定。 |
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