本發(fā)明涉及運動醫(yī)學，更具體的說是涉及一種肩背運動輔助設備、系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

1、目前，運動醫(yī)學作為一個跨學科的領域，它融合了醫(yī)學、生物力學、物理治療學、運動科學、營養(yǎng)學和心理學等多個學科的知識，全面關(guān)注運動和相關(guān)身體活動在促進健康和預防及治療疾病中的角色。通過運用這些跨學科的知識，運動醫(yī)學專注于利用運動作為一種輔助預防和輔助治療手段，研究如何通過適當?shù)捏w育訓練、預防措施和運動技巧來降低運動傷害的風險。

2、具體到教育體系中，從幼兒園到大學，對運動醫(yī)學知識的普及和應用都至關(guān)重要。這不僅能提高運動員和普通運動參與者的安全性和運動表現(xiàn)，還有助于促進整個社會的健康生活方式和提高長期健康水平。運動醫(yī)學的原則和實踐被用來設計定制化的運動計劃，特別是針對老年人群體，幫助他們維持和改善身體機能，這對于應對社會的老年化問題具有重要意義。

3、在臨床研究和流行病學調(diào)查方面，運動醫(yī)學揭示了不良的工作姿勢和重復性肩頸活動與多種肌肉骨骼疾病之間的顯著關(guān)聯(lián)。

4、由于肩關(guān)節(jié)具有人體中最大的活動范圍且穩(wěn)定性較差，它很容易受傷。為了確保運動者可以健康地從事這些活動，運動醫(yī)學領域的研究不僅包括輔助設備的設計與應用，也深入到肩關(guān)節(jié)的生物力學研究、肩部肌肉群的訓練方法、運動技巧的優(yōu)化以及運動后的恢復實踐。

5、但是，不同用戶的體型和肌肉結(jié)構(gòu)存在差別，用戶在肩背運動中存在姿勢不正確及訓練不到位的問題。

6、因此，如何提供一種專門針對肩背運動的輔助設備，能夠適應不同用戶的體型和肌肉結(jié)構(gòu)，滿足個體差異和特定需求，以便于為用戶在肩背運動中提供健康管理，是本領域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種肩背運動輔助設備、系統(tǒng)及控制方法以解決背景技術(shù)中提到的部分技術(shù)問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種肩背運動輔助設備，包括支撐主體、固定組件、轉(zhuǎn)動源、執(zhí)行組件、監(jiān)測組件和控制組件；

4、轉(zhuǎn)動源、監(jiān)測組件、控制組件和執(zhí)行組件均設于支撐主體上；

5、轉(zhuǎn)動源、監(jiān)測組件和固定組件均與控制組件連接，轉(zhuǎn)動源與執(zhí)行組件連接；

6、固定組件，用于將用戶身體的至少一個部位與支撐主體進行固定；

7、轉(zhuǎn)動源，用于為執(zhí)行組件提供動力；

8、執(zhí)行組件，用于引導用戶進行運動；

9、監(jiān)測組件，包括多個傳感器，分別設于轉(zhuǎn)動源、固定組件和執(zhí)行組件上，用于通過傳感器監(jiān)測轉(zhuǎn)動源、固定組件和執(zhí)行組件的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并傳輸至控制組件；

10、控制組件，用于根據(jù)用戶輸入命令和/或監(jiān)測組件發(fā)送的狀態(tài)數(shù)據(jù)，向轉(zhuǎn)動源和固定組件發(fā)送控制指令，以調(diào)整轉(zhuǎn)動源的動力輸出和固定組件的施加力。

11、優(yōu)選的，控制組件包括控制單元和輸入器；

12、控制單元存儲多個預設程序，用于供用戶選擇或調(diào)整運動參數(shù)，根據(jù)預設程序或用戶自主輸入數(shù)據(jù)并結(jié)合監(jiān)測組件發(fā)送的狀態(tài)數(shù)據(jù)，調(diào)整轉(zhuǎn)動源的運動，輔助用戶完成動作；

13、輸入器，用于用戶根據(jù)自身實際需求自主輸入運動參數(shù)或通過控制單元存儲的預設程序進行選擇或調(diào)整運動參數(shù)。

14、優(yōu)選的，轉(zhuǎn)動源包括電機和減速機，電機分別與執(zhí)行組件和減速機連接；

15、監(jiān)測組件包括磁編碼器，用于檢測電機的轉(zhuǎn)速和位置并發(fā)送至控制組件；

16、電機和減速機根據(jù)控制組件發(fā)送的控制指令調(diào)整電機的運行速度和輸出扭矩以驅(qū)動執(zhí)行組件動作。

17、優(yōu)選的，執(zhí)行組件包括運動組件，運動組件包括運動關(guān)節(jié)、滑軌和連桿機構(gòu)；

18、運動關(guān)節(jié)通過軸承或轉(zhuǎn)軸與支撐主體連接，運動關(guān)節(jié)用于在特定軸線上旋轉(zhuǎn)和/或滑動；

19、滑軌固定在支撐主體上，運動關(guān)節(jié)與滑軌連接，滑軌用于使運動關(guān)節(jié)沿著特定路徑移動；

20、連桿機構(gòu)的各個部件之間通過鉸鏈和/或轉(zhuǎn)軸連接，使得各個部件之間進行相對運動；

21、運動關(guān)節(jié)通過連桿機構(gòu)與滑軌連接，滑軌通過連桿機構(gòu)與支撐主體連接；

22、運動關(guān)節(jié)在電機的驅(qū)動下進行旋轉(zhuǎn)或滑動，通過連桿機構(gòu)轉(zhuǎn)化為復雜的運動模式，連桿機構(gòu)沿著支撐主體上的滑軌移動，引導用戶進行運動。

23、優(yōu)選的，執(zhí)行組件還包括剎車組件，監(jiān)測組件包括傾角傳感器；

24、剎車組件通過用戶手動操作觸發(fā)進行剎車輪固定；

25、和/或，

26、監(jiān)測組件通過傾角傳感器檢測支撐主體的傾斜角度并傳輸至控制組件，傾斜角度超出預設的安全閾值時，控制組件發(fā)送觸發(fā)信號激活剎車組件進行自動剎車。

27、優(yōu)選的，監(jiān)測組件還包括但不限于溫度傳感器、速度傳感器、距離傳感器、光學傳感器、生物阻抗傳感器、肌電圖傳感器、肩部記錄器和力傳感器。

28、優(yōu)選的，力傳感器包括但不限于重力傳感器、動態(tài)應力傳感器和壓力傳感器；

29、重力傳感器安裝在設備的底部，用于測量設備所受的重力、設備在運動過程中的動態(tài)變化及用戶的體重；

30、動態(tài)應力傳感器安裝在固定組件接觸點、肩背輔助設備的背靠點及活動關(guān)節(jié)處，用來測量設備施加給用戶的力或用戶施加在設備上的力；

31、壓力傳感器用于測量足底與平面接觸時的壓力分布。

32、優(yōu)選的，一種肩背運動輔助設備，還包括加熱組件，分布于與用戶身體接觸處的支撐主體上，用于通過加熱元件為用戶與支撐主體接觸部位加熱。

33、一種肩背運動輔助系統(tǒng)，包括所述的一種肩背運動輔助設備，處理分析單元和存儲單元；

34、處理分析單元，用于獲取肩背運動輔助設備的監(jiān)測組件的數(shù)據(jù)，并根據(jù)預設的算法進行分析處理，并將分析處理完的數(shù)據(jù)反饋至控制組件，控制組件根據(jù)分析處理完的數(shù)據(jù)生成控制指令；

35、存儲單元，用于儲存系統(tǒng)固件、原始數(shù)據(jù)、臨時數(shù)據(jù)、分析結(jié)果、用戶設置中的至少一種，以便用戶快速訪問。

36、一種肩背運動輔助設備的控制方法，基于所述的一種肩背運動輔助設備，包括：

37、用戶輸入運動參數(shù)或選擇運動模式，并啟動肩背運動輔助設備；

38、接收用戶的輸入指令，并將輸入指令轉(zhuǎn)換成控制指令，以控制引導用戶執(zhí)行動作；

39、實時檢測獲取肩背運動輔助設備的運動狀態(tài)或用戶運動狀態(tài)的數(shù)據(jù)；

40、根據(jù)實時檢測的運動狀態(tài)數(shù)據(jù)生成優(yōu)化的控制指令以調(diào)整設備的運行參數(shù)，輔助調(diào)整用戶的動作。

41、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開提供了一種肩背運動輔助設備、系統(tǒng)及控制方法，按照人體工程學原理進行設計，通過結(jié)合先進的傳感技術(shù)和智能控制技術(shù)，能夠適應不同用戶的體型和肌肉結(jié)構(gòu)，具備多種調(diào)節(jié)機制輔助用戶進行運動，以滿足個體差異和特定需求，并通過數(shù)據(jù)分析為用戶提供健康管理，實現(xiàn)了設備性能的顯著提升和用戶使用體驗的優(yōu)化，解決肩背運動中用戶姿勢不正確及訓練不到位的問題，以便于通過運動醫(yī)學改善用戶的身體機能；

42、具體的：首先，本發(fā)明通過采用先進的傳感器和控制單元，能夠?qū)崟r接收并處理設備的運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了設備運行參數(shù)的精確調(diào)整，以優(yōu)化用戶的使用體驗；其次，通過引入手動和自動雙重剎車機制，既保障了用戶的直接控制權(quán)，又實現(xiàn)了設備的安全智能化，能夠在設備出現(xiàn)異常運動或不穩(wěn)定狀態(tài)時迅速響應，保障用戶的安全；最后，監(jiān)測組件能夠?qū)崟r監(jiān)測設備的傾斜角度并與控制組件聯(lián)動，實現(xiàn)了設備狀態(tài)的精確控制和實時調(diào)整，進一步提升了設備的運行精度和安全性。

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