一種脊柱調理機器人的制作方法

【技術領域】

本發明屬于康復醫療護理機器人領域，尤其涉及一種脊柱調理機器人。

背景技術：

脊柱是人體承重的支柱，是軀干的中軸，運動的樞紐，是保護中樞神經、脊髓和神經根的重要結構。脊柱又是人體中出現退變較早、變化較大的組織結構，由于年齡的增加，纖維開始變性，彈力下降，椎間盤組織退變，脊柱高度下降，出現脊柱的失穩；在長期參與脊柱運動和負重過程中，將產生累積性勞損，加上外傷、姿勢不當等誘因，導致發生脊柱疾病。

由于頸腰椎段的活動度較大，故頸椎病和腰椎病的發病率最高。目前雖然對脊柱疾病的治療方法雖多，但療效不同，許多學者主張非手術療法，其中包括制動、牽引、按摩、物理療法等有一定療效；對于胸椎間盤突出、中央型腰椎間盤突出、腰椎管狹窄癥的患者的治療效果不太明顯。目前治療脊柱類疾病的治療設備以手動或微機控制的牽引治療機為主，存在設備簡單、功能單一、精確度較差的情況。。

技術實現要素：

為了解決現有技術中的上述問題，本發明針對脊柱損傷患者，結合機器人學、人體運動學、人體工程學等理論進行設計，提出一種脊柱調理機器人。

本發明采用的技術方案具體如下：

一種脊柱調理機器人，包括靠背、左側擋板、右側擋板、底座、腿部及腳部擋板、扶手、氣囊；其中

所述靠背、底座、腿部和腳部擋板共同構成一個整體的調理床，所述調理床可圍繞水平軸線旋轉至一定角度；所述調理床中設置了多個振動裝置和加熱裝置；

所述機器人具有多個氣囊，分別內置于所述靠背、底座、腿部及腳部擋板中，通過氣囊的充氣和放氣產生推動、滾動和擠壓效果；

所述扶手上設置了脊柱調理機器人的控制器和指紋識別裝置，所述控制器可控制調理床的轉動，以及控制所述氣囊、振動裝置和加熱裝置以實現多種調理功能；所述指紋識別裝置可識別用戶指紋，作為用戶的標識；

所述控制器可由用戶操作，用于設置一個調理方案，還可通過機器人中內置的網絡模塊連接遠程服務器，從服務器下載調理方案。

進一步地，還包括注冊模塊，所述注冊模塊由所述控制器執行，提供以下注冊步驟：

1.1)通過所述指紋識別裝置錄入用戶的指紋；

1.2)獲取用戶輸入的出生年月和身高；

1.3)從體重測量裝置獲取用戶的體重；所述體重測量裝置設置在機器人的底部支架上，可測量機器人上的用戶的體重，如果注冊時體重測量裝置未能獲取用戶的體重，則控制器發出提示信息，提示用戶需要先坐上機器人再進行注冊；

1.4)將上述步驟獲取的指紋、出生年月、身高、體重作為用戶的注冊信息發送到服務器，由服務器存儲該注冊信息；

1.5)請求用戶設置其調理方案，將當前時間作為調理方案設定時間，與調理方案一起發送到服務器，服務器將該調理方案作為用戶的默認調理方案，與調理方案設定時間、用戶的注冊信息一起對應存儲。

進一步地，還包括個性模塊，所述個性模塊由所述控制器執行，提供以下個性化服務步驟：

2.1)基于用戶輸入的指紋，向服務器查詢用戶的注冊信息、默認調理方案和調理方案設定時間，如果未能查詢到這些信息，則要求用戶先進行注冊，否則繼續后續步驟；

2.2)根據用戶的出生年月和該調理方案設定時間t，判斷在該時間t的時候，用戶是否大于24歲，如果不大于，則請求用戶輸入其當前身高；

2.3)如果用戶輸入了其當前身高，判斷當前身高和注冊信息中的身高的差是否大于第一閾值，如果是，則轉到步驟2.8，否則繼續后續步驟；

2.4)從體重測量裝置獲取用戶的當前體重，如果體重測量裝置未能獲取用戶的當前體重，則控制器發出提示信息，提示用戶需要先坐上機器人；

2.5)判斷用戶的當前體重和注冊信息中的體重的差是否大于第二閾值，如果是，則轉到步驟2.8，否則繼續后續步驟；

2.6)判斷當前時間和所述調理方案設定時間t的差是否大于第三閾值，如果是，則轉到步驟2.8，否則繼續后續步驟；

2.7)所述控制器向用戶發出請求，請求執行從服務器查詢獲得的默認調理方案，如果用戶輸入同意執行，則執行所述默認調理方案，個性化服務結束；如果用戶不同意，則轉到步驟2.8；

2.8)要求用戶重新設置其新調理方案，并將用戶的當前身高、當前體重、新調理方案、當前時間上傳到服務器，服務器使用當前身高和當前體重更新用戶注冊信息中的身高、體重，將所述新調理方案作為用戶的默認調理方案存儲，將所述當前時間作為調理方案設定時間存儲；

2.9)所述控制器執行所述新調理方案。

進一步地，所述調理功能包括高頻振動功能、自垂牽引功能、脊柱s型搖擺及糾錯調理功能、頸腰部輔熱理療功能、頸部、腰部滾動式擠壓功能、大小腿擠壓功能，以及肩部按摩、座椅部位按摩、腳部按摩及腳底加熱。

進一步地，用戶設置調理方案包括：由醫生或用戶現場制定調理方案，或者從服務器下載調理方案。

進一步地，所述服務器事先存儲了多種優選的調理方案及其適用條件。

進一步地，所述第一閾值為5厘米。

進一步地，所述第二閾值為10kg。

進一步地，所述第三閾值為五年。

進一步地，該機器人設定為只針對一定年齡以上的用戶執行調理功能。

本方法的有益效果為：實現頸腰椎牽引、高頻振動、輔熱理療、頸部以及大腿小腿的擠壓；對脊柱疾病患者可進行有效的康復治療，極大地縮短了康復時間，同時可以根據用戶自身的個體情況，為用戶提供個性化服務。

【附圖說明】

此處所說明的附圖是用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，但并不構成對本發明的不當限定，在附圖中：

圖1是本發明脊柱調理機器人的總體結構示意圖。

圖2是本發明脊柱調理機器人調理時的結構示意圖。

【具體實施方式】

下面將結合附圖以及具體實施例來詳細說明本發明，其中的示意性實施例以及說明僅用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。

參見附圖1，其示出了本發明脊柱調理機器人的總體結構示意圖，該機器人包括靠背、左側擋板、右側擋板、底座、腿部及腳部擋板、扶手、氣囊(圖中未示出)，其中靠背、底座、腿部和腳部擋板共同構成一個整體的調理床。附圖1中的脊柱調理機器人是以座椅的形式示出的，但該脊柱調理機器人在需要使用調理功能時，可使所述調理床圍繞水平軸線旋轉至一定角度，如附圖2所示。此時實際上用戶以屈腿的姿勢躺下，以準備進行調理。調理床的旋轉角度可根據需要設定，例如，可以旋轉以使靠背達到水平狀態，這時用戶背部處于平躺狀態，也可以使靠背與水平面具有一個小的角度，這樣用戶是略微傾斜的斜靠在靠背上。

所述機器人具有多個氣囊，分別內置于所述靠背、底座、腿部及腳部擋板中，通過氣囊的充氣和放氣，可以對用戶的頸部、腰部、背部、腿部產生推動、滾動和擠壓等效果。

所述調理床中還設置了多個振動裝置和加熱裝置，可以提供相應的振動功能和加熱功能。

基于上述氣囊、振動裝置和加熱裝置，所述機器人具備了多種調理功能，包括高頻振動功能、自垂牽引功能、脊柱s型搖擺及糾錯調理功能、頸腰部輔熱理療功能、頸部、腰部滾動式擠壓功能、大小腿擠壓功能，以及肩部按摩、座椅部位按摩、腳部按摩及腳底加熱等其他輔助功能。

在所述扶手上設置了脊柱調理機器人的控制器，所述控制器用于控制該機器人，包括控制調理床的旋轉，以及控制機器人完成上述各項調理功能。用戶可以操作扶手上的該控制器，通過該控制器控制該機器人。

用戶可以操作該控制器，用以制定一個調理方案，所述調理方案是機器人一項或多項調理功能的組合。例如，醫生可以根據用戶的具體病情，指定幾個調理功能組合成一個調理方案，并且可以設置各個調理功能的調理參數，例如高頻振動功能的頻率、氣囊擠壓的力度、加熱的溫度等等。因此，一個調理方案實際上至少包括了一項或多項調理功能、各個調理功能的執行順序、每個調理功能的參數。

除了由醫生或用戶現場制定調理方案外，所述控制器還可通過機器人中內置的網絡模塊連接遠程服務器，從服務器下載調理方案。所述服務器中事先存儲了多種優選的調理方案以及各調理方案的適用條件，用戶可以根據自身的具體情況，下載合適的調理方案并使用。所述適用條件可以包括用戶的身高、體重、年齡等條件。

為了方便各個用戶重復使用其適用的調理方案，本發明還具有各個用戶的個性化設置。這些個性化設置主要通過控制器執行的計算機程序來實現的，所述計算機程序包括注冊模塊和個性模塊。

所述注冊模塊由所述控制器執行，提供用戶注冊功能，具體注冊步驟如下：

1.1)通過在扶手上設置的指紋識別裝置錄入用戶的指紋，該指紋就作為該用戶的標識，以備后續使用。

所述指紋識別裝置設置在機器人的扶手上，用戶在需要注冊時，首先坐上機器人，將手指放置在所述指紋識別裝置上，從而輸入自己的指紋。

1.2)獲取用戶輸入的出生年月和身高。

所述控制器具有輸入裝置，用戶可通過該輸入裝置輸入自己的出生年月和身高。

1.3)從體重測量裝置獲取用戶的體重。

所述體重測量裝置設置在機器人的底部支架上，可以用來測量機器人上的用戶的體重。如果注冊時體重測量裝置未能獲取用戶的體重，則控制器發出提示信息，提示用戶需要先坐上機器人再進行注冊。

1.4)將上述步驟獲取的指紋、出生年月、身高、體重作為用戶的注冊信息發送到服務器，由服務器存儲該注冊信息。

1.5)請求用戶設置其調理方案，將當前時間作為調理方案設定時間，與調理方案一起發送到服務器，服務器將該調理方案作為用戶的默認調理方案，與調理方案設定時間、用戶的注冊信息一起對應存儲。

用戶設置調理方案的具體方法可以如前所述，即可以由醫生或用戶現場制定調理方案，或者從服務器下載事先設置的優選調理方案。

通過上述五個步驟，注冊模塊完成了用戶信息的初始化，將所述用戶信息都存儲到服務器中，以備后續的個性化服務使用。

在用戶注冊以后，控制器就可以通過執行個性模塊為用戶提供個性化服務。具體步驟如下：

2.1)基于用戶輸入的指紋，向服務器查詢用戶的注冊信息、默認調理方案和調理方案設定時間，如果未能查詢到這些信息，則要求用戶先進行注冊，否則繼續后續步驟。

2.2)根據用戶的出生年月和該調理方案設定時間t，判斷在該時間t的時候，用戶是否大于24歲，如果不大于，則請求用戶輸入其當前身高。

根據通常的人體發育情況，一般人在24歲后身高就不再增長，因此將24歲作為一個分界點，以判斷是否請求用戶輸入身高。當然，用戶也可以自行主動輸入其身高。

2.3)如果用戶輸入了其當前身高，判斷當前身高和注冊信息中的身高的差是否大于第一閾值，如果是，則轉到步驟2.8，否則繼續后續步驟。

所述第一閾值可以根據需求事先設定，優選的，第一閾值為5厘米。

2.4)從體重測量裝置獲取用戶的當前體重，如果體重測量裝置未能獲取用戶的當前體重，則控制器發出提示信息，提示用戶需要先坐上機器人。

2.5)判斷用戶的當前體重和注冊信息中的體重的差是否大于第二閾值，如果是，則轉到步驟2.8，否則繼續后續步驟。

所述第一閾值可以根據需求事先設定，優選的，第二閾值為10kg。

2.6)判斷當前時間和所述調理方案設定時間t的差是否大于第三閾值，如果是，則轉到步驟2.8，否則繼續后續步驟。

所述第三閾值可以根據需求事先設定，優選的，第三閾值為五年。

2.7)控制器向用戶發出請求，請求執行從服務器查詢獲得的默認調理方案，如果用戶輸入同意執行，則執行所述默認調理方案，個性化服務結束；如果用戶不同意，則轉到步驟2.8。

步驟2.7意味著，在用戶的身高、體重和年齡都沒有發生大的變化時，可以繼續執行原有的調理方案。

2.8)要求用戶重新設定其新調理方案，并將用戶的當前身高、當前體重、新調理方案、當前時間上傳到服務器，服務器使用當前身高和當前體重更新用戶注冊信息中的身高、體重，將所述新調理方案作為用戶的默認調理方案存儲，將所述當前時間作為調理方案設定時間存儲。

步驟2.8意味著，如果用戶的身高、體重或者年齡其中之一發生了較大的變化，則原有的調理方案就不再適合，這時應當要求用戶重新設定其調理方案。

2.9)控制器執行新調理方案。

通過上述個性模塊，在一般情況下，用戶只需要坐上機器人，輸入指紋，就可以執行原來設定的默認調理方案，如果用戶的個體情況與設置所述默認調理方案時的情況出現了較大變化，就會主動請求用戶更新其調理方案。整個過程都是自動執行，操作簡單，為不同用戶提供了方便的個性化服務。

進一步地，考慮到安全性，本發明的脊柱調理機器人可以設定為只針對一定年齡以上的用戶執行調理，例如，可以設定只對12歲以上的用戶執行調理方案。這樣可以避免對過于幼小的用戶造成可能的損傷。

以上所述僅是本發明的較佳實施方式，故凡依本發明專利申請范圍所述的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發明專利申請范圍內。