[发明专利]具有多种运动和反馈模式的运动训练脚踏车

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有多种功能电刺激运动模式、表面肌电信号和力反馈功能，可以在室内室外进行运动训练的多功能脚踏车，属于保健和康复医学工程领域。

背景技术

近年来车祸、脑卒中等意外事故和疾病导致的运动功能障碍后遗症患者日益增多，对这类患者目前还没有有效的药物或手术治疗方法，只有通过运动训练得到部分或者完全康复。传统的方法是治疗师利用手法进行治疗，最近很多医院都引进德国RECK公司生产的MOTOmed运动器械，对瘫痪、痉挛、帕金森氏综合症和肌肉无力等患者进行被动(完全依靠电机)、助力(电机+人力)和主动(关闭电机电源，完全依靠人力)康复训练，获得了很好的治疗效果。

但MOTOmed运动器械存在价格昂贵的缺点，而且没有功能电刺激运动重建模块和表面肌电信号监视反馈模块，能够实现的功能较少。而利用功能电刺激使截瘫患者腿部功能能够进行主动锻炼，可以避免患者肌肉萎缩导致腿部功能退化。监测主要肌群皮表的肌电信号有以下作用：a)让使用者实时看到自己肌肉的发力情况，提供视觉反馈信息，增强使用者进行运动训练的兴趣和信心；b)当肌电信号低于或者高于某个值，让电机或者功能电刺激器工作，由肌电信号自动控制主动、被动、助力和功能电刺激模式之间切换，提高康复效果；c)提供安装保护，当肌电信号显示肌肉已经达到疲劳时，控制电机或者刺激器停止工作，以免给使用者造成伤害；d)通过肌电信号的变化，了解运动训练过程中，主要肌群的参与程度，为疾病诊断和制定康复训练策略提供依据。此外，MOTOmed运动器械只能在室内固定地点使用，不能在室内室外移动，如果能够在室内室外移动，更能增强使用者乐趣和成就感，提高训练的主动性和效果。

发明内容

本发明现有运动康复器械存在的功能单一、只能在室内固定地点活动的问题，提供一种具有多种运动和反馈模式的运动训练脚踏车。本发明由以下单元组成：

脚踏车1，根据控制模块2的控制信号为使用者提供电机5驱动脚蹬链轮转动并同时带动脚踏车1运动、电机5驱动脚蹬链轮转动但不带动脚踏车1运动、电机5不驱动脚蹬链轮转动但带动脚踏车1运动和电机5停机仅靠脚蹬链轮驱动脚踏车1运动的四种运转方式；

控制模块2，根据肌电信号模块4的反馈信号调整脚踏车1的运转方式，并根据脚踏车1的运转方式发送控制信号给功能电刺激模块3；

功能电刺激模块3，根据控制模块2的控制信号生成刺激模式，并对使用者的腿部肌肉进行电刺激；

肌电信号模块4，采集脚踏车1的使用者肌群皮表的肌电信号，并对该肌电信号进行分析，并将肌肉疲劳度反馈给控制模块2。

有益效果：本发明对现有的运动康复器械进行改造使之能够在室内室外的环境中使用，增强了使用者对运动训练的兴趣和信心；本发明还增加了功能电刺激功能模块和肌电信号功能模块，能够适用于多种身体状况的使用者，并且可以让使用者了解自己的身体状况；另外本发明在现有脚踏车的基础上进行改进，增加了多种功能的同时制造成本较现有的运动康复器械也有很大程度的降低，尽管本发明是针对运动功能障碍后遗症患者进行康复训练为背景提出的，但并不局限于运动功能障碍后遗症患者，同样也适于健康人进行运动训练和娱乐。

附图说明

图1是本发明的电路结构示意图；图2是本发明的整体结构示意图；图3是减速器空档状态的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：参见图1和图2，本实施方式由以下单元组成：

脚踏车1，根据控制模块2的控制信号为使用者提供电机5驱动脚蹬链轮转动并同时带动脚踏车1运动、电机5驱动脚蹬链轮转动但不带动脚踏车1运动、电机5不驱动脚蹬链轮转动但带动脚踏车1运动和电机5停机仅靠脚蹬链轮驱动脚踏车1运动的四种运转方式；

控制模块2，根据肌电信号模块4的反馈信号调整脚踏车1的运转方式，并根据脚踏车1的运转方式发送控制信号给功能电刺激模块3；

功能电刺激模块3，根据控制模块2的控制信号生成刺激模式，并对使用者的腿部肌肉进行电刺激；

肌电信号模块4，采集脚踏车1的使用者肌群皮表的肌电信号，并对该肌电信号进行分析，并将肌肉疲劳度反馈给控制模块2。