基于重力、压力、温度综合调节的体能恢复设备与控制方法与流程

1.本发明涉及自动化控制领域，具体的是一种基于重力、压力、温度综合调节的体能恢复设备与控制方法。


背景技术：

2.运动员在剧烈运动后，肌肉组织会产生大量的代谢物，如果不能及时的将代谢物排出，会导致代谢物堆积，引起肌肉弹性下降，肌肉僵硬紧张，也会引起局部营养供应不足，受损的肌丝纤维无法得到及时的修复，会影响运动能力的恢复和运动水平的提高。目前已经有研究证实，增加肌肉的血液循环和淋巴回流，可以加快肌肉代谢废物的排除，也可以使血液中的养份得以到达需要修补的组织，减少肌肉僵硬、降低肌肉拉伤的风险，加快体能恢复与再生的作用，也有利于运动能力的超量恢复。
3.臀部肌群和腿部肌群作为人体较大的肌肉群，大部分运动项目都需要臀部肌群和腿部肌群做功才得以完成，只要肌肉做功就会产生代谢物堆积。运动后，进行压腿，倒立等动作，提升下肢的高度，在重力的作用下，可以加速下肢的血液回流至躯干；运动后给下肢施加一定的正压力或者降低下肢的肢体温度，使下肢肌肉和血管收缩，也可以加速下肢的血液和淋巴回流至躯干。反之，若降低下肢的高度、给下肢施加一定的负压力，或者提高下肢的肢体温度，则可以使下肢肌肉和血管舒张，加速躯干的血液流至下肢。重复上述的过程不仅可以加快臀部和下肢的肌肉血液循环，也可以加快淋巴循环；既可以加快肌肉代谢废物的排除，又能保证肌肉的养分供给，进而促进体能的恢复，提升训练效果。目前，国内外没有一款能同时进行下肢和臀部温度、高度、外部压力综合调节的肌肉放松与体能恢复设备。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供了一种基于重力、压力、温度综合调节的体能恢复设备与控制方法。利用自动化的设备使运动员能够可以加快臀部和下肢的肌肉血液循环和淋巴循环，可以加快体内代谢废物的排除，进而促进体能的恢复，提升训练效果。
5.本发明公开了：一种基于重力、压力、温度综合调节的体能恢复设备，包含旋转系统、气压系统、水压系统、支撑床板；旋转系统设置有旋转主轴、旋转步进电机、齿轮组；气压系统设置有空气压缩机、气舱外壳、气舱门；水压系统设置有储水箱、水泵、弹性水袋；支撑床板设置在旋转主轴的上方，支撑床板与旋转主轴固定连接；气舱外壳设置在支撑床板的上方；弹性水袋设置在气舱外壳的内部。
6.优选的，气压系统包含空气压缩机、气舱外壳、气舱门、分支气管、管道气孔、主气管、气压计；气舱外壳为内部中空的壳体结构；气舱外壳与气舱门可以组成一个封闭的气舱；空气压缩机与主气管一端连接，分支气管与主气管的另一端连接，分支气管设置在气舱外壳的内部，分支气管设置有多个管道气孔，管道气孔可以将分支气管内的气体释放在气舱内部；气压计设置在分支气管的末端，气压计可以测量气舱内部的气压；优选的，水压系统包含储水箱、水泵、弹性水袋、冷水管道、热水管道；储水箱包含
热储水箱、冷储水箱；水泵包含热水泵、冷水泵；热储水箱、热水泵、热水管道、弹性水袋依次顺序连接；冷储水箱、冷水泵、冷水管道、弹性水袋依次顺序连接。
7.优选的，旋转系统包含旋转主轴、支撑侧板、底座、旋转步进电机、齿轮组；底座水平设置；支撑侧板有两个，分别竖直固定在底座的两侧；旋转步进电机和齿轮组固定设置在支撑侧板内侧或外侧；旋转步进电机输出轴与齿轮组的输入端啮合；齿轮组输出端与旋转主轴的齿轮啮合；旋转主轴两端通过轴承连接设置在两个支撑侧板上部；支撑侧板外侧设置有多个脚踏。
8.优选的，支撑床板的上方设置有移动床板和气舱外壳；支撑床板和移动床板之间设置有滑动凹槽，移动床板可以沿着滑动凹槽与支撑床板相对滑动。
9.优选的，支撑床板上方设置有控制系统；控制系统包含显示屏、万向旋钮、水平支杆、竖直支杆；竖直支杆底端固定设置在支撑床板的侧面，竖直支杆顶端与水平支杆前端通过铰连接结构连接，水平支杆可以绕竖直支杆在水平面转动，水平支杆末端设置万向旋钮，万向旋钮与显示屏连接，显示屏内部设置有程序处理器模块和无线网络连接模块。
10.优选的，支撑床板的上方设置有腰部安全带和安全带的插口；移动床板上方设置有胸部安全带和安全带的插口；移动床板上方固定设置有头枕和肩枕，肩枕内部有金属板，金属板与支撑床板固定连接；支撑床板和移动床板之间设置有减速电机，减速电机固定设置在移动床板下方，滑动凹槽内部设置有齿条。
11.优选的，弹性水袋设置有脚部空腔；分支气管设置有两根，弹性水袋分为上下两层，弹性水袋上下两层之间存在间隙；两根分支气管设置在气舱外壳内部，两根分支气管设置在弹性水袋上下两层间隙位置；热储水箱和冷储水箱内部分别设置有水温计；弹性水袋内部设置有水压计；热储水箱内部设置有电加热器；冷储水箱侧面设置有制冷器。
12.优选的，气舱门包含挡板与弹性气囊；挡板为近似圆环的形状，挡板中部镂空，挡板外沿固定于气舱外壳内壁，挡板设置为双层；弹性气囊设置在双层挡板之间的间隙内，弹性气囊为圆环形状的结构，弹性气囊与空气压缩机通过气体管道连接，弹性气囊充气后，弹性气囊内圈向中间聚拢；气体管道设置有多个气压调节阀门。
13.一种基于重力、压力、温度综合调节的体能恢复设备的控制方法，包含以下步骤：s1，运动员在使用前需要脱掉上衣或者穿着紧身衣，躺在支撑床板上方，运动员的臀部和下肢放入气舱外壳内部，运动员的脚放置在脚部空腔位置，双脚并拢，脚尖向上；运动员的头部、背部躺在移动床板上方，调节移动床板与支撑床板相对位置，使运动员的腰部处在气舱门位置；s2，打开控制系统，通过控制系统的显示屏选择功能模式和循环时间；选择功能模式包含旋转系统开启、气压系统开启、水压系统开启的任意一种或任意组合的；s3，控制系统将控制信号分别传输至旋转系统、气压系统和水压系统；s4，气压系统开启，空气压缩机开始工作，弹性气囊内部充气后内圈向中间聚拢，弹性气囊内圈严密贴合运动员的腰部；气舱外壳和气舱门组成一个密闭的气舱；空气压缩机提供正压，气舱内部的气压大于外界气压，空气压缩机提供负压，气舱内部的气压小于外界气压；气压计测量气舱内部的气压，通过电信号反馈给控制系统；水压系统开启，热储水箱内部的电加热器开始工作，冷储水箱侧面设置的制冷器开始工作，水温计测试热储水箱和冷储水箱的温度达到阈值后；热水泵先进行工作，将热储水箱的水通过热水管道注入弹
性水袋内部，弹性水袋开始膨胀，弹性水袋贴紧运动员的臀部和下肢，将运动员的臀部和下肢提升温度，等待一段时间，热水泵停止工作，热水回流至热储水箱；冷水泵再进行工作，将冷水注入弹性水袋内部，并等待一段时间；反复进行上述过程，冷热水依次交替注入弹性水袋内部；运动员佩带胸部安全带和腰部安全带，旋转系统开启，旋转步进电机开始工作，运动员与支撑床板和气舱外壳组成一个整体，绕旋转主轴在正垂面往复转动；s5，设备运行达到设定的工作时间，各部分系统停止运行，支撑床板返回至水平位置。
14.进一步地，在s1中选择功能模式还包含高级设置模式，高级设置模式可以选择旋转系统的旋转角度范围、旋转系统的运动角速度、旋转系统的间隔时间；高级设置模式还可以选择气压系统的正压和负压的压强大小、气压系统的正压和负压的运行间隔时间；高级设置模式还可以选择水压系统的冷水水温、水压系统的热水水温、水压系统的冷热水间隔时间；高级设置模式如果不进行设置，则会保持系统的默认值；在s4中水压系统开启，可以向热储水箱内部注入热水，向冷储水箱内部注入冰水；在s2中，打开控制系统后，显示屏内显示收款二维码，控制系统收到付款成功的指令后继续进行流程。
15.与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：本发明支撑侧板外侧设置有多个脚踏，可以方便运动员使用；胸部安全带和腰部安全带可以保证在支撑床板旋转过程中，保持身体的平稳；移动床板上方固定设置有肩枕，肩枕内部有金属板，金属板与支撑床板固定连接，在运动员头部低于腿部时，可以保证运动员不会相对滑动；移动床板可以前后移动，可以在一定范围内适应不同人群的身高；弹性水袋设置有脚部空腔，可以防止弹性水袋内部注水时对脚掌产生较大的局部压力；显示屏可以在空间内多自由度移动，并可以旋转屏幕的方向，方便使用；显示屏内部设置有程序处理器模块和无线网络连接模块，可以公共场所进行共享使用。
16.本发明设置有旋转系统，旋转系统的旋转角度范围、旋转角速度、工作间隔时间都可以调节，通过反复改变人体下肢、臀部和心脏的相对高度，促进血液循环和淋巴循环。本发明设置有气压系统，气压系统的气舱外壳与气舱门可以组成一个封闭的气舱，空气压缩机可以为气压舱内提供正气压和负气压，正压和负压的压强大小、以及正压和负压的运行间隔时间都可以进行调节，通过反复改变人体下肢和臀部的肢体表面压强，既可以对下肢和臀部进行按摩放松，又能促进局部血液循环和淋巴循环。本发明设置有水压系统，水压系统的冷水水温、热水水温、冷热水工作间隔时间都可以调节，通过反复改变人体下肢和臀部的肢体表面温度可以使人体局部的皮肤、肌肉和血管反复收缩和舒张，促进表层与深层次组织的血液循环和淋巴循环。本发明既可以加快肌肉代谢废物的排除，又能保证肌肉的养分供给，进而促进体能的恢复，提升训练效果。本发明在使用时，旋转系统、气压系统、水压系统每个系统都可以单独开启，或者开启任意组合，或者全部开启。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，并不构成对本发明的限制，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明的整体结构示意图；图2是本发明的旋转系统结构示意图；图3是本发明的支撑床板结构示意图；图4是本发明的气压系统结构示意图；图5是本发明的水压系统结构示意图；图6是本发明的控制系统结构示意图；图7是本发明的气舱门结构示意图；图8是本发明的整体结构旋转方式示意图；图9是本发明的控制方式结构示意图。
19.图中：1-旋转系统；11-脚踏；12-旋转主轴；13-支撑侧板；14-底座；15-旋转步进电机；16-齿轮组；2-气压系统；21-空气压缩机；22-气舱外壳；23-气舱门；24-分支气管；241-气压计；25-主气管；231-挡板；232-弹性气囊；3-水压系统；31-热储水箱；32-冷储水箱；33-热水泵；34-冷水泵；35-冷水管道；36-热水管道；37-弹性水袋；371-脚部空腔；4-控制系统；41-显示屏；42-万向旋钮；43-水平支杆；44-竖直支杆；5-支撑床板；51-移动床板；52-滑动凹槽（加电机结构）；53-胸部安全带；54腰部安全带；511-头枕；512肩枕。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的优选实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。
21.如图1至图6所示，一种基于重力、压力、温度综合调节的体能恢复设备，其特征在于，包含旋转系统1、气压系统2、水压系统3、控制系统4、支撑床板5等几大部分；旋转系统1设置有旋转主轴12、旋转步进电机15、齿轮组16；气压系统2设置有空气压缩机21、气舱外壳22、气舱门23；水压系统3设置有储水箱、水泵、弹性水袋37；支撑床板5设置在旋转主轴12的上方，支撑床板5与旋转主轴12固定连接，支撑床板5可以随旋转主轴进行旋转；气舱外壳22设置在支撑床板5的上方，气舱外壳22与支撑床板5固定连接；弹性水袋37设置在气舱外壳22的内部。
22.气压系统2包含空气压缩机21、气舱外壳22、气舱门23、分支气管24、管道气孔、主气管25、气压计241；气舱外壳22为内部中空的壳体结构；气舱外壳22与气舱门23可以组成一个封闭的气舱；空气压缩机21与主气管25一端连接，分支气管25与主气管25的另一端连接，分支气管设置在气舱外壳22的内部，分支气管25设置有多个管道气孔241，管道气孔可以将分支气管25内的气体释放在气舱内部；气压计241设置在分支气管25的末端，气压计241可以测量气舱内部的气压。空气压缩机21可以提供正气压和负气压。
23.水压系统3包含储水箱、水泵、弹性水袋37、冷水管道35、热水管道36；储水箱包含热储水箱31、冷储水箱32；水泵包含热水泵33、冷水泵34；热储水箱31、热水泵33、热水管道36、弹性水袋37依次顺序连接；冷储水箱32、冷水泵34、冷水管道35、弹性水袋37依次顺序连接。
24.旋转系统1包含旋转主轴12、支撑侧板13、底座14、旋转步进电机15、齿轮组16；底座14水平设置，放置在地面上；支撑侧板13有两个，分别竖直固定在底座14的两侧；旋转步进电机15和齿轮组16固定设置在支撑侧板13内侧或外侧；旋转步进电机15输出轴与齿轮组16的输入端啮合；齿轮组16输出端与旋转主轴12的齿轮啮合；旋转主轴12两端通过轴承连接设置在两个支撑侧板13上部；支撑侧板13外侧设置有多个脚踏11，可以方便运动员使用。旋转步进电机15为旋转系统提供旋转的动力。
25.支撑床板5的上方设置有移动床板51和气舱外壳22；支撑床板5和移动床板51之间设置有滑动凹槽52，移动床板51可以沿着滑动凹槽52与支撑床板5相对滑动。
26.支撑床板5上方设置有控制系统4；控制系统4包含显示屏41、万向旋钮42、水平支杆43、竖直支杆44；竖直支杆44底端固定设置在支撑床板5的侧面，竖直支杆44顶端与水平支杆43前端通过铰连接结构连接，水平支杆43可以绕竖直支杆44在水平面转动，水平支杆43末端设置万向旋钮42，万向旋钮42与显示屏41连接，显示屏可以在空间内多自由度移动，并可以旋转屏幕的方向，方便使用。显示屏41内部设置有程序处理器模块和无线网络连接模块。
27.支撑床板5的上方设置有腰部安全带54和安全带的插口；移动床板51上方设置有胸部安全带53和安全带的插口；运动员佩戴好两个安全带后，可以保证在支撑床板5旋转过程中，保持身体的平稳。移动床板51上方固定设置有头枕511和肩枕512，肩枕512内部有金属板，金属板与支撑床板5固定连接，肩枕512相对于支撑床板5静止，在运动员头部低于腿部时，通过肩枕512可以保证运动员不会相对滑动；支撑床板5和移动床板51之间设置有减速电机，减速电机固定设置在移动床板51下方，滑动凹槽52内部设置有齿条，可以通过电路控制移动床板51前后移动，可以在一定范围内适应不同人群的身高。
28.弹性水袋37设置有脚部空腔371，可以防止弹性水袋37内部注水时对脚掌产生较大的局部压力；分支气管24设置有两根，弹性水袋37分为上下两层，弹性水袋37上下两层之间存在间隙；两根分支气管24设置在气舱外壳22内部，两根分支气管24设置在弹性水袋37上下两层间隙位置；热储水箱31和冷储水箱32内部分别设置有水温计，可以实时测量水温；弹性水袋37内部设置有水压计，当水压计测量到弹性水袋37内部达到一定的阈值，将电信号反馈给控制系统；热储水箱31内部设置有电加热器；冷储水箱32侧面设置有制冷器。
29.气舱门23包含挡板231与弹性气囊232；挡板231为近似圆环的形状，挡板231中部镂空，运动员在使用时腰部放在中部镂空的位置，挡板231外沿固定于气舱外壳22内壁，挡板231设置为双层；弹性气囊232设置在双层挡板231之间的间隙内，弹性气囊232为圆环形状的结构，弹性气囊232与空气压缩机21通过气体管道连接，弹性气囊232充气后，弹性气囊232内圈向中间聚拢；气体管道设置有多个气压调节阀门，可以对各系统所需的气压进行调节。
30.本发明还提供了一种基于重力、压力、温度综合调节的体能恢复设备的控制方法的实施例，包含以下步骤：s1，运动员在使用前需要脱掉上衣或者穿着紧身衣，躺在支撑床板5上方，运动员的臀部和下肢放入气舱外壳22内部，运动员的脚放置在脚部空腔371位置，双脚并拢，脚尖向上；运动员的头部、背部躺在移动床板51上方，调节移动床板51与支撑床板5相对位置，使运动员的腰部处在气舱门23位置；
s2，打开控制系统4，通过控制系统4的显示屏41选择功能模式和循环时间；选择功能模式包含旋转系统1开启、气压系统2开启、水压系统3开启的任意一种或任意组合的；s3，控制系统4将控制信号分别传输至旋转系统1、气压系统2和水压系统3；s4，气压系统2开启，空气压缩机21开始工作，弹性气囊232内部充气后内圈向中间聚拢，弹性气囊232内圈严密贴合运动员的腰部；气舱外壳22和气舱门23组成一个密闭的气舱；空气压缩机21提供正压，气舱内部的气压大于外界气压，空气压缩机21提供负压，气舱内部的气压小于外界气压；气压计241测量气舱内部的气压，通过电信号反馈给控制系统4；水压系统3开启，热储水箱31内部的电加热器开始工作，冷储水箱32侧面设置的制冷器开始工作，水温计测试热储水箱31和冷储水箱32的温度达到阈值后；热水泵33先进行工作，将热储水箱31的水通过热水管道36注入弹性水袋37内部，弹性水袋37开始膨胀，弹性水袋37贴紧运动员的臀部和下肢，将运动员的臀部和下肢提升温度，等待一段时间，热水泵33停止工作，热水回流至热储水箱31；冷水泵34再进行工作，将冷水注入弹性水袋37内部，并等待一段时间；反复进行上述过程，冷热水依次交替注入弹性水袋37内部；运动员佩带胸部安全带53和腰部安全带54，旋转系统1开启，旋转步进电机15开始工作，运动员与支撑床板5和气舱外壳22组成一个整体，绕旋转主轴12在正垂面往复转动；s5，设备运行达到设定的工作时间，各部分系统停止运行，支撑床板5返回至水平位置。
31.在s1中选择功能模式还包含高级设置模式，高级设置模式可以选择旋转系统1的旋转角度范围、旋转系统1的运动角速度、旋转系统1的间隔时间；高级设置模式还可以选择气压系统2的正压和负压的压强大小、气压系统2的正压和负压的运行间隔时间；高级设置模式还可以选择水压系统3的冷水水温、水压系统3的热水水温、水压系统3的冷热水间隔时间；高级设置模式如果不进行设置，则会保持系统的默认值；在s4中水压系统3开启，可以向热储水箱31内部注入热水，向冷储水箱32内部注入冰水；本发明可以在公共区域共享产品使用，在s2中，打开控制系统4后，显示屏41内显示收款二维码，控制系统4收到付款成功的指令后继续进行流程。显示屏41内设置有无线网络连接模块通过配套的程序与手机连接，可以通过手机设置工作模式。
32.本发明设置有旋转系统，旋转系统的旋转角度范围、旋转角速度、工作间隔时间都可以调节，通过反复改变人体下肢、臀部和心脏的相对高度，促进血液循环和淋巴循环。本发明设置有气压系统，气压系统的气舱外壳与气舱门可以组成一个封闭的气舱，空气压缩机可以为气压舱内提供正气压和负气压，正压和负压的压强大小、以及正压和负压的运行间隔时间都可以进行调节，通过反复改变人体下肢和臀部的肢体表面压强，既可以对下肢和臀部进行按摩放松，又能促进局部血液循环和淋巴循环。本发明设置有水压系统，水压系统的冷水水温、热水水温、冷热水工作间隔时间都可以调节，通过反复改变人体下肢和臀部的肢体表面温度可以使人体局部的皮肤、肌肉和血管反复收缩和舒张，促进深层次组织的血液循环和淋巴循环。本发明既可以加快肌肉代谢废物的排除，又能保证肌肉的养分供给，进而促进体能的恢复，提升训练效果。本发明在使用时，旋转系统、气压系统、水压系统每个系统都可以单独开启，或者开启任意组合，或者全部开启。
33.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。
凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。