Tréningová ortéza pre chrbát: 18 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Máte niekedy pocit, že si pri cvičení nemôžete prestať bolieť chrbát? Vždy sa kvôli tomu tlačíte príliš ďaleko a trpíte? Ak je to tak, cvičebná ortéza „Mám ťa za sebou“je pre teba!

Ako stredoškolský a vysokoškolský atlét sa silový tréning stal rutinnou súčasťou nášho života. Naše atletické aktivity nás naučili trénovať najlepšie, ako sme mohli, a vzali sme si z toho predchádzajúcu atletiku NCAA. Teraz, keď sa obe naše vysokoškolské basketbalové kariéry skončili, a prekvapivo nemáme vyhliadky, že urobíme ďalší krok k hraniu v NBA od divízie III, stále zostávame fit prostredníctvom vzpierania. Po všetkých tých rokoch vieme, že poranenia krížov nie sú v posilňovni novinkou a obaja sme na tom mali svoj podiel. Tieto zranenia sú najčastejšie u osôb, ktoré kompromitujú formu a pri zdvíhaní zapájajú nesprávne svaly. Preto sme prišli s cvičebnou ortézou "Got Your Back", ktorá vás upozorní, ak je vaša forma ohrozená, detekciou svalových signálov v dolnej časti chrbta.

Toto zariadenie je podpornou chrbtovou ortézou so zabudovanými senzormi elektromyografie (EMG) vhodne umiestnenými nad svalmi spodnej časti chrbta, ktoré zisťujú a sledujú svalovú aktivitu v regióne a upozorňujú používateľa na nadmerné namáhanie svalov dolnej časti chrbta počas vzpierania.

Tento návod ukazuje, ako sme postavili tréningovú ortézu „Dostal som ti chrbát“, aby sme mohli promovať z odboru biomedicínskeho inžinierstva na Messiah College.

Krok 1: Materiály a nástroje

Na to, aby ste si postavili tréningovú ortézu „Dostal si chrbát“, budete potrebovať:

• 2 senzory BITalino EMG (27 dolárov za kus)
• 2 3 elektródové BITalino zvody - je možné použiť aj jednoduché alebo dvojité elektródové zvody (24,25 USD za kus)
• 1 Arduino Uno (23,00 dolárov)
• 1 polovičný pekáč (5,00 USD)
• 1 prepojovací vodič na chlebovú dosku (3,95 dolára)
• 1 batéria na napájanie elektroniky (3,95 dolárov)
• 1 piezoBuzzer Arduino (0,95 dolára)
• 1 podporná opierka chrbta (10,95 dolárov)
• 1 modul SD karty kompatibilný s Arduino na zaznamenávanie údajov (2,13 USD)
• ihla a niť alebo obojstranná páska (odporúča sa)
• Softvér Arduino (0 dolárov)
• Motivácia (0 dolárov)

Odhadované celkové náklady (152,43 USD)

Krok 2: Príprava

• Užitočné budú znalosti v oblasti čítania schém zapojenia.

  • Pokyny by mali byť dostatočne jasné na to, aby viedli amatérov
  • Pozrite si zoznam materiálov a nástrojov
• Cieľom tejto ortézy je zabrániť zraneniu svalovej skupiny stavača chrbtice. Tieto svaly, najmä v krížoch, sa môžu pri cvičení ľahko zraniť. Základné znalosti o týchto svaloch môžu pomôcť pri lokalizácii svalov a pomôcť vám zmeniť dizajn tak, aby vyhovoval ich konkrétnym potrebám. Tieto svaly sú zodpovedné za narovnávanie chrbta a môžu byť spojené s bolesťami krížov. Viac informácií nájdete na
• Elektromyografiu alebo EMG možno použiť na detekciu elektrických signálov, ktoré spôsobujú sťahovanie svalov. Práve to bude slúžiť na detekciu sťahovania svalov dolnej časti chrbta. Ďalšie informácie o EMG nájdete v časti Elektromyografia (klinika Mayo).
• Nechajte si stiahnuť program Arduino

• Tu získate prístup k kódu zariadenia na GitHub.

  GitHub je platforma na vývoj softvéru, ktorá umožňuje niekoľko funkcií spolupráce pri vývoji projektov. Viac informácií o GitHub nájdete tu

Krok 3: Bezpečnosť

• Pri zapájaní obvodov vypnite napájanie dosky Arduino.
• Uchovávajte potraviny a tekutiny mimo dosahu.
• Toto NIE je zdravotnícka pomôcka a nemalo by sa používať ako nástroj na lekárske diagnostiky.

• Nespoliehajte sa na ochrannú výstuž Got Got Back, ktorá vám poskytne výhradnú ochranu chrbta. Ak máte problémy s chrbtom, odporúčam vám poradiť sa s licencovaným trénerom o úprave cvičenia na ochranu vášho chrbta.

  Aj keď vás táto ortéza varuje pri ohýbaní krížov v nádeji, že predíde zraneniu, je na užívateľovi, aby pracoval zodpovedne a vo svojich fyzických medziach

Krok 4: Rady a tipy

• Uistite sa, že EMG BITalino je bočnou stranou s kruhom prepojené s Arduinom.

• Zaistite, aby ste si v Arduino stiahli knižnice SD a SPI.

  Začiarknutím políčka „Skica“> „Zahrnúť knižnice“sa pozrite do rozbaľovacieho zoznamu

• Držte ortézu pevne v dolnej časti chrbta.
• Zapojte obvod presne podľa schémy zapojenia, aby ste v kóde nemuseli upravovať čísla pinov.
• Ak máte problémy s kódom, komentujte sekcie a otestujte ich oddelene.
• Postačí akákoľvek opierka chrbta. Ak nemáte opierku chrbta, môžete použiť obtiahnuté tričko.
• Pridanie filtrovania do kódu nastavením prahu na odstránenie neobvykle vysokého signálu, ktorý nemusí byť spôsobený svalovou kontrakciou.
• Farebné kódovacie vodiče, ak je to možné, uľahčujúce sledovanie zapojení v obvode.

Krok 5: Začnite stavať

Je načase začať s budovaním ortézy „Dostal si chrbát“!

Krok 6: Schéma zapojenia

Tento diagram EAGLE ukazuje nasledujúce pripojenia, ktoré je potrebné vykonať:

• Adaptér microSD je pripojený k 4 digitálnym pinom podľa špecifikácie, 5 V a GND.
• Bzučiak je tiež pripojený k 1 digitálnemu kolíku a pripojený k GND. Použitie odporu je voliteľné.
• Dva snímače EMG sú pripojené k 5V, GND a samostatným analógovým kolíkom na Arduine.
• Potenciometer sa pripája k ďalšiemu analógovému kolíku.

Krok 7: Vytvorte si obvod

Na zostavenie obvodu použite Fritzingov diagram vyššie a diagram z predchádzajúcej stránky. Výstupné piny pre čipy EMG, potenciometer, Piezo bzučiak a kolík CS modulu adaptéra karty microSD je možné zmeniť, ak podľa toho upravíte kód. Ostatné kolíky modulu adaptéra karty microSD sa však musia pripojiť k pinom zobrazeným vyššie a na schéme EAGLE. Piezoelektrický bzučiak môže byť umiestnený v akejkoľvek prázdnej oblasti na doske s plošnými spojmi.

Krok 8: Identifikujte umiestnenie elektródy

Na základe svojich znalostí o predtým získanej skupine svalov vzpieradla umiestnite jednu elektródu blízko vloženia svalu a jednu niekoľko centimetrov nad ňu na každú stranu. Okrem toho umiestnite jednu elektródu na oblasť kosti, ako je bok, na každej strane. Odporúčame umiestnenie elektródy podľa obrázku vyššie. Elektródy sú od seba vzdialené asi dva alebo tri palce a sú symetrické v strede chrbta, priamo na svaloch stavača chrbtice. Okrem nich je jedna sada elektród umiestnená v ľavej a pravej oblasti bedra.

Krok 9: Identifikujte, kam umiestniť elektródy na zadnú výstuž

Teraz je načase určiť, kde na chrbtovú ortézu by ste mali pripevniť svoje elektródy. To sa dá dosiahnuť tak, že sa opierka chrbta ponesie na pripevnené elektródy z predchádzajúceho kroku a označí sa výstuž, kde sa dotýkajú elektród. Potom môžete odstrániť elektródy z chrbta a bokov a položiť ich na značky na zadnej výstuži. Mali by vyzerať podobne ako vyššie.

Krok 10: Pripojte elektródy k elektródovým káblom BITalino a zadnému držiaku

Pred pripevnením elektród k vzpere by mali byť pripojené k elektródovým káblom BITalino. Jednoducho pripnite elektródy na káble a umiestnite ich na značky na zadnej výstuži. Červené káble by mali smerovať k horným elektródam, zatiaľ čo čierne káble by mali byť pripevnené k dolným. Biele káble by mali byť pripevnené k bedrovým elektródam. Akonáhle sú elektródy na mieste, zalepte ich obojstrannou páskou alebo ich zošite.

Krok 11: Nasaďte si ortézu

Teraz ste pripravení obliecť si zadnú výstuž ako obvykle. Káble EMG by mali vychádzať zo spodnej časti vzpery na oboch stranách, aby bol ľahký prístup.

Krok 12: Pripojte vodiče EMG k obvodovej doske

Jednoducho zapojte káble k svojim čipom EMG pripojeným k vášmu obvodu.

Krok 13: Začnite zapnutím batérie

Keď ste pripravení začať, zapnite batériu. Bzučiak vás upozorní, keď budete príliš používať krížik, a zaznamená vaše údaje na kartu microSD. Keď batériu nepoužívate, nechajte ju vypnutú.

Krok 14: Upravte potenciometer tak, aby vás upozornil pri ohýbaní erektorových špicov

Potenciometer je delič napätia, ktorý vám umožňuje meniť napäťový signál z výstupného kolíka (ktorý ste pripojili na pin A1). Krútením potenciometra zmeníte toto napätie a tým aj prah. Potenciometrom nastavte prah, pri ktorom zaznie bzučiak. Vyskúšajte to tak, aby ste sa presvedčili, že bzučiak znie iba vtedy, keď pokrčíte kríž.

Krok 15: Zahrejte sa

Rozcvička je najdôležitejšia vec, ktorú musíte urobiť, aby ste sa pri cvičení vyhli zraneniu!

Krok 16: Začnite cvičiť

Pred každým krokom zapnite batériu, cvičte ako obvykle a počúvajte bzučiak. Ak zaznie bzučiak, znamená to, že pracujete na krížoch príliš tvrdo a mali by ste upraviť váhu alebo opakovania.

Krok 17: Zobrazenie vašich údajov

Po cvičení si môžete svoje údaje jednoducho prezerať. Jednoducho vyberte kartu microSD z obvodu a vložte ju do počítača. V prehliadači súborov v počítači prejdite na kartu SD a otvorte súbor „Datalog“. Odtiaľto môžete svoje údaje ľahko skopírovať do programu Microsoft Excel na jednoduchú analýzu. Ak chcete vytvoriť graf ako na obrázku vyššie, jednoducho zvýraznite každý stĺpec a vložte bodový graf.

Krok 18: Ďalšie nápady

Ako možný budúci prírastok by dizajn mohol zahŕňať modul Bluetooth, ktorý mu umožní pripojiť sa k mobilnému telefónu používateľa, kde je uložený zber údajov.

Aby sa znížili náklady a čas na stavbu, je možné obetovať schopnosť zobrazovať údaje odstránením aspektu karty microSD zo zariadenia. Kód by sa musel zodpovedajúcim spôsobom upraviť, čo by však ušetrilo čas, peniaze a miesto na doske.

RC filter je možné pridať do série s EMG, pretože sa pred pripojením k analógovému kolíku filtruje signál a pomáha pri znižovaní šumu.