具体实施方式

用于康复和锻炼的设备领域需要改进。人们可能会受伤、扭伤或撕裂身体某部位，并咨询医生以诊断受伤情况。在某些情况下，医生可能会开出一个治疗计划，包括操作一个或多个机电设备(例如，手臂或腿的蹬踏设备)一段时间来锻炼受影响的区域，以尝试恢复受影响的身体部位并重新获得正常的流动性。在其他情况下，身体部位受累的人可能决定在不咨询医生的情况下操作设备。在任何一种情况下，操作的设备都缺乏对受影响区域的康复进度的有效监控以及用户在操作期间对机电设备的控制。传统设备缺乏旨在提高康复率和有效性的各种模式操作机电设备的组件。此外，传统的康复系统缺乏帮助确定用户的一个或多个属性(例如，受影响区域的运动范围、用户的心率等)并且能够基于所确定的属性调整组件的监测设备。当用户应该遵守治疗计划时，传统的康复系统可能无法向医生提供设备操作的实时结果。也就是说，通常医生必须依靠患者的操作来判断他们是否遵守了治疗计划。由于上述问题，使用机电装置的传统康复系统可能无法提供受影响身体部位的有效和/或高效康复。

图1-46描绘了用于锻炼和/或康复设备的系统、方法和装置的多个实施例。例如图1-6描绘了用于康复或锻炼装置的踏板组件的系统、方法和设备的各种实施例。在参照图1中，图示出了可调节的康复和/或锻炼装置10，其在相对侧具有患者接合构件，例如踏板12。踏板12可以相对于彼此可调节地定位，但是被牢固地安装以避免像使用某些传统设备时一样出现的断开、摇晃等。

装置10的变型可以包括诸如轮14或飞轮等的旋转装置，例如通过轮毂可旋转地安装到主体或框架16或其他支撑件。踏板12可被配置为与患者互动以进行锻炼或康复。踏板12可以被配置为用于下身肢体，例如脚或腿，或上身肢体，例如手、手臂等。踏板12可以是具有可旋转地安装在带有轴承的轴20上的脚支撑类型的传统自行车踏板。轴20可具有裸露的端部螺纹，用于接合车轮14上的安装件以将踏板12定位在车轮14上。车轮14可被配置为在单个车轮的相对侧具有两个踏板12。然而，图1A和1B示出了彼此间隔开但与其他部件互连的一对轮子14。

图1和图2的康复和/或锻炼装置10的实施例。图1A-1B可以采用所描绘的形式，其可以是便携式的，也可以是非便携式的以使其保持在固定位置(例如，在康复诊所或医疗机构)。装置10可被配置为更小且更便携的单元，使得其可容易地被运输到将提供康复或治疗的不同地点，例如患者家、护理中心等。

图2和3描绘了包括具有旋转轴线15的盘51的踏板组件的实施例。盘51包括沿轴线15的中心孔53。多个辐条55、57可从邻近中心孔53向盘51的周边59径向延伸。盘51可由第一材料形成，如聚合物。在一实例中，聚合物可包含丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)。

踏板组件还包括曲柄11。曲柄11的示例可以联接到盘51的辐条57之一。在一些版本中，盘51的辐条57中只有一个包括径向槽58(图3)。盘51的其他辐条55可以包括或不包括径向槽58。曲柄11可以安装在径向槽58中，如图所示。

在一些示例中，曲柄11可以包括与中心孔53同心的轮毂13。轮毂13可以从曲柄11上拆卸下来。中心孔53的形状可以与轮毂13互补，如显示。曲柄11可以由不同于用于形成盘51的第一材料的金属材料形成。例如，曲柄可以包括不锈钢440C。

曲柄11的实施例可包括沿曲柄11的径向长度延伸的多个孔或踏板孔17a-17e(图3、4、6A和6B)。虽然示出了五个踏板孔17a-17e，曲柄可以有更少或更多的踏板孔。如图2和图5所示，踏板31可以通过主轴33连接到曲柄11。踏板31可以被配置为可互换地和可释放地安装到曲柄11中的踏板孔17a-17e。此外，盘51可以包括圆盘踏板孔61a-61e的孔(图3、6A和6B)。圆盘踏板孔61a-61e可以是同轴的并且不被曲柄11的踏板孔17a-17e中的相应踏板孔17a-17e阻碍(即不受阻碍)。在一些版本中，圆盘51可以是实心的，而不是在中心孔处参照图53，圆盘踏板孔61a-61e和紧固件孔，如图所示。

踏板组件的版本可以包括带有锁定板21(图3)的曲柄11。锁定板21可滑动地安装在曲柄11上。参照图4和图6A，锁定板21的示例包括可锁定位置(图4)，其中锁定板的部分23a-23e与踏板孔17a-17e(以及例如盘式踏板孔61a-23e)的部分径向重叠。61e)。在一些版本中(比较图6B)，锁定板21可以包括解锁位置(图2)，其中锁定板21的任何部分都没有径向重叠踏板孔17a-17e(例如盘式踏板孔61a-61e)。

在一些实施例中，当在锁定位置和解锁位置之间移动时，锁定板21的部分23a-23e可以同时重叠并从踏板孔17a-17e(和例如盘式踏板孔61a-61e)缩回。术语“同时”可以被定义和理解为包括不完美的、数学上精确的、相同的运动，例如基本上或有效地同时。在解锁位置，圆盘踏板孔61a-61e的示例可以是同轴的并且不被曲柄11的锁定板21的部分23a-23e阻碍(即不受阻碍)。

参照图2和3所示，踏板组件的一些示例包括具有圆周槽35(图6A和6B)的心轴33，用于选择性地接合锁定板21的邻近踏板孔17a-17e的部分23a-23e。其中一个版本是：圆周槽35可以安装到心轴33的踏板销37中。

锁定板21的实施例可以默认到锁定位置。在一个版本中，锁定板21可以通过弹簧偏压曲柄11而默认到锁定位置。例如，锁定板21可以包括可以由弹簧致动的柱塞41(图3、6A和6B)43与曲柄11的径向周边19相邻。

图7-15描绘了可替代的实施例锻炼和/或康复设备。例如，图7出示了根据本公开的康复系统100的示意图，该康复系统100包括与基座110可操作地接合的踏板系统101。踏板系统101包括接合构件，例如踏板102，以将用户与康复系统接合。踏板102被配置为与需要康复的患者相互作用并且可以被配置为与下肢诸如脚或腿或上肢诸如手或臂或任何其他合适的身体部位一起使用。踏板102位于支撑在踏板臂组件104上的心轴103上。踏板102可以可枢转地安装在心轴103上。踏板臂组件104连接到基座110的轴105，该轴起支撑作用，有时驱动轴105。控制器112电连接到踏板臂组件104以提供控制信号以控制踏板臂组件104的操作。踏板臂组件104可以连接到踏板臂组件105的轴105。康复或锻炼机器的轴从主轴103的轴线径向偏移以限定踏板102相对于轴105的径向行程范围。如图7所示，踏板102可以从第一位置(实线)到第二位置，如踏板(虚线102)所示。心轴103由踏板臂组件相对于固定轴105从第一位置(实线，103)和第二位置(虚线，103)移动。踏板臂组件104可由来自控制器112的控制信号117电致动。踏板臂组件104调整踏板102的径向位置，例如从实线位置到虚线位置或反之亦然，或之间的任何相对于轴位置。在具有两个踏板的实施例中，一个用于左脚，一个用于右脚，每个踏板可由控制器112单独控制。踏板102(实线)从踏板102’(虚线)径向向外定位。当踏板102围绕轴105旋转时，踏板102将具有比踏板102’更大的行进路径。底座110包括用于向踏板102提供驱动力或阻力并用于提供模拟飞轮115的电动机114。

图8A-8D分别以透视图、侧视图、后端视图和俯视图示出了踏板102。踏板102包括踏板底盖201和踏板底盖201上的踏板框架203。踏板框架203可以是刚性的，并且限定了用于容纳主轴103的通孔205。主轴103可以纵向固定在通孔205中同时让踏板架203绕转轴103枢转。转轴103伸出通孔205的一端，通孔205的另一端可盖上一帽盖206。顶部连接一踏板顶部207踏板架203的脚部，用于容纳使用者的脚。踏板顶部207可以包括踏板以直接抓住用户的鞋面或脚。踏板顶部207可以包括围绕周边的唇缘209，其跟部比唇缘的其他部分高。唇缘209有助于防止使用者的脚从踏板顶部207滑落。踏板顶部207可移动地安装到踏板框架203以将施加到踏板顶部207上的力传递到踏板200中的一个或多个力传感器.

图8E是踏板102的分解图，图示出在锻炼或康复期间感测施加到踏板的力的结构。传感器组件215安装在踏板102内。传感器组件215包括底板217、底板217上方的顶板218和一个或多个力传感器219(例如，位于脚跟端的脚跟传感器)。一个或多个力传感器219感测施加到踏板上的力并输出代表施加到踏板上的力的传感器值。传感器值可以进入控制器112(图7)。传感器可输出代表感测力的无线信号或可输出有线信号(例如，通过主轴103)。底板217固定在踏板框架203的上凹槽内。一个或多个力传感器219固定到底板217的顶面或顶板218的底面。在一个示例中，一个力传感器位于底板217上。在所示示例中，脚后跟传感器位于底板217的脚后跟端，而脚趾传感器位于底板217的脚趾端。当使用多个传感器时，传感器组件215可以包括处理器电路和与其可操作地耦合的存储器以对来自所有力传感器219的感测力信号进行计算并且从踏板102输出计算出的力信号。力传感器219可以是应变计(例如，箔应变计，它在变形时会改变电阻，电阻可以通过惠斯通电桥确定)。应变计可以是压敏电阻器、微机电系统(MEMS)、可变电容器或在施加力时输出信号的其他传感器。底板217和顶板218相对于彼此移动，使得移动板217、218中的至少一个的力被施加到力传感器219之一。在示例实施例中，板217、218移动较少相对于彼此小于2mm、1mm或0.5mm，并且任何移动都会向力传感器219施加力。在操作中，用户将向踏板顶部207施加力。该力将导致踏板102旋转由心轴103相对于轴105的位置限定的行进路径。可以存在一些阻力，惯性的或施加的，如本文所述。必须通过使用者施加的力来克服踏板旋转的阻力。该力通过踏板顶部207传递到力传感器219，力传感器219输出代表该力的测量值。

图9A和9B分别是踏板臂组件104的侧视图和端视图。踏板臂组件104包括具有孔口303的外壳301，心轴103延伸穿过该孔口。孔303限定了主轴103(以及因此踏板102)相对于固定轴105的线性行程。托架304在壳体301中与孔303对齐。托架304支撑主轴103以用于行进与孔口303正交。电动机305固定在外壳301的一端，并通过电机安装座307固定到外壳301的外壳毂309。滑环313提供了电动机之间的电气连通路径305和控制器112。

图9C是踏板臂组件104的分解图。联轴器311将电动机305的驱动装置连接到安装在外壳301内的驱动螺钉325。驱动螺钉325是细长的并且延伸穿过驱动螺钉孔326定位在外壳301的底部附近。固定在驱动螺钉孔326中的轴承327、328支撑驱动螺钉325用于旋转。驱动螺杆325至少可在轴承327、328之间螺纹连接。驱动螺杆325可以在其整个长度上螺纹连接。驱动螺杆325可以通过电动机305沿顺时针方向或逆时针方向旋转。

导轨330固定在驱动螺杆325上方的外壳321中。导轨330是细长的并且限定了主轴103的行进路径。导轨330包括位于导轨顶部的顶部引导边缘331和底部导轨底部的导向边缘332。

托架304包括顶部构件336，该顶部构件336被配置为机械地接合轨道330，以沿着轨道330的纵向长度引导托架304。托架304包括底部构件337以接合驱动螺杆325以提供原动力以在外壳321中移动托架。顶部构件336固定到底部构件337。在示例实施例中，顶部构件336和底部构件337由刚性材料(例如，金属或刚性聚合物)。多个固定在顶部构件336上的上轴承座341可滑动地接合在顶部导向边缘331上。固定在顶部构件336上的多个下轴承座342位于上轴承座341下方，可滑动地接合在底部引导边缘332。底部构件337包括通孔348以接收驱动螺钉325。在示例实施例中，通孔348带有螺纹以接合驱动螺钉325的螺纹。在所示示例中，托架联接件339固定到底部构件337在通孔348处。托架联接器339具有内螺纹以与驱动螺杆325的外螺纹配合。在操作中，电动机305转动驱动螺杆325，并且托架304通过托架联接器339平移旋转运动驱动螺杆的转动导致滑架304在导轨330上的进行线性运动。

托架304包括主轴接合件345以将主轴103固定到其上。心轴接合部345可包括螺纹凹部以接收心轴103的螺纹滑架端。

盖板322设置在外壳321上以覆盖接收内部部件的凹部323。盖板322包括孔口303，心轴延伸穿过该孔口。孔303和心轴接合部345对齐，以允许心轴103在孔303中的托架304上行进。

350滑动板被设置在底部构件337上，滑动板350可滑动地接合所述壳体(例如，横向相邻的驱动螺丝325)，以有助于防止在壳体内的滑架304的转动。

图10A-10C分别是使用本文描述的踏板和踏板臂组件(102、104)的锻炼或康复机电系统400的透视图、侧视图和后视图。无花果。图10D是锻炼或康复机电装置400的分解图。机电系统400包括耦合到一个或多个径向可调耦合器的一个或多个踏板。机电系统400包括左踏板102A，该左踏板102A通过轴103通过护罩401联接到左径向可调联接组件104。径向可调联接器124和护罩401可以设置在左外罩的圆形开口中403和踏板臂组件104可以固定到驱动子组件405。驱动子组件405可以包括可操作地连接到控制器112的电动马达114。驱动子组件405可以包括一个或多个制动机构，例如盘式制动器，其能够在一段时间内瞬时锁定电动机114或停止电动机114。电动机114可以是任何合适的电动机(例如，微晶电动机)。电动机114可以直接驱动车桥105。在图示的例子中，电机连接到固定到车轴105的中央皮带轮407。中央皮带轮407可以通过皮带或链条连接到电机114的驱动轴，或者可以直接连接到电马达114。中央滑轮407可以是轻质聚合物轮，其中具有孔以减轻重量。中央滑轮407是轻质的，使得它在使用中不提供任何阻碍踏板102运动的显着惯性能量。驱动子组件405可以固定到框架子组件409，该框架子组件包括主支撑脊柱和从其向外延伸的腿。一组腿可包括用于移动系统的轮子。顶部支撑子组件411可以固定在驱动子组件405的顶部以基本上包围电动机114和中央皮带轮407。右踏板102B经由右踏板臂联接到右径向可调联轴器401B组件104设置在右径向可调联接器401B的腔内。右踏板102B以与左踏板102A相同的方式被支撑，但是在另一侧并且与左踏板102A相位相差180度。当左外盖403A和右外盖403B围绕框架子组件409固定在一起时可以限定内部容积。左外盖403A和右外盖403B也可以构成系统400的框架固定在一起时。驱动子组件405、顶部支撑子组件411和踏板臂组件104可在组装时设置在内部容积内。存储隔间420可以固定到框架子组件409以包围驱动子组件405和顶部支撑子组件411。

此外，计算设备臂组件421可以固定到框架并且计算设备安装组件422可以固定到计算设备臂组件421的端部。计算设备423(例如，控制器112)可以是在系统400的操作期间根据需要从计算设备安装组件421附接或分离。

图11是控制踏板位置的方法500的流程图。在501，踏板位置被加载到控制器112或存储器113中。踏板位置可以通过用户界面通过基座110上的I/O输入。用户界面可以呈现治疗计划(例如，用于康复或练习)根据本公开的某些实施例供用户使用。用户界面可以在基座处或在与基座通信的远程设备处。治疗计划可由用户(例如，医师、护士、物理治疗师、患者或任何其他合适的用户)设置。踏板位置可以是考虑到用户状况(例如，手术后的恢复、膝关节手术、关节置换、肌肉状况或任何其他合适状况)的个性化治疗计划的一部分。

在502，踏板相对于轴的径向位置是电动调节的，响应由控制器112输出的控制信号以通过主轴103控制电动机305以定位滑架304，从而定位踏板102。在示例性实施例中，电动机305通过连杆(例如，驱动螺杆325以线性地移动主轴103)连接到托架304。在示例实施例中，在踏板旋转期间调节踏板的径向位置以产生相对于轴的椭圆形踏板路径。踏板的径向位置可以在用户踩踏踏板期间响应于控制信号进行调整。

在503，控制与踏板接合的用户的旋转运动。控制器可以根据治疗方案实时控制踏板103的位置。右踏板的位置可以与左踏板的位置不同。踏板在使用过程中也可以改变位置。踏板还可以感应用户施加在踏板上的力。力值可以从踏板发送到控制器，控制器可以远离踏板。

在504，感测踏板的旋转位置。踏板的旋转位置可以提供关于使用的信息，例如控制踏板的径向位置、旋转运动(例如速度、速度、加速度等)等。

图12是踏板103和合力矢量的示意图600。踏板103将在第一象限和第二象限中(即，当向下驱动踏板时)经受来自脚601(由鞋表示)更大的施加力。在第三象限和第四象限中施加的力较小。当踩踏具有向前运动和惯性能量的自行车或具有重型飞轮(例如大于20磅)的固定自行车时，用户会体验到影响用户体验的惯性力。在示例实施例中，驱动部件(例如，电动机、滑轮、踏板连接器组件和踏板)都具有小于10公斤的质量。当施加的力减小时，例如当两个踏板都没有施加力时，可以感觉到惯性力。重量较重的飞轮将继续承受用户感受到的力(例如，大于15公斤、大于20公斤或更多)。然而，本公开的示例实施例不具有重型飞轮。在这种情况下，必须控制电动机以模拟飞轮和飞轮的惯性，用户可以感觉到这些惯性，从而电动机控制踏板的行进阻力。如果电动机没有为踏板提供更大的力，那么踏板会减慢更多的速度。如果电动机不能对用户施加到踏板上的力提供阻力，则用户不能对踏板施加足够的力。因此，当一个或多个踏板没有在期望范围内旋转时，控制系统通过控制电动机来驱动滑轮来模拟飞轮。控制电动机114以模拟飞轮可以帮助保持用户遵守康复系统100上的治疗计划。

图13图示了来自蹬踏的蹬踏力和来自电动机114的模拟飞轮的曲线图700。施加在右踏板701上的力在时间t1达到峰值，基本在象限1和2之间。象限是相对于右踏板定义的。左踏板702上施加的力在象限4中的时间t2处达到峰值。右踏板和左踏板施加的力的总和在703处示出。在705处，示出了用户体验的期望稳定力带飞轮。可以根据为用户规定的康复方案来改变所需的力水平，该方案可以存储在存储器中并由控制器使用。在图13所示的例子中，力设定在500N左右。在本公开的一些实施例中，希望在力的总和703低于力705的期望水平时通过驱动电动机114来模拟飞轮。在时间t3，电动机114必须驱动踏板以加速踏板，使得踏板上的力处于所需的力水平705。同样的情况发生在时间t4。在707、708处示意性地示出了由电动机114施加的力。在时间t3、t4处，踏板没有从用户接收足够的力并且旋转速度将下降。电动机114施加加速度以保持力基本相同，即，根据牛顿第二定律，F＝m*a。在本系统100中，质量非常低，因此该系统是便携的。因此，当本康复系统中的驱动部件的质量较低时，加速度的变化将对用户在踏板处感知到的力产生影响。在时间t1和t2处，踏板处的力处于其最高并且高于力705的期望水平。这里，电动机114将降低踏板处的力。虽然由于在行驶路径中不同象限和踏板位置处施加到踏板上的力，与所需的力水平会有一些变化，但力可以保持在705处的设定值附近。

图14是使用模拟飞轮的机电康复方法800。在801，从踏板传感器接收踏板力值以指示用户在踩下踏板时施加到踏板上的力。踏板力可以使用每个踏板上的单个传感器来感测。在示例实施例中，踏板力值可以是来自多个踏板传感器的统计或数学计算值。踏板力值或总力可以根据从踏板的脚趾端的脚趾传感器接收的脚趾端力和从踏板的脚跟端的脚跟传感器接收的作为脚跟信号的脚跟端力来计算。踏板力值可以是脚趾端力和脚后跟端力的总和。踏板力值可以在控制器112或计算设备423处接收。踏板力值可以通过物理连接传输，例如通过滑环和连接到控制器的电线。踏板力值可以通过近场通信(例如，使用蓝牙TM标准)从踏板中的传感器无线发送到基座110或计算设备423中的远程接收器。

如上所述，到踏板臂上的马达的动力传输可以通过滑环进行。其他实施例可以包括无线电力传输系统，该系统可以在主单元和踏板臂上使用变压器线圈(例如它们的薄对)。直流电压可以无线传输到踏板臂，为车载电池组充电。控制器可以将电荷分配给各个踏板臂的左控制器和右控制器。踏板臂的电机控制可由车载控制器控制。变压器线圈的实施例可以与零售移动电话无线充电器相似或相同。

组件的另一方面可包括限位开关。一些版本包括微动开关，例如在滑架行程的每一端都有一个。控制器可以解释限位开关的状态，以检测滑架/主轴组件何时位于行程的任一端。限位开关是可选的。

在802处，例如在控制器112或计算装置423处接收踏板旋转位置。踏板的旋转位置可用于计算踏板的旋转速度或旋转速度。速度的任何变化都可以表明加速度的变化。

在803，输出马达控制信号。输出到电动机114的一个或多个控制信号可以使电动机114至少基于踏板力值、设定的踏板阻力值和踏板速度来控制踏板处的转动惯量。踏板速度可以从踏板位置随时间计算出来。踏板阻力值可以在编程锻炼方案或康复方案期间设置，例如，通过来自远程服务器的基座110中的I/O并存储在存储器113中。在示例性实施例中，如果踏板速度被保持并且踏板力值在设定范围内(其可以存储在存储器中)，则保持驱动控制信号被发送到电动机114。保持驱动控制信号操作电动机114以保持对踏板的相同机械驱动输出，这将保持踏板处的感觉相同，即惯性保持相同。在示例实施例中，如果踏板速度被保持并且踏板力值小于在先前踏板旋转时的先前踏板力值(例如，在相同踏板中以小于先前踏板旋转的力保持踏板速度)位置，但在紧接前一转期间)，发送保持驱动控制信号。

在一些实施例中，如果在先前踏板旋转期间踏板速度小于先前踏板速度并且踏板力值小于先前踏板旋转时的先前踏板力值，增加马达驱动控制信号可以发送到电动机114。增加电动机驱动控制信号将使电动机旋转得更快，即加速，以增加踏板处的感知惯性力。

如果踏板力值大于前一踏板旋转期间的踏板力值，或者如果踏板速度大于前一踏板旋转期间的踏板速度，则可以将减小电机驱动控制的信号发送到电动机。这将减慢电动机的速度并减少踏板上的力。当踏板速度大于先前踏板旋转期间的先前踏板速度时，可以发送电机减速控制信号。当踏板力值大于前一踏板旋转期间的踏板力值时，可以发送减速电机驱动控制信号。

控制信号可以使电动机控制通过连接到踏板的驱动轴的中间驱动轮施加到踏板的模拟转动惯量。这将模拟用户在踏板上感知到的惯性力，其中惯性力将由传统固定式健身机中的飞轮提供。这在本康复系统中是有用的，因为电动机114和电动机114与踏板之间的任何中间驱动连杆(例如，中间驱动轮或滑轮)基本上没有或没有向踏板添加惯性能量。

图15是用于模拟飞轮并控制用户感知到的踏板处的力的方法900。在901，确定踏板位置。踏板位置可以通过踏板上的传感器或通过测量主轴或轴的位置来确定。轴的位置可以通过读取轴转动时的标记来确定。踏板通过踏板臂组件固定在轴上，踏板的径向位置是已知的，因为它是由控制臂组件设定的。在902，确定踏板的旋转速度。在903，确定蹬踏阶段。蹬踏阶段可以是康复方案中的一个阶段。例如，一个阶段可以是用户用力踩踏的主动阶段或滑行阶段，其中用户缓慢地踩踏而不对踏板施加太大的力。

方法900然后具有三种不同的方式，它可以产生电动机控制信号以控制驱动踏板的电动机的操作。在905，如果踩踏阶段不处于滑行阶段并且感测力值在设定范围内，则向电动机发送信号以将电动机的电流驱动保持在当前驱动状态以模拟一个或多个踏板上所需的惯性。可以在设备的存储器中设置力值，例如，作为用户康复方案的一部分。可以将力设置为带有+/-缓冲区的值以建立范围。例如，在开始康复方案时，前几次蹬踏活动的力量可能较低，之后会增加。可以使用本文所述的装置和方法在踏板处测量力。

在907，如果蹬踏阶段处于滑行阶段并且旋转速度没有减小，则减小电动机的电流驱动并保持一个或多个踏板上减小的惯性。这应该模拟踏板的惯性，例如，当系统逐渐减速时模拟飞轮。电动机将继续向踏板施加力，但该力会随着踏板的每转一圈或随着时间的推移而减小，以模拟飞轮产生的惯性力。

在909，如果蹬踏阶段不处于滑行阶段并且转速已经降低，增加电动机的驱动以保持所需的旋转速度。即，电动机将加速踏板以保持用户感知到的踏板上的力。电动机驱动的增加可以维持一段时间或踏板的转数。在一个示例实施例中，电动机114增加踏板旋转的1/8、1/4或3/8的驱动。

如本文所述的控制器可以输出马达控制信号，该马达控制信号控制由电动马达输出到踏板的力。控制器被配置为当一个或多个踏板处于或低于最小感测力阈值时增加电动马达的驱动以增加一个或多个踏板的旋转速度，并且当一个或多个踏板处于最大感测力阈值时减少驱动以降低该踏板的旋转速度。最小感测力阈值和最大感测力阈值是在踏板处感测到的力。可以在程序中为康复系统上的个人康复计划设置最小值和最大值。该程序应该通过调整踏板的径向位置来限制用户的运动范围，并控制用户可以施加到踏板上的力的大小。为了使力处于任何给定值，施加到踏板上的力的大小要求踏板抵抗所施加的力。也就是说，如果踏板将在超过最大力的情况下自由旋转，则用户不能向踏板施加超过该力的力。电动机还可以通过拒绝转动直到施加到踏板上的最小力来抵抗踏板的旋转运动。当一个或多个踏板没有在所需的力或旋转范围内旋转时，控制器通过向电动机输出控制信号，通过控制电动机的操作来驱动滑轮(或轴轮)来模拟飞轮速度。

控制器中的力值可以是力的总和，以将一个或多个踏板处的驱动水平保持在力总和的峰值以下和力总和的谷值以上。也就是说，力的总和来自两个踏板上的力，其中一个可以由用户的好腿接合，另一个由用户需要锻炼或康复的腿接合。

本公开的方面还可以大体上涉及用于康复和锻炼机电设备(在本文中被称为“机电设备”)的控制系统。机电装置可以包括电动机，该电动机被配置为驱动一个或多个径向可调联接器以旋转地移动联接到径向可调联接器的踏板。机电装置可由用户用他们的手或他们的脚接合踏板并旋转踏板以锻炼和/或恢复期望的身体部位来操作。机电设备和控制系统可以作为更大的康复系统的一部分被包括在内。康复系统还可以包括监控设备(例如，测角仪、腕带、踏板中的力传感器等)，这些设备向控制系统提供有关用户的有价值的信息。因此，监控设备可以与控制系统直接或间接通信。

监测装置可以包括测角仪，该测角仪被配置为测量测角仪所附接的身体部位的运动范围(例如，伸展和/或弯曲的角度)。测量的运动范围可以通过用户门户和/或临床门户呈现给用户和/或医师。此外，控制系统可以使用测量的运动范围来确定是否调整径向可调联接器上的踏板位置和/或调整模式类型(例如，被动、主动辅助、阻力、主动)和/或在治疗计划期间操作机电设备的持续时间。监测设备还可以包括腕带，其被配置为在一段时间内(例如，一天、一周等)跟踪用户的步数和/或测量用户的生命体征(例如，心率、血压、氧气水平).监测装置还可包括设置在踏板中的力传感器，其被配置为测量用户施加在踏板上的力。

控制系统可以使机电设备能够以多种模式操作，例如被动模式、主动助模式、电阻模式和/或主动模式。控制系统可以使用从测量装置接收到的信息来调整参数(例如，减少电动机提供的电阻，增加电动机提供的电阻，增加/降低电动机的速度，调节踏板在径向可调的位置)联轴器等)，同时以各种模式操作机电设备。控制系统可以从监控设备接收信息、汇总信息、使用信息做出确定和/或将信息传输到基于云计算系统以进行存储。基于云计算系统可以维护与每个用户相关的信息。

临床医生和/或机器学习模型可以为用户生成治疗计划以至少使用机电设备恢复他们身体的某一部分。治疗计划可以包括使用机电装置的一组蹬踏训练、一组关节伸展训练、一组弯曲训练、一组步行训练、一组每次蹬踏训练和/或步行训练的心率等等.

每个踏板活动可以指定用户以一种或多种模式的组合操作机电设备，包括：被动、主动-被动、主动和电阻。蹬踏活动可以指定用户在蹬踏活动期间佩戴腕带和测角器。此外，每个蹬踏过程可以包括机电设备在每个模式下操作的设定时间量、在蹬踏过程中每个模式期间用户的目标心率、在每个过程中用户要施加在踏板上的目标力。踩踏期间的模式、身体部位在踩踏期间要达到的目标运动范围、踏板在径向可调联轴器上的位置等。

每个关节伸展活动可以指定关节处的目标伸展角度，并且每组关节屈伸活动可以指定关节处的目标屈伸角度。每个步行活动可以指定用户在设定的时间段(例如，天、周等)内应该采取的目标步数和/或在步行活动期间实现和/或保持的目标心率。

治疗计划可以存储在云计算系统中并在用户准备好开始治疗计划时下载到用户的计算机设备。在一些实施例中，执行临床门户的计算机设备可以将治疗计划传输到执行用户门户的计算机设备并且用户可以在准备好时启动治疗计划。

此外，所公开的康复系统可以使医生能够使用临床门户实时监控用户的进展。临床门户可以呈现关于用户何时参与一个或多个活动、统计数据(例如，速度、每分钟转数、踏板位置、踏板上的力、生命体征、用户采取的步数、范围议案等)。临床门户还可以使医生能够查看用户受影响身体部位的治疗前后图像，以使得医生能够判断治疗计划的效果如何和/或对治疗计划进行调整。临床门户可以使医生能够实时动态地改变治疗计划的参数(例如，踏板的位置、电动机提供的阻力量、电动机的速度、模式之一的持续时间等)。时间基于从控制系统接收到的信息而确定。

所公开的技术提供优于传统系统的许多优点。例如，康复系统提供对机电设备组件的精细控制，以提高用户康复的效率和效果。控制系统能够通过控制电动机以本文所述模式的任何合适组合来操作机电装置。此外，例如，控制系统可以在踩踏板期间使用从监控设备接收的信息来实时调整机电设备的部件的参数。本公开的附加益处可以包括使由医生操作的计算设备能够实时监控参与治疗计划的用户的进度和/或在蹬车活动期间控制机电设备的操作.

下面讨论的图16至46以及用于描述本公开的原理的各种实施例仅作为说明，不应以任何方式解释为限制本公开的范围。

图16示出了根据本公开的某些实施例的说明性康复系统架构1100的高级组件图。在一些实施例中，系统架构1100可以包括通信地耦合到机电设备1104、测角器1106、腕带1108和/或机电设备1104的踏板1110的计算设备1102。计算设备1102、机电设备中的每一个设备1104、测角器1106、腕带1108和踏板1110可以包括一个或多个处理设备、存储设备和网络接口卡。网络接口卡可以通过用于短距离传输数据的无线协议进行通信，例如蓝牙、ZigBee等。在一些实施例中，计算设备1102通信耦合到机电设备1104、测角仪1106、腕带1108、和/或踏板1110通过蓝牙。

此外，网络接口卡可以实现长距离数据通信，并且在一个示例中，计算设备1102可以与网络1112通信。网络1112可以是公共网络(例如，通过(有线(因特网)或无线(WiFi))、专用网络(例如，局域网(LAN)或广域网(WAN))，或它们的组合。计算设备1102可以与计算设备1114和云计算系统1116通信耦合。

计算设备1102可以是任何合适的计算设备，例如膝上型电脑、平板电脑、智能手机或计算机。计算设备1102可以包括能够呈现用户界面的显示器，例如用户门户1118。用户门户1118可以在存储在计算设备1102的一个或多个存储器设备上并且可由计算设备1102的一个或多个处理设备执行的计算机指令实现。，如下文所述：用户门户1118可以向用户呈现各种屏幕，使用户能够查看治疗计划、启动治疗计划的蹬踏活动、控制机电设备1104的参数、查看踩踏过程中的康复进度等等。计算设备1102还可以包括存储在一个或多个存储器设备上的指令，当由计算设备1102的一个或多个处理设备执行时，这些指令执行操作以控制机电设备1104。

计算设备1114可以执行临床门户1126。临床门户1126可以在存储在计算设备1114的一个或多个存储器设备上并且可由计算设备的一个或多个处理设备执行的计算机指令中实现1114.临床门户1114可以向医生呈现各种屏幕，使医生能够为患者创建治疗计划、查看用户在整个治疗计划中的进展、查看测量的属性(例如，弯曲/伸展的角度、施加的力)在踏板1110上、心率、所采取的步数、在治疗计划期间用户的受影响身体部位的图像)、在治疗计划期间查看机电设备1104的属性(例如，完成的模式、每分钟转数等)治疗计划。特定于患者的治疗计划可以经由网络1112传输到云计算系统1116用于存储和/或传输到计算设备1102，以便患者可以开始治疗计划。

机电装置1104可以是用于锻炼和恢复用户的手臂和/或腿的可调节蹬踏装置。机电装置1104可以包括至少一个或多个电机控制器1120、一个或多个电机1122和一个或多个径向可调耦合器1124。两个踏板1110可以通过左和右两个踏板1110耦合到两个径向可调耦合器1124，每个踏板组件都包括一个相应的步进电机。马达控制器1120可以操作地耦合到电动马达1122并且被配置为向电动马达1122提供命令以控制电动马达1122的操作。马达控制器1120可以包括任何合适的微控制器，包括具有一个或多个处理的电路板设备、一个或多个存储设备(例如只读存储器(ROM)和/或随机存取存储器(RAM))、一个或多个网络接口卡和/或可编程输入/输出外围设备。马达控制器1120可提供控制信号或命令以驱动电动马达1122。电动马达1122可被供电以旋转方式驱动机电装置1104的一个或多个径向可调联接器1124。电动马达1122可以提供驱动力以可配置的速度旋转径向可调联接器1124。联接器1124是径向可调节的，因为附接到联接器1124的踏板1110可以以径向方式调节到联接器1125上的多个位置。此外，机电装置1104可包括分流器以提供阻力以耗散来自电动机1122的能量。因此，电动机1122可被配置为提供对径向可调联接器1124的旋转的阻力。

计算设备1102可以经由电机控制器1120上的网络接口卡通信连接到机电设备1104。计算设备1102可以向电机控制器1120发送命令以控制电机1122。网络接口卡马达控制器1120的控制器1120可以接收命令并将命令传输到电动机1122以驱动电动机1122。这样，计算设备1102可操作地耦合到电动机1122。

计算装置1102和/或马达控制器1120在本文中可被称为控制系统。用户门户1118在本文中可被称为控制系统的用户界面。控制系统可以控制电动机1122以多种模式操作：被动、主动辅助、电阻和主动。被动模式可以指电动机1122独立地驱动一个或多个径向可调联接器1124旋转地联接到一个或多个踏板1110。在被动模式中，电动机1122可以是驱动力的唯一来源。径向可调联轴器。即，用户可以用他们的手或他们的脚接合踏板1110，并且电动机1122可以为用户旋转径向可调联接器1124。这可以使得能够在用户不施加过大的力的情况下移动受影响的身体部分并拉伸受影响的身体部分。

主动辅助模式可以指电动机1122接收一个或多个径向可调联轴器1124的每分钟转数的测量值，并使电动机1122旋转地驱动一个或多个径向可调联轴器1124当测得的每分钟转数满足阈值条件时，其耦合到一个或多个踏板1110。阈值条件可由用户和/或医生配置。只要每分钟转数高于每分钟转数阈值并且不满足阈值条件，电动机1122就可以在用户向径向可调联接器1124提供驱动力的同时断电。当每分钟转数小于每分钟转数阈值时，则满足阈值条件并且可以控制电动机1122以驱动径向可调联轴器1124以维持每分钟转数阈值。

阻力模式可以指电动马达1122对耦合到一个或多个踏板1110的一个或多个径向可调联接器1124的旋转提供阻力。阻力模式可以通过以下方式增加被修复的身体部分的强度，使肌肉施加力以克服电动机122提供的阻力而移动踏板。

主动模式可以指电动马达1122断电以不向径向可调联轴器1124提供驱动力辅助。相反，在该模式中，用户使用径向可调联轴器的唯一驱动力提供径向可调联轴器的驱动力例如手或脚。

在一个或多个模式期间，每个踏板1110可以测量由用户身体的一部分施加在踏板1110上的力。例如，每个踏板1110可以包含任何合适的传感器(例如，应变测力传感器、压电晶体、液压称重传感器等)，用于测量施加在踏板1110上的力。此外，踏板1110可以各自包含任何合适的传感器，用于检测用户的身体部位是否与踏板1110接触分离在一些实施例中，测量的力可以用于检测身体部位是否已经与踏板1110分离。检测到的力可以通过踏板1110的网络接口卡传输到控制系统(例如，计算设备1102和/或电机控制器1120)。如下文进一步描述的，控制系统可以基于测量的力修改操作电动机1122的参数。此外，控制系统可以执行一个或多个预防动作(例如，锁定电动机1120以阻止可径向调节的联轴器1124移动、使电动机1122减速、向用户呈现通知等)身体部分被检测为与踏板1110分离，等等。

测角仪1106可以被配置为测量身体部分的伸展和/或弯曲的角度并且将测量的角度传输到计算设备1102和/或计算设备1114。测角仪1106可以被包括在电子设备中，该电子设备包括一个或多个处理设备、存储设备和/或网络接口卡。测角器1106可以设置在机械支架的空腔中。机械支架的空腔可位于机械支架的中心附近，在该中心机械支架允许弯曲和延伸。机械支架可以被配置为固定到上身部分(例如，腿、手臂等)和下身部分(例如，腿、手臂等)以测量身体部分伸展时的弯曲角度彼此远离或缩回彼此更近。

腕带1108可以包括用于跟踪X、Y和Z方向上的运动的3轴加速度计、用于测量高度的高度计和/或用于测量取向和旋转的陀螺仪。加速度计、高度计和/或陀螺仪可以可操作地耦合到腕带108中的处理设备并且可以将数据传输到处理设备。处理设备可以使网络接口卡将数据传输到计算设备1102，并且计算设备1102可以使用表示加速度、频率、持续时间、强度和运动模式的数据来跟踪用户在特定时间内采取的步数周期(例如，天、周等)。计算设备1102可以将步骤传送到执行临床门户1126的计算设备1114。另外，在一些实施例中，腕带1108的处理设备可以确定所采取的步骤并将步骤传送到计算设备1102。在一些实施例中例如，腕带1108可以使用光电容积脉搏波描记法(PPG)来测量检测手腕皮肤上的红光或绿光的量的心率。例如，血液可能会吸收绿光，因此当心脏跳动时，血流可能会吸收更多的绿光，从而能够检测心率。心率可以被发送到计算设备1102和/或计算设备1114。

计算设备1102可以通过用户门户1118上的相应图形元素呈现用户采取的步数和/或心率，如下文进一步讨论的。计算设备还可以使用所采取的步数和/或心率来控制操作机电设备1104的参数。例如，如果心率超过踏板会话的目标心率，则计算设备1102可以控制电动机1122以减少施加到径向可调节联接器1124的旋转的阻力。在另一个示例中，如果所采取的步数低于一天的步数阈值，则治疗计划可以增加用户的一个或多个模式的时间量其中用户将操作机电设备1104以确保受影响的身体部位得到足够的运动。

在一些实施例中，基于云计算系统1116可以包括形成分布式计算架构的一个或多个服务器1128。每个服务器1128可以包括一个或多个处理设备、存储器设备、数据存储和网络接口卡。服务器1128可以通过任何合适的通信协议相互通信。服务器1128可以为使用机电设备1104的每个用户存储简档。简档可以包括关于用户的信息，例如治疗计划、受影响的身体部位、用户对受影响的身体部位执行的任何程序、健康、年龄、种族、来自测角仪1106的测量数据、来自腕带1108的测量数据、来自踏板1110的测量数据、在治疗计划的任何模式的操作期间在用户门户1118处接收的用户体验任何模式之前和之后输入的不适水平，之前和之后受影响身体部位的活动图像等等。

在一些实施例中，基于云计算系统1116可以包括能够生成一个或多个机器学习模型1132的训练引擎1130。机器学习模型1132可以被训练以响应于生成患者治疗计划接前收各种输入(例如，对患者执行的程序、执行该程序的受影响的身体部位、其他健康特征(年龄、种族、健康水平等)。一个或多个机器学习模型1132可以由训练引擎1130的一个或多个处理设备和/或服务器1128执行的计算机指令中实现。为了生成一个或多个机器学习模型1132，训练引擎1130可以训练一个或多个机器学习模型1132。训练引擎1130可以使用患者特征、患者遵循的治疗计划和治疗计划的结果的基础数据集，患者遵循的治疗计划。结果可包括指示治疗计划是否导致受影响身体部分完全恢复、受影响身体部分部分恢复或受影响身体部分未恢复的信息。训练引擎1130可以是机架式服务器、路由器计算机、个人计算机、便携式数字助理、智能手机、膝上型计算机、平板计算机、相机、摄像机、上网本、台式计算机、媒体中心，或以上任意组合。一个或多个机器学习模型1132可以指由训练引擎1130使用包括训练输入和对应目标输出的训练数据创建的模型工件。训练引擎1130可以在训练数据中找到将训练输入映射到目标输出的模式，并生成捕捉这些模式的机器学习模型1132。尽管与计算设备1102分开描绘，但是在一些实施例中，训练引擎1130和机器学习模型1132可以驻留在计算机设备1102和/或计算机设备1114上。

机器学习模型1132可以包括一个或多个神经网络，例如图像分类器、循环神经网络、卷积网络、生成对抗网络、完全连接的神经网络、或其一些组合。在一些实施例中，机器学习模型1106可以由单个级别的线性或非线性操作组成或者可以包括多个级别的非线性操作。例如，机器学习模型可以包括使用各种神经元执行计算(例如，点积)的多个层和/或隐藏层。

图17示出了根据本公开的某些实施例的锻炼和康复设备1104的示例的透视图。机电装置1104被示为在相对侧具有踏板1110，踏板1110相对于彼此可调节地定位在相应的径向可调节联接器1124上。所描绘的装置1104被配置为小型且便携的单元，使得其易于运输至不同的将提供康复或治疗的地点例如在患者家中、替代护理中心等。例如，患者可以坐在靠近装置1104的椅子上以将装置1104与他们的脚接合。

装置1104包括旋转装置，例如径向可调节联轴器1124或飞轮等，例如通过中心毂可旋转地安装到框架16或其他支撑件。踏板1110被配置为与要康复的患者相互作用并且可以被配置为与下肢肢例如脚、腿或上肢肢例如手、臂等一起使用。例如，踏板1110可以是具有可旋转地安装在带有轴承的轴上的脚支撑的类型的自行车踏板。轴可以具有也可以不具有暴露的端部螺纹，用于接合径向可调联接器1124上的安装件以将踏板定位在径向可调联接器1124上。径向可调联接器1124可以包括配置成径向调节踏板位置的致动器踏板到径向可调联轴器1124上的各个位置。

径向可调联接器1124可以被配置为在单个联接器1124的相对侧的两个踏板1110。在一些实施例中，如图所示，一对径向可调联接器1124可以彼此间隔开但是互连到电动机1122。在所描绘的示例中，计算设备1102可以安装在框架1200上并且可以在用户操作设备1104时由用户拆卸和保持。计算设备1102可以呈现用户门户和控制电动机1122的操作，如本文所述。

在一些实施例中，如美国专利第10,173,094B2号中所述，出于所有目的将其全文以引用方式并入本文，机电装置1104可采用传统锻炼/康复装置的形式，其或多或少不可携带并留在固定位置(例如，康复诊所或医疗机构)。设备1104可以包括座位并且不如图17中所示的设备1104便携。

图18图示了根据本公开的某些实施例的用于在各种模式下控制用于康复的机电设备的方法1300的示例操作。方法1300可由处理逻辑执行，处理逻辑可包括硬件(电路、专用逻辑等)、固件、软件或两者的组合。方法1300和/或其各自的功能、子例程或操作中的每一个可由实施方法1300的控制系统(例如，图16的计算设备1102)的一个或多个处理器来执行。方法1300可被实施为计算机指令，当由处理设备执行时，执行用户门户1118。在某些实现中，方法1300可以由单个处理线程执行。或者，方法1300可由两个或多个处理线程执行，每个线程实现一个或多个单独的功能、例程、子例程或方法的操作。方法1300的各种操作可由图16的云计算系统1116、马达控制器1120、踏板1110、测角器1106、腕带1108和/或计算设备1114中的一个或多个来执行。

如上所述，机电装置可包括耦合到一个或多个径向可调联接器的一个或多个踏板、经由一个或多个径向可调联接器联接到一个或多个踏板的电动机、以及控制系统包括一个或多个可操作地连接到电动机的处理装置。在一些实施例中，控制系统(例如，计算设备1102和/或马达控制器1120)可以存储指令并且可以通过用户门户呈现控制系统的一个或多个操作。在一些实施例中，径向可调联接器被配置为将电动机的旋转运动转换为踏板的径向运动。

在框1302处，响应于第一触发条件的发生，处理装置可通过独立地驱动旋转地联接到一个或多个踏板的一个或多个径向可调联接器来控制电动机以被动模式操作。“独立驱动”可以指电动机在没有另一驱动源(例如，用户)的帮助的情况下驱动一个或多个径向可调联轴器。第一触发条件可以包括经由控制系统的用户界面启动蹬踏活动、经过的时间段、检测到的用户操作该系统的身体状况(例如，心率、氧气水平、血压等)。机电设备、经由用户界面从用户接收的请求、或经由通信耦合到控制系统的计算设备接收的请求(例如，从执行临床门户的计算设备接收的请求)。处理装置可以控制电动机以独立地驱动一个或多个径向可调节联轴器，该联轴器以在治疗计划中指定的受控速度旋转地连接到一个或多个踏板，以供用户在被动模式下操作时操作机电装置。

在一些实施例中，机电装置可以被配置为使得处理器控制电动机以单独地驱动径向可调节联轴器。例如，处理装置可以控制电动机单独驱动左或右径向可调联轴器，同时允许用户提供力来驱动另一个径向可调联轴器。作为另一个例子，处理装置可以控制电动机以不同的速度驱动左右径向可调联轴器。通过控制正在愈合的身体部位移动(例如，旋转、弯曲、伸展等)的速度以避免撕裂肌腱或对用户造成疼痛，这种控制力度是有益的。

在框1304，响应于第二触发条件的发生，处理装置可通过测量(框1306)一个或多个径向可调联轴器的每分钟转数来控制电动机以主动辅助模式运行，并且当测量的每分钟转数满足阈值条件时，使(框1308)电动机驱动旋转地联接到一个或多个踏板的一个或多个径向可调联接器。第二触发条件可以包括经由控制系统的用户界面启动蹬踏会话、经过的时间段、检测到的用户操作的身体状况(例如，心率、氧气水平、血压等)。机电设备经由用户界面从用户接收的请求、或经由通信耦合到控制系统的计算设备接收的请求(例如，从执行临床门户的计算设备接收的请求)。当测量的每分钟转数小于最小每分钟转数时，可以满足阈值条件。在这种情况下，电动机可以开始驱动一个或多个径向可调节联轴器以增加径向可调节联轴器的每分钟转数。

与被动模式一样，处理装置可以控制电动机以在主动辅助模式中单独驱动一个或多个径向可调的联接器。例如，如果只是右膝正在康复，则可以测量右径向可调联轴器的每分钟转数，并且当测量到的每分钟转数时，处理装置可以控制电动机单独驱动右径向可调联轴器小于每分钟最小转数。在一些实施例中，可以为左径向可调联轴器和右径向可调联接器设置不同的最小每分钟转数，并且处理装置可以控制电动机单独驱动左径向可调联接器和右径向可调联接器。-可适当调整联轴器，以保持不同的每分钟最小转数

在框1310处，响应于第三触发条件的发生，处理装置可通过提供对耦合到一个或多个踏板的一个或多个径向可调联接器的旋转的阻力来控制电动机以电阻模式操作.第三触发条件可以包括经由控制系统的用户界面启动蹬踏活动、经过的时间段、检测到的用户操作的身体状况(例如，心率、氧气水平、血压等)，机电设备、经由用户界面从用户接收的请求、或经由通信耦合到控制系统的计算设备接收的请求(例如，从执行临床门户的计算设备接收的请求)。

在一些实施例中，响应于第四触发条件的发生，处理设备还被配置为通过断电以启用另一源(例如，用户)来驱动或通过一个或多个踏板的更多径向可调耦合。在主动模式下，另一源可以通过一个或多个踏板以任何期望的速度驱动一个或多个径向可调联轴器。

在一些实施例中，处理装置可以控制电动马达以在踏板活动期间的相应时间段内以被动模式、主动辅助模式、阻力模式和/或主动模式中的每一个操作基于操作机电设备的用户的治疗计划。在一些实施例中，可以由使用临床门户设置治疗计划的临床医生选择各种模式和相应的时间段。在一些实施例中，各种模式和各自的时间段可以由被训练以接收参数(例如，对用户执行的程序、执行程序的身体部位、用户的健康)的机器学习模型选择并且输出治疗计划以恢复受影响的身体部位。

在一些实施例中，处理装置可以修改一个或多个可径向调节联接器上的一个或多个踏板的一个或多个位置，以在以下任过程中改变一个或多个踏板的一个或多个运动范围的直径被动模式、主动辅助模式、阻力模式和/或主动模式贯穿用户操作机电装置的整个蹬踏过程。处理装置还可以被配置为修改一个或多个可径向调节联接器之一上的一个或多个踏板之一的位置，以改变一个或多个踏板之一的运动范围的直径，同时保持一个或多个踏板中的另一个在一个或多个径向可调联接器中的另一个上的另一位置以保持另一个踏板的另一运动范围的另一直径。在一些实施例中，处理装置可以使踏板的两个位置移动以改变两个踏板的运动范围的直径。可以单独控制踏板位置的移动量，以便根据需要提供不同直径的踏板运动范围。

在一些实施例中，处理设备可以从操作机电设备的用户佩戴的测角仪接收用户在踩踏过程中的关节的伸展角度或关节的弯曲角度中的至少一个。在某些情况下，关节可以是膝盖或肘部。测角仪可以测量关节的弯曲和/或延伸的角度并且连续或周期性地传输由处理设备接收的角度测量值。处理装置可以根据使用者关节的伸展角度或弯曲角度中的至少一个来改变踏板在径向可调联接器上的位置以改变踏板运动范围的直径用户的关节。

在一些实施例中，处理装置可以从用户佩戴的测角器接收当用户将小腿从以下位置伸出时在用户膝盖处的大腿和小腿之间的一组伸展角度。在一些实施例中，测角仪可以发送上臂、上身等与下臂、下身等之间的一组延伸角度。处理设备可以在控制系统的用户界面上呈现当小腿通过膝盖从大腿伸出时，用户的大腿、小腿和膝盖的图形动画。图形动画可以包括一组伸展角度，因为一组伸展角度在伸展过程中改变。处理设备可以在控制系统的数据存储器中存储一组伸展角度的最小值作为伸展活动的伸展统计。可以为治疗计划指定的一组延长期存储一组延长统计数据。处理设备可以通过用户界面上呈现一组延长统计数据的图形元素(例如，线图、条形图等)来呈现贯穿整个治疗计划的一组延长疗程的进展。

在一些实施例中，当用户缩回小腿时，处理装置可以从用户佩戴的测角器接收用户膝盖处的大腿和小腿之间的一组弯曲角度。在一些实施例中，测角仪可以发送上臂、上身等与下臂、下身等之间的一组弯曲角度。处理设备可以在控制系统的用户界面上呈现当小腿通过膝盖缩回靠近大腿时，用户的大腿、小腿和膝盖的图形动画。图形动画可以包括随着弯曲角度组在弯曲过程中改变而产生的一组弯曲角度。处理设备可以在控制系统的数据存储中存储弯曲角度集合的最高值作为弯曲运动的弯曲统计。可为治疗计划指定的一组弯曲运动存储一组弯曲统计数据。处理设备可以通过用户界面上呈现一组弯曲统计数据的图形元素(例如，线图、条形图等)来呈现贯穿治疗计划的一组弯曲运动的进展。

在一些实施例中，关节的延伸和/或弯曲的角度可以由测角仪传输到执行临床入口的计算设备。临床医生可能正在操作执行临床门户的计算设备。临床门户可以为用户实时呈现大腿远离小腿延伸或大腿弯曲更靠近小腿的图形动画。在一些实施例中，临床医生可以向计算设备提供通知以通过用户门户呈现。通知可以指示用户已经满足目标延伸和/或弯曲角度。其他通知可能指示用户已经将身体部位伸展或缩回太远并且应该停止伸展和/或弯曲会话。在一些实施例中，执行临床门户的计算设备可以将控制信号传输到控制系统，以基于从测角仪接收到的延伸角度或弯曲角度来移动径向可调耦合器上的踏板位置。即，临床医生可以基于在蹬踏过程中测量的伸展和/或弯曲角度实时增加用户身体部位的运动范围的直径。这可以使临床医生能够动态地控制蹬踏过程以增强蹬踏过程的康复结果。

在一些实施例中，处理设备可以从可穿戴设备(例如，腕带)接收用户在特定时间段(例如，天、周等)内采取的步数。处理装置可以计算步数是否满足用户的治疗计划的步行阶段的步数阈值。处理设备可以在控制系统的用户界面上呈现用户采取的步数，并且可以呈现步数是否满足步数阈值的指示。

腕带还可以测量用户的一个或多个生命统计数据，例如心率、氧气水平、血压等。生命统计的测量可以在任何合适的时间执行，例如在蹬踏运动、步行运动、伸展运动和/或弯曲运动期间。腕带可以将一个或多个生命统计数据传输到控制系统。当生命统计高于阈值时，控制系统的处理设备可以使用生命统计来确定是否减小电动机提供的电阻以降低生命统计之一(例如，心率)，以确定用户是否是当生命统计数据之一升高超过阈值时会感到痛苦，以确定是否提供指示用户应该休息或增加适当活动强度的通知，等等。

在一些实施例中，处理装置可以接收停止一个或多个踏板移动的请求。该请求可由用户在控制系统的用户门户上选择表示“停止”的图形图标来接收。处理装置可以使电动机锁定并阻止一个或多个踏板在配置的时间段内移动(例如，瞬间、超过1秒、2秒、3秒、5秒、10秒等)。在机电设备中包括电动机的一个好处是能够根据用户的需要立即停止踏板的运动。

在一些实施例中，处理装置可以从可操作地耦合到一个或多个踏板和一个或多个处理装置的一个或多个力传感器接收一个或多个踏板上的力的一个或多个测量值。力传感器可以经由踏板的无线电路提供的无线连接(例如，蓝牙)可操作地与一个或多个处理设备耦合。处理设备可以基于一个或多个力的测量来确定用户是否已经从机电设备跌落。响应于确定用户已经从机电设备跌落，处理设备可以锁定电动机以阻止一个或多个踏板移动。

处理设备可以附加地或替代地基于一个或多个力的测量来确定脚或手已经与踏板分离。响应或确定手已与踏板分离，处理装置可锁定电动机以阻止一个或多个踏板移动。此外，处理设备可以在控制系统的用户界面上呈现通知，指示用户将他们的脚或手与踏板接触。

在一些实施例中，处理装置可以从可操作地耦合到一个或多个踏板的力传感器接收用户在蹬踏过程中施加在踏板上的力的测量值。当用户在蹬踏活动期间蹬踏时，处理装置可以在控制系统的用户界面上的单独的相应图形标度上呈现对每个踏板的力的相应测量。可以在用户界面上呈现各种图形指示符以指示力何时低于阈值目标范围、在阈值目标范围内或超过阈值目标范围。可以呈现通知以鼓励用户施加更大的力和/或更少的力以实现力的阈值目标范围。例如，当一个或多个力的测量满足压力阈值时，处理设备将在用户界面上呈现第一通知，并且当一个或多个测量不满足压力阈值时，在用户界面上呈现第二通知。

此外，处理设备可以基于一个或多个力的测量值向用户提供指示符。指示器可以包括以下至少之一：(1)在机电设备的踏板、把手或座椅中提供触觉反馈，(2)在用户界面上提供视觉反馈(例如，警报、灯、标志等)，(3)通过机电设备的音频子系统(例如，扬声器)提供音频反馈，(4)点亮机电设备的警告灯。

在一些实施例中，处理装置可以从控制系统的加速度计、马达控制器、踏板等接收机电装置的运动加速度的测量值。处理设备可以基于加速度的测量来确定机电设备是否已经相对于垂直轴过度移动(例如，翻倒)。响应于基于加速度的测量确定机电装置已经相对于垂直轴过度移动，处理装置可以锁定电动机以阻止一个或多个踏板移动。

在蹬踏过程完成之后，处理装置可以锁定电动机以防止一个或多个踏板在蹬踏过程完成之后移动一定量的时间。这可以使正在康复的身体部位愈合并防止过度运动对该身体部位造成的压力。在一定量的时间期满时，处理装置可以解锁电动马达以再次使踏板能够运动。

用户门户可以提供对正在康复的身体部位进行成像的选项。例如，用户可以将身体部位放置在用户门户的图像捕获部分内并选择图标来捕获身体部位的图像。可以在蹬车、步行、伸展和/或弯腰之前和之后捕获图像。这些图像可以被发送到云计算系统以用作机器学习模型的训练数据以确定活动的效果。此外，图像可以发送到执行临床门户的计算设备，以使临床医生能够查看活动的结果并在需要时修改治疗计划或提供通知(例如，减少阻力、增加阻力、延长关节如果需要，进一步或更少等)给用户。

图19图示了根据本公开的某些实施例的用于控制由机电设备提供的电阻量的方法1400的示例操作。方法1400包括由图16的控制系统(例如，计算设备1102)的处理设备执行的操作。在一些实施例中，方法1400的一个或多个操作在计算机指令中实现，当由处理设备执行时，该计算机指令执行控制系统或用户门户。方法1400的各种操作可以由计算设备1114、云计算系统1116、马达控制器1120、踏板1110、测角器1106或腕带1108中的一个或多个来执行。方法1400可以以与上文关于方法1300所描述的相同或相似的方式来执行。

在1402方块处，处理设备可以接收用于蹬踏运动的配置信息。配置信息可以通过用户在计算设备上执行的用户门户上的选择来接收、从执行临床门户的计算设备接收、从云计算系统下载、从执行的计算设备的存储器设备中检索，或其某种组合。例如，临床医生可以使用临床门户为患者的蹬踏活动选择配置信息，并将配置信息从计算设备上传到云计算系统的服务器。

用于蹬踏会话的配置信息可以指定机电装置将在其中操作的一个或多个模式，以及特定于每个模式的配置信息、操作每个模式的时间量等。例如，对于被动模式，配置信息可以指定踏板在径向可调联轴器上的位置以及控制电动机的速度。对于阻力模式，配置信息可以指定电动马达在蹬踏过程中施加到径向可调联轴器的旋转的阻力量，用户希望施加在踏板的每个踏板上的最大踏板力。踩踏过程中的机电设备，或径向可调联轴器的每分钟转数阈值。对于主动辅助模式，配置信息可以指定用户期望施加在机电装置的每个踏板上的最小踏板力和最大踏板力、操作电动机的速度，以驱动一个或多个踏板。两个径向可调联轴器，等等。

在一些实施例中，响应于接收到配置信息，处理设备可以确定触发条件已经发生。触发条件可以包括从用户接收对模式的选择、经过的时间量、从执行临床门户的计算设备接收命令等。处理装置可以基于发生的触发条件，通过基于触发条件对踏板的旋转提供阻力来控制电动机以电阻模式操作。

在方块1404处，处理设备可以分别基于阻力和最大踏板力来设置阻力参数和最大踏板力参数，包括在用于蹬踏活动的配置信息中。阻力参数和最大力参数可以存储在计算设备的存储设备中并且用于在蹬踏过程中控制电动机。例如，处理装置可以将控制信号连同阻力参数和最大踏板力参数一起传输到马达控制器，并且马达控制器可以在蹬踏过程期间至少使用阻力参数来驱动电动马达。

在块1406处，当用户操作(例如，踏板)机电设备时，处理设备可以测量施加到机电设备的踏板的力。机电装置的电动机可以基于阻力参数在踩踏板期间提供阻力。设置在每个踏板中并且可操作地耦合到马达控制器和/或执行用户门户的计算设备的力传感器可以测量在整个蹬踏过程中施加在每个踏板上的力。力传感器可以将测得的力传输到踏板的处理设备，这又使通信设备将测得的力传输到马达控制器和计算设备的处理设备。

在框1408处，处理装置可确定所测量的力是否超过最大踏板力参数。处理装置可以将测量的力与最大踏板力参数进行比较以做出该确定。

在框1410中，响应于确定测量的力超过最大踏板力参数，处理设备可以减小阻力参数，从而电机在蹬踏活动期间施加较小的阻力以维持在参数中指定的每分钟转数阈值。减小阻力可以使用户能够更快地踩踏，从而增加径向可调联接器的每分钟转数。保持每分钟转数阈值可以确保患者在该模式期间需要精准地锻炼受影响的身体部位。响应于确定测量的力没有超过最大踏板力参数，处理设备可以在踏板活动期间保持由配置信息指定的相同最大踏板力参数。

在一些实施例中，处理设备可以确定是否已经发生了第二触发条件。第二触发条件可以包括经由用户门户从用户接收对模式的选择、经过的时间量、从执行临床门户的计算设备接收命令等。处理装置可以基于发生的触发条件，通过独立地驱动一个或多个以旋转方式耦合到踏板的径向可调联轴器来控制电动机以被动模式运行。电动机可以在没有另一驱动源的情况下以配置信息中指定的速度驱动一个或多个径向可调联轴器。此外，电动机可以以不同的速度单独地驱动一个或多个径向可调联轴器中的任何一个。

在一些实施例中，处理设备可以确定第三触发条件已经发生。第三触发条件可以类似于这里描述的其他触发条件。处理装置可基于发生的第三触发条件，通过测量耦合到踏板的一个或多个径向可调联轴器的每分钟转数并使电动机驱动来控制电动机以主动辅助模式运行。当测量的每分钟转数满足阈值条件时，以旋转方式将一个或多个径向可调联接器联接到踏板。

在一些实施例中，处理设备可以从操作机电设备的用户佩戴的测角仪接收用户膝盖处的大腿和小腿之间的一组延伸角度。当用户通过膝盖将小腿从大腿伸展开时，测量该组角度。在一些实施例中，延伸角度可以表示在肘部处将下臂延伸远离上臂之间的角度。此外，处理装置可以从测角器接收用户膝盖处的大腿和小腿之间的一组弯曲角度。当用户通过膝盖将小腿缩回更靠近大腿时，测量一组弯曲角度。在一些实施例中，弯曲角度代表在肘部弯曲下臂更靠近上臂之间的角度。

处理装置可基于该组伸展角和该组弯曲角来确定是否满足运动阈值条件的范围。响应于确定满足运动范围阈值条件，处理装置可以修改径向可调联接器之一上的踏板之一的位置以改变踏板之一的运动范围的直径。满足运动范围阈值条件可以指示受影响的身体部位足够强壮或足够灵活以增加径向可调联接器允许的运动范围。

图20图示了根据本公开的某些实施例的用于使用测角仪测量小腿相对于大腿的弯曲和/或伸展角度的方法1500的示例操作。在一些实施例中，方法1500的一个或多个操作在由测角仪的处理设备执行的计算机指令中实现图16的1106。方法1500可以以与上面关于方法1300所描述的相同或相似的方式来执行。

在框1502处，处理设备可以从一个或多个测角仪接收一组角度。测角仪可以测量上身部分(腿、手臂、躯干、颈部、头部等)和下半身(腿、手臂、躯干、颈部头部、手、脚等)之间的伸展和/或弯曲角度.)因为身体部位在各种训练(例如，蹬踏训练、步行训练、伸展训练、弯曲训练等)期间伸展和/或弯曲。可以在用户踩踏机电设备的一个或多个踏板时接收该组角度。

在1504处，处理设备可以经由一个或多个网络接口卡向控制机电设备的计算设备发送该组角度。机电设备可以由康复受影响的身体部分的用户操作。例如，用户可能最近接受了以修复前交叉韧带(ACL)的二度或三度扭伤的手术。因此，测角器可以通过受影响的ACL固定在大腿和小腿周围的膝盖附近。

在一些实施例中，将这组角度传输到控制机电设备的计算设备可以使计算设备基于满足以下条件的一组角度来调节径向可调耦合器上的一个或多个踏板中的一个的位置运动阈值条件的范围。可以从云计算系统或执行临床门户的计算设备接收的治疗计划的配置信息来设置运动阈值条件的范围。踏板的位置被调整以增加由用户的上身部分(例如，腿)、下身部分(例如，腿)和关节(例如，膝盖)传递的运动范围的直径，作为用户操作在一些实施例中，可以在用户操作机电设备的同时实时调整踏板的位置。在一些实施例中，用户门户可以向用户呈现指示应该修改踏板的位置的通知，并且用户可以修改踏板的位置并且以修改的踏板位置继续操作机电设备。

在一些实施例中，向计算设备传输该组角度可以使执行用户门户的计算设备在实时移动的下半身和上半身的伸展或弯曲过程中的图形动画中呈现该组角度在伸展或弯曲过程中。在一些实施例中，该组角度可以被传输到执行临床门户的计算设备，并且临床门户可以在下半身部分和上半身部分的图形动画中实时呈现该组角度延伸或弯曲。此外，这组角度可以在临床门户和/或用户门户上以一个或多个图形或图表的形式呈现，以描绘用户的伸展或弯曲的进展。

图21-27示出了本文公开的康复系统的部件的各种详细视图。

例如，图21示出了根据本公开的某些实施例的锻炼和康复机电设备1104的部件的分解图。机电装置1104可以包括踏板1110，该踏板通过设置在左径向可调联接器1124的腔内的左踏板臂组件1600联接到左径向可调联接器1124。径向可调联接器1124可以设置在左径向可调联接器1124中。左外盖1601的圆形开口和踏板臂组件1600可以固定到驱动子组件1602。驱动子组件1602可以包括可操作地耦合到电机控制器1120的电动机1122。-组件1602可以包括一个或多个制动机构，例如盘式制动器，其能够在一段时间内瞬时锁定电动机1122或停止电动机1122。电动机1122可以是任何合适的电动机(例如，微晶电动机)。驱动子组件1602可以固定到框架子组件1604。顶部支撑子组件1606可以固定在驱动子组件1602的顶部。

右踏板1110通过设置在右径向可调联接器1124的腔内的右踏板臂组件1600联接到左径向可调联接器1124。右径向可调联接器1124可以设置在圆形开口中，右外盖1608和右踏板臂组件1600的内部空间可以固定到驱动子组件1602。当左外盖1601和右外盖1608围绕框架子固定在一起时可以限定内部容积组件1604。当左外盖1601和右外盖1608固定在一起时也可以构成装置1104的框架。驱动子组件1602、顶部支撑子组件1606和踏板臂组件1600可在组装时设置在内部容积内。存储隔间1610可以固定到框架。

此外，计算设备臂组件1612可以固定到框架并且计算设备安装组件1614可以固定到计算设备臂组件1612的端部。计算设备1102可以附接到计算设备或从计算设备分离，在设备1104的操作期间根据需要安装设备安装组件1614。

图22示出了根据本公开的某些实施例的踏板组件1600的分解图。踏板组件1600包括步进电机1700。步进电机1700可以是任何合适的步进电机。步进电机1700可以包括被组织成称为相的组的多个线圈。每一相可依次通电一次以转动电机一步。控制系统可以使用步进电机1700来移动踏板在径向可调联轴器上的位置。

步进电机1700包括穿过电机安装座1702中的孔插入的桶和销。联轴器1704和轴承1706包括接收第一端丝杠1708的端部的通孔。丝杠1708是设置在踏板臂1712的下腔中。电动机的销可以插入联轴器1704和轴承1704的通孔中以固定到丝杠1708的第一端。电动机安装座1702可以是固定到踏板臂1712的框架。另一个轴承1706可以设置在丝杠1708的另一端。电滑环1710可以设置在踏板臂1712上。

线性轨道1714设置并固定到踏板臂1712的上腔。线性轨道1714可用于将踏板移动到不同的位置，如下文进一步描述的。多个线性轴承座1716设置在线性导轨1714的顶部肋和底部肋上，使得轴承座1716可以在肋上滑动。主轴托架1718固定到每个轴承座1716。支撑轴承1720用于提供支撑。导螺杆可插入主轴托架1718的通孔1722中。导螺杆单元1724可固定在通孔1722的一端以容纳导螺杆1708的一端。主轴1724附接到踏板臂组件1600组装时，主轴1724的端部穿过踏板臂盖1726的孔突出。当步进马达1700开启时，导螺杆1708可旋转，从而使主轴架1718沿直线导轨1714径向移动。因此，主轴1724可径向横过踏板臂盖1726的开口。

图23示出了根据本公开的某些实施例的驱动子组件1602的分解图。驱动子组件1602包括电动机1122。电动机1122的一侧包括通过小滑轮板1804通过螺钉1806固定到其上的小模制滑轮1802。同时设置在曲柄支架外壳1800内的是同步带1808和大模制滑轮1810。同步带1808可以包括在内侧上的齿，其与小模制带轮1802和大模制带轮1810上的齿接合，当电动机1122运行时，使大模制滑轮1810旋转。曲柄支架壳体1800包括在两侧的安装轴承1814，大模制皮带轮1810的曲柄1814通过该轴承1814突出。曲柄1814可以可操作地连接到踏板组件。

图24示出了根据本公开的某些实施例的测角仪1106的一部分的分解图。测角器1106包括上部1900和下部1902。上部1900和下部1902通过小腿侧支架1904可旋转地连接。底盖1906可以插入小腿的突出腔1918中侧支架1904。在一些实施例中，底盖1906包括微控制器1908。推力滚柱轴承1910装配在小腿侧支架1904的突出腔1918上，该突出腔1918插入到上部1900的腔1920中并固定经由诸如螺钉1922之类的附件连接到上部1900。第二腔1924位于上部1900的与具有插入突出腔1918的腔1920的一侧相对的一侧上。径向磁体1912和微控制器(例如，印刷控制板)1914设置在第二腔体1924中并且顶盖1916放置在顶部以覆盖第二腔体1924。微控制器1908和/或微控制器1914可以包括网络接口卡1940或被配置为通过短程无线协议(例如，蓝牙)、处理设备1944和存储设备1938进行通信的无线电。此外，微控制器1908和1914中的任一个或两者可以包括磁感测感测径向磁体1912的位置的编码器芯片。径向磁体1912的位置可用于通过微控制器1908或1914。弯曲/延伸的角度3118、3218可以经由无线电传输到计算设备1102。下部1902限定开口1932，其被配置为接收突出的突片1934和弹簧1930。可以设置弹簧1930沿着突出接片1934和侧帽1926之间的开口1932。侧帽1926可以通过开口1932联接到突出接片1934。一个或多个附件1928可以将侧帽1926联接到突出片1934。附件1928可以是螺钉、磁铁或任何其他所需的附件。弹簧1930可以被配置为在侧盖1926上施加压力以提供侧盖1926相对于开口1932的有限运动。弹簧1930可以允许下部1902相对于上部1900的移动。设备1106可以包括额外的和/或更少的组件，包括在不同的位置和/或配置中，并且不限于图24中所示的那些。

图25示出了根据本公开的某些实施例的腕带1108的顶视图。腕带1108包括带有扣环的带子以将带子固定到人的手腕。腕带1108可以包括一个或多个处理设备、存储设备、网络接口卡等等。腕带1108可以包括被配置为呈现由腕带1108测量的信息的显示器2000。腕带1108可以包括加速计、陀螺仪和/或高度计，如上所述。腕带1108还可以包括光传感器以检测佩戴腕带1108的用户的心率。在一些实施例中，腕带1108可以包括脉搏血氧计以通过发送红外光来测量血液中的氧量(氧饱和度)进入毛细血管并测量从气体中反射的光量。腕带1108可以将测量数据传输到计算设备1102。

图26示出了根据本公开的某些实施例的踏板1110的分解图。踏板1110包括设置在模制踏板顶部支撑板2102顶部的模制踏板顶部2100。模制踏板顶部2100和模制踏板顶部支撑板2102例如通过螺钉固定到模制踏板底板2104。模制踏板基板2104包括应变计2106，其被配置为测量施加在踏板1110上的力。踏板1110还包括模制踏板底部2108，微控制器2110布置在该底部2108处。微控制器2110可以包括处理设备、存储设备和/或网络接口卡或无线电，其被配置为经由诸如蓝牙的短程通信协议进行通信。应变仪2106可操作地耦合到微控制器2110并且应变仪2106将测得的力传输到微控制器2110。微控制器2110将测得的力传输到机电装置1104的计算装置1102和/或马达控制器1120。模制踏板顶部2100、模制踏板顶部支撑板2102、模制踏板底板2104固定到模制踏板底部2108，其进一步固定到模制踏板底盖2112。踏板1110还包括心轴2114，其与踏板臂组件耦合。

图27示出了根据本公开的某些实施例的踏板的附加视图。描绘了踏板的顶视图2200，描绘了踏板的透视图2202，描绘了踏板的前视图2204，并且描绘了踏板的侧视图2206。

图28-44图示了用户门户1118的不同用户界面。用户可以使用诸如平板电脑的计算设备1102来执行用户门户1118。在一些实施例中，用户可以将平板电脑保持在他们的手机并在他们执行踩踏活动时查看用户门户1118。用户门户1118的各种用户界面可以为用户提供提示，以确认他们正在佩戴测角仪和腕带，并且他们的脚在踏板上。

图28图示了用户门户1118的示例用户界面2300，用户界面2300根据本公开的某些实施例为用户呈现治疗计划2302。治疗计划2302可以从执行临床门户1126的计算设备1114接收或从云计算系统1116下载。医生可能已经使用临床门户1126或训练的机器学习模型为用户生成了治疗计划2302。如所描绘的，治疗计划2302呈现患者经历的手术类型(“右膝置换”)。此外，治疗计划2302呈现包括操作机电装置1104的模式的组合以及操作每个模式的相应设定时间段的蹬踏运动。例如，治疗计划2302指示以被动模式操作机电装置11045分钟、主动辅助模式5分钟、主动模式5分钟、电阻模式2分钟、主动模式3分钟，以及2分钟的被动模式。蹬踏活动的总持续时间是22分钟，并且治疗计划2302还指定可以根据患者的舒适度来设置踏板的位置。用户界面2300可以在用户开始蹬车运动之前显示为介绍性用户界面。

图29示出了用户门户1118的示例用户界面2400，该用户界面2400根据本公开的某些实施例为用户呈现踏板设置2402。如所描绘的，脚的图形表示呈现在用户界面2400和包括对应于脚的部分的位置的两个滑块上。例如，左侧滑块包括位置L1、L2、L3、L4和L5。右侧滑块包括位置R1、R2、R3、R4和R5。按钮2404可以在滑块上向上或向下滑动以通过踏板臂组件自动调节径向可调联接器上的踏板位置。踏板位置可以根据治疗计划自动填充，但用户可以根据舒适度选择修改它们。改变的位置可以本地存储在计算设备1102上，发送到执行临床门户1126的计算设备1114，或发送到云计算系统1116。

图30图示了根据本公开的某些实施例的用户门户1118的示例用户界面2500，用户界面2500呈现用于测量用户在蹬车活动开始时的不适的标度2502。标度2502可提供范围为无不适(例如，笑脸)、轻度不适到高度不适的选项。该不适信息可以本地存储在计算设备1102上，发送到执行临床门户1126的计算设备1114，或发送到云计算系统1116。

图31图示了根据本公开的某些实施例的用户门户1118的示例用户界面2600，用户界面1118呈现机电设备1104在被动模式2602中操作。用户界面2600呈现正在执行哪个蹬踏运动2604(会话1)以及当天安排了多少其他蹬踏运动。用户界面2600还呈现在蹬踏运动2604中剩余的时间量和在当前模式(被动模式)中剩余的时间量。踏板活动2604中的完整模式阵容显示在框2606中。而在被动模式中，计算设备控制电动机以独立驱动径向可调的联轴器，因此用户不必在踏板上施加任何力但他们受影响的身体部位和/或肌肉被拉伸和热身。在任何时候，如果用户希望如此，用户可以选择停止按钮2608，这使得电动马达立即或在设定的时间段内锁定和停止径向可调联轴器的旋转。描述框2610可以向用户提供与当前模式相关的指令。

图32A-D图示了用户门户1118的示例用户界面2700，用户界面2700呈现机电设备1104在主动辅助模式2702下操作并且用户根据本公开的某些实施例。脚的图形表示2702呈现在用户界面2700上并且图形表示可以基于在踏板处测量的力的量来填充。踏板中的力传感器(例如，应变仪)可以测量由用户施加的力并且踏板的微控制器可以将力测量值传输到计算设备1102。当力的大小超出阈值目标力(例如，低于阈值目标力的范围或高于阈值目标力的范围)。例如，在图32A中，右脚包括用右脚施加更多力的通知，因为在踏板处测量的当前力低于阈值目标力。

虚拟转速计2706得以呈现，其测量径向可调的每分钟转数并显示用户踩踏的当前速度。转速计2706包括用户根据他们的治疗计划应该避免的区域2708(每分钟0到10转之间以及每分钟20到30转之间)。在所描绘的示例中，治疗计划指定用户应将速度保持在每分钟10到20转之间。当用户操作踏板时，机电设备1104将速度传输到计算设备1102并且指针2710实时移动。在转速计2706附近呈现通知，其可以指示用户应该将速度保持在特定阈值每分钟转数以上(例如，10RPM)。如果计算设备1102从设备1104接收速度并且该速度低于阈值每分钟转数，则计算设备1102可以控制电动机以驱动径向可调耦合来维持阈值每分钟转数。

图32B描绘了当速度低于阈值每分钟转数时呈现转速计2706的图形2720的示例用户界面2700。如图所示，会显示一条通知，内容为“太慢-加速”。此外，当施加在踏板上的压力低于阈值目标力的范围时，用户界面2700呈现右脚的示例图形表示2721。一条通知将会显示，上面写着“用右脚推动更多”。图32C描绘了当速度在期望的每分钟目标转数内时呈现转速计2706的图形2722的示例用户界面2700。此外，当施加在踏板上的压力在阈值目标力的范围内时，用户界面2700呈现右脚的示例图形表示2724。图32D描绘了当速度高于期望的每分钟目标转数时呈现转速计2706的图形2726的示例用户界面2700。如图所示，会显示一条通知，内容为“太快-慢下来”。此外，当施加在踏板上的压力高于阈值目标力的范围时，用户界面2700呈现右脚的示例图形表示2728。一条通知将会显示，上面写着“右脚少用力”。

图33图示了根据本公开的某些实施例的用户门户1118的示例用户界面2800，当机电设备1104在主动辅助模式下操作时，用户界面2800呈现修改踏板位置的请求2802。请求2802可以按照治疗计划中指定的规则间隔弹出。如果用户选择“调整踏板”按钮，则用户入口1118可以呈现允许用户修改踏板位置的屏幕。

图34图示了根据本公开的某些实施例的用户门户1118的示例用户界面2900，用户界面2900呈现用于测量用户在蹬车活动结束时的不适感的标度2902。标度2902可以提供范围为无不适(例如，笑脸)、轻度不适到高度不适的选项。该不适信息可以本地存储在计算设备1102上，发送到执行临床门户1126的计算设备1114，和/或发送到云计算系统1116。

图35示出了用户门户1118的示例用户界面3000，根据本公开的某些实施例，用户界面3000使用户能够捕捉正在康复的身体部位的图像。例如，图像捕获区3002呈现在用户界面3000上并且虚线3004将填充以显示腿部的粗略轮廓，例如，用圆圈指示他们的膝盖骨(髌骨)在图像中的位置.这使患者能够用图像排列他们的腿/膝盖。用户可以选择相机图标3006来捕捉图像。如果用户对图像满意，则用户可以选择保存按钮3008以将图像存储在计算设备1102和/或云计算系统1116中。此外，可以将图像传输到计算设备1114执行临床门户1126。

图36A-D图示了用户入口1118的示例用户界面3100。用户界面3100呈现根据本公开的某些实施例的小腿相对于大腿的延伸部3222或弯曲部3122的角度3102。如图36A所示，用户界面3100实时呈现用户腿部伸展的图形动画3104。图形动画3104中的膝部角度可以匹配用户界面3100上呈现的角度3102，例如弯曲角度3118或延伸角度1222。计算设备1102可以从电子设备接收延伸角度3218、1106，并且这样的设备可以是测角仪或用户3108在伸展活动和/或蹬踏活动期间佩戴的任何其他所需的设备。为此，尽管图形动画3104描绘了用户3108在伸展活动期间伸展他或她的腿，但应当理解，用户入口1118可以被配置为在用户3108操作时实时显示角度3102实时控制机电设备1104的踏板1110。

图36B图示了具有图形动画3104的用户界面3100，因为小腿从大腿伸展得更远，并且角度3102从伸展的84度变为60度。图36C示出了用户界面3100，其带有图形动画3104，因为小腿延伸得离大腿更远。计算设备1102可以记录由电子设备1106(例如测角仪)测量的用户3108能够伸展他或她的腿的最低角度。角度3102可以被发送到计算设备1114并且该最低角度可以在临床门户1126上呈现为该扩展运动的扩展统计。此外，可以呈现条3110并且呈现条3110可以在设定的时间量内从左到右填充。通知可以指示患者或用户3108应该在设定的时间量内或直到设定的时间量(最小值或最大值)已经过去时将他或她的膝盖向下推。图36D中的用户界面3100类似于图36C，但它呈现了由电子设备1106(例如测角仪)测量的弯曲角度3118，因为用户3108缩回他或她的小腿更靠近他或她的大腿(例如，在弯曲3122期间)。如图所示，实时呈现在用户界面3100上的图形动画3104描绘了与角度3102匹配的膝盖角度。计算设备1102可以将用户3108能够弯曲他或她的腿的最大角度记录为由诸如测角仪1106之类的电子设备测量。该角度3102可以被发送到计算设备1114并且可以在临床门户1126上呈现该最高角度作为该弯曲活动的弯曲统计。

图37图示了根据本公开的某些实施例的用户门户1118的示例用户界面3200，用户界面3200呈现用于将小腿从大腿伸出的用户的进度报告3202。用户界面3200呈现图表3204，y轴表示伸展度，x轴表示手术后天数。图表3204中描绘的角度是每天达到的最低角度。用户界面3202还描绘了用户为伸展所达到的最低角度并指示自开始治疗计划以来伸展的改善量(83％)。用户界面3200还指示在达到目标延伸角度之前还剩多少度。

图38图示了根据本公开的某些实施例的用户门户1118的示例用户界面3300，用户界面3300呈现用于将小腿向大腿弯曲的用户的进度屏幕3302。用户界面3300呈现曲线图3304，y轴表示弯曲度，x轴表示手术后天数。曲线图3304中描绘的角度是每天达到的最高弯曲角度。用户界面3202还描绘了用户已达到的最低弯曲角度，并指示自开始治疗计划以来伸展的改善量(95％)。用户界面3200还指示在达到目标弯曲角度之前还剩多少度。

图39图示了根据本公开的某些实施例的用户门户1118的示例用户界面3400，用户界面3400呈现针对用户的不适程度的进度屏幕3402。用户界面3400呈现图表3404，y轴表示不适水平，x轴表示手术后天数。用户界面3400还描绘了用户报告的最低不适水平和指示用户在整个治疗计划中已改善的不适水平量的通知。

图40图示了根据本公开的某些实施例的用户门户1118的示例用户界面3500，用户界面1118呈现用于身体部位的力量的进度屏幕3502。用户界面3500在y轴上呈现患者对左腿和右腿施加的力的磅数，在x轴上呈现手术后天数的图表3504。图表3504可以显示当前活动的左腿和右腿的平均值。对于用户每天进行的运动次数，这些运动的平均磅力也可以显示为前几天。用户界面3500还描绘了左脚和右脚的图形表示3506以及用户对左腿和右腿施加的最大磅力。所描绘的最大磅力可以从机电设备在主动模式下操作时得出。用户可以选择查看前几天的统计数据并且也可以呈现当天的活动会话的平均水平。用户界面3500指示腿部力量的提高量和满足目标力量目标所需的力量提高量。

图41图示了根据本公开的某些实施例的用户门户1118的示例用户界面3600，用户界面1118呈现用于用户的步数的进度屏幕3602。用户界面3600呈现图表3604，y轴表示用户采取的步数，x轴表示手术后的天数。用户界面3500还描绘了用户在治疗计划中的所有天数中已采取的最大步数、自开始治疗计划以来用户在步数中每天改进的量、以及需要的额外步数以达到目标步数的目标。用户可以选择查看前几天以查看他们每天已采取的总步数。

图42图示了根据本公开的某些实施例的用户门户1118的示例用户界面3700，用户界面3700呈现机电设备1104在手动模式3702中操作。在手动模式3702期间，用户可以设置速度、阻力、锻炼时间、踏板位置等。也就是说，机电设备1104的控制系统基本上可以不提供对机电设备1104的操作的帮助。如果用户选择3704中的任何模式，则可以开始蹬车活动。此外，当用户选择按钮3706时，用户门户1118可以返回到图28中描绘的用户界面2300。

图43图示了根据本公开的某些实施例的用户门户1118的示例用户界面3800，用户界面3800呈现选项3802以修改在被动模式3802中操作的机电设备1104的速度。用户可以滑动按钮3806以在被动模式期间根据需要调节速度，其中电动机提供径向可调联轴器的驱动力。

图44图示了根据本公开的某些实施例的用户门户1118的示例用户界面3900，用户界面3900呈现选项3902以修改在主动辅助模式3904中操作的机电设备1104的最小速度.在电动机开始提供驱动力之前，用户可以滑动按钮3906来调整用户应该保持的最小速度。

图45图示了临床门户1118的示例用户界面4000，根据本公开的某些实施例，用户界面4000呈现临床医生/医师可用的各种选项。临床门户1118可以为登录到临床门户1118的特定医生检索患者列表。患者列表可以存储在计算设备1114上或从基于云的计算系统1116中检索。第一选项4002可以使临床医生能够为一名或多名患者制定治疗计划，如上所述。第二选项4004可以使临床医生能够查看每个患者在24小时内完成的活动次数。这可以使临床医生能够确定患者是否跟上治疗计划并向未完成运动的那些患者发送通知。第三选项4006可以使临床医生能够查看具有较差伸展角度(例如，治疗计划中特定阶段的目标伸展上方的伸展角度)的患者。第四选项4008可以使临床医生能够查看屈曲不良的患者(例如，治疗计划中特定阶段的目标屈曲下方的屈曲角度)。第五选项4010可以使临床医生能够查看报告高疼痛水平的患者。关于任何选项，临床医生可以联系用户并询问他们缺乏参与、伸展、屈曲、疼痛程度等的状态。临床门户1126提供临床医生直接监测患者进展的益处，这可以实现更快、更有效的恢复。

此外，临床入口可以包括用于控制操作机电设备1104的方面的选项。例如，临床医生可以使用临床入口1126来基于从接收到的延伸/弯曲角度来调整踏板的位置。计算设备1102和/或测角器1106在用户参与蹬踏活动时或当用户未参与蹬踏活动时实时显示。临床门户1126可以使临床医生能够响应于确定用户施加的力的量超过目标力阈值而调整由电动机1122提供的阻力的量。临床门户1126可以使临床医生能够调整电动机1122的速度等等。

图46图示了根据本公开的一个或多个方面的示例计算机系统4100，其可以执行在此描述的任何一种或多种方法。在一个示例中，计算机系统4100可以对应于计算设备1102(例如，用户计算设备)、计算设备1114(例如，临床医生计算设备)、云计算系统1116的一个或多个服务器、训练引擎1130、服务器1128、马达控制器1120、踏板1110、测角仪1106或图16的腕带1108。计算机系统4100可以能够执行图116的用户门户1118或临床门户1126。图16-计算机系统可以连接(例如，联网)到LAN、内联网、外联网或互联网中的其他计算机系统。计算机系统可以在客户端-服务器网络环境中以服务器的能力运行。计算机系统可以是个人计算机(PC)、平板计算机、电机控制器、测角仪、可穿戴设备(例如腕带)、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、移动手机、相机、摄像机或任何能够执行一组指令(顺序或其他)的设备，这些指令指定该设备要采取的行动。此外，虽然仅说明了单个计算机系统，但在此处术语“计算机”也应被视为包括单独或联合执行一组(或多组)指令以执行所讨论的任何一个或多个方法的计算机的任何集合。

计算机系统4100包括处理装置4102、主存储器4104(例如只读存储器(ROM)、闪存、动态随机存取存储器(DRAM)例如同步DRAM(SDRAM))、静态存储器4106(例如，闪存、静态随机存取存储器(SRAM))和数据存储设备3108，它们通过总线4110相互通信。

处理设备4102代表一个或多个通用处理设备，例如微处理器、中央处理单元等。更具体地，处理设备4102可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、或实现其他指令集的处理器或实现以下指令集的处理器。处理设备4102也可以是一个或多个专用处理设备，例如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、网络处理器等。处理设备4102被配置为执行用于执行这里讨论的任何操作和步骤的指令。

计算机系统4100还可以包括网络接口设备4112。计算机系统4100还可以包括视频显示器4114(例如，液晶显示器(LCD)或阴极射线管(CRT))、一个或多个输入设备4116(例如，键盘和/或鼠标)，以及一个或多个扬声器4118(例如，扬声器)。在一个说明性示例中，视频显示器4114和输入设备4116可以组合成单个组件或设备(例如，LCD触摸屏)。

数据存储设备4116可以包括计算机可读介质4120，指令4122(例如，实现控制系统、用户门户、临床门户和/或由图中描绘和描述的任何设备和/或组件执行的任何功能)。存储体现在此描述的任何一种或多种方法或功能。指令4122还可以在由计算机系统4100执行期间完全地或至少部分地驻留在主存储器4104和/或处理设备4102内。因此，主存储器4104和处理设备4102也构成计算机-可读介质。指令4122还可以通过网络接口设备4112在网络上发送或接收。

虽然计算机可读存储介质4120在说明性示例中被示为单个介质，但术语“计算机可读存储介质”应被视为包括单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库，以及/或相关的缓存和服务器)存储一组或多组指令。在本公开中，术语“计算机可读存储介质”还应理解为包括能够存储、编码或携带一组由机器执行的指令并且使机器执行以下任何一种或多种方法的任何介质。因此，术语“计算机可读存储介质”应理解为包括但不限于固态存储器、光学介质和磁介质。

本申请中的任何描述均不应被理解为暗示任何特定要素、步骤或功能是必须包括在权利要求范围内的必要要素。专利主题的范围仅由权利要求限定。此外，这些权利要求均无意援引35U.S.C.§112(f)，除非在“定义为”后跟一个确切的分词。

实施例的前述描述了关于锻炼系统或康复系统或两者的一些实施例。使用这些短语是为了便于描述。这里使用的短语锻炼系统或康复系统包括由人或动物驱动或引起人或动物运动的任何装置，通常用于提供身体部位的移动。锻炼系统可以包括引起四肢或附属物(即腿、手臂、手或脚)移动的装置。可以针对关节的运动范围设计锻炼系统或康复系统的其他实施例。

如本文所述，康复和锻炼设备可以采用传统锻炼/康复设备所描述的形式，该设备可以是非便携的并且保持在固定位置，例如康复诊所或医疗机构。在另一个示例实施例中，康复和锻炼设备可以被配置为更小、更轻和更便携的单元，从而能够容易地将其运输到将提供康复或治疗的不同位置，例如多个患者之家、替代护理中心等。

与上述公开一致，在以下条款中列举的系统和方法的示例被具体考虑并且旨在作为一组非限制性的示例。

1.一种用于锻炼和康复设备的踏板组件，该踏板组件包括

曲柄具有带旋转轴线的毂、沿曲柄的径向长度延伸的多个踏板孔、以及可滑动地安装到曲柄的锁定板，锁定板具有锁定位置，其中锁定板的部分踏板孔的径向重叠部分，以及锁定板的任何部分都没有径向重叠踏板孔的解锁位置；和

具有心轴的踏板，该心轴被配置为可互换地和可释放地安装到曲柄中的踏板孔。

2.这些实施例中任一个的踏板组件，其中，当在锁定位置和解锁位置之间移动时，锁定板的部分同时分别重叠并从踏板孔缩回。

3.这些实施例中的任一个的踏板组件，其中锁定板通过抵靠曲柄的弹簧偏置而默认到锁定位置。

4.这些实施例中的任一个的踏板组件还包括柱塞和弹簧，用于致动邻近曲柄的径向周边的锁定板。

5.这些实施例中的任一个的踏板组件，其中所述心轴包括用于选择性地接合邻近踏板孔的锁定板的圆周槽。

6.这些实施例中的任一个的踏板组件，其中圆周槽形成在安装到心轴的踏板销中。

7.这些实施例中任一个的踏板组件，还包括与旋转轴线同轴的盘、沿轴线的中心孔和从邻近中心孔向盘的周边径向延伸的多个辐条，并且形成盘来自与曲柄不同的材料；

曲柄连接到盘的一根辐条上。

8.这些实施例中的任一个的踏板组件，其中所述盘具有同轴且不受曲柄的踏板孔阻碍的盘踏板孔；

曲柄安装在其中一根辐条的径向槽中。

9.一种用于锻炼和康复设备的踏板组件，该踏板组件包括

具有旋转轴线的盘、沿轴线的中心孔和从邻近中心孔向盘的周边径向延伸的多个辐条，并且盘由第一材料形成；

曲柄连接到盘的一个辐条上，曲柄具有与中心孔同心的轮毂，以及沿曲柄径向长度延伸的多个踏板孔，曲柄由不同于第一材料的金属材料制成；和

具有心轴的踏板，该心轴被配置为可互换地和可释放地安装到曲柄中的踏板孔。

10.这些实施例中的任一个的踏板组件，其中所述盘具有同轴且不被曲柄的踏板孔阻碍的盘式踏板孔。

11.这些实施例中的任一个的踏板组件，其中第一材料包括聚合物。

12.这些实施例中的任一个的踏板组件，其中盘的仅一个辐条包括径向槽，曲柄安装在径向槽中，并且盘的其他辐条不包括径向槽。

13.这些实施例中的任一个的踏板组件，其中中心孔在形状上与毂互补，并且毂可从曲柄拆卸。

14.这些实施例中的任一个的踏板组件，除了在中心孔、盘踏板孔和紧固件孔之外，其中盘是实心的。

15.任何这些实施例的踏板组件，其中曲柄包括可滑动地安装到曲柄的锁定板，锁定板具有锁定位置，其中锁定板的部分径向重叠踏板孔的部分，以及解锁位置，其中锁定板的任何部分都不与踏板孔径向重叠。

16.这些实施例中的任一个的踏板组件，其中，当在锁定位置和解锁位置之间移动时，锁定板的部分同时重叠并分别从踏板孔缩回。

17.这些实施例中的任一个的踏板组件，其中锁定板通过抵靠曲柄的弹簧偏置而默认到锁定位置。

18.这些实施例中的任一个的踏板组件，还包括用于弹簧致动邻近曲柄的径向周边的锁定板的柱塞。

19.这些实施例中的任一个的踏板组件，其中主轴包括用于选择性地接合邻近踏板孔的锁定板的圆周槽。

20.这些实施例中的任一个的踏板组件，其中圆周槽形成在安装到心轴的踏板销中。

1.一种用于用户机电锻炼或康复设备的踏板组件，包括

配置为由用户使用的踏板

安装在踏板上并具有主轴轴线的主轴

踏板臂组件安装在主轴上以对其进行支撑，踏板臂组件配置为连接到设备的旋转轴，旋转轴从主轴轴线径向偏移以限定踏板相对的径向行程范围，踏板臂组件包括耦合组件，该耦合组件被电致动以响应于相对于旋转轴的径向位置控制信号选择性地调整踏板。

2.这些示例中的任一个的踏板组件，其中踏板臂组件包括具有细长孔口的壳体，心轴延伸穿过该细长孔口；其中，联接组件包括安装在壳体中以支撑心轴的托架，以及联接到托架以相对于壳体线性移动心轴的电动机。

3.这些示例中的任一个的踏板组件，其中细长孔与主轴轴线正交。

4.这些示例中的任一个的踏板组件，其中联接组件包括丝杠，丝杠被配置为由电动机旋转并且螺纹联接到支架。

5.这些示例中的任一个的踏板组件，其中托架包括接收丝杠的通孔和安装在通孔附近的螺纹螺母，使得螺纹螺母与丝杠螺纹接合。

6.这些示例中的任一个的踏板组件，其中联接组件包括与丝杠相邻并平行的导轨，导轨和丝杠在外壳中，并且滑架接合导轨以在径向范围内沿导轨线性行进踏板的行程。

7.这些示例中的任一个的踏板组件，其中联接组件包括在托架和外壳的内壁之间的滑动垫，并且滑动垫与丝杠相邻.

8.这些示例中的任一个的踏板组件，其中，在操作期间，联接组件被配置为响应于控制信号调整踏板的径向位置。

9.这些示例中的任一个的踏板组件，其中联接组件被配置为在踏板的旋转期间调节踏板的径向位置以产生相对于旋转轴的椭圆形踏板路径。

10.这些示例中的任一个的踏板组件，其中踏板包括压力传感器以感测施加到踏板上的力，并将感测到的力传输到远侧接收器。

11.这些示例中的任一个的踏板组件，其中踏板包括踏板底部以接收并绕主轴枢转，压力传感器包括多个压力传感器，踏板底部上的基板以支撑多个压力传感器，以及踏板顶部位于底板上方并与多个压力传感器可操作地接合以将力从踏板的使用者传递到多个压力传感器。

12.这些示例中的任一个的踏板组件，其中所述多个压力传感器包括感测第一压力的脚趾传感器和感测第二压力的脚跟传感器，并且第一压力和第二压力由控制系统使用以确定踏板上的净力值。

13.这些示例中的任一个的踏板组件，其中传送的感测力信号由控制器使用以调整踏板的旋转或踏板的径向位置中的至少一个.

14.这些示例中的任一个的踏板组件，其中联接组件被配置为将电动马达的旋转运动转化为踏板的径向运动.

15.一种用于机电锻炼或康复的方法，包括

响应控制信号电动调节踏板相对于旋转轴的径向位置；

调节与踏板接合的用户肢体的旋转运动；

感测踏板的旋转位置以用于进一步电动调节踏板的径向位置；和

响应另一个控制信号进一步电动调节踏板的径向位置。

16.这些示例中的任一个的方法，其中电动调节踏板的径向位置包括控制连接到托架的电动机以线性地移动外壳中的主轴。

17.这些示例中的任一个的方法，其中电动调节踏板的径向位置包括将滑架机械地支撑在外壳的导轨上，以使滑架在踏板的径向行程范围内线性移动。

18.这些示例中的任一个的方法，其中电动调节踏板的径向位置包括用电动马达旋转丝杠以线性地移动滑架。

19.这些示例中的任一个的方法，其中电动调节踏板的径向位置包括在踏板的旋转期间调节踏板的径向位置以产生相对于旋转轴的椭圆形踏板路径。

20.这些示例中的任一个的方法，就是其中在踏板围绕旋转轴旋转时电调节踏板的径向位置，并且调节旋转运动包括感测施加到踏板的力并将感测的力传输到远程接收器。

连接到踏板的结构质量小，因此惯性能势低。电机，例如，通过连接到车轴的轮子，可以在踏板处提供阻力，并在踏板转动时提供惯性力。

1.一个康复机电装置，包括：

一个或多个踏板连接到一个或多个连接到轴的径向可调连接器，一个或多个踏板包括一个或多个传感器以测量施加到一个或多个踏板上的踏板力；

固定在轴上并为一个或多个踏板限定旋转轴的滑轮；

与滑轮连接的电动机，以通过滑轮向一个或多个踏板提供驱动力；

一个控制系统，包括一个或多个可操作地耦合到电动机以模拟飞轮的处理装置，其中一个或多个处理装置被配置为：

接收用户施加到一个或多个踏板的感测力值；

确定踏板旋转位置；

确定一个或多个踏板的旋转速度

根据感测到的力值和踏板旋转位置，检测踩踏阶段；并且

(a)如果踩踏阶段不在滑行阶段并且感测力值在设定范围内，则保持当前的驱动力以模拟一个或多个爬坡上的所需惯性；并且

(b)如果踩踏阶段处于滑行阶段且转速未降低，则减小电动机的驱动力，并保持一个或多个踏板的惯性减小；并且

(c)如果踩踏阶段不是滑行阶段并且转速已经下降，则增加电动机的驱动力以保持所需的转速。

2.任一前述条款的机电装置，其中，对于选项(c)，一个或多个处理装置在一个或多个踏板的八分之一和八分之三之间增加对电动机的驱动。

3.任何前述条款的机电装置，其中一个或多个传感器包括在一个或多个踏板的脚趾端的脚趾传感器和在一个或多个踏板的脚跟端的脚跟传感器；

其中控制系统使用来自脚趾传感器的脚趾信号和来自脚跟传感器的脚跟信号来确定一个或多个踏板上的感测力值.

4.任何前述条款的机电设备，其中一个或多个处理设备被进一步配置为:

如果一个或多个踏板处于或低于最小感测力阈值，则增加电动机的驱动力以增加一个或多个踏板的旋转速度；

如果一个或多个踏板处于最大感测力阈值，则减小驱动力以降低一个或多个踏板的旋转速度.

5.前述条款的机电装置中，当一个或多个踏板没有在期望范围内旋转时，控制系统通过控制电动机向滑轮提供驱动力来模拟飞轮.

6.前项的机电装置中，一个或多个踏板包括右踏板和左踏板，右踏板和左踏板都通过滑轮交替地向电动机施加踏板力，其中一个或多个处理装置使用来自右侧踏板和左侧踏板到电动机输出的驱动力的总和。

7.前项的机电设备中，一个或多个处理设备使用来自右踏板和左踏板的力的总和来保持一个或多个踏板的驱动水平低于力总和的峰值和高于力总和的谷值。

8.前项所述的机电装置，其中在没有来自电动机的驱动力的情况下，滑轮不通过一个或多个踏板提供惯性。

9.一个康复机电装置，包括：

一个或多个踏板连接到一个或多个与轴相连的径向可调连接器；

一个或多个踏板上的一个或多个力传感器以感测用户施加到一个或多个踏板上的力值；

固定在轴上并为一个或多个踏板定义旋转轴的轮子

与车轮相连的电动机，以通过车轮和一个或多个径向可调联轴器向一个或多个踏板提供驱动力；

控制系统包括一个或多个处理装置，该处理装置可操作地耦合到电动机以模拟飞轮，其中一个或多个处理装置被配置为：

接收由用户施加到一个或多个踏板上的踏板力的感测力值；

如果感测力值在所需范围内，则将驱动力保持在当前驱动状态；

如果感测力值高于所需范围，则减小一个或多个踏板的驱动力；

如果感测力值低于所需范围，则增加一个或多个踏板的驱动力。

10.前述条款的机电装置，其中一个或多个力传感器包括在一个或多个踏板的脚趾端处的脚趾传感器和在一个或多个踏板的脚跟端处的脚跟传感器，并且其中感测到的力值是来自脚趾传感器和脚跟传感器的合力。

11.前项的机电装置，其中电动机控制一个或多个踏板的行进阻力。

12.前项的机电设备，其中一个或多个踏板包括右踏板和左踏板，它们都周期性地接收来自用户的施加的力，并且电动机抵抗施加的力，其中一个或多个处理装置使用的总和为来自右踏板和左踏板的力来控制电动机的驱动力以抵抗一个或多个踏板的旋转速度的加速和减速。

13.前项所述的机电装置，其中所述一个或多个处理装置使用所述力的总和将一个或多个踏板上的力保持在力总和峰值以下和力总和谷值以上的所需水平。

14.一种机电康复方法，包括:

从踏板的踏板传感器接收踏板力值；

接收踏板旋转位置；

基于一段时间内的踏板旋转位置，计算踏板速度；

基于最少踏板力值、设定的踏板阻力值和踏板速度，输出一个或多个控制信号，使电动机提供驱动力以控制施加到踏板上的模拟转动惯量。

15.任一前述条款的方法，其中，如果踏板速度被保持并且踏板力值在设定范围内，则输出一个或多个控制信号包括向电动机输出保持驱动控制信号；并且其中保持驱动控制信号使电动机将驱动力保持在当前驱动力。

16.前述条款的方法，其中，如果踏板速度保持不变并且踏板力值小于在先前踏板旋转时的先前踏板力值，则输出一个或多个控制信号包括输出保持驱动控制信号以电动机；并且其中保持驱动控制信号使电动机将驱动力保持在当前驱动力。

17.前述条款的方法，其中，如果在踏板速度并且踏板力值小于在先前踏板旋转时的踏板力值，则输出一个或多个控制信号包括向电动马达输出增加马达驱动控制信号；并且其中增加电机驱动控制信号使电动机相对于当前驱动力增加驱动力。

18.前述条款的方法，其中，如果踏板力值大于前一踏板旋转期间的踏板力值，或者如果踏板速度大于前一踏板旋转期间的前踏板速度，则输出一个或多个控制信号包括向电动马达输出减速马达驱动控制信号；并且其中增加电机驱动控制信号使电动机相对于当前驱动力增加驱动力。

19.前述条款的方法，其中输出一个或多个控制信号使电动机控制通过连接到踏板的驱动轴的中间驱动轮施加到踏板的模拟转动惯量；并且输出一个或多个控制信号使电动机通过中间驱动轮控制模拟转动惯量，而不给踏板增加惯性能量。

20.前项的方法中，踏板传感器包括在踏板的脚趾端的脚趾传感器和在踏板的跟端的脚跟传感器；并且其中从踏板传感器接收踏板力值包括感测来自脚趾传感器的脚趾端力和感测来自脚跟传感器的脚跟端力两者合力。

1:一个康复机电装置，包括

一个或多个踏板连接到一个或多个径向可调接头；

电动机通过一个或多个径向可调联轴器连接到一个或多个踏板；

一种控制系统，包括一个或多个可操作地耦合到电动机的处理装置，其中一个或多个处理装置被配置为：

响应于第一触发条件的发生，通过独立地驱动一个或多个径向可调联轴器旋转地连接到一个或多个踏板来控制电动机以被动模式运行；

响应于发生的第二触发条件，通过测量一个或多个径向可调联轴器的每分钟转数来控制电动机以主动辅助模式运行，并使电动机驱动一个或多个径向可调联轴器，当测量的每分钟转数满足阈值条件时旋转耦合到一个或多个踏板；

响应于第三触发条件的发生，通过提供对耦合到一个或多个踏板的一个或多个径向可调联轴器的旋转的阻力来控制电动机以电阻模式运行；

2:任何前述条款的机电设备，其中所述一个或多个处理设备进一步被配置为响应于第四触发条件的发生，通过断电以启用另一源来驱动所述一个或多个源来控制所述电动机以活动模式运行。通过一个或多个踏板的更多径向可调耦合。

3:任何前述条款的机电装置，其中第一触发条件、第二触发条件、第三触发条件和第四触发条件中的每一个包括经由控制系统的用户界面、经过一段时间、检测到的用户操作机电设备的身体状况、用户通过用户界面接收到的请求、或通过与控制系统通信耦合的计算设备接收到的请求而启动的蹬踏活动至少一个。

4:任何前述条款的机电装置，其中径向可调联接器被配置用于将电动机的旋转运动转换为踏板的径向运动。

5:根据前述条款中任一项所述的机电装置，其中所述电动机在基于用于操作所述装置的用户的治疗计划的蹬踏活动期间以所述被动模式、所述主动辅助模式和所述阻力模式中的每一种模式操作达各自的时间段。

6:任一前述条款的机电装置，其中所述一个或多个处理装置控制所述电动机以独立地驱动所述一个或多个径向可调联轴器，所述联轴器以在用户治疗计划中指定的受控速度旋转地连接到所述一个或多个踏板在被动模式下操作机电设备。

7:任一前述条款的机电装置，其中所述一个或多个处理装置进一步被配置为修改一个或多个踏板在一个或多个径向可调联接器上的一个或多个位置，以改变运动范围的一个或多个直径。在用于操作机电设备的用户的整个蹬踏过程中，在多个模式中的任何一个模式期间配置一个或多个踏板。

8:任何前述条款的机电装置，其中一个或多个处理装置进一步被配置为能修改一个或多个踏板在一个或多个径向可调联接器上的位置以改变运动范围的直径，同时保持另一个踏板在一个或多个径向可调连接器中的另一个上的另一位置，以保持另一个踏板的另一运动范围的另一直径。

任何前述条款的机电设备，其中所述一个或多个处理设备被进一步配置为：

从用户佩戴的测角仪接收用户在踩踏过程中关节的伸展角度或在踩踏过程中用户关节的弯曲角度中的至少一个；:

修改一个或多个可径向调节联接器上的一个或多个踏板的一个或多个位置，以基于至少一个延伸角改变,一个或多个踏板的运动范围的一个或多个直径用户关节的角度或用户关节的弯曲角度。

10:任何前述条款的机电设备，其中所述一个或多个处理设备被进一步配置为:

当用户通过膝盖将小腿从大腿伸出时，从用户佩戴的测角仪接收用户膝盖处的大腿和小腿之间的多个伸展角度；

在控制系统的用户界面上呈现用户的大腿、小腿和膝盖随着小腿通过膝盖离开大腿的图形动画，其中图形动画包括多个延伸角度，因为多个延伸角度在延伸过程中发生变化；

将所述多个伸展角度的最小值存储为用于延长疗程的延长统计量，其中，针对治疗计划指定的多个延长疗程，储存多个延长统计量；

通过用户界面上呈现多个扩展统计数据的图形元素，呈现贯穿整个治疗计划的多个扩展运动的进展。

11:任何前述条款的机电设备，其中所述一个或多个处理设备被进一步配置为：

从用户佩戴的测角仪接收用户膝盖处的大腿和小腿之间的多个弯曲角度，因为用户通过膝盖将小腿缩回到更靠近大腿的位置；

在控制系统的用户界面上呈现用户的大腿、小腿和膝盖随着小腿通过膝盖缩回更靠近大腿的图形动画，其中图形动画包括多个弯曲角度随着弯曲过程的变化而变化；

将多个弯曲角度的最大值存储为弯曲活动的统计，其中为治疗计划指定的多个弯曲活动存储多个弯曲统计；

通过用户界面上的图形元素呈现整个治疗计划中多个弯曲活动的进度，呈现多个弯曲统计数据.

12:任何前述条款的机电设备，其中所述一个或多个处理设备被进一步配置为：

从可穿戴设备接收用户在特定时间段内采取的步数；

计算步数是否满足用户治疗计划的步数阈值；

在用户界面上呈现用户采取的步数以及步数是否满足步数阈值的指示。

13：根据前述条款中任一项所述的机电设备，其中所述一个或多个处理设备被进一步配置为

收到停止一个或多个踏板移动的请求；

锁定电动机以阻止一个或多个踏板在配置的时间段内移动.

14:任何前述条款的机电设备，其中所述一个或多个处理设备被进一步配置为：

从可操作地耦合到一个或多个踏板和一个或多个处理装置的一个或多个力传感器以接收一个或多个踏板上的力的一个或多个测量值.

基于一个或多个力的测量值确定用户是否从机电设备跌落；

响应于确定用户已经从机电设备跌落，锁定电动机以阻止一个或多个踏板移动。

15:根据前述条款中任一项所述的机电设备，其中所述一个或多个处理设备被进一步配置为：

从控制系统的加速度计接收机电装置的运动加速度的测量值；

基于加速度的测量确定机电装置是否相对于垂直轴过度移动；

响应于基于加速度的测量确定机电装置已经相对于垂直轴过度移动，锁定电动机以阻止一个或多个踏板移动。

16:根据前述条款中任一项所述的机电装置，其中所述一个或多个处理装置进一步：

从可操作地耦合到一个或多个踏板的一个或多个力传感器接收用户在踩踏过程中施加在一个或多个踏板上的力的一个或多个测量值；

当用户在蹬踏活动期间蹬踏时，在用户界面上的单独的相应图形标度上呈现对一个或多个踏板中的每个踏板的力的相应一个或多个测量值。

17:任何前述条款的机电设备，其中当一个或多个力的测量满足压力阈值时，一个或多个处理设备进一步在用户界面上呈现第一通知并且在用户界面上呈现第二通知，当一个或多个测量不满足压力阈值时的用户界面。

18:根据前述条款中任一项所述的机电装置，其中所述一个或多个处理装置进一步基于所述一个或多个力的测量值向患者提供指示器，其中所述指示器包括(1)中的至少一个，在踏板、把手或座椅中提供触觉反馈，(2)在用户界面上提供视觉反馈，(3)通过机电设备的音频子系统提供音频反馈，(4)点亮机电设备的警告灯.

19:根据前述条款中任一项所述的机电装置，其中所述一个或多个处理装置进一步锁定所述电动马达以防止所述一个或多个踏板在完成蹬踏过程后的一定时间量内移动，其中踩踏过程包括在各自的时间段内以被动模式、主动-被动模式和阻力模式操作。

20:根据前述条款中任一项所述的机电设备，其中所述一个或多个处理设备被进一步配置为：

控制成像系统以捕获正在康复的患者的身体部位的图像；

将身体部位的图像传输到由临床医生操作的计算设备，其中计算设备通信地耦合到控制系统。

21.根据前述权利要求中任一项所述的机电装置，其中所述第一触发条件、所述第二触发条件和所述第三触发条件是基于治疗计划设置的，其中所述治疗计划是通过一个或多个机器学习生成的，模型被训练以基于与用户经历的程序或用户的特征中的至少一个相关的输入来输出治疗计划。

22:根据前述条款中任一项所述的机电设备，其中所述一个或多个处理设备被进一步配置为：

当用户操作机电设备时，从用户佩戴的腕带接收用户的心跳；

响应于确定心跳超过目标心跳条件，控制电动机以减小提供给耦合到一个或多个踏板的一个或多个径向可调联接器的旋转的阻力。

23:一种通过处理装置控制机电装置的方法，包括：

接收踏板活动的配置信息；

基于踏板活动的配置信息设置阻力参数和最大踏板力参数；

当用户踩踏机电装置时测量施加到机电装置的踏板的力，其中机电装置的电动机在踩踏期间基于阻力参数提供阻力；

判断测得的力是否超过最大踏板力参数；

响应于确定测得的力超过最大踏板力参数，减小阻力参数，从而电机在蹬车过程中施加较小的阻力以保持每分钟转数阈值。

24：根据前述条款中任一项所述的方法，还包括响应于确定所测量的力没有超过最大踏板力参数，在蹬踏过程中保持相同的最大踏板力参数。

25:任何前述条款的方法，其中从服务器计算设备接收配置信息，该服务器计算设备从在计算设备上呈现的临床门户接收配置信息。

26:根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述配置信息包括针对用于恢复用户身体部位的治疗计划中的多个阶段中的一个阶段指定的配置信息。

27：根据前述条款中任一项所述的方法，还包括从呈现给用户的用户界面接收对配置信息的选择。

28:根据前述条款中任一项所述的方法，还包括：

响应于接收到配置信息，确定已经发生的触发条件；

基于发生的触发条件，通过触发条件对踏板的旋转提供阻力来控制电动机以电阻模式操作。

29:任何前述条款的方法，进一步包括：

确定触发条件已经发生；

基于发生的触发条件，通过独立地驱动一个或多个以旋转方式耦合到踏板的径向可调联轴器来控制电动机以被动模式运行。

30：任何前述条款的方法，进一步包括：

确定触发条件已经发生；

基于发生的触发条件，通过测量耦合到踏板的一个或多个径向可调联轴器的每分钟转数并使电动机以旋转方式驱动，控制电动机以主动辅助模式运行当测量的每分钟转数满足阈值条件时，形成耦合到踏板的一个或多个径向可调联接器。

31：根据前述条款中任一项所述的方法，还包括：

从用户佩戴的测角仪接收在用户膝盖处的大腿和小腿之间的多个延伸角度，其中当用户将小腿延伸远离大腿；

从用户佩戴的测角仪接收用户膝盖处的大腿和小腿之间的多个弯曲角度，其中当用户将小腿缩回更接近于大腿方向；

基于多个延伸角度和多个弯曲角度确定是否满足运动范围阈值条件。

32:根据前述条款中任一项所述的方法，其中所述踏板联接到径向可调联接器，并且该方法还包括：

响应于确定满足运动范围阈值条件，修改径向可调联接器之一上的踏板之一的位置以改变踏板之一的运动范围的直径。

33：一个电子设备，包括：

一个或多个存储指令的存储设备；

一张或多张网络接口卡；

一个或多个测角仪；

一个或多个处理设备可操作地耦合到一个或多个存储设备、一个或多个网络接口卡和一个或多个测角仪，其中一个或多个处理设备执行指令：

从一个或多个测角器接收多个角度，其中该多个角度包括在膝盖处远离大腿延伸的用户小腿的延伸角度或该用户的小腿的弯曲角度中的至少一个小腿向大腿缩回的角度；

经由一个或多个网络接口卡，将多个角度传输到控制机电设备的计算设备。

34:根据前述条款中任一项所述的电子设备，其中在用户踩踏机电设备的一个或多个踏板时接收到所述多个角度。

35:根据前述条款中任一项所述的电子设备，其中将所述多个角度传输到所述计算设备使所述计算设备基于所述多个角度来调节径向可调节耦合上的一个或多个踏板中的一个的位置以满足一系列运动阈值条件的角度。

36:根据前述条款中任一项所述的电子设备，其中踏板的位置被调节成为用户操作时增加由大腿、小腿和膝盖通过的运动范围的直径踏板之一的位置。

37:根据前述条款中任一项所述的电子设备，其中将所述多个角度传输到所述计算设备使所述计算设备在小腿和大腿实时移动的图形动画中呈现所述多个角度，伸展或弯曲所用的时间。

38:根据前述条款中任一项所述的电子设备，其中所述一个或多个处理设备进一步经由所述一个或多个网络接口卡将所述多个角度传输到另一计算设备以使得另一计算设备呈现临床门户的用户界面上的多个角度。

一般而言，公开了由用户参与以提供锻炼或康复的系统的实施例。例如，可以使用控制信号调整踏板的位置。可以根据应用产生控制信号，在一些示例实施例中，该应用从踏板本身接收位置或力的信号。阐述了许多特定细节，例如特定组件、设备和方法的示例，以提供对本公开的实施例的透彻理解。对本领域技术人员显而易见的是，不需要采用特定细节，示例实施例可以以许多不同的形式来体现并且均不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施例中，不详细描述公知的工艺、公知的器件结构和公知的技术，因为本领域技术人员鉴于本文的公开内容将容易理解它们。

美国专利。于2019年1月8日颁发给Gomberg等人的美国专利第10,173,094号通过引用整体并入本文。

本文中使用的术语仅用于描述特定示例实施例的目的，并不旨在进行限制。如本文所用，单数形式“a”、“an”和“the”也可旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。术语“包含”、“包含”、“包括”和“具有”是包含性的，因此指定了所述特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或它们的组。除非具体标识为执行顺序，否则本文描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必然要求它们以所讨论或图示的特定顺序执行。还应当理解，可以采用附加的或替代的步骤。

当元件或层被称为“在”、“接合到”、“连接到”或“耦合到”另一元件或层时，它可以直接在、接合、连接或耦合到另一元件或层，可以存在其他元素或层，或者中间元素或层。相反，当元件被称为“直接在”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接耦合到”另一元件或层时，可能不存在中间元件或层。用于描述元素之间关系的其他词应该以类似的方式解释(例如，“之间”与“直接之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。

尽管术语第一、第二、第三等在本文中可用于描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应被限制于这些条款。这些术语可能仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开来。除非上下文明确指出，否则本文使用的诸如“第一”、“第二”和其他数字术语的术语不暗示顺序或顺序。因此，在不脱离示例实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分。

空间相对术语，例如“内部”、“外部”、“下方”、“下方”、“下方”、“上方”、“上方”、“顶部”、“底部”等，可以为便于描述，在此使用“术语”来描述一个元素或特征与另一个元素或特征的关系，如图中所示。除了图中所描绘的取向之外，空间相对术语可旨在涵盖设备在使用或操作中的不同取向。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为“在”其他元素或特征“下方”或“下方”的元素将被定向为“在”其他元素或特征“上方”。因此，示例术语“下方”可以包括上方和下方的取向。设备可以以其他方式定向(旋转度数或其他定向)，并且在此使用的空间相关描述相应地解释。

该书面描述使用示例来公开实施例，包括最佳模式，并且还使本领域普通技术人员能够制造和使用本发明。可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求的字面语言没有区别的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质区别的等效结构要素，则这些其他示例旨在在权利要求的范围内。

注意，并非一般描述或示例中的上述所有活动都是必需的，可能不需要特定活动的一部分，并且除了所描述的那些活动之外，还可以执行一个或多个进一步的活动。更进一步，列出活动的顺序不一定是执行它们的顺序。

在前述说明书中，已经参考特定实施例描述了概念。然而，本领域的普通技术人员理解，在不脱离如以下权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，可以进行各种修改和改变。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的，并且所有这些修改都旨在包括在本发明的范围内。

阐述本专利文件中使用的某些词和短语的定义可能是有利的。术语“交流”及其派生词包括直接和间接交流。术语“包括”和“包含”及其派生词意味着包括但不限于。术语“或”是包含性的，意思是和/或。短语“与……相关联”及其派生词可以表示包括、被包括在内、互连、包含、被包含在、连接到或与之、耦合到或与、可通信、合作、交织、并列、接近、绑定或与之、拥有、拥有...短语“至少其中之一”与项目列表一起使用时，意味着可以使用一个或多个所列项目的不同组合，并且可能只需要列表中的一个项目。例如，“A、B、C中的至少一个”包括以下任意组合：A、B、C、A与B、A与C、B与C、A与B与C

此外，下面描述的各种功能可以由一个或多个计算机程序来实现或支持，每个计算机程序由计算机可读程序代码形成并体现在计算机可读介质中。术语“应用程序”和“程序”是指一个或多个计算机程序、软件组件、指令集、过程、功能、对象、类、实例、相关数据或其一部分，适用于在合适的计算机可读程序中实现代码。短语“计算机可读程序代码”包括任何类型的计算机代码，包括源代码、目标代码和可执行代码。短语“计算机可读介质”包括能够被计算机访问的任何类型的介质，例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器、光盘(CD)、数字视频光盘(DVD)、固态驱动器(SSD)或任何其他类型的内存。“非暂时性”计算机可读介质不包括传输暂时性电信号或其他信号的有线、无线、光学或其他通信链路。非暂时性计算机可读介质包括可以永久存储数据的介质和可以存储数据并在以后重写的介质，例如可重写光盘或可擦除存储设备。

此外，使用“一个”或“一个”来描述本文描述的元件和组件。这样做仅仅是为了方便和给出本发明范围的一般意义。除非另有说明，否则该描述应被理解为包括一个或至少一个，除了单数也包括复数。

本申请中的描述不应被理解为暗示任何特定要素、步骤或功能是必须包括在权利要求范围内的必要或关键要素。专利主题的范围仅由允许的权利要求定义。此外，这些索赔均未援引35U.S.C.§112(f)关于任何所附权利要求或权利要求要素，除非在特定权利要求中明确使用了确切的词“手段”或“步骤”，后跟一个识别功能的分词短语。

益处、其他优点和问题的解决方案已经在上文关于特定实施例进行了描述。然而，利益、优势、问题的解决方案，以及任何可能导致任何利益、优势或解决方案发生或变得更加明显的特征，不应被解释为关键的、必需的、神圣不可侵犯的或基本特征。任何或所有索赔。

在阅读说明书之后，技术人员将理解，为了清楚起见，本文在单独实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合提供。相反，为了简洁起见在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独提供或以任何子组合提供。此外，对范围中陈述的值的引用包括该范围内的每个值。