Holen Sie sich Ihre Rückentrainingsorthese - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Haben Sie jemals das Gefühl, dass Sie beim Training nicht aufhören können, Ihren Rücken zu verletzen? Gehst du immer zu weit und leidest du darunter? Dann ist die Trainingsorthese "Got Your Back" genau das Richtige für Sie!

Als High-School- und College-Sportler wurde Krafttraining zu einem routinemäßigen Teil unseres Lebens. Unsere sportlichen Aktivitäten haben uns gelehrt, nach besten Kräften zu trainieren, und wir haben dies an die NCAA-Leichtathletik weitergegeben. Jetzt, wo unsere College-Basketballkarrieren vorbei sind und wir überraschenderweise keine Aussichten haben, den nächsten Schritt zu machen, um in der NBA aus der Division III zu spielen, bleiben wir immer noch durch Gewichtheben fit. Nach all den Jahren wissen wir, dass Verletzungen des unteren Rückens im Kraftraum nichts Neues sind, und wir hatten beide unseren Anteil daran. Diese Verletzungen treten am häufigsten bei Personen auf, die die Form beeinträchtigen und beim Heben die falschen Muskeln anspannen. Aus diesem Grund haben wir die Trainingsorthese "Got Your Back" entwickelt, die Sie warnt, wenn Ihre Form beeinträchtigt ist, indem sie Muskelsignale in Ihrem unteren Rücken erkennt.

Dieses Gerät ist eine unterstützende Rückenorthese mit integrierten Elektromyographie-(EMG)-Sensoren, die sich bequem über den M. erector spinae des unteren Rückens befinden und die Muskelaktivität in der Region erkennen und verfolgen und den Benutzer warnen, wenn die unteren Rückenmuskeln beim Gewichtheben überanstrengt werden.

Dieses anweisbare zeigt, wie wir die "Got Your Back" -Trainingsklammer gebaut haben, um Biomedizintechnik-Senioren vom Messiah College zu graduieren.

Schritt 1: Materialien und Werkzeuge

Um eine "Got Your Back"-Trainingsorthese zu bauen, benötigen Sie:

• 2 BITalino EMG-Sensoren (je 27 $)
• 2 3-Elektroden-BITalino-Leitungen - Es können auch Einzel- oder Doppelelektrodenleitungen verwendet werden (jeweils 24,25 USD)
• 1 Arduino Uno ($23,00)
• 1 halbes Steckbrett ($5,00)
• 1 Steckbrett-Überbrückungsdrähte ($3,95)
• 1 Akku zur Stromversorgung der Elektronik (3,95 USD)
• 1 Arduino-Piezo-Summer (0,95 $)
• 1 unterstützende Rückenorthese (10,95 $)
• 1 Arduino-kompatibles SD-Kartenmodul für die Datenprotokollierung (2,13 $)
• Nadel und Faden oder doppelseitiges Klebeband (empfohlen)
• Arduino-Software ($0)
• Motivation ($0)

Geschätzte Gesamtkosten (152,43 USD)

Schritt 2: Vorbereitung

• Hintergrundwissen im Lesen von Schaltplänen ist hilfreich.

  • Anweisungen sollten klar genug sein, um Amateure zu leiten
  • Siehe Material- und Werkzeugliste
• Der Zweck dieser Orthese besteht darin, Verletzungen der Muskelgruppe des Erector spinae zu verhindern. Diese Muskeln, insbesondere im unteren Rückenbereich, können beim Training leicht verletzt werden. Grundkenntnisse dieser Muskeln können helfen, die Muskeln zu lokalisieren und das Design an ihre spezifischen Bedürfnisse anzupassen. Diese Muskeln sind für die Aufrichtung des Rückens verantwortlich und können mit Schmerzen im unteren Rücken verbunden sein. Weitere Informationen finden Sie unter
• Elektromyographie oder EMG kann verwendet werden, um elektrische Signale zu erkennen, die eine Muskelkontraktion verursachen. Dies wird verwendet, um die Kontraktion der unteren Rückenmuskulatur zu erkennen. Weitere Informationen zu EMG finden Sie unter Elektromyographie (Mayo Clinic).
• Habe Arduino Programm heruntergeladen

• Greifen Sie hier auf GitHub zu, um Gerätecode zu erhalten.

  GitHub ist eine Softwareentwicklungsplattform, die mehrere kollaborative Funktionen für die Projektentwicklung ermöglicht. Erfahren Sie hier mehr über GitHub

Schritt 3: Sicherheit

• Lassen Sie die Stromversorgung des Arduino-Boards ausgeschaltet, während Sie die Schaltung verdrahten.
• Halten Sie Lebensmittel und Flüssigkeiten fern.
• Dies ist KEIN Medizinprodukt und sollte nicht als Hilfsmittel für medizinische Diagnosen verwendet werden.

• Verlassen Sie sich beim alleinigen Schutz Ihres Rückens nicht auf die Got Your Back Brace. Bei Rückenproblemen empfehle ich, einen lizenzierten Trainer zur Übungsmodifikation zum Schutz Ihres Rückens zu konsultieren.

  Während diese Orthese Sie während der Beugung Ihres unteren Rückens warnt, um Verletzungen vorzubeugen, liegt es am Benutzer, verantwortungsbewusst und innerhalb seiner eigenen körperlichen Grenzen zu trainieren

Schritt 4: Hinweise und Tipps

• Stellen Sie sicher, dass EMG BITalino mit der Seite mit dem Kreis mit dem Arduino verbunden ist.

• Stellen Sie sicher, dass Sie SD- und SPI-Bibliotheken in Arduino heruntergeladen haben.

  Überprüfen Sie dies, indem Sie auf "Skizze" > "Bibliotheken einschließen" klicken und die Dropdown-Liste ansehen

• Halten Sie die Orthese am unteren Rücken fest.
• Verdrahten Sie die Schaltung genau wie im Schaltplan gezeigt, damit Sie die Pinnummern im Code nicht ändern müssen.
• Wenn Sie Probleme mit dem Code haben, kommentieren Sie Abschnitte aus und testen Sie sie separat.
• Jede Rückenstütze ist ausreichend. Wenn Sie keine Rückenstütze haben, können Sie ein enganliegendes T-Shirt verwenden.
• Hinzufügen von Filtern innerhalb des Codes durch Einstellen des Schwellenwerts, um ungewöhnlich hohe Signale zu entfernen, die möglicherweise nicht auf eine Muskelkontraktion zurückzuführen sind.
• Kabel nach Möglichkeit farblich kennzeichnen, damit die Verbindungen im Stromkreis leicht zu verfolgen sind.

Schritt 5: Beginnen Sie mit dem Bauen

Es ist Zeit, mit dem Bau Ihrer "Got Your Back"-Klammer zu beginnen!

Schritt 6: Schaltplan

Dieses EAGLE-Diagramm zeigt die folgenden Verbindungen, die hergestellt werden müssen:

• Der microSD-Adapter wird wie angegeben an 4 digitale Pins angeschlossen, 5V und GND.
• Der Summer ist auch mit 1 digitalen Pin verbunden und mit GND verbunden. Die Verwendung eines Widerstands ist optional.
• Die 2 EMG-Sensoren sind beide an 5V, GND und separate analoge Pins des Arduino angeschlossen.
• Das Potentiometer wird mit einem anderen analogen Pin verbunden.

Schritt 7: Erstellen Sie Ihre Schaltung

Verwenden Sie das obige Fritzing-Diagramm und das von der vorherigen Seite, um Ihre Schaltung aufzubauen. Die Ausgangspins für die EMG-Chips, das Potentiometer, den Piezo-Summer und der CS-Pin des microSD-Kartenadaptermoduls können geändert werden, wenn Sie den Code entsprechend ändern. Die anderen Pins des microSD-Kartenadaptermoduls müssen jedoch mit den oben und im EAGLE-Schaltplan gezeigten Pins verbunden werden. Der Piezo-Summer kann in einem beliebigen freien Bereich auf der Platine platziert werden.

Schritt 8: Elektrodenplatzierung identifizieren

Platzieren Sie eine Elektrode in der Nähe des Ansatzes des Muskels und eine Elektrode einige Zentimeter darüber auf jeder Seite, indem Sie Ihre zuvor erworbenen Kenntnisse der Muskelgruppe erector spinae verwenden. Platzieren Sie zusätzlich eine Elektrode auf einer knöchernen Region wie der Hüfte auf jeder Seite. Wir empfehlen die Elektrodenplatzierung wie oben gezeigt. Die Elektroden sind etwa zwei bis drei Zoll voneinander entfernt und symmetrisch über die Mitte des Rückens, direkt auf den M. erector spinae. Zusätzlich zu diesen befindet sich ein Elektrodensatz an der linken und rechten knöchernen Region der Hüfte.

Schritt 9: Identifizieren Sie, wo die Elektroden an der Rückenstütze angebracht werden sollen

Jetzt ist es an der Zeit zu bestimmen, wo an Ihrer Rückenorthese Sie Ihre Elektroden anbringen sollen. Dies kann erfolgen, indem die Rückenorthese über den angebrachten Elektroden aus dem vorherigen Schritt getragen wird und die Orthese dort markiert wird, wo sie die Elektroden berührt. Anschließend können Sie die Elektroden von Ihrem Rücken und Ihrer Hüfte entfernen und über Ihre Markierungen an der Rückenorthese legen. Sie sollten ähnlich wie oben aussehen.

Schritt 10: Befestigen Sie die Elektroden an den BITalino-Elektrodenkabeln und der Rückenstütze

Vor dem Anbringen der Elektroden an der Orthese sollten diese mit den BITalino-Elektrodenkabeln verbunden werden. Einfach die Elektroden an die Kabel knöpfen und an den Markierungen der Rückenstütze neu positionieren. Die roten Kabel sollten zu den oberen Elektroden führen, während die schwarzen Kabel zu den unteren führen. Die weißen Kabel sollten an den Hüftelektroden befestigt werden. Kleben Sie die Elektroden nach dem Anbringen mit doppelseitigem Klebeband fest oder nähen Sie sie fest.

Schritt 11: Rückenstütze anziehen

Jetzt können Sie die Rückenorthese wie gewohnt anlegen. Die EMG-Kabel sollten auf beiden Seiten aus der Unterseite der Strebe herausgeführt werden, damit sie leicht zugänglich sind.

Schritt 12: EMG-Drähte an der Platine befestigen

Klicken Sie einfach die Kabel zu Ihren EMG-Chips ein, die an Ihrem Stromkreis angebracht sind.

Schritt 13: Schalten Sie die Batterie ein, um zu beginnen

Wenn Sie bereit sind zu beginnen, schalten Sie den Akku ein. Der Summer warnt Sie, wenn Sie Ihren unteren Rücken zu viel benutzen und zeichnet Ihre Daten auf einer microSD-Karte auf. Lassen Sie den Akku ausgeschaltet, wenn er nicht verwendet wird.

Schritt 14: Stellen Sie das Potentiometer ein, um Sie zu warnen, wenn Sie den Erector Spinae beugen

Ein Potentiometer ist ein Spannungsteiler, mit dem Sie das Spannungssignal des Ausgangspins (den Sie an Pin A1 angeschlossen haben) variieren können. Durch Drehen des Potentiometers verändern Sie diese Spannung und damit die Schwelle. Stellen Sie mit dem Potentiometer die Schwelle ein, bei der der Summer ertönt. Testen Sie es, indem Sie sicherstellen, dass der Summer nur ertönt, wenn Sie Ihren unteren Rücken beugen.

Schritt 15: Aufwärmen

Aufwärmen ist das Wichtigste, um Verletzungen beim Training zu vermeiden!

Schritt 16: Übung beginnen

Schalten Sie die Batterie vor jedem Schritt ein, trainieren Sie wie gewohnt und achten Sie auf den Summer. Wenn der Summer ertönt, bedeutet dies, dass Sie Ihren unteren Rücken zu stark trainieren und Ihr Gewicht oder Ihre Wiederholungen anpassen sollten.

Schritt 17: Anzeigen Ihrer Daten

Nach dem Training können Sie Ihre Daten leicht einsehen. Entfernen Sie einfach die microSD-Karte aus Ihrem Schaltkreis und legen Sie sie in Ihren Computer ein. Navigieren Sie durch den Datei-Explorer Ihres Computers, um auf Ihre SD-Karte zuzugreifen und die Datei "Datalog" zu öffnen. Von hier aus können Sie Ihre Daten zur einfachen Analyse einfach in Microsoft Excel kopieren. Um ein Diagramm wie das obige zu erstellen, markieren Sie einfach jede Spalte und fügen Sie ein Streudiagramm ein.

Schritt 18: Weitere Ideen

Als mögliche zukünftige Ergänzung könnte das Design ein Bluetooth-Modul enthalten, das es ermöglicht, sich mit dem Mobiltelefon des Benutzers zu verbinden, auf dem die Datensammlung gespeichert ist.

Um die Kosten und die Zeit für den Bau zu senken, könnte man die Möglichkeit zum Anzeigen der Daten opfern, indem man den microSD-Kartenaspekt des Geräts entfernt. Der Code müsste entsprechend angepasst werden, aber das würde Zeit, Geld und Platz auf der Platine sparen.

Ein RC-Filter kann in Reihe mit dem EMG wie vor dem Anschluss an den analogen Pin hinzugefügt werden, um das Signal zu filtern und bei der Rauschunterdrückung zu helfen.