Selkäharjoitukset: 18 askelta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tuntuuko sinusta koskaan siltä, ettet vain voi lopettaa selkäsi satuttamista treenaamisen aikana? Työnnätkö itsesi aina liian pitkälle ja kärsit sen takia? Jos näin on, "Selkäsi" -harjoituslenkki on sinua varten!

Lukio- ja kollegiourheilijoina voimaharjoittelusta tuli rutiininomainen osa elämäämme. Urheilulliset harrastukset opettivat meitä harjoittelemaan parhaamme mukaan ja olemme ottaneet sen NCAA -yleisurheilun ohi. Nyt kun yliopisto -koripallouramme ovat molemmat ohi, ja yllättäen meillä ei ole mahdollisuuksia ottaa seuraava askel pelata NBA: ssa Division III: sta, pysymme edelleen kunnossa kuntoilussa. Kaikkien näiden vuosien jälkeen tiedämme, että alaselän vammat eivät ole uusia painohuoneessa, ja meillä molemmilla on ollut osamme niistä. Nämä vammat ovat yleisimpiä henkilöiden keskuudessa, jotka vaarantavat muodon ja harjoittavat vääriä lihaksia nostaessaan. Tästä syystä keksimme "Selkäsi" -harjoittelutangon, joka varoittaa sinua, kun lomakkeesi on vaarantunut havaitsemalla alaselän lihassignaalit.

Tämä laite on tukeva selkänoja, jossa on sisäänrakennetut elektromyografia (EMG) -anturit, jotka sijaitsevat kätevästi alaselän pystyttävien selkärangan lihasten yläpuolella ja jotka havaitsevat ja seuraavat alueen lihasten toimintaa ja varoittavat käyttäjää, kun alaselän lihakset ovat ylikuormittuneet painonnoston aikana.

Tämä opettavainen osoittaa, kuinka rakensimme "Selkänne" -harjoitusraudan heti valmistuviksi biolääketieteen insinööreiksi Messiah Collegesta.

Vaihe 1: Materiaalit ja työkalut

"Selkäsi" -harjoitusraudan rakentamiseksi tarvitset:

• 2 BITalino EMG -anturia (27 dollaria kukin)
• 2 3 elektrodin BITalino -johtoa - voidaan käyttää myös yhden tai kahden elektrodin johtoja (24,25 dollaria kukin)
• 1 Arduino Uno (23,00 dollaria)
• 1 puolikokoinen leipälauta (5,00 dollaria)
• 1 leipälevyn hyppyjohdin (3,95 dollaria)
• 1 akku elektroniikan virransyöttöön (3,95 dollaria)
• 1 Arduino piezoBuzzer (0,95 dollaria)
• 1 tukeva selkänoja (10,95 dollaria)
• 1 Arduino -yhteensopiva SD -korttimoduuli tietojen kirjaamiseen (2,13 dollaria)
• neula ja lanka tai kaksipuolinen teippi (suositus)
• Arduino -ohjelmisto (0 dollaria)
• Motivaatio (0 dollaria)

Arvioidut kokonaiskustannukset (152,43 dollaria)

Vaihe 2: Valmistelu

• Taustatiedot piirikaavioiden lukemisesta ovat hyödyllisiä.

  • Ohjeiden tulee olla riittävän selkeitä ohjaamaan harrastajia
  • Katso luettelo materiaaleista ja työkaluista
• Tämän olkaimen tarkoituksena on estää erektoreiden selkärangan lihasryhmän loukkaantuminen. Nämä lihakset, erityisesti alaselkä, voivat loukkaantua helposti harjoituksen aikana. Näiden lihasten perustiedot voivat auttaa paikantamaan lihaksia ja auttaa muuttamaan muotoilua vastaamaan heidän erityistarpeitaan. Nämä lihakset ovat vastuussa selän suoristamisesta ja voivat liittyä alaselän kipuun. Lisätietoja on osoitteessa
• Elektromyografiaa tai EMG: tä voidaan käyttää havaitsemaan sähköisiä signaaleja, jotka aiheuttavat lihasten supistumista. Tätä käytetään havaitsemaan alaselän lihasten supistumista. Lisätietoja EMG: stä on kohdassa Elektromyografia (Mayo Clinic).
• Lataa Arduino -ohjelma

• Käytä GitHub -laitekoodia täältä.

  GitHub on ohjelmistokehitysalusta, joka mahdollistaa useita yhteistyöominaisuuksia projektien kehittämiseen. Lue lisää GitHubista täältä

Vaihe 3: Turvallisuus

• Pidä Arduino -kortin virta pois kytkennän aikana.
• Pidä ruoka ja nesteet loitolla.
• Tämä EI ole lääketieteellinen laite, eikä sitä tule käyttää lääketieteellisen diagnoosin työkaluna.

• Älä luota selkänojan suojaamiseen, kun otat selkänojan. Jos sinulla on selkävaivoja, suosittelen kääntymään valtuutetun kouluttajan puoleen harjoituksen muuttamiseksi selän suojaamiseksi.

  Vaikka tämä olkain varoittaa sinua alaselän taipumisen aikana vammojen ehkäisemisen toivossa, käyttäjän on harjoiteltava vastuullisesti ja omien fyysisten rajojensa sisällä

Vaihe 4: Vihjeitä

• Varmista, että EMG BITalino on liitetty ympyrän kanssa Arduinoon.

• Varmista, että sinulla on SD- ja SPI -kirjastoja Arduinossa.

  Tarkista siirtymällä kohtaan "Luonnos"> "Sisällytä kirjastot" ja katso avattavaa luetteloa

• Pidä olkahihna tiukasti alaselässä.
• Kytke piiri täsmälleen piirikaavion mukaisesti, jotta sinun ei tarvitse muuttaa koodin pin -numeroita.
• Jos sinulla on ongelmia koodin kanssa, kommentoi osioita ja testaa niitä erikseen.
• Mikä tahansa selkänoja sopii. Jos sinulla ei ole selkänojaa, voit käyttää asennettua t-paitaa.
• Suodatuksen lisääminen koodiin asettamalla kynnys poistamaan epätavallisen korkea signaali, joka ei välttämättä johdu lihasten supistumisesta.
• Värikoodijohdot, jos mahdollista, mikä helpottaa piirin liitäntöjen seuraamista.

Vaihe 5: Aloita rakentaminen

On aika alkaa rakentaa "Selkänojaasi" olkaimet!

Vaihe 6: Piirikaavio

Tämä EAGLE -kaavio näyttää seuraavat liitännät, jotka on tehtävä:

• MicroSD -sovitin on liitetty 4 digitaaliseen nastaan, kuten on määritelty, 5 V ja GND.
• Summeri on myös kytketty yhteen digitaaliseen nastaan ja liitetty GND: hen. Vastuksen käyttö on valinnaista.
• Molemmat EMG -anturit on kytketty 5 V: n, GND: n ja erillisiin analogisiin nastoihin Arduinossa.
• Potentiometri kytketään toiseen analogiseen nastaan.

Vaihe 7: Rakenna piiri

Käytä yllä olevaa ja edellisen sivun Fritzing -kaaviota rakentaaksesi piirisi. EMG -sirujen, potentiometrin, pietsosummerin ja microSD -korttisovitinmoduulin ulostulonappeja voidaan vaihtaa, jos muutat koodia vastaavasti. Muiden microSD -korttisovitinmoduulien nastojen on kuitenkin liitettävä yllä ja EAGLE -kaaviossa esitettyihin nastoihin. Piezo -summeri voidaan sijoittaa mihin tahansa tyhjään paikkaan piirilevyllä.

Vaihe 8: Tunnista elektrodien sijoitus

Käyttämällä aiemmin hankittuasi tietoa pystytyslihaksen lihasryhmästä, aseta yksi elektrodi lähellä lihaksen sisäänsyöttöä ja yksi muutama tuuma sen yläpuolelle kummallakin puolella. Lisäksi aseta yksi elektrodi luumaiselle alueelle, kuten lonkka kummallekin puolelle. Suosittelemme elektrodin sijoittamista yllä olevan kuvan mukaisesti. Elektrodit ovat noin kahden tai kolmen tuuman etäisyydellä toisistaan ja symmetriset selän keskellä, suoraan pystyttävässä selkärangan lihaksessa. Näiden lisäksi yksi elektrodisarja on lonkan vasemmalla ja oikealla luulla.

Vaihe 9: Selvitä, mihin elektrodit asetetaan

Nyt on aika määrittää, mihin selkänojan kiinnität elektrodit. Tämä voidaan tehdä asettamalla takakiinnike edellisen vaiheen kiinnitettyjen elektrodien päälle ja merkitsemällä ahdin, jossa ne koskettavat elektrodeja. Tämän jälkeen voit irrottaa elektrodit selästäsi ja lantiostasi ja laittaa ne selkänojan merkintöjen päälle. Niiden pitäisi näyttää samalta kuin yllä.

Vaihe 10: Kiinnitä elektrodit BITalino -elektrodikaapeliin ja selkänojaan

Ennen kuin kiinnität elektrodit kiinnikkeeseen, ne on kytkettävä BITalino -elektrodikaapeliin. Napsauta vain elektrodit kaapeleihin ja aseta ne takaisin takakiinnikkeisiin. Punaisten kaapelien tulee mennä ylempiin elektrodeihin, kun taas mustien kaapelien tulee kiinnittyä alempiin. Valkoiset kaapelit on kiinnitettävä lonkkaelektrodeihin. Kun elektrodit ovat paikoillaan, teippaa ne kaksipuolisella teipillä tai ompele ne paikalleen.

Vaihe 11: Laita selkänoja päälle

Nyt olet valmis laittamaan selkänojan tavalliseen tapaan. EMG -kaapeleiden tulee tulla ulos molemmin puolin pidikkeen pohjasta, jotta niihin pääsee helposti käsiksi.

Vaihe 12: Kiinnitä EMG -johdot piirilevyyn

Napsauta vain piiriin liitettyjen EMG -sirujen kaapelit.

Vaihe 13: Käynnistä akku

Kun olet valmis aloittamaan, käynnistä akku. Summeri varoittaa sinua, kun käytät alaselkääsi liikaa, ja tallentaa tiedot microSD -kortille. Pidä akku pois päältä, kun sitä ei käytetä.

Vaihe 14: Säädä potentiometri hälyttämään sinua, kun taiput Erector Spinae

Potentiometri on jännitteenjakaja, jonka avulla voit muuttaa jännitesignaalia pois lähtötapista (jonka liitit nastaan A1). Kiertämällä potentiometriä muutat tätä jännitettä ja siten kynnystä. Säädä potentiometrillä kynnys, jolla summeri soi. Testaa se varmistamalla, että summeri soi vain, kun taivutat alaselkääsi.

Vaihe 15: Lämmitä

Lämmittely on tärkein tehtävä loukkaantumisten välttämiseksi harjoittelun aikana!

Vaihe 16: Aloita harjoitus

Kun kytket akun päälle ennen jokaista vaihetta, toimi normaalisti ja kuuntele summeria. Jos summeri soi, se tarkoittaa, että työskentelet alaselkäsi liian lujasti ja sinun on tehtävä joitakin muutoksia painosi tai toistojen välillä.

Vaihe 17: Tietojen tarkasteleminen

Treenin jälkeen voit tarkastella tietojasi helposti. Poista vain microSD -kortti piiristäsi ja aseta se tietokoneeseen. Siirry tietokoneesi tiedostojenhallintaohjelmaan päästäksesi SD -kortillesi ja avaa tiedosto "Datalog". Täältä voit helposti kopioida tietosi Microsoft Exceliin analysointia varten. Voit tehdä yllä olevan kaltaisen kaavion korostamalla jokaisen sarakkeen ja lisäämällä sirontakaavion.

Vaihe 18: Muita ideoita

Mahdollisena lisäyksenä tulevaan suunnitteluun voisi kuulua Bluetooth -moduuli, jonka avulla se voi muodostaa yhteyden käyttäjän matkapuhelimeen, johon tiedonkeruu on tallennettu.

Rakentamiskustannusten ja -ajan pienentämiseksi voitaisiin uhrata mahdollisuus tarkastella tietoja poistamalla laitteen microSD -korttiosa. Koodia olisi muutettava vastaavasti, mutta tämä säästäisi aikaa, rahaa ja levytilaa.

RC -suodatin voidaan lisätä sarjaan EMG: n kanssa, kuten ennen kuin se kytketään analogiseen nastaan suodattaakseen signaalin ja auttaakseen kohinan vähentämisessä.