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一種平衡矯正式訓(xùn)練裝置的制造方法

文檔序號(hào):9313294閱讀:231來(lái)源:國(guó)知局
一種平衡矯正式訓(xùn)練裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于自動(dòng)化康復(fù)器材技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種用于重心平衡與姿勢(shì)矯正并有評(píng)估功能的訓(xùn)練裝置,用于平衡能力較差者的姿勢(shì)矯正訓(xùn)練或傷殘者康復(fù)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,能夠通過(guò)傳感器采集身體移位運(yùn)動(dòng)、平衡運(yùn)動(dòng)等姿勢(shì)與重心變化數(shù)據(jù)并作出分析評(píng)估,以助于訓(xùn)練者較好的完成康復(fù)性訓(xùn)練。
【背景技術(shù)】
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[0002]“康復(fù)治療”是康復(fù)醫(yī)學(xué)的重要內(nèi)容之一,是使病、傷、殘者康復(fù)的重要手段,常與藥物治療、手術(shù)療法等臨床治療綜合進(jìn)行??祻?fù)治療前應(yīng)先對(duì)病、傷、殘者進(jìn)行康復(fù)評(píng)定,然后制定一個(gè)康復(fù)治療方案,由以康復(fù)醫(yī)師為中心的,康復(fù)治療師和臨床醫(yī)學(xué)相關(guān)人員共同組成的康復(fù)治療組去實(shí)施,并在實(shí)施過(guò)程中不斷總結(jié)、評(píng)定、調(diào)整,直至治療結(jié)束。姿勢(shì)訓(xùn)練與體位訓(xùn)練作為基礎(chǔ)的運(yùn)動(dòng)康復(fù)治療技術(shù),在腦卒中、脊髓損傷、頸肩腰腿痛、骨折等患者的康復(fù)治療中廣為應(yīng)用,但是與姿勢(shì)、體位訓(xùn)練相關(guān)的人體運(yùn)動(dòng)學(xué)的理論卻常被忽視,臨床應(yīng)用中,醫(yī)生通常通過(guò)主觀判斷對(duì)病人進(jìn)行評(píng)估與訓(xùn)練,這種方式無(wú)法做到預(yù)估患者狀況,更有甚者可能導(dǎo)致二次肌體損傷。目前,大部分康復(fù)訓(xùn)練器材例如中國(guó)專(zhuān)利201520061167.9公開(kāi)的一種帶扶手的肢體運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練器、中國(guó)專(zhuān)利201520026979.X公開(kāi)的一種等速腿部推舉康復(fù)訓(xùn)練器、中國(guó)專(zhuān)利201520005646.9公開(kāi)的一種上肢和手功能減重訓(xùn)練器、中國(guó)專(zhuān)利201420836580.3公開(kāi)的一種四肢康復(fù)訓(xùn)練器等訓(xùn)練器或訓(xùn)練設(shè)備,均能夠?qū)颊咧w、腰部乃至全身起到良好的康復(fù)訓(xùn)練效果,但是卻均無(wú)法實(shí)現(xiàn)在訓(xùn)練過(guò)程中根據(jù)患者自身情況進(jìn)行評(píng)估的效果;雖然實(shí)踐中有采用平衡壓力板等設(shè)備獲取重心變化,并通過(guò)攝像機(jī)獲取人體的運(yùn)動(dòng)姿態(tài),從而進(jìn)行自動(dòng)化評(píng)估與訓(xùn)練,但是由于人體運(yùn)動(dòng)的多樣性和復(fù)雜性,以及人與人之間的差異性,僅僅通過(guò)單一的技術(shù)手段進(jìn)行評(píng)估與訓(xùn)練無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前臨床需要,而且所采用的壓力分布系統(tǒng)測(cè)量設(shè)備和多個(gè)角度架設(shè)的攝像機(jī)等設(shè)備價(jià)格昂貴,加上環(huán)境嘈雜等外界原因容易產(chǎn)生較大誤差,因此研發(fā)出一種精確的、自動(dòng)化的評(píng)估訓(xùn)練系統(tǒng)或裝置,能夠在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中讓病人和醫(yī)生非常方便的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)評(píng)估與姿勢(shì)矯正,具有突出的必要性。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn),尋求設(shè)計(jì)提供一種平衡矯正式訓(xùn)練裝置,能夠通過(guò)多類(lèi)傳感器采集得到人體下肢動(dòng)作壓力、軀干運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)等參數(shù),并形成評(píng)估參數(shù)反饋顯示處理,以便訓(xùn)練者根據(jù)自身具體情況進(jìn)行針對(duì)式矯正訓(xùn)練。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明涉及的用于重心平衡與姿勢(shì)矯正的評(píng)估訓(xùn)練裝置主體結(jié)構(gòu)包括屏幕顯示單元、壓力分布測(cè)試單元、位移變化測(cè)試單元、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)試單元和腳踏式訓(xùn)練器材,顯示屏幕單元安裝設(shè)置在腳踏式訓(xùn)練器材的前方,用于顯示訓(xùn)練者的評(píng)估信息;腳踏式訓(xùn)練器材上嵌入式安裝有左右相互對(duì)稱(chēng)的壓力分布測(cè)試單元,用于監(jiān)測(cè)采集訓(xùn)練者左右腳動(dòng)作時(shí)足底壓力參數(shù);位移變化測(cè)試單元環(huán)繞式分布在腳踏式訓(xùn)練器材的四周,用于監(jiān)測(cè)采集訓(xùn)練者運(yùn)動(dòng)時(shí)空間位移參數(shù);運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)試單元用于佩戴或粘貼在訓(xùn)練者上身和/或下身,能夠監(jiān)測(cè)采集訓(xùn)練者動(dòng)作姿態(tài)和姿勢(shì)參數(shù);顯示屏幕單元包括處理器和屏幕,處理器接收到壓力分布測(cè)試單元、位移變化測(cè)試單元和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)試單元反饋的各項(xiàng)參數(shù)后,經(jīng)過(guò)分析處理形成評(píng)估信息并實(shí)時(shí)顯示在屏幕上,同時(shí)與預(yù)先設(shè)置的正確運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,若訓(xùn)練者動(dòng)作錯(cuò)誤則發(fā)出錯(cuò)誤警報(bào)并給出相應(yīng)的正確提示。
[0005]優(yōu)選的,顯示屏幕單元所顯示的評(píng)估信息包括運(yùn)動(dòng)參數(shù)和虛擬人體運(yùn)動(dòng)圖像,所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括足底壓力上下左右分布參數(shù)、軀體東西南北位移參數(shù)和肢體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)參數(shù),所述虛擬人體運(yùn)動(dòng)圖像為與訓(xùn)練者成鏡像的虛擬人物運(yùn)動(dòng)的圖像并配有預(yù)設(shè)的聲音。
[0006]優(yōu)選的,壓力分布測(cè)試單元包括壓力傳感器和傳送電路,壓力傳感器呈上、下、左、右四點(diǎn)位分布,能夠全面、準(zhǔn)確的采集到訓(xùn)練者足底壓力。
[0007]優(yōu)選的,位移變化測(cè)試單元包括位移傳感器和傳送電路,位移傳感器可采用紅外線(xiàn)陣列傳感器、超聲波測(cè)距傳感器、攝像頭測(cè)距和拉線(xiàn)位移傳感器。
[0008]優(yōu)選的,運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)試單元包括姿態(tài)傳感器和傳送電路,姿態(tài)傳感器為現(xiàn)有技術(shù)中基于MEMS技術(shù)的高性能三維運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng),其包括加速度傳感器、角速度傳感器和傾角傳感器。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,采用多種類(lèi)型的傳感器監(jiān)測(cè)采集人體不同部位的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)參數(shù),經(jīng)處理器分析處理后進(jìn)行綜合評(píng)估并實(shí)時(shí)反饋顯示,對(duì)錯(cuò)誤的運(yùn)動(dòng)方式發(fā)出警報(bào)同時(shí)給出正確的提示;通過(guò)采用虛擬現(xiàn)實(shí)視覺(jué)與聲音反饋技術(shù),讓訓(xùn)練者獲得直觀的聲音、圖像刺激,以得到更好的訓(xùn)練/矯正效果;選用的壓力傳感器、位移傳感器和姿態(tài)傳感器測(cè)量等有效降低了整體裝置的生產(chǎn)成本;該裝置投資成本低,結(jié)構(gòu)合理,原理科學(xué),設(shè)計(jì)人性化,自動(dòng)化程度高,判斷準(zhǔn)確,評(píng)估精確,訓(xùn)練效果佳,適用范圍廣。
【附圖說(shuō)明】
:
[0010]圖1為本發(fā)明涉及的評(píng)估訓(xùn)練裝置的主體結(jié)構(gòu)模塊示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明涉及的壓力分布測(cè)試單元中壓力傳感器的分布示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明涉及的評(píng)估訓(xùn)練裝置使用時(shí)狀態(tài)示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明涉及的屏幕顯示單元中處理器的內(nèi)部控制流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
:
[0014]下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作出進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]實(shí)施例1:
[0016]本實(shí)施例涉及的主體結(jié)構(gòu)(如圖1所示)包括屏幕顯示單元1、壓力分布測(cè)試單元
2、位移變化測(cè)試單元3、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)試單元4和腳踏式訓(xùn)練器材5,顯示屏幕單元I安裝設(shè)置在腳踏式訓(xùn)練器材5的前方,用于顯示訓(xùn)練者的評(píng)估信息;腳踏式訓(xùn)練器材5上嵌入式安裝有左右相互對(duì)稱(chēng)的壓力分布測(cè)試單元2,用于監(jiān)測(cè)采集訓(xùn)練者左右腳動(dòng)作時(shí)足底壓力參數(shù);位移變化測(cè)試單元3環(huán)繞式分布在腳踏式訓(xùn)練器材5的四周,用于監(jiān)測(cè)采集訓(xùn)練者運(yùn)動(dòng)時(shí)空間位移參數(shù);運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)試單元4用于佩戴或粘貼在訓(xùn)練者上身和/或下身,能夠監(jiān)測(cè)采集訓(xùn)練者動(dòng)作姿態(tài)和姿勢(shì)參數(shù);顯示屏幕單元I包括處理器和屏幕,處理器接收到壓力分布測(cè)試單元2、位移變化測(cè)試單元3和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)試單元4反饋的各項(xiàng)參數(shù)后,經(jīng)過(guò)分析處理形成評(píng)估信息并實(shí)時(shí)顯示在屏幕上,同時(shí)與預(yù)先設(shè)置的正確運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,若訓(xùn)練者動(dòng)作錯(cuò)誤則發(fā)出錯(cuò)誤警報(bào)并給出相應(yīng)的正確提示。
[0017]本實(shí)施例中顯示屏幕單元I所顯示的評(píng)估信息包括運(yùn)動(dòng)參數(shù)和虛擬人體運(yùn)動(dòng)圖像,所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括足底壓力上下左右分布參數(shù)、軀體東西南北位移參數(shù)、肢體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)參數(shù)等,所述虛擬人體運(yùn)動(dòng)圖像為與訓(xùn)練者成鏡像的虛擬人物運(yùn)動(dòng)的圖像并配有預(yù)設(shè)的聲音(包括音樂(lè)、提示聲等);壓力分布測(cè)試單元2包括壓力傳感器和傳送電路,壓力傳感器呈上、下、左、右四點(diǎn)位分布(如圖2所示),能夠全面、準(zhǔn)確的采集到訓(xùn)練者足底壓力;位移變化測(cè)試單元3包括位移傳感器和傳送電路,位移傳感器可采用紅外線(xiàn)陣列傳感器、超聲波測(cè)距傳感器、攝像頭測(cè)距、拉線(xiàn)位移傳感器等,優(yōu)選為超聲波測(cè)距傳感器;運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)試單元4包括姿態(tài)傳感器和傳送電路,姿態(tài)傳感器為現(xiàn)有技術(shù)中基于MEMS技術(shù)的高性能三維運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng),其包括加速度傳感器、角速度傳感器、傾角傳感器等;腳踏式訓(xùn)練器材5為現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)用于重心平衡的各類(lèi)訓(xùn)練器。
[0018]本實(shí)施例中涉及的用于重心平衡與姿勢(shì)矯正的評(píng)估訓(xùn)練裝置使用時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3所示,內(nèi)部控制流程如圖4所示,當(dāng)訓(xùn)練者在腳踏式訓(xùn)練器材5上動(dòng)作時(shí),壓力分布測(cè)試單元2中的壓力傳感器將采集的足底壓力分布數(shù)據(jù)傳回給屏幕顯示單元I中的處理器,位移變化測(cè)試單元3中的位移傳感器將采集的軀體移動(dòng)位置數(shù)據(jù)傳回給屏幕顯示單元I中的處理器,運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)試單元4中姿態(tài)傳感器將采集的肢體姿態(tài)數(shù)據(jù)傳回給屏幕顯示單元I中的處理器;處理器中經(jīng)過(guò)分析對(duì)比后形成評(píng)估信息通過(guò)屏幕顯示出來(lái)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種平衡矯正式訓(xùn)練裝置,其特征在于主體結(jié)構(gòu)包括屏幕顯示單元、壓力分布測(cè)試單元、位移變化測(cè)試單元、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)試單元和腳踏式訓(xùn)練器材,顯示屏幕單元安裝設(shè)置在腳踏式訓(xùn)練器材的前方,用于顯示訓(xùn)練者的評(píng)估信息;腳踏式訓(xùn)練器材上嵌入式安裝有左右相互對(duì)稱(chēng)的壓力分布測(cè)試單元,用于監(jiān)測(cè)采集訓(xùn)練者左右腳動(dòng)作時(shí)足底壓力參數(shù);位移變化測(cè)試單元環(huán)繞式分布在腳踏式訓(xùn)練器材的四周,用于監(jiān)測(cè)采集訓(xùn)練者運(yùn)動(dòng)時(shí)空間位移參數(shù);運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)試單元用于佩戴或粘貼在訓(xùn)練者上身和/或下身,能夠監(jiān)測(cè)采集訓(xùn)練者動(dòng)作姿態(tài)和姿勢(shì)參數(shù);顯示屏幕單元包括處理器和屏幕,處理器接收到壓力分布測(cè)試單元、位移變化測(cè)試單元和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)試單元反饋的各項(xiàng)參數(shù)后,經(jīng)過(guò)分析處理形成評(píng)估信息并實(shí)時(shí)顯示在屏幕上,同時(shí)與預(yù)先設(shè)置的正確運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,若訓(xùn)練者動(dòng)作錯(cuò)誤則發(fā)出錯(cuò)誤警報(bào)并給出相應(yīng)的正確提示。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡矯正式訓(xùn)練裝置,其特征在于顯示屏幕單元所顯示的評(píng)估信息包括運(yùn)動(dòng)參數(shù)和虛擬人體運(yùn)動(dòng)圖像,所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括足底壓力上下左右分布參數(shù)、軀體東西南北位移參數(shù)和肢體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)參數(shù),所述虛擬人體運(yùn)動(dòng)圖像為與訓(xùn)練者成鏡像的虛擬人物運(yùn)動(dòng)的圖像并配有預(yù)設(shè)的聲音。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡矯正式訓(xùn)練裝置,其特征在于壓力分布測(cè)試單元包括壓力傳感器和傳送電路,壓力傳感器呈上、下、左、右四點(diǎn)位分布,能夠全面、準(zhǔn)確的采集到訓(xùn)練者足底壓力。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡矯正式訓(xùn)練裝置,其特征在于位移變化測(cè)試單元包括位移傳感器和傳送電路,位移傳感器可采用紅外線(xiàn)陣列傳感器、超聲波測(cè)距傳感器,攝像頭測(cè)距和拉線(xiàn)位移傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡矯正式訓(xùn)練裝置,其特征在于運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)試單元包括姿態(tài)傳感器和傳送電路,姿態(tài)傳感器為現(xiàn)有技術(shù)中基于MEMS技術(shù)的高性能三維運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng),其包括加速度傳感器、角速度傳感器和傾角傳感器。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于自動(dòng)化康復(fù)器材技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種平衡矯正式訓(xùn)練裝置,顯示屏幕單元安裝設(shè)置在腳踏式訓(xùn)練器材的前方,腳踏式訓(xùn)練器材上嵌入式安裝有壓力分布測(cè)試單元,用于監(jiān)測(cè)采集訓(xùn)練者左右腳動(dòng)作時(shí)足底壓力參數(shù);位移變化測(cè)試單元環(huán)繞式分布在腳踏式訓(xùn)練器材的四周,用于監(jiān)測(cè)采集訓(xùn)練者運(yùn)動(dòng)時(shí)空間位移參數(shù);運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)試單元用于佩戴或粘貼在訓(xùn)練者上身和/或下身,能夠監(jiān)測(cè)采集訓(xùn)練者動(dòng)作姿態(tài)和姿勢(shì)參數(shù);顯示屏幕單元包括處理器和屏幕,處理器接收到各個(gè)測(cè)試單元反饋的參數(shù)后經(jīng)分析處理形成評(píng)估信息并實(shí)時(shí)顯示在屏幕上,同時(shí)與預(yù)先設(shè)置的正確運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,若訓(xùn)練者動(dòng)作錯(cuò)誤則發(fā)出錯(cuò)誤警報(bào)并給出相應(yīng)的正確提示。
【IPC分類(lèi)】A63B71/06, A61B5/11
【公開(kāi)號(hào)】CN105031908
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510420230
【發(fā)明人】于希萌, 張磊, 劉學(xué), 郭倩林
【申請(qǐng)人】于希萌
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月16日
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