CN101279131B - 数字娱乐手臂康复器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字娱乐手臂康复器，包括底架(1)及设于底架(1)上的机械手臂康复机构，其特征在于：该康复器还包括信号采集装置(11)、通信接口电路(10)、计算机控制***及显示器(9)，该信号采集装置(11)用于采集机械手臂康复机构的运动状态信号，该信号采集装置(11)将运动状态信号转化为电信号，并通过通信接口电路(10)转化为数字信号输送至计算机控制***，数字信号驱动计算机控制***内置的娱乐游戏，并通过显示器(9)显示该娱乐游戏。本发明能大大提高康复者锻炼时的趣味性及娱乐性。
Description
技术领域
本发明涉及一种康复器，特别涉及一种数字娱乐手臂康复器。
背景技术
目前市面上的手臂康复器材其内部功能和外观形状上趋于成熟，但手臂康复器作为一种康复器材使用时，病人在康复时除了进行单调的重复运动外，缺少娱乐性，得不到任何乐趣，使病人锻炼起来非常的枯燥，最终往往导致人不能坚持锻炼，而达不到应有的康复效果。
到目前为止，所有的康复器和康复器的发明大部分均集中在机械结构的改进上，极少量的虚拟场景康复器也仍然是停留在电子电路板或嵌入式电脑***，这种***通常开发周期长，通用性差。特别是嵌入式电脑***，虽然其单机成本低于个人电脑***，但其性能却低于个人电脑***，特别是其数字娱乐功能更无法与个人电脑相比，而通用性差的问题也使其成本常常远远高于个人电脑***，性价比严重失常，从而失去了实用价值。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种能大大提高了康复者锻炼时的趣味性及娱乐性的数字娱乐手臂康复器。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种数字娱乐手臂康复器，包括底架及设于底架上的机械手臂康复机构，该康复器还包括信号采集装置、通信接口电路、计算机控制***、及显示器，该信号采集装置用于采集机械手臂康复机构的运动状态信号，该信号采集装置将运动状态信号转化为电信号，并通过通信接口电路转化为数字信号输送至计算机控制***，数字信号驱动计算机控制***内置的娱乐游戏，并通过显示器显示该娱乐游戏。
该计算机控制***包括以下功能模块：
信号接收模块，用于接收来自通信接口电路的数字信号；娱乐处理模块，用于处理数字信号并驱动其内置的娱乐游戏，根据机械手臂康复机构的运动状态模拟娱乐游戏中的虚拟角色；控制模块，用于控制机械手臂康复机构的运动状态。该计算机控制***还包括个人状态辨识模块，用于辨识个人身体状态及年龄大小。
该机械手臂康复机构包括设于底架上的转盘支架、设于转盘支架上的转盘及设于转盘上的把手；该信号采集装置包括用于测量转盘旋转的方向、运动角速度及角加速度的传感器及将传感器信号放大的运放电路；该传感器为红外传感器、光电传感器、机械传感器或磁力传感器。
数字娱乐手臂康复器通过设于底架上的高度调节杆调整转盘支架的高低角度，把手通过设于转盘中的滑槽中调整旋转半径；高度调节杆为螺旋调节杆。
通信接口电路包括将电信号转化为数字信号的模数转换器、发出娱乐游戏控制命令的控制按键、及用于处理数字信号的处理器；通信接口电路为USB接口电路或蓝牙无线传输接口电路。该底架上还通过滑轨设置一座椅。
与现有技术相比，本发明通过机械手臂康复机构的运动状态信号驱动计算机控制***内置的娱乐游戏，将康复锻炼者手臂的各种运动在娱乐游戏中反映出来，拓展了手臂康复器的功能，提高了康复时的趣味性，改变了传统手臂康复器单调重复，枯燥无味的运动状况，极大的提升了康复器的品质和档次。
附图说明
图1、图2为本发明数字娱乐手臂康复器的结构示意图；
图3为本发明信号采集装置的电路原理图；
图4为本发明通信接口电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，一种数字娱乐手臂康复器，包括底架1及设于底架1上的机械手臂康复机构，该康复器还包括信号采集装置11、通信接口电路10、计算机控制***及显示器9，该信号采集装置11用于采集机械手臂康复机构的运动状态信号，该运动状态信号通过通信接口电路10输送至计算机控制***，运动状态信号驱动计算机控制***内置的娱乐游戏，并通过显示器9显示该娱乐游戏。
该机械手臂康复机构包括设于底架1上的转盘支架5、设于转盘支架5上的转盘6及设于转盘6上的把手7。
本发明中，该计算机控制***软件方面包括以下功能模块：信号接收模块，用于接收来自通信接口电路10的数字信号；娱乐处理模块，用于处理数字信号并驱动其内置的娱乐游戏，根据机械手臂康复机构的运动状态模拟娱乐游戏中的虚拟角色；控制模块，用于控制机械手臂康复机构的运动状态。
该计算机控制***硬件方面包括主机4、键盘3及鼠标2，主机4、键盘3、鼠标2及显示器9可灵活放置，可以安装在支架上，本实施例中，将显示器9设于显示器支架8上，当然还将主机4、键盘3、鼠标2及显示器9可以组装在一起直接放在电脑桌上。
如图2所示，数字娱乐手臂康复器大臂高低角度可以通过高度调节杆14调整，把手7在滑槽17中滑动可以调整旋转半径，转盘方向通过第一锁紧螺母16调整，转盘转动时的阻力通过第二锁紧螺母15调整。其中，当第一锁紧螺母16松开时，转盘6可以顺时针或逆时针方向摆动，这样就可以调整转6盘至合适的方向，然后再用第一锁紧螺母16锁紧。第二锁紧螺母15顶在转盘6的旋转轴上，通过调节第二锁紧螺母15的松紧程度可以调节转盘6阻力的大小。该高度调节杆14为依螺旋调节杆。
如图3所示，该信号采集装置11包括用于测量转盘6旋转的方向、运动角速度及角加速度的传感器18及将传感器18信号放大的运放电路19。本发明中，该传感器18为红外传感器，除此之外，该传感器18还可为光电传感器、机械传感器或磁力传感器。
为了使康复者具有更舒适的锻炼环境，该底架1上还通过滑轨13设置一座椅12，座椅12可沿着滑轨13前后调整位置。
传感器18采集康复器上的，并通过通信接口电路10传递给计算机控制***，计算机控制***的信号接收模块接收信号，并通过娱乐处理模块对信号进行分析处理，使康复器与计算机控制***内预置的娱乐游戏对接起来，能将康复锻炼者手臂的各种运动信息送交计算机控制***进行处理从而驱动游戏并在游戏中反映出来，从而驱动游戏中虚拟角色的各种动作，如手把7或转盘6的旋转方向可模拟游戏中虚拟角色的左右及上下动作，手把7或转盘6的不同运动角速度可模拟游戏中虚拟角色的行动速度等。
另外，计算机控制***还包括有个人状态辨识模块，用于辨识个人身体状态及年龄大小。康复者依据个人身体状态、年龄大小来选择相应的运动负荷，使康复者达到最佳的锻炼效果。
如图4所示，通信接口电路10包括将电信号转化为数字信号的模数转换器、发出娱乐游戏控制命令的控制按键、及用于处理数字信号的处理器。本实施例中，该通信接口电路10为USB接口电路，该模数转换器的型号为ADC0804，该处理器为型号为CY7C68013的单片机。
除此之外，上述通信接口电路10还可采用蓝牙无线传输接口电路。使用USB接口电路与计算机控制***相连，用户可以用USB接口电路上的按键，控制不同类型的游戏和游戏中的不同虚拟角色。
Claims (8)
1.一种数字娱乐手臂康复器，包括底架(1)及设于底架(1)上的机械手臂康复机构，该康复器还包括信号采集装置(11)、通信接口电路(10)、计算机控制***、及显示器(9)，该信号采集装置(11)用于采集机械手臂康复机构的运动状态信号，该信号采集装置(11)将运动状态信号转化为电信号，并通过通信接口电路(10)转化为数字信号输送至计算机控制***，数字信号驱动计算机控制***内置的娱乐游戏，并通过显示器(9)显示该娱乐游戏；其特征在于：该机械手臂康复机构包括设于底架(1)上的转盘支架(5)、设于转盘支架(5)上的转盘(6)及设于转盘(6)上的把手(7)；该信号采集装置(11)包括用于测量转盘(6)旋转的方向、运动角速度及角加速度的传感器(18)及将传感器(18)信号放大的运放电路(19)。
2.根据权利要求1所述的数字娱乐手臂康复器，其特征在于：该计算机控制***包括以下功能模块：
信号接收模块，用于接收来自通信接口电路(10)的数字信号；
娱乐处理模块，用于处理数字信号并驱动其内置的娱乐游戏，根据机械手臂康复机构的运动状态模拟娱乐游戏中的虚拟角色；
控制模块，用于控制机械手臂康复机构的运动状态。
3.根据权利要求2所述的数字娱乐手臂康复器，其特征在于：该计算机控制***还包括个人状态辨识模块，用于辨识个人身体状态及年龄大小。
4.根据权利要求1所述的数字娱乐手臂康复器，其特征在于：该传感器(18)为红外传感器、光电传感器、机械传感器或磁力传感器。
5.根据权利要求1所述的数字娱乐手臂康复器，其特征在于：数字娱乐手臂康复器通过设于底架(1)上的高度调节杆(14)调整转盘支架的高低角度，把手(7)通过设于转盘中的滑槽(17)中调整旋转半径。
6.根据权利要求1所述的数字娱乐手臂康复器，其特征在于：通信接口电路(10)包括将电信号转化为数字信号的模数转换器、发出娱乐游戏控制命令的控制按键、及用于处理数字信号的处理器。
7.根据权利要求1所述的数字娱乐手臂康复器，其特征在于：通信接口电路(10)为USB接口电路或蓝牙无线传输接口电路。
8.根据权利要求1至7任一项所述的数字娱乐手臂康复器，其特征在于：该底架(1)上还通过滑轨(13)设置一座椅(12)。
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