CN109692401A - 脑控式肢体恢复训练轮椅*** - Google Patents

脑控式肢体恢复训练轮椅*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种脑控式肢体恢复训练轮椅***，包括：轮椅、第一气缸、第二气缸、用于控制第一气缸和第二气缸动作的气缸电控装置，脑电控制器、肌电生物反馈仪和计算机，脑电控制器和肌电生物反馈仪分别与计算机信号连接；脑电控制器，包括可穿戴脑电传感器和无线通讯器，无线通讯器与所述计算机信号连接；肌电生物反馈仪包括与计算机信号连接的反馈仪主机以及电连接于反馈仪主机并且用于连接人体肢体的电极片，计算机用于运行所述脑控软件以能够根据可穿戴脑电传感器检测的脑控信号控制反馈仪主机使所述电极片通电，该***能够解决脑控式肢体恢复训练轮椅***难以在控制电刺激时长的前提下使用户获得长久的运动锻炼的问题。

Description

脑控式肢体恢复训练轮椅***
技术领域
本发明涉及肢体恢复训练轮椅领域，尤其涉及一种脑控式肢体恢复训练轮椅***。
背景技术
目前，传统的脑控式肢体恢复训练轮椅***仅仅通过脑电控制器采集脑部发出的想象运动特征辨别肢体运动意图，以通过肌电生物反馈仪器进行电刺激康复，然而，轮椅仅仅起到支撑用户的作用，没有发挥出更多的价值，而且肌电生物反馈仪器对人体肢体的刺激时间比较短、用户难以获得长久的运动锻炼，如果延长肌电生物反馈仪器对人体肢体的刺激时间，那么长时间的电刺激对人体也会造成副作用。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种脑控式肢体恢复训练***，旨在解决现有的脑控式肢体恢复训练轮椅***难以在控制电刺激时长的前提下使用户获得长久的运动锻炼的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种脑控式肢体恢复训练轮椅***，其中，包括：轮椅、第一气缸、第二气缸、用于控制所述第一气缸和第二气缸动作的气缸电控装置，脑电控制器、肌电生物反馈仪和安装有脑控软件的计算机，所述脑电控制器和肌电生物反馈仪分别与所述计算机信号连接；所述脑电控制器，包括彼此信号连接的可穿戴脑电传感器和无线通讯器，所述无线通讯器与所述计算机信号连接；所述肌电生物反馈仪包括与所述计算机信号连接的反馈仪主机以及电连接于所述反馈仪主机并且用于连接人体肢体的电极片，所述计算机用于运行所述脑控软件以能够根据可穿戴脑电传感器检测的脑控信号控制所述反馈仪主机使所述电极片通电；所述轮椅，包括轮椅本体、连接于所述轮椅本体中部的坐板、铰接于所述轮椅本体两侧的扶手、铰接于所述坐板上的大腿支撑板；所述第一气缸的缸体铰接于所述坐板，所述第一气缸的活塞杆铰接于所述扶手，所述第二气缸的缸体铰接于所述坐板，所述第二气缸的活塞杆铰接于所述大腿支撑板；所述脑控式肢体恢复训练轮椅***还包括上肢护套和下肢护套，所述上肢护套和下肢护套各自的内圈分别设置有运动检测传感器，所述运动检测传感器信号连接至所述气缸电控装置。
优选地，所述轮椅包括连接于所述轮椅本体的靠背，所述气缸电控装置安装在所述靠背的背面。
优选地，所述轮椅包括连接在所述轮椅本体下部的脚踏板。
优选地，所述脑控式肢体恢复训练轮椅***包括用于安装所述可穿戴脑电传感器的头套，所述头套包括头圈和从所述头圈向下延伸的两个耳部支撑架，所述可穿戴脑电传感器设置在所述头圈部的内圈侧，且所述可穿戴脑电传感器具有脑电波采集电极。
优选地，所述大腿支撑板的数量为两个，两个所述大腿支撑板间隔设置在所述坐板上。
优选地，所述大腿支撑板的上表面为弧面。
优选地，所述脑控式肢体恢复训练轮椅***还包括信号连接于所述气缸电控装置和脑电控制器的移动终端，所述移动终端用于记录所述脑电控制器发出的脑控信号的频率，并根据所述频率发出控制气缸电控装置的开启时长的指令至所述气缸电控装置。
优选地，所述脑控信号的频率大于或等于1次/min且小于3次/min时，所述开启时长为5s-6s；所述脑控信号的频率大于或等于3次/min且小于5次/min时，所述开启时长为3s-4s；所述脑控信号的频率频率大于或等于5次/min至7次/min时，所述开启时长为1s-2s。
优选地，所述移动终端为手机。
本申请通过运动检测传感器信号连接至气缸电控装置，所以当用户坐在轮椅的坐板上并且穿入上肢护套和下肢护套时，一旦脑控信号控制反馈仪主机使电极片通电刺激用户的上肢或下肢运动，运动检测传感器检测到用户的动作时可以传递至气缸电控装置，例如一旦检测到手臂抬起运动，可以通过将手臂抬起运动信号传递至气缸电控装置，以使气缸电控装置控制第一气缸的活塞杆伸出使得扶手上升并保持一定时间，从而使用户手臂抬起保持一定时间，使用户获得长久的运动锻炼。类似的，用户大腿处于大腿支撑板上时，也可以通过类似的操作使第二气缸的活塞杆伸出驱动大腿支撑，从而使大腿抬起保持一定时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明的脑控式肢体恢复训练轮椅***的部分部件的示意简图；
图2为本发明的头套的示意简图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
1 第一气缸 2 上肢护套
3 下肢护套 100 轮椅
101 轮椅本体 102 坐板
103 扶手 104 大腿支撑板
105 脚踏板 106 靠背
200 头套 201 头圈
202 耳部支撑架 203 刚性弧线杆
204 弹性延伸杆
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参见图1，本发明提供一种脑控式肢体恢复训练轮椅***，其中，脑控式肢体恢复训练轮椅***包括：轮椅100、第一气缸1、第二气缸(未图示，可参考第一气缸1)、用于控制第一气缸1和第二气缸动作的气缸电控装置，脑电控制器、肌电生物反馈仪和安装有脑控软件的计算机，脑电控制器和肌电生物反馈仪分别与计算机信号连接；脑电控制器，包括彼此信号连接的可穿戴脑电传感器和无线通讯器，无线通讯器与计算机信号连接；肌电生物反馈仪包括与计算机信号连接的反馈仪主机以及电连接于反馈仪主机并且用于连接人体肢体的电极片，计算机用于运行脑控软件以能够根据可穿戴脑电传感器检测的脑控信号控制反馈仪主机使电极片通电；轮椅100，包括轮椅本体101(可以是支撑立杆)、连接于轮椅本体101中部的坐板102、铰接于轮椅本体101两侧的扶手103、铰接于坐板102上的大腿支撑板104；第一气缸1的缸体铰接于坐板102，第一气缸1的活塞杆铰接于扶手103，第二气缸的缸体铰接于坐板102，第二气缸的活塞杆铰接于大腿支撑板104，脑控式肢体恢复训练轮椅***还包括上肢护套2和下肢护套3，上肢护套2和下肢护套3各自的内圈分别设置有运动检测传感器，运动检测传感器信号连接至气缸电控装置。上肢护套2可以方便手臂或手腕穿入，下肢护套3可以方便大腿或小腿穿入。
本申请通过运动检测传感器信号连接至气缸电控装置，所以当用户坐在轮椅100的坐板102上并且穿入上肢护套2和下肢护套3时，一旦脑控信号控制反馈仪主机使电极片通电刺激用户的上肢或下肢运动，运动检测传感器检测到用户的动作时可以传递至气缸电控装置，例如一旦检测到手臂抬起运动，可以通过将手臂抬起运动信号传递至气缸电控装置，以使气缸电控装置控制第一气缸1的活塞杆伸出使得扶手103上升并保持一定时间，从而使用户手臂抬起保持一定时间，使用户获得长久的运动锻炼。类似的，用户大腿处于大腿支撑板104上时，也可以通过类似的操作使第二气缸的活塞杆伸出驱动大腿支撑，从而使大腿抬起保持一定时间。
根据本发明的具体实施方式，轮椅100可以包括连接于轮椅本体101的靠背106，气缸电控装置安装在靠背106的背面。轮椅100包括连接在轮椅本体101下部的脚踏板105，用于支撑用户的脚步。
根据本发明的优选实施方式，脑控式肢体恢复训练轮椅***包括用于安装可穿戴脑电传感器的头套200，头套200包括头圈201和从头圈201向下延伸的两个耳部支撑架202，可穿戴脑电传感器设置在头圈201部的内圈侧，且可穿戴脑电传感器具有脑电波采集电极。具体地，耳部支撑架202可以包括用于支撑在耳朵上部的刚性弧线杆203和连接于刚性弧线杆203两端的弹性延伸杆204，弹性延伸杆204一方面方便变形卡合于用户的耳朵两侧，另一方面可以弯折避让眼镜杆，方便特殊人群(近视患者)使用，更具体地，刚性弧线杆203可以是金属杆，弹性延伸杆204可以是套装在金属杆两端的塑料软胶管。
此外，具体地，大腿支撑板104的数量可以为两个，两个大腿支撑板104间隔设置在坐板102上。
以上提到的铰接方式均可以通过现有技术中已知的转轴结构、铰链结构连接。
当然，大腿支撑板104的上表面可以为弧面，以方便于人体的大腿形状匹配，提高人体舒适感。
根据本发明的优选实施方式，脑控式肢体恢复训练轮椅***还包括信号连接于气缸电控装置和脑电控制器的移动终端，例如手机、平板电脑等等。移动终端用于记录脑电控制器发出的脑控信号的频率，并根据频率发出控制气缸电控装置的开启时长的指令至气缸电控装置。如此一来，可以在脑电控制器发出的脑控信号的频率高时，适当地减小气缸电控装置的开启时长，使用户运动姿势保持时间降低，从而避免用户运动强度过大。
例如，脑控信号的频率大于或等于1次/min且小于3次/min时，开启时长为5s-6s；脑控信号的频率大于或等于3次/min且小于5次/min时，开启时长为3s-4s；脑控信号的频率频率大于或等于5次/min至7次/min时，开启时长为1s-2s。且本发明不限于此，类似的脑控信号的频率以及开启时长的区间设计方式，都将落入本发明的保护范围。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种脑控式肢体恢复训练轮椅***，其特征在于，包括：轮椅、第一气缸、第二气缸、用于控制所述第一气缸和第二气缸动作的气缸电控装置，脑电控制器、肌电生物反馈仪和安装有脑控软件的计算机，所述脑电控制器和肌电生物反馈仪分别与所述计算机信号连接；
所述脑电控制器，包括彼此信号连接的可穿戴脑电传感器和无线通讯器，所述无线通讯器与所述计算机信号连接；
所述肌电生物反馈仪包括与所述计算机信号连接的反馈仪主机以及电连接于所述反馈仪主机并且用于连接人体肢体的电极片，所述计算机用于运行所述脑控软件以能够根据可穿戴脑电传感器检测的脑控信号控制所述反馈仪主机使所述电极片通电；
所述轮椅，包括轮椅本体、连接于所述轮椅本体中部的坐板、铰接于所述轮椅本体两侧的扶手、铰接于所述坐板上的大腿支撑板；
所述第一气缸的缸体铰接于所述坐板，所述第一气缸的活塞杆铰接于所述扶手，所述第二气缸的缸体铰接于所述坐板，所述第二气缸的活塞杆铰接于所述大腿支撑板；
所述脑控式肢体恢复训练轮椅***还包括上肢护套和下肢护套，所述上肢护套和下肢护套各自的内圈分别设置有运动检测传感器，所述运动检测传感器信号连接至所述气缸电控装置。
2.根据权利要求1所述的脑控式肢体恢复训练轮椅***，其特征在于，所述轮椅包括连接于所述轮椅本体的靠背，所述气缸电控装置安装在所述靠背的背面。
3.根据权利要求1所述的脑控式肢体恢复训练轮椅***，其特征在于，所述轮椅包括连接在所述轮椅本体下部的脚踏板。
4.根据权利要求1所述的脑控式肢体恢复训练轮椅***，其特征在于，所述脑控式肢体恢复训练轮椅***包括用于安装所述可穿戴脑电传感器的头套，所述头套包括头圈和从所述头圈向下延伸的两个耳部支撑架，所述可穿戴脑电传感器设置在所述头圈部的内圈侧，且所述可穿戴脑电传感器具有脑电波采集电极。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的脑控式肢体恢复训练轮椅***，其特征在于，所述大腿支撑板的数量为两个，两个所述大腿支撑板间隔设置在所述坐板上。
6.根据权利要求5所述的脑控式肢体恢复训练轮椅***，其特征在于，所述大腿支撑板的上表面为弧面。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的脑控式肢体恢复训练轮椅***，其特征在于，所述脑控式肢体恢复训练轮椅***还包括信号连接于所述气缸电控装置和脑电控制器的移动终端，所述移动终端用于记录所述脑电控制器发出的脑控信号的频率，并根据所述频率发出控制气缸电控装置的开启时长的指令至所述气缸电控装置。
8.根据权利要求7所述的脑控式肢体恢复训练轮椅***，其特征在于，所述脑控信号的频率大于或等于1次/min且小于3次/min时，所述开启时长为5s-6s；所述脑控信号的频率大于或等于3次/min且小于5次/min时，所述开启时长为3s-4s；所述脑控信号的频率频率大于或等于5次/min至7次/min时，所述开启时长为1s-2s。
9.根据权利要求7所述的脑控式肢体恢复训练轮椅***，其特征在于，所述移动终端为手机。
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