CN110465052A - 一种按键式手指功能康复训练器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种按键式手指功能康复训练器，包括壳体、设置在壳体外侧的5个手指按键、设置在手指按键内部的压力收集及转换单元以及设置在壳体内部的处理单元和输出单元，所述处理单元的输入端与压力收集及转换单元连接，处理单元的输出端与输出单元连接，使用时，5个手指分别按压在5个手指按键上并按压手指按键，通过压力收集及转换单元将压力转换成电信号，通过处理单元进行数据处理后通过输出单元输出。与现有技术相比，本发明注重训练每个手指的ROM，根据显示器的示数，精准地帮助手功能障碍患者，从肌力、灵活性和协调性三方面进行康复训练，提高手功能康复训练效果。
Description
技术领域
本发明涉及康复器材技术领域，具体涉及一种按键式手指功能康复训练器。
背景技术
脑卒中是危害广大人民群众身体健康的重大疾病，致死率和致残率极高。多发生于中老年人，但有年轻化的趋势，在临床上三、四十岁的患者并不少见。据世界卫生组织报告：80％的中风患者会存在不同程度的肢体功能障碍。随着康复治疗的介入，有部分患者在6个月以内肢体功能方面会有不同程度的恢复。然而，仍有60％的患者在进入慢性期后仍然持续存在上肢功能障碍，尤其是手功能障碍。
手功能障碍一直是脑卒中后康复治疗的重点和难点，因为手部位于大脑皮层的投射区域相对较大，同时手的精细操作和协调配合极具复杂性，使得其恢复较为困难。有资料统计显示，只有15％的脑卒中患者可恢复一半的手功能，仅3％的患者可恢复70％以上的手功能。由于上肢和手的功能恢复较下肢困难，临床上也多以下肢功能作为康复的重点，从而忽略了手功能的重建。并且患手的废用和健手的代偿往往导致“学而不用”，从而加重这一趋势，等到再想恢复手功能时，手部肌肉挛缩已成，康复结果往往不尽人意，严重影响患者的生活水平。有研究显示，早期接受康复干预患者的手功能恢复明显优于较晚接受康复治疗的患者。
当今市场上大多数手部评估和训练装置都是根据手部整体力量锻炼、恢复和评估的，独立手指的灵活性与协调性训练和评估设备甚少。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种通过音乐引导、提高康复效果的按键式手指功能康复训练器。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种按键式手指功能康复训练器，该训练器包括壳体、设置在壳体外侧的5个手指按键、设置在手指按键内部的压力收集及转换单元以及设置在壳体内部的处理单元和输出单元，所述处理单元的输入端与压力收集及转换单元连接，处理单元的输出端与输出单元连接，使用时，5个手指分别按压在5个手指按键上并按压手指按键，通过压力收集及转换单元将压力转换成电信号，通过处理单元进行数据处理后通过输出单元输出。
所述手指按键呈中空柱形，大拇指所对应的手指按键的设置方向与其他四个手指所对应的手指按键的设置方向垂直。这样的设置更符合人体手掌的构造，便于手掌握住训练器。
所述压力收集及转换单元设置在手指按键内部，述压力收集及转换单元包括音频解码器以及依次连接的活动压板、压力传感器、弹簧、电阻应变片及限位挡板，所述活动压板滑动连接在手指按键顶部，所述限位挡板固定设置在手指按键尾部，所述音频解码器与电阻应变片连接。
所述音频解码器内设有A/D转换芯片，所述A/D转换芯片的型号为TCL254314。手指按压活动压板，产生压力，按压压力传感器形成压力数据，同时压力传感器通过弹簧按压电阻应变片，随之产生相应的电效应，将物体的力量转换成电信号(电压或电流)。此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由TCL2543芯片进行转换。不同的音频解码芯片对应不同频率的声音，当音频解码芯片将信号传递给处理单元后，处理单元会控制输出单元产生对应频率的声音，而压力的大小，可以决定音量的大小。大拇指到小拇指依次是dou ruai mi fasou.当大拇指与食指同时按下是音符是la音，大拇指与中指同时按下时是xi音。以一定次序按下按钮播放声音可以组合成一段音乐。
所述训练器设有用于连接或切断电阻应变片和音频解码器连接线路的开关。设置开关，使得本训练器具有两种形态，即有声形态和无声形态。当处于无声形态时，开关断开电阻应变片和音频解码器的连接，因此处理单元只接收压力传感器的数据，记录患者每一次手指按压的压力值大小，可通过输出单元输出数据，方便医护人员做出康复判断。当处于有声形态时，开关连通电阻应变片和音频解码器的连接，因此处理单元在接收压力传感器信号的同时接收音频解码器的信号，并将音频解码器的信号转化成声音输出。
所述处理单元为STM32单片机，所述STM32单片机的输入端与压力传感器及音频解码器连接，所述STM32单片机的输出端与输出单元连接。
所述输出单元包括存储卡、液晶显示屏和扬声器，所述存储卡、显示屏和扬声器均与处理单元连接。通过存储卡可以记录患者使用训练器时的压力数据，以及得到的音频数据，供医护人员分析；液晶显示屏可以显示压力数据，扬声器将来自于音频解码器的信号播放出来。
所述存储卡为EEPROM存储器。
所述壳体内部设有用于给压力收集及转换单元、处理单元和输出单元供能的电源。
所述训练器设有蓝牙输出单元以及USB接口，所述蓝牙输出单元和USB接口均通过线路与处理单元连接。方便信息转移至其他移动终端上。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：
(1)可以显示和记录每根手指按压的压力，便于医护人员的分析；
(2)增加了音乐元素来，使得训练更具趣味性；
(3)注重训练每个手指的ROM，根据显示器的示数，精准地帮助手功能障碍患者，从肌力、灵活性和协调性三方面进行康复训练，提高手功能康复训练效果。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的剖面结构示意图；
图3为本发明训练器各单元之间的电路连接关系示意图；
图4为本发明训练器在使用时与患者手掌的位置示意图。
其中，1为手指按键，2为开关，3为壳体，4为活动压板，5为压力传感器，6为弹簧，7为电阻应变片，8为限位挡板，9为音频解码器，10为EEPROM存储器，11为STM32单片机，12为蓝牙输出单元，13为电源，14为USB接口，15为液晶显示屏，16为扬声器。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种按键式手指功能康复训练器，其结构如图1、图2所示，该训练器包括壳体3、设置在壳体3外侧的5个手指按键1、设置在手指按键1内部的压力收集及转换单元以及设置在壳体3内部的STM32单片机11和输出单元，其中，压力收集及转换单元设置在手指按键1内部，压力收集及转换单元包括音频解码器9以及依次连接的活动压板4、压力传感器5、弹簧6、电阻应变片7及限位挡板8，活动压板4滑动连接在手指按键1顶部，限位挡板8固定设置在手指按键1尾部，音频解码器9与电阻应变片7连接。
音频解码器9内设有A/D转换芯片，A/D转换芯片的型号为TCL254314。手指按压活动压板4，产生压力，按压压力传感器5形成压力数据，同时压力传感器5通过弹簧6按压电阻应变片7，随之产生相应的电效应，将物体的力量转换成电信号(电压或电流)。此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由TCL2543芯片进行转换。不同的音频解码芯片对应不同频率的声音，当音频解码芯片将信号传递给STM32单片机11后，STM32单片机11会控制输出单元产生对应频率的声音，而压力的大小，可以决定音量的大小。大拇指到小拇指依次是douruai mi fa sou.当大拇指与食指同时按下是音符是la音，大拇指与中指同时按下时是xi音。以一定次序按下按钮播放声音可以组合成一段音乐。
壳体3内部设有用于给压力收集及转换单元、STM32单片机11和输出单元供能的电源13。
训练器设有蓝牙输出单元12以及USB接口14，蓝牙输出单元12和USB接口14均通过线路与STM32单片机11连接。方便信息转移至其他移动终端上。
本装置内部各单元的连接关系如图3所示，本训练器具有两种形态，即有声形态和无声形态。当处于无声形态时，开关2断开电阻应变片7和音频解码器9的连接，因此STM32单片机11只接收压力传感器5的数据，记录患者每一次手指按压的压力值大小，可通过输出单元输出数据，方便医护人员做出康复判断。当处于有声形态时，开关2连通电阻应变片7和音频解码器9的连接，因此STM32单片机11在接收压力传感器5信号的同时接收音频解码器9的信号，并将音频解码器9的信号转化成声音输出。
EEPROM存储器10与STM32单片机11连接，用于记录患者使用训练器时的压力数据，以及得到的音频数据，供医护人员分析；液晶显示屏15可以显示压力数据，扬声器16将来自于音频解码器9的信号播放出来。
手指按键1呈中空柱形，大拇指所对应的手指按键1的设置方向与其他四个手指所对应的手指按键1的设置方向垂直。这样的设置更符合人体手掌的构造，便于手掌握住训练器。使用时，5个手指分别按压在5个手指按键上并按压手指按键，如图4所示，通过压力收集及转换单元将压力转换成电信号，通过STM32单片机进行数据处理后通过输出单元输出。训练器设有用于连接或切断电阻应变片和音频解码器连接线路的开关。
Claims (10)
1.一种按键式手指功能康复训练器，其特征在于，该训练器包括壳体、设置在壳体外侧的5个手指按键、设置在手指按键内部的压力收集及转换单元以及设置在壳体内部的处理单元和输出单元，所述处理单元的输入端与压力收集及转换单元连接，处理单元的输出端与输出单元连接，使用时，5个手指分别按压在5个手指按键上并按压手指按键，通过压力收集及转换单元将压力转换成电信号，通过处理单元进行数据处理后通过输出单元输出。
2.根据权利要求1所述的一种按键式手指功能康复训练器，其特征在于，所述手指按键呈中空柱形，大拇指所对应的手指按键的设置方向与其他四个手指所对应的手指按键的设置方向垂直。
3.根据权利要求1或2所述的一种按键式手指功能康复训练器，其特征在于，所述压力收集及转换单元设置在手指按键内部，述压力收集及转换单元包括音频解码器以及依次连接的活动压板、压力传感器、弹簧、电阻应变片及限位挡板，所述活动压板滑动连接在手指按键顶部，所述限位挡板固定设置在手指按键尾部，所述音频解码器与电阻应变片连接。
4.根据权利要求3所述的一种按键式手指功能康复训练器，其特征在于，所述音频解码器内设有A/D转换芯片，所述A/D转换芯片的型号为TCL254314。
5.根据权利要求3所述的一种按键式手指功能康复训练器，其特征在于，所述训练器设有用于连接或切断电阻应变片和音频解码器连接线路的开关。
6.根据权利要求3所述的一种按键式手指功能康复训练器，其特征在于，所述处理单元为STM32单片机，所述STM32单片机的输入端与压力传感器及音频解码器连接，所述STM32单片机的输出端与输出单元连接。
7.根据权利要求1所述的一种按键式手指功能康复训练器，其特征在于，所述输出单元包括存储卡、液晶显示屏和扬声器，所述存储卡、显示屏和扬声器均与处理单元连接。
8.根据权利要求7所述的一种按键式手指功能康复训练器，其特征在于，所述存储卡为EEPROM存储器。
9.根据权利要求1所述的一种按键式手指功能康复训练器，其特征在于，所述壳体内部设有用于给压力收集及转换单元、处理单元和输出单元供能的电源。
10.根据权利要求1所述的一种按键式手指功能康复训练器，其特征在于，所述训练器设有蓝牙输出单元以及USB接口，所述蓝牙输出单元和USB接口均通过线路与处理单元连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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