CN114870325A - 智能上肢康复训练仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能上肢康复训练仪，包括握力球、压力传感器、处理单元及显示屏，压力传感器设在握力球上，用以检测用户握持的压力信号；处理单元设在握力球内且与压力传感器电连接，用以根据压力信号转换得到握持次数、单次压力值及平均压力值；显示屏设在握力球上，且与处理单元连接，用以显示握持次数、单次压力值及平均压力值。根据本发明的智能上肢康复训练仪，通过压力传感器可以的压力信号，可以得到握持次数、单次压力值及平均压力值，如此，根据这些训练数据可以对用户起到自我监督的作用，帮助用户坚持既定的训练目标。此外，通过这些训练数据也可以作为医护人员评估用户训练效果，以便于作出更加合理有效的训练计划。

Description

智能上肢康复训练仪

技术领域

本发明涉及康复训练设备，尤其涉及一种智能上肢康复训练仪。

背景技术

前臂骨折是临床骨科比较常见的骨折类型，在前臂骨折的康复训练中，通常采用握力球握持训练。相关技术中，握力球是一个简单的弹力球，没有其他功能，在患者的训练时，无法对患者的训练行为进行监督，也无法对训练效果进行评估。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种智能上肢康复训练仪。

为实现上述目的，根据本发明实施例的智能上肢康复训练仪，包括：

握力球；

压力传感器，所述压力传感器设在所述握力球上，用以检测用户握持的压力信号；

处理单元，所述处理单元设在所述握力球内且与所述压力传感器电连接，用以根据所述压力信号转换得到握持次数、单次压力值及平均压力值；

显示屏，所述显示屏设在所述握力球上，且与所述处理单元连接，用以显示所述握持次数、单次压力值及平均压力值。

根据本发明实施例提供的智能上肢康复训练仪，通过压力传感器可以的压力信号，可以得到握持次数、单次压力值及平均压力值，如此，根据这些训练数据可以对用户起到自我监督的作用，帮助用户坚持既定的训练目标。此外，通过这些训练数据也可以作为医护人员评估用户训练效果，以便于作出更加合理有效的训练计划。

另外，根据本发明上述实施例的智能上肢康复训练仪还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，还包括计时器和蜂鸣器，所述计时器和蜂鸣器设在所述握力球上且与所述处理单元连接；

所述计时器用于计时训练时长，所述处理器还用于在所述训练时长小于设定时长且在预定时间内未检测到所述压力信号时输出控制信号，所述蜂鸣器用于根据所述控制信号发出报警提示。

根据本发明的一个实施例，还包括姿态传感单元及无线通信模块，所述姿态传感单元设在所述握力球内且与所述处理单元连接，用以检测用户对所述握力球操作时产生的姿态信号；

所述无线通信模块设在所述握力球内且与所述处理单元连接，用以将所述压力信号及所述姿态信号发送至游戏终端设备；

其中，所述压力信号用于控制所述游戏终端设备中的目标对象执行弹跳动作，所述姿态信号用于控制所述游戏终端设备中的目标对象转向动作和/或加减速动作。

根据本发明的一个实施例，所述姿态传感单元包括陀螺仪及加速度计，所述陀螺仪用于根据所述用户的操作检测角速度信号，所述加速度计用于根据用户的操作检测线性加速度信号。

根据本发明的一个实施例，还包括配重座及杆件，所述杆件的一端与所述配重座连接，所述杆件的另一端与所述握力球可拆卸连接。

根据本发明的一个实施例，所述配重座形成为球形不倒翁结构，以使所述握力球保持球形配重座所在平面的上方。

根据本发明的一个实施例，所述握力球内设有一容置腔，所述容置腔内具有一硬质支架，所述硬质支架上设有电路板，所述压力传感器、处理器、姿态传感单元、无线通信模块、计时器和蜂鸣器形成于所述电路板上。

根据本发明的一个实施例，所述握力球外套设一弹性金属环，所述压力传感器邻近所述弹性金属环，以使所述金属环被挤压时通过所述弹性金属环对所述压力传感器施压。

根据本发明的一个实施例，所述处理单元还用于根据对所述握力球握持时的压力信号变化生成柱形动态图，所述压力信号越强，所述柱形动态图越高。

根据本发明的一个实施例，所述处理单元还用于控制所述显示屏显示预定压力值，所述预定压力值标记在所述柱形动态图的预定高度位置，用以供用户握持操作时观察判断握持的压力是否达到预定压力值。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

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是本发明智能上肢康复训练仪实施例的结构示意图；

图2是本发明智能上肢康复训练仪实施例的剖视图；

图3是本发明智能上肢康复训练仪另一实施例的结构示意图；

图4是本发明智能上肢康复训练仪实施例的原理方框图；

图5是本发明智能上肢康复训练仪中显示屏显示内容的示意图。

附图标记：

100、智能上肢康复训练仪；

10、握力球；

11、硬质支架；

12、电路板；

13、弹性金属环；

14、配重座；

15、杆件；

20、压力传感器；

30、处理单元；

40、显示屏；

401、柱形动态图；

402、预定压力值；

50、计时器；

60、蜂鸣器；

70、无线通信模块；

200、游戏终端设备。

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。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”“轴向”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照附图详细描述本发明实施例的智能上肢康复训练仪100。

参照图1至图5所示，根据本发明实施例提供的智能上肢康复训练仪100，包括握力球10、压力传感器20、处理单元30及显示屏40。

具体地，握力球10为弹性胶体材料制成，例如弹性橡胶，可以供用户握持挤压操作，而再松开后能够弹性复位。

压力传感器20设在所述握力球10上，用以检测用户握持的压力信号，较佳地，压力传感器20设在握力球10的内部，如此，确保压力传感器20与外部环境隔离，不易损坏，握持操作时也能够受压产生压力信号。

处理单元30设在所述握力球10内且与所述压力传感器20电连接，用以根据所述压力信号转换得到握持次数、单次压力值及平均压力值，由于每一次握持松开过程产生一次压力信号，通过对压力信号进行计数，即可得到握持次数，而根据压力传感器20每次检测的压力信号大小可以得到单次压力值，该单次压力值可以是动态变化值，也可以是单次握持过程中压力的平均值。此外，还可以根据一个训练时长内多次握持的各个单次压力值之和求平均后得到的平均压力值。

显示屏40设在所述握力球10上，且与所述处理单元30连接，用以显示所述握持次数、单次压力值及平均压力值。示例性地，握力球10具有一切面，显示屏40设在该切面上，以便于显示屏40的安装及显示。也即是，通过显示屏40显示上述握持次数、单次压力值及平均压力值等相关数据。

根据本发明实施例提供的智能上肢康复训练仪100，通过压力传感器20可以的压力信号，可以得到握持次数、单次压力值及平均压力值，如此，根据这些训练数据可以对用户起到自我监督的作用，帮助用户坚持既定的训练目标。此外，通过这些训练数据也可以作为医护人员评估用户训练效果，以便于作出更加合理有效的训练计划。

参照图4所示，在本发明的一些实施例中，该智能上肢康复训练仪100还包括计时器50和蜂鸣器60，所述计时器50和蜂鸣器60设在所述握力球10上且与所述处理单元30连接。

计时器50用于计时训练时长，所述处理器还用于在所述训练时长小于设定时长且在预定时间内未检测到所述压力信号时输出控制信号，所述蜂鸣器60用于根据所述控制信号发出报警提示。

在康复训练中，每次训练需要达到一定时间，才能够获得较好的训练效果，而对于用户而言，在训练中往往难以确定是否达到训练要求的时间，或者难以坚持较长的训练时间。

由此，本实施例中，可以根据训练的要求预先设定一个设定时长，并设定一个作为判断用户是否正在坚持训练的参考时间间隔，即预定时间。例如：设定时长10分钟，预定时间为15秒，在训练过程中，通过计时器50进行计时，在训练时长没有达到10分钟时，如果压力传感器20在15秒内没有检测到压力信号，则判断用户在没有达到设定时长就停止了训练，此时，处理单元30输出控制信号至蜂鸣器60，蜂鸣器60进行报警提示，以便于用户能够获知还未完成训练，帮助用户继续坚持完成训练，如此，可以提供较好的辅助引导训练作用，提高训练效果。

参照图4所示，在本发明的一些实施例中，该智能上肢康复训练仪100还包括姿态传感单元及无线通信模块70，所述姿态传感单元设在所述握力球10内且与所述处理单元30连接，用以检测用户对所述握力球10操作时产生的姿态信号。

无线通信模块70设在所述握力球10内且与所述处理单元30连接，用以将所述压力信号及所述姿态信号发送至游戏终端设备200。该无线通信模块70可以为蓝牙模块、WIFI模块等。

其中，所述压力信号用于控制所述游戏终端设备200中的目标对象执行弹跳动作，所述姿态信号用于控制所述游戏终端设备200中的目标对象转向动作和/或加减速动作。

在通过握力球10进行握持训练，由于其操作单一，缺乏趣味性，使得用户自主地坚持训练有些困难。本实施例中，通过配置姿态传感单元以及无线通信模块70，可以使得该握力球10作为游戏终端设备200的交互输入设备。利用无线通信模块70实现与游戏终端设备200建立无线通信连接，而利用姿态传感单元可以采集用户对所述握力球10操作时产生的姿态信号，也即是，用户握持该握力球10通过向不同方向运动产生姿态信号，该姿态信号可以控制所述游戏终端设备200中的目标对象转向动作和/或加减速动作。此外，用于对于握力球10的握持挤压操作产生的压力信号，也可以用于交互控制，例如压力信号可以控制所述游戏终端设备200中的目标对象执行弹跳动作。

例如：在游戏终端设备200中的一种游戏场景中，用户可以通过对握力球10握持挤压，实现控制目标对象弹跳而越过障碍物，每握持挤压一次，目标对象弹跳飞起而越过障碍物。而通过对握持握力球10向前倾斜控制目标对象加速，向后倾斜控制目标对象减速，通过该握持握力球10向左、右倾斜控制目标对象分别向左侧或右侧变换道路或转向，如此，通过该握力球10作为游戏终端设备200的交互输入设备，实现了在游戏过程中握持挤压握力球10，达到训练的目的。这种与游戏结合的方式，具有较强的趣味性，用户非常容易达到训练时长，进而帮助用户达到预期的训练效果。

示例性地，姿态传感单元包括陀螺仪及加速度计，所述陀螺仪用于根据所述用户的操作检测角速度信号，所述加速度计用于根据用户的操作检测线性加速度信号，如此，通过该陀螺仪检测的角速度信号，加速度计检测的线性加速度信号可以实现姿态的检测，进而准确控制目标对象的动作。

参照图3所示，在本发明的一个实施例中，该智能上肢康复训练仪100还包括配重座14及杆件15，所述杆件15的一端与所述配重座14连接，所述杆件15的另一端与所述握力球10可拆卸连接。

也就是说，本实施例中，利用杆件15连接配重座14和握力球10，在游戏过程中，可以利用配重座14放置于承载平面上，例如放在桌面等位置，手轻轻握持在握力球10上操作即可，利用杆件15的支撑作用，可以对用户的手部起到支撑作用，降低了长时间训练的疲劳感，帮助用户能够坚持更长的训练时间。

更为有利地，配重座14形成为球形不倒翁结构，以使所述握力球10保持球形配重座14所在平面的上方，配重座14采用球形不倒翁结构，可以使得该智能上肢康复训练仪100在自然放置时始终保持竖立状态，方便用户在对握力球10进行操作时，更加轻松方便，且在松手后能够自动复位。

参照图2所示，在本发明的一个实施例中，握力球10内设有一容置腔，所述容置腔内具有一硬质支架11，所述硬质支架11上设有电路板12，所述压力传感器20、处理器、姿态传感单元、无线通信模块70、计时器50和蜂鸣器60形成于所述电路板12上。

也就是说，将压力传感器20、处理器、姿态传感单元、无线通信模块70、计时器50和蜂鸣器60布置于电路板12上，再将电路板12内置在握力球10的容置腔内，如此，整体结构更加简单，并且，电路板12部分受到握力球10的保护，工作更加稳定可靠。

在本发明的一个实施例中，握力球10外套设一弹性金属环13，所述压力传感器20邻近所述弹性金属环13，以使所述金属环被挤压时通过所述弹性金属环13对所述压力传感器20施压。

本实施例中，一方面，利用弹性金属环13，可以提高握力球10的弹性，能够起到更好的训练效果，另一方面，弹性金属环13在被挤压时能够对压力传感器20施压，进而使得压力传感器20能够准确的检测到压力信号，确保压力传感器20的检测更加可靠稳定，进而保障检测得到的数据更加准确。

参照图5所示，在本发明的一些实施例中，处理单元30还用于根据对所述握力球10握持时的压力信号变化生成柱形动态图401，所述压力信号越强，所述柱形动态图401越高。

由于用户在握持挤压握力球10时，压力的逐渐增大的，所以，通过压力信号变化形成柱形动态图401，可以方便用户在训练时直观的感受到压力变化，激发用户训练兴趣，帮助用户控制每次握持挤压的力度，进而提高训练效果。

在本发明的一个示例中，处理单元30还用于控制所述显示屏40显示预定压力值402，所述预定压力值402标记在所述柱形动态图401的预定高度位置，用以供用户握持操作时观察判断握持的压力是否达到预定压力值402。该预定压力值402是根据训练要求和效果评估的压力值，也即是，达到该预定压力值402时能够获得较好的训练效果。

由于每次训练的时间需要坚持，而长时间握持挤压动作，容易产生疲劳，持续的时间越长，可能由于疲劳而导致握持力度越来越小，进而难以达到预期的训练要求和效果。在本实施例中，通过显示预定压力值402，帮助用户在每次握持挤压时，有意识地控制握持力度，尽量使得每次握持力度达到预定压力值402，由此，可以引导用户尽可能到达预期的训练要求及训练效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述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，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能上肢康复训练仪，其特征在于，包括：

握力球；

压力传感器，所述压力传感器设在所述握力球上，用以检测用户握持的压力信号；

处理单元，所述处理单元设在所述握力球内且与所述压力传感器电连接，用以根据所述压力信号转换得到握持次数、单次压力值及平均压力值；

显示屏，所述显示屏设在所述握力球上，且与所述处理单元连接，用以显示所述握持次数、单次压力值及平均压力值。

2.根据权利要求1所述的智能上肢康复训练仪，其特征在于，还包括计时器和蜂鸣器，所述计时器和蜂鸣器设在所述握力球上且与所述处理单元连接；

所述计时器用于计时训练时长，所述处理器还用于在所述训练时长小于设定时长且在预定时间内未检测到所述压力信号时输出控制信号，所述蜂鸣器用于根据所述控制信号发出报警提示。

3.根据权利要求1所述的智能上肢康复训练仪，其特征在于，还包括姿态传感单元及无线通信模块，所述姿态传感单元设在所述握力球内且与所述处理单元连接，用以检测用户对所述握力球操作时产生的姿态信号；

所述无线通信模块设在所述握力球内且与所述处理单元连接，用以将所述压力信号及所述姿态信号发送至游戏终端设备；

其中，所述压力信号用于控制所述游戏终端设备中的目标对象执行弹跳动作，所述姿态信号用于控制所述游戏终端设备中的目标对象转向动作和/或加减速动作。

4.根据权利要求3所述的智能上肢康复训练仪，其特征在于，所述姿态传感单元包括陀螺仪及加速度计，所述陀螺仪用于根据所述用户的操作检测角速度信号，所述加速度计用于根据用户的操作检测线性加速度信号。

5.根据权利要求3所述的智能上肢康复训练仪，其特征在于，还包括配重座及杆件，所述杆件的一端与所述配重座连接，所述杆件的另一端与所述握力球可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的智能上肢康复训练仪，其特征在于，所述配重座形成为球形不倒翁结构，以使所述握力球保持球形配重座所在平面的上方。

7.根据权利要求5所述的智能上肢康复训练仪，其特征在于，所述握力球内设有一容置腔，所述容置腔内具有一硬质支架，所述硬质支架上设有电路板，所述压力传感器、处理器、姿态传感单元、无线通信模块、计时器和蜂鸣器形成于所述电路板上。

8.根据权利要求7所述的智能上肢康复训练仪，其特征在于，所述握力球外套设一弹性金属环，所述压力传感器邻近所述弹性金属环，以使所述金属环被挤压时通过所述弹性金属环对所述压力传感器施压。

9.根据权利要求1所述的智能上肢康复训练仪，其特征在于，所述处理单元还用于根据对所述握力球握持时的压力信号变化生成柱形动态图，所述压力信号越强，所述柱形动态图越高。

10.根据权利要求9所述的智能上肢康复训练仪，其特征在于，所述处理单元还用于控制所述显示屏显示预定压力值，所述预定压力值标记在所述柱形动态图的预定高度位置，用以供用户握持操作时观察判断握持的压力是否达到预定压力值。

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