双屏交互的增强现实康复训练装置的制作方法

本实用新型涉及康复技术领域，特别涉及一种双屏交互的增强现实康复训练装置。

背景技术：

随着医疗条件的改善，康复训练的需求和比例越来越大，与此相关的康复训练设备也得到了极大的发展。一般情况下，康复患者使用传统的机械康复训练设备和2D康复训练软件进行康复。

由于训练动作的反复，患者往往会感觉到枯燥和乏味，而且在康复患者康复过程中，通常没有仪器对每天训练内容和效果进行量化分析，患者无法实时认识自己当前的康复阶段。

因此需要通过互动方式提升患者的训练积极性。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种双屏交互的增强现实康复训练装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种双屏交互的增强现实康复训练装置，包括双幕折叠机构、设置在所述双幕折叠机构上的立幕和底幕、手势控制模块、摄像头调节机构及设置在所述摄像头调节机构上的摄像头。

优选的是，还包括计算机，所述计算机中内嵌有康复训练模块和训练结果评估模块。

优选的是，所述底幕为触摸控制屏，所述底幕和双幕折叠机构之间还设置有底幕平移机构，以实现底幕的平移运动。

优选的是，所述底幕用于显示康复训练背景，康复训练背景为不同虚拟训练场景的标志物，且康复训练背景可进行切换，康复训练模块针对不同的康复训练背景导入相应的虚拟三维模型和场景；所述立幕和底幕之间形成有肢体活动区，所述摄像头用于采集底幕显示的康复训练背景和肢体活动区的肢体活动；所述立幕用于显示康复训练背景、肢体活动和虚拟三维模型相叠加后形成的虚拟训练场景。

优选的是，所述摄像头调节机构包括纵向伸缩杆、横向伸缩杆及连接所述纵向伸缩杆和横向伸缩杆的旋转连接件，所述摄像头设置在所述横向伸缩杆的一端。

优选的是，所述纵向伸缩杆包括外套管、可伸缩插设在所述外套管内的内管及设置在所述外套管上的锁紧件。

优选的是，所述锁紧件包括插设在所述外套管侧壁上开设的插孔内的锁紧柱、连接在所述锁紧柱的外端的拉盘及连接于所述外套管侧壁和拉盘之间的弹簧。

优选的是，所述锁紧柱的用于与所述内管顶压的内端呈弧形，所述内管的外壁上开设有与所述锁紧柱的内端配合的弧形锁紧槽。

优选的是，所述旋转连接件包括与所述内管上端固接的固定块、开设在所述固定块上部的轴孔及下端可转动设置在所述轴孔内的转轴，所述转轴的上端与所述横向伸缩杆的一端连接。

优选的是，所述轴孔的内壁上呈环形阵列设置多个弧形凹槽，所述转轴下端的外壁上呈环形阵列设置多个用于与所述弧形凹槽配合的弧形弹片。

本实用新型的有益效果是：

1)采用虚实融合的显示方式提高了患者康复训练的兴趣，装置中集成了若干虚拟模型和场景，无需配备各类实体模型和场景，节约了成本；

2)采用触摸屏和外置手势控制等多种方式的人机交互手段与虚拟训练场景进行交互，增加了趣味性，康复过程数据信息更加丰富；

3)通过康复训练模块进行训练指导，通过训练结果评估模块对患者进行量化评估，以自适应调整训练内容的难度，提高患者的康复效率，防止过度康复和康复不足。

4)通过设置摄像头调节机构对摄像头的位置进行三维调节，以方便调节拍摄区域，便于康复训练进行。

本实用新型结构简单，康复训练效果好，使用方便，具有很好的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的双屏交互的增强现实康复训练装置的结构示意图；

图2为本实用新型的的摄像头调节机构的结构示意图；

图3为本实用新型的摄像头调节机构的局部剖视结构示意图；

图4为本实用新型的旋转连接件的结构示意图；

图5为本实用新型的固定块的俯视示意图；

图6为本实用新型的转轴的俯视示意图。

附图标记说明：

1—立幕；2—底幕；3—摄像头；4—双幕折叠机构；5—底幕平移机构；6—摄像头调节机构；7—肢体活动区；8—手势控制模块；9—计算机；10—纵向伸缩杆；11—横向伸缩杆；12—旋转连接件；13—外套管；14—内管；15—锁紧件；16—插孔；17—锁紧柱；18—拉盘；19—弹簧；20—弧形锁紧槽；21—固定块；22—轴孔；23—转轴；24—弧形凹槽；25—弧形弹片。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-6所示，本实施例的一种双屏交互的增强现实康复训练装置，包括双幕折叠机构4、设置在双幕折叠机构4上的立幕1和底幕2、手势控制模块8、摄像头3调节机构、设置在摄像头3调节机构上的摄像头3、计算机9。计算机9中内嵌有康复训练模块和训练结果评估模块，康复训练模块用于对训练过程进行控制和指导，训练结果评估模块用于对训练效果进行量化评估。

其中，底幕2和立幕1分别安装在双幕折叠机构4的两侧，通过双幕折叠机构4调节底幕2和立幕1的分合及两者间的角度。底幕2为触摸控制屏，底幕2和双幕折叠机构4之间还设置有底幕平移机构5，以实现底幕2的平移运动。

其中，底幕2用于显示康复训练背景，康复训练背景为不同虚拟训练场景的标志物，且康复训练背景可进行切换，康复训练模块针对不同的康复训练背景导入相应的虚拟三维模型和场景；立幕1和底幕2之间形成有肢体活动区7，患者将肢体置于肢体活动区7，以与虚拟训练场景进行交互。摄像头3用于采集底幕2显示的康复训练背景和肢体活动区7的肢体活动；立幕1用于显示康复训练背景、肢体活动和虚拟三维模型相叠加后形成的虚拟训练场景，实现虚实融合。

其中，手势控制模块8用于肢体与虚拟训练场景进行交互。使用中，患者还可以通过具有触摸控制功能的底幕2与虚拟训练场景进行交

在一种实施例中，摄像头3调节机构包括纵向伸缩杆10、横向伸缩杆11及连接纵向伸缩杆10和横向伸缩杆11的旋转连接件12，摄像头3设置在横向伸缩杆11的一端。纵向伸缩杆10和横向伸缩杆11结构相同，横向伸缩杆11可在纵向伸缩杆10顶端旋转，从而能实现对摄像头3位置的三维调节，以便于摄像头3采集肢体活动。

其中，纵向伸缩杆10包括外套管13、可伸缩插设在外套管13内的内管14及设置在外套管13上的锁紧件15。锁紧件15包括插设在外套管13侧壁上开设的插孔16内的锁紧柱17、连接在锁紧柱17的外端的拉盘18及连接于外套管13侧壁和拉盘18之间的弹簧19。锁紧柱17的用于与内管14顶压的内端呈弧形，内管14的外壁上开设有与锁紧柱17的内端配合的弧形锁紧槽20。锁紧柱17的内端用于配合插入弧形锁紧槽20内，从而能增大锁紧柱17与内管14间的摩擦力，使锁紧更加牢固。

其中，锁紧件15用于锁紧调节好的伸缩杆。具体的，当需要调节纵向伸缩杆10的长度时，先外拉拉盘18，使锁紧柱17的内端脱离弧形锁紧槽20，然后上下拉动内管14，调节纵向伸缩杆10的长度至适宜范围，再松开拉盘18，在弹簧19的弹力作用下，锁紧柱17向内侧移动，锁紧柱17的内端再配合插入弧形锁紧槽20，锁紧内管14，从而使纵向伸缩杆10保持固定。

在一种实施例中，旋转连接件12包括与内管14上端固接的固定块21、开设在固定块21上部的轴孔22及下端可转动设置在轴孔22内的转轴23，转轴23的上端与横向伸缩杆11的一端连接。轴孔22的内壁上呈环形阵列设置多个弧形凹槽24，转轴23下端的外壁上呈环形阵列设置多个用于与弧形凹槽24配合的弧形弹片25。

其中，旋转连接件12用于实现横向伸缩杆11在纵向伸缩杆10顶端的旋转，具体的，横向伸缩杆11一端与转轴23连接，固定块21与纵向伸缩杆10顶端连接，转轴23插设在固定块21的轴孔22内，且可自由转动。且转轴23外壁上上的弧形弹片25配合卡设在轴孔22的内壁上的弧形凹槽24内，要转动时，需提供一定的外力，使弧形弹片25突破一个弧形凹槽24运动到另一个弧形凹槽24内，从而能使转轴23转动后能保持相对固定，防止出现晃动，使横向伸缩杆11调整好位置后能保持相对稳定，便于摄像头3采集视频图像。

在一种实施例中，该装置的工作过程为：

1)通过双幕折叠机构4打开立幕1和底幕2，并调节角度使得立幕1和患者处于平视；

2)启动计算机9，通过摄像头调节机构6调整摄像头3的拍摄区域，使得肢体活动区7处于摄像头3视角中心；

3)通过底幕平移机构5移动底幕2，以调节底幕2上方的肢体活动区7与立幕1之间的水平距离至合适范围；

4)运行康复训练模块，底幕2显示各类康复训练背景，患者将肢体置于肢体活动区7，摄像头3采集底幕2显示的康复训练背景和肢体活动视频并传输至康复训练模块；

5)康复训练模块针对不同的康复训练背景导入相应的虚拟三维模型和场景，并将虚拟三维模型和场景叠加到摄像头3捕捉的康复训练背景和肢体活动视频中形成虚实融合的虚拟训练场景，并进行康复训练指导提示，患者根据指导与虚拟训练场景进行交互操作，完成康复训练；

6)训练结果评估模块对患者进行量化评估。

在本实用新型的描述中，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”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节。