一种结合虚拟现实的主动式手功能康复训练器具

文档序号:36349336发布日期:2023-12-14 00:56阅读:126来源:国知局
技术简介:
本技术针对传统手部康复训练器具被动式、趣味性差的问题,提出通过陀螺仪传感器捕捉患者手指微小运动,结合虚拟现实游戏终端实现主动式训练。系统利用气动回路与电磁阀控制软体制动器充放气,根据手指运动信号实时调整训练强度,并将训练数据反馈至虚拟现实游戏模块,通过游戏化激励提升患者参与度与训练主动性。
关键词:主动式康复训练,虚拟现实结合

本技术涉及手功能康复训练器具,特别涉及一种结合虚拟现实的主动式手功能康复训练器具。


背景技术:

1、脑卒中后,由于神经元的损伤,上肢失去大脑高级运动中枢的控制,导致神经肌肉功能障碍。随着病情发展,上肢功能障碍自发地加重,这是一种习得性非使用现象,因此及时康复治疗有利于上肢功能障碍的恢复。在我国,脑卒中的三级康复是现阶段适合推广的脑卒中康复治疗体系。处于第三康复阶段的患者通常能够完成幅度较小的屈指动作,并且能产生主观运动意识。在第三级康复阶段(即社区医院或家庭康复训练)中,由于专业康复医师的相对缺乏以及连续治疗费用昂贵,大多数患者选择在家中进行治疗。

2、目前的手部康复训练大多利用康复手套来完成,现有的康复手套内部设置有传感器,可以感知手部肌肉的运动情况,当手部肌肉运动时,传感器会将信号传输到康复手套的控制器中,控制器会根据传感器的信号控制手套内部的电机,使手套产生一定的压力和阻力,从而刺激手部肌肉的运动。这种训练模式虽然能够辅助患者完成手部的运动动作,但是该训练为被动式训练,趣味性和训练强度有所欠缺,无法充分激发患者的主动性。


技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点,本实用新型的目的在于提供一种结合虚拟现实的主动式手功能康复训练器具,通过在手套本体的五根手指处分别设置陀螺仪传感器,并将康复手套与虚拟现实游戏终端相结合,能够分别对患者的不同手指进行针对性训练,激发患者训练热情,达到帮助患者进行主动式康复训练的目的。

2、为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:

3、一种结合虚拟现实的主动式手功能康复训练器具,包括手套本体1,所述手套本体1的手指处分别设置有软体制动器2,所述软体制动器2的信号输出端分别与陀螺仪传感器3的信号输入端相连接,所述陀螺仪传感器3的信号输出端与微处理器模块4的信号输入端相连接,所述微处理器模块4的第一信号输出端与继电器5的信号输入端相连接,所述继电器5的信号输出端与电磁阀6的信号输入端相连接,所述电磁阀6的出气口与气动回路7的进气端相连接,所述气动回路7的出气端与气体软管8的一端相连接,所述气体软管8的另一端与软体制动器2的进气端相连通;所述微处理器模块4的第二信号输出端与无线通信模块9的信号输入端相连接,所述无线通信模块9的信号输出端与虚拟现实游戏终端模块10相连接。

4、所述每个软体制动器2的进气端均连接有气动回路7和电磁阀6。

5、所述电磁阀6包括与继电器5信号输出端相连接的第一电磁阀6-1和第二电磁阀6-2,所述第二电磁阀6-2的出气口分别连接气动回路7中第一气泵7-1和第二气泵7-2的进气口,所述第一气泵7-1和第二气泵7-2的出气口分别连接第一电磁阀6-1的进气口,所述第一电磁阀6-1的出气口和第二电磁阀6-2的进气口分别通过气体软管8与软体制动器2的进气端连接。

6、所述电磁阀6和气动回路7分别与电源11的供电端相连接。

7、所述电源11为可充放电的锂电池。

8、所述微处理器模块4和无线通信模块9上设置有micro-usb接口。

9、相对于现有技术,本实用新型的有益效果在于:

10、1、本实用新型在手套本体1的指尖位置设置有陀螺仪传感器3,当患者产生主观运动意识时,其手指产生的微弱弯曲能够及时被陀螺仪传感器3捕捉,与现有技术相比,由于五个指尖处均设有陀螺仪传感器3,因此可以根据患者每根手指不同的情况进行针对性训练,具有灵敏度高、针对性强的特点。

11、2、本实用新型中通过气动回路7来控制康复手套的充、放气,并且每根手指均独立地与不同的气体软管8、气动回路7和电磁阀6连接,与现有技术相比,具有可选择性地锻炼某根或多根手指的功能。

12、3、本实用新型将康复手套与虚拟现实游戏相结合,能够根据患者的主观运动意识和具体康复情况制定专门的训练计划,并对患者的训练情况进行及时反馈,与现有技术相比,本发明具有激发患者训练热情、提高训练积极性的特点。

13、4、本实用新型中的电源11采用可充电锂电池完成对电磁阀6和气动回路7的供电,与现有技术相比,具有提供稳定电压、持续高效率工作且寿命长的特点。

14、5、本实用新型中的微处理器模块4和无线通信模块9上均设置有micro-usb接口,不仅是微处理器模块4和无线通信模块9的供电接口,也是进行程序下载的接口,与现有技术相比,具有数据无线传输且传输稳定的特点。

15、综上所述,与现有技术相比,本实用新型通过在康复手套指尖分别设置陀螺仪传感器3,并依次将患者手指运动幅度的信号传递给气动回路7,气动回路7控制气体软管8来帮助患者完成手指的弯曲或伸张,同时,患者手指运动幅度的信号传递给虚拟现实游戏终端模块10,将康复训练与虚拟现实游戏相结合,能够激发患者的训练热情和主动性,增加趣味性。



技术特征:

1.一种结合虚拟现实的主动式手功能康复训练器具,包括手套本体(1),其特征在于,所述手套本体(1)的手指处分别设置有软体制动器(2),所述软体制动器(2)的信号输出端分别与陀螺仪传感器(3)的信号输入端相连接,所述陀螺仪传感器(3)的信号输出端与微处理器模块(4)的信号输入端相连接,所述微处理器模块(4)的第一信号输出端与继电器(5)的信号输入端相连接,所述继电器(5)的信号输出端与电磁阀(6)的信号输入端相连接,所述电磁阀(6)的出气口与气动回路(7)的进气端相连接,所述气动回路(7)的出气端与气体软管(8)的一端相连接,所述气体软管(8)的另一端与软体制动器(2)的进气端相连通;所述微处理器模块(4)的第二信号输出端与无线通信模块(9)的信号输入端相连接,所述无线通信模块(9)的信号输出端与虚拟现实游戏终端模块(10)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种结合虚拟现实的主动式手功能康复训练器具,其特征在于,所述每个软体制动器(2)的进气端均连接有气动回路(7)和电磁阀(6)。

3.根据权利要求1或2所述的一种结合虚拟现实的主动式手功能康复训练器具,其特征在于,所述电磁阀(6)包括与继电器(5)信号输出端相连接的第一电磁阀(6-1)和第二电磁阀(6-2),所述第二电磁阀(6-2)的出气口分别连接气动回路(7)中第一气泵(7-1)和第二气泵(7-2)的进气口,所述第一气泵(7-1)和第二气泵(7-2)的出气口分别连接第一电磁阀(6-1)的进气口,所述第一电磁阀(6-1)的出气口和第二电磁阀(6-2)的进气口分别通过气体软管(8)与软体制动器(2)的进气端连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种结合虚拟现实的主动式手功能康复训练器具,其特征在于,所述电磁阀(6)和气动回路(7)分别与电源(11)的供电端相连接。

5.根据权利要求4所述的一种结合虚拟现实的主动式手功能康复训练器具,其特征在于,所述电源(11)为可充放电的锂电池。

6.根据权利要求1所述的一种结合虚拟现实的主动式手功能康复训练器具,其特征在于,所述微处理器模块(4)和无线通信模块(9)上设置有micro-usb接口。


技术总结
一种结合虚拟现实的主动式手功能康复训练器具,包括手套本体,手指处设置软体制动器,软体制动器、陀螺仪传感器、微处理器模块依次连接,微处理器模块第一信号输出端、继电器、电磁阀、气动回路、气体软管、软体制动器依次连接;微处理器模块第二信号输出端、无线通信模块、虚拟现实游戏终端模块依次连接;进行训练时,陀螺仪传感器将手指运动信号传至微处理器模块,进而对软体致动器充放气,使患者训练对应手指,同时微处理器模块将手指运动信号传至虚拟现实游戏终端模块,该模块对训练得分进行分析及处理,预测训练效果;本技术将康复手套与虚拟现实游戏结合,对患者不同手指进行训练,激发训练热情,达到主动式康复训练的目的。

技术研发人员:孟晨轩,耿嘉骏,张博,杨泽培,王驰宇
受保护的技术使用者:西安交通大学
技术研发日:20230613
技术公布日:2024/1/15
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