一种虚拟现实康复系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种虚拟现实康复系统，属于虚拟现实装置技术领域，包括步行训练机，可携带式脚部重心检测器，体重支撑回馈控制装置，障碍物模拟装置。所述步行训练机的台面上设有走步机，底面设有中心支柱和电动缸，所述走步机的转速及所述台面的倾斜角度均有主控电脑控制。本实用新型的康复系统，病患在训练过程中经由步行训练机移动，障碍物模拟装置互动以及虚拟现实视觉影像及听觉音效的同步配合下，使受测者宛如置身于真实环境中，模拟居家环境、上下斜坡及不同路面的步行条件和环境，发挥环境适应步行训练的效果。
【专利说明】
一种虚拟现实康复系统
技术领域
[0001]本实用新型属于虚拟现实装置技术领域，尤其是一种虚拟现实康复系统。
【背景技术】
[0002]随着国内医疗技术的进步，生活水平的提供，人民的平均寿命随之延长。但由于年龄的增长所伴随而来的是不可避免的肢体功能退化和慢性病，使得老年人生活品质受到严重影响。除此之外，国内交通和意外事故频发，患者常会产生运动障碍后遗症，导致病患行动不便，影响生活自理。
[0003]康复治疗的目的在于诱健、重建和补偿病患缺失的肢体功能，和正常人一样过独立的生活。然而运动功能障碍病患在医院经过一段时间的恢复治疗后，大约有八成到九成恢复步行功能，但当其出院回家后，真正能够步行的只有四成，主要原因在于环境适应问题，病患在进行康复训练时，需要在一种特殊的环境下进行，而病患在家里所面对的居家环境不如医院的训练环境。因此需要开发一套协助病患在家中便能在虚拟环境中重复学习姿势控制机适应真实环境步行能力的设备。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提出了一种虚拟现实康复系统，能满足中枢神经运动功能障碍病患在虚拟影像环境下，模拟在真实的生活环境中训练步行。
[0005]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]一种虚拟现实康复系统，包括:
[0007]步行训练机，所述步行训练机的台面上设有走步机，底面设有中心支柱和电动缸，所述走步机的转速及所述台面的倾斜角度均有主控电脑控制；
[0008]可携带式脚部重心检测器，包括鞋套及贴附在所述鞋套底面的若干个薄膜式压力传感器，所述压力传感器检测受测者步行时脚底与地面接触的垂直正向压力，压力信号经过信号转换器和数模转换器后，输入至所述主控电脑；
[0009]体重支撑回馈控制装置，包括设于架体上的固定杆，伸缩内杆与所述固定杆相套合，所述伸缩内杆上设有架杆，所述架杆上设有两个吊钩，所述吊钩上悬挂安全吊带；
[0010]障碍物模拟装置，包括模板架，所述模板架底面设有四个支柱弹簧，两侧设有竖向导槽，顶面两侧设有横向导槽，前侧上方安装有电磁阀，多个障碍物模拟模板两侧设有卡榫，所述卡榫安装在所述竖向导槽内。
[0011]作为优选，所述中心支柱的上端装设有万向接头，所述电动缸的上下两端分别装设有单向接头。
[0012]本实用新型通过提供的虚拟现实康复系统，其有益效果在于:病患在训练过程中经由步行训练机移动，障碍物模拟装置互动以及虚拟现实视觉影像及听觉音效的同步配合下，使受测者宛如置身于真实环境中，模拟居家环境、上下斜坡及不同路面的步行条件和环境，发挥环境适应步行训练的效果。
【附图说明】
[0013]为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为本实用新型的硬件结构示意图；
[0015]图2为图1中步行训练机I的结构图；
[0016]图3为图1中可携带式脚部重心检测器3的示意图；
[0017]图4为图1中体重支撑回馈控制装置8的示意图；
[0018]图5为图1中障碍物模拟装置9的示意图；
[0019]图6为图5中模拟模板被链条卡榫卡持的示意图；
[0020]图7为硬件安装位置的使用示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0022]如图1所示，本实施例的主要部件包括:步行训练机1、主控电脑2、可携带式脚部重心检测器3、肌点信号接收器4、膝关节运动参数检测器5、资料接收单元51、头部方位追踪器
6、活动平台倾斜调整机构7及其感应器70，体重支撑回馈控制装置8及其感应器80、障碍物模拟装置9、虚拟场景资料库90、虚拟场景影音处理单元98、数模转换器1。
[0023]参阅图2，步行训练机主要包括常用的走步机11，该步行机11由一排滚轮绕设回转皮带12，有马达13通过链条14来传动。其通过控制箱18装配速度控制电路，有主控电脑2的程序来操控步行训练机I顶面走步机11回转皮带12的速度。
[0024]主控电脑2作为本实施例的人机界面，供治疗师输入病患资料，选址不同环境训练模式，设定相关硬件参数，进行硬件起始条件的校正、归零，并与病患在接受不同虚拟环境影响进行环境适应，姿势平衡及功能性或能力测试时，及时侦测收集病患脚部中心摇摆程度，膝关节活动运动参数和肌电信号等生理信号，另外还须作为操控不同环境适应和姿势控制康复训练模式下各个硬件元件整合控制中心及训练过程生理信号检测资料的处理单
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[0025]主控电脑选用一般的个人电脑，当病患需要进行环境适应步行平衡评估与训练时，其虚拟环境事件影像可利用电脑显示器21，并同步与虚拟现实所使用的头盔显示器22上呈现，病患则可依据头盔显示器22所显示的画面产生虚拟现实环境的情景进行训练。当病患利用头盔显示器22进行影像显示时，控制信号由主控电脑2和头盔显示器22连接传输使用。
[0026]参阅图3，可携带式脚部重心检测器3利用八至十二组薄膜式压力传感器31分别贴附在鞋套底面32的适当位置，供受测者左右脚穿套，以供检测受测者在步行时脚底与地面接触是哥哥检测点的垂直正向压力，这些垂直压力信号经由赋有校正归零电路30的信号转换器33放大、滤波处理后，再经由数模转换器34或单晶片微处理器35将压力信号转成电脑所能接受的数字信号。主控电脑2在接收左右脚各组压力资料后，通过脚底压力检测模块36级其校正归零模块37，计算左右脚的个别脚压中心在前后和左右方向的坐标位置，而后计算双脚总和的脚压中心坐标位置及两脚载重分配百分比例，并输出至患者能了解及掌握自我站立双脚状况与平衡程度的信号显示设备38，促使自行调整左右脚着力状态。对于视觉障碍患者，则将辅以音乐盒语言等听觉回馈装置，发挥提示自我矫正姿势平衡的功效。
[0027]肌点信号接收器4在使用时将电极片41贴附在人体下肢主要的肌肉部位，当患者的既然因动作激发而又电位变化时，即可由此肌点信号接收器4测得病患的肌电信号，共医师由患者的肌肉激发时序来判断病患的肌肉诱发形态的异常。
[0028]膝关节运动参数检测器5和其资料接收单元51，操作时有病患套置与膝盖部位，当患者步行时可测量器膝关节活动角度，配合脚压重心检测装置共医师苹果病患姿势控制及步行能力。
[0029]头部方位追踪器6选用常见的三维空间方向感应器，装设与头盔显示器22上，其功能为定量评估病患在接受不平衡干扰时，其头部方位晃动的程度。
[0030]活动平台倾斜调整机构7和其感应器70，装设在步行训练机底面，是由一个中心支柱75及两支分别位于步行训练机中心前方和侧边位置的电动缸76、77所构成。中心支柱75上端通过万向接头751固定于步行训练机I的底面，而两支电动缸76、77上下两端分别以万向接头761、762及771、772固定于步行训练机I底面及底座，并装配感应器70，通过控制箱18装配倾斜调整机构的电路，有主控电脑2的程序控制电动缸76、77的伸缩动作，使步行训练机I完成各种倾斜角度的调整动作。
[0031]参阅图4，体重支撑回馈控制系统8，架体81上装设固定干82及相套合可供调节高低的伸缩内杆83，在伸缩内杆83上固设架杆84，并与该架杆84下端装设有力量感应元件87，以及固设两个吊钩85，以供吊挂安全吊带86(参阅图7)所构成。该体重支撑回馈控制装置8在实施例上得架设两个把手，以作为手推车，共患者在体重支撑下自行手推行进训练步态使用。
[0032]参阅图5，障碍物模拟组装置9包含一个模板架91，该模板架91底面设有四个支柱弹簧92，两侧设有竖向导槽93，而顶面两内侧设有相配合的横向导槽94，前侧上方装设有电磁阀95。该模板架91内的支柱弹簧92上，叠放有如干个表面构造各不相同的障碍物模拟模板96，该模板96两侧设有卡榫97，其以卡榫97装在竖向导槽93内，其最上面的模板96因弹簧92的顶力，而被横向导槽94所阻挡，并为被起点的电磁阀95将其向后推动之走步机11的回转皮带12上，再由链条14上所装设的卡榫141(见图6)卡持模板96侧边前端的卡榫97，而将模板96拉上回转皮带12，供患者踏上模板96所模拟各种地面造型的表面(磁砖地面，草皮地面，凹凸地面等)，进行虚拟现实环境适应性训练。讯现实的影音处理单元98，利用已构建的虚拟场景资料库90设计各式不同如上下斜坡、进入厨房或浴室及跨过门槛等训练场景，是患者宛如置身于真实的环境中，配合障碍物模拟装置的互动，达成环境适应步行康复训练的效果。
[0033]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种虚拟现实康复系统，其特征在于，包括: 步行训练机，所述步行训练机的台面上设有走步机，底面设有中心支柱和电动缸，所述走步机的转速及所述台面的倾斜角度均有主控电脑控制； 可携带式脚部重心检测器，包括鞋套及贴附在所述鞋套底面的若干个薄膜式压力传感器，所述压力传感器检测受测者步行时脚底与地面接触的垂直正向压力，压力信号经过信号转换器和数模转换器后，输入至所述主控电脑； 体重支撑回馈控制装置，包括设于架体上的固定杆，伸缩内杆与所述固定杆相套合，所述伸缩内杆上设有架杆，所述架杆上设有两个吊钩，所述吊钩上悬挂安全吊带； 障碍物模拟装置，包括模板架，所述模板架底面设有四个支柱弹簧，两侧设有竖向导槽，顶面两侧设有横向导槽，前侧上方安装有电磁阀，多个障碍物模拟模板两侧设有卡榫，所述卡榫安装在所述竖向导槽内。2.根据权利要求1所述的一种虚拟现实康复系统，其特征在于，所述中心支柱的上端装设有万向接头，所述电动缸的上下两端分别装设有单向接头。
【文档编号】A63B22/02GK205598518SQ201620322700
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月17日
【发明人】陈华钦
【申请人】上海盟云移软网络科技股份有限公司