[發明專利]基于視覺人體位姿檢測的上肢康復機器人系統及使用方法

在審

• 申請號: 201810325899.2
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108814894A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 林明星;馬高遠;班傳奇;孫強三;曾凡碩
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊哲

本發明公開了一種基于視覺人體位姿檢測的上肢康復機器人系統，該系統包括：上肢康復機器人，用于根據接收的所述處理器傳輸的訓練指令配合患者上肢的運動進行康復訓練，將機器人執行狀態發送至處理器；視覺采集模塊，用于采集患者上肢各個關節位置信息和軌跡規劃信息，并發送至所述處理器；醫師監控模塊，用于監控患者康復訓練，保存并分析評價患者康復訓練情況，并根據分析情況設置訓練動作和訓練模式生成命令信息發送至所述處理器；處理器，用于根據其接收的視覺采集模塊信息和醫師監控模塊命令信息進行融合處理產生訓練指令，發送至所述上肢康復機器人；并將訓練指令和接收的機器人執行狀態、患者上肢各個關節位置信息反饋至所述醫師監控模塊。

技術領域

本發明屬于康復訓練機器人的技術領域，尤其是涉及一種基于視覺人體位姿檢測的上肢康復機器人系統及使用方法。

背景技術

隨著老齡化趨勢的加快以及中青年人群過度勞累現象的加劇，在居民中出現了大量的腦血管疾病或神經系統疾病患者，這類患者多數伴有偏癱癥狀，運動功能受到了一定的損傷，醫學理論和臨床醫學證明，這類患者除了早期的手術和藥物治療外，科學的康復訓練對于肢體運動功能的恢復起到非常重要的作用。

上肢康復機器人的主要作用是通過機器人帶動患者的肢體運動，對肢體運動障礙的患者進行運動機能的康復訓練。作為一種自動化康復醫療設備，它以醫學理論為依據，幫助患者進行科學而又有效的康復訓練，使患者的運動機能得到更好的恢復。國外內大量研究表明，上肢康復機器人可以為不同康復狀態等級的患者提供所需的康復訓練方式，大大減輕了康復醫師的負擔，實現了一對多的康復訓練方法，縮短康復時間并提高康復效果，增強患者的康復信心，并能提供病人的人體運動學，生理學數據，為醫師改進和優化康復方案提供客觀依據。

然而，現有的上肢康復機器人系統存在以下問題：

第一，在現有的上肢康復機器人系統中，患者需要佩戴各種傳感器設備，以獲取患者運動狀態和位置測量，但大量的傳感器設備不易安裝和佩戴，影響患者的康復體驗；

第二，現有的上肢康復機器人系統中大量的傳感器設備重量比較大，不易進行控制，且上肢康復機器人與人體不匹配，容易對患者造成二次傷害。

第三，現有的上肢康復機器人系統沒有具體針對不同患者的針對性康復訓練，對于患者個體康復訓練效果差，不能達到預期的康復效果。

隨著機器人技術的發展，人機共融的控制方法考慮到人體的安全與舒適，國內外高校都進行了深入的研究探討，上肢康復機器人需要與人體長期的直接接觸，是研究共融機器人的良好載體，成為了共融機制研究的熱點方向。現有上肢康復機器人系統不足以帶給患者舒適有效的康復體驗，不能達到預期的康復效果，激發患者康復訓練的熱情。

綜上所述，現有技術中如何提高上肢康復機器人系統康復效果及患者舒適體驗度的問題，尚缺乏行之有效的解決方案。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，解決現有技術中如何提高上肢康復機器人系統康復效果及患者舒適體驗度的問題，本發明提出了一種基于視覺人體位姿檢測的上肢康復機器人系統及使用方法，有效提高上肢康復機器人系統康復效果及患者舒適體驗度。

本發明的目的是提供一種基于視覺人體位姿檢測的上肢康復機器人系統。

為了實現上述目的，本發明采用如下一種技術方案：

一種基于視覺人體位姿檢測的上肢康復機器人系統，該系統包括：上肢康復機器人、視覺采集模塊、處理器和醫師監控模塊；

所述上肢康復機器人用于根據接收的所述處理器傳輸的訓練指令配合患者上肢的運動進行康復訓練，將根據訓練指令的機器人執行狀態發送至所述處理器；

所述視覺采集模塊用于采集患者上肢圖像信息得到患者上肢各個關節位置信息以及采集環境圖像信息得到軌跡規劃信息，并發送至所述處理器；