[發明專利]一種手寫輔助訓練裝置

在審

• 申請號: 201811306615.1
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109248412A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 吳小平;劉建陽;漆令飛;潘宏燁;謝敏;張祖濤;王藝宸;隋雅晶
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: A63B23/16
• 分類號: A63B23/16
• 代理公司: 成都天匯致遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51264
• 代理人: 韓曉銀

本發明涉及醫療器械領域，具體涉及一種手寫輔助訓練裝置，其針對患精細動作技能缺失癥的兒童，以及因中風后遺癥而無法書寫的老人治療中存在的問題，提供了一種手寫輔助訓練裝置。一方面，使患者可自主進行康復訓練，無需專業治療輔助治療，解決了專業治療增大患者心理壓力的問題；另一方面，本申請設計上基于力反饋器，成本低，解決了聘請職業治療師費用高和現有市場上輔助訓練設備昂貴的問題，有效減輕普通收入家庭承受的長期康復治療帶來的經濟負擔。

技術領域

本發明涉及醫療器械領域，具體涉及一種手寫輔助訓練裝置。

背景技術

精細動作，是動作技能中最重要的分支之一。尤其是手部精細動作，指手部小肌肉群的活動能力，它是由人腦的高級神經中樞發送指令來完成的動作。運動皮層直接向手指發送信號，控制手的精細運動。它還通過向腦干中四個運動通路中樞發送其他信號來對運動施加間接的影響，這些信號轉而又使肌肉作適當的收縮。運動皮層的不同部分被分派來控制身體的不同部位。

在我國人口中，有成千上萬的兒童和成年人由于發育障礙或腦外傷患有精細運動功能缺乏癥，患者需要與專業治療師緊密合作做康復訓練，重復完成各種書寫任務，達到肌肉記憶從而能夠手寫與繪圖。盡管他們中的一些人已經通過他們自己不懈的毅力戰勝了這些劣勢，在學習及生活中取得了和其他人一樣的成功，但是這些人中仍然有很大一部分因為缺乏對他們有針對性的訓練而無法掌握應該掌握的技能。

傳統上對于這一類殘疾的治療依賴于個人和專業治療師之間的配合，需要接受長期的重復性的康復訓練，以克服他們的殘疾。然而，專業治療會使人感到心理上的壓力，因為需要康復訓練來重新獲得的技能，在正常人看來很普通，但是患者卻難以做到，并且這種專業的康復治療不可能一次就輕松完成。

隨著基于觸覺的科技裝置的進步，基于觸覺裝置的手寫輔助系統成為更好的選擇。近年來，觸覺裝置已被應用于許多醫療領域，其中利用觸覺裝置進行康復訓練也成為了一個新興的研究方向。本發明針對現有問題，基于三自由度觸覺裝置Novint Falcon，設計出一種手寫輔助訓練裝置，幫助患精細動作技能缺失癥的兒童，以及因中風后遺癥而無法書寫的老人，訓練他們的手眼協調能力和精細動作技能，主要是書寫技能和準確判斷、記憶手部空間位置以及運動軌跡的意識。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：傳統上對于患精細動作技能缺失癥的兒童，以及因中風后遺癥而無法書寫的老人的治療依賴于個人和專業治療師之間的配合，需要接受長期的重復性的康復訓練，但是專業治療會使人感到心理上的壓力。第一，對于學生，教師手把手教學這種方式不能被廣泛采用，教師數量有限，時間和空間上也有限制；第二，聘請職業治療師來進行治療是非常昂貴的，普通收入的家庭無法承受長期康復治療所帶來的巨大經濟負擔；第三，市面上現有的利用觸覺技術的輔助訓練設備費用仍然較高。

為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

一種手寫輔助訓練裝置，由硬件部分和軟件部分組成；硬件部分包括書寫板、觸覺裝置和連桿機構，軟件部分包括字母庫和人機交互界面。

所述觸覺裝置為力反饋器，該力反饋器采用的是Novint Falcon力反饋器；

所述連桿機構包括力反饋器夾緊裝置、支撐桿、支撐臂、四連桿放大機構和懸臂夾緊機構；

力反饋器夾緊裝置中間位置處挖空，用于安裝力反饋器前端的控制球，連接力反饋器的一端還開有螺紋孔安裝螺栓，用于擋住力反饋器前端的控制球，使其不會從加緊裝置中脫落，夾緊裝置另一端固定連接有雙耳座，用于連接四連桿放大機構；

四連桿放大機構，是由四根桿組成的一個平行四邊形，利用不同長度不同的主動力輸入點，產生與原始圖形放大或縮小的復制后的圖形。

四連桿放大機構包括A桿、B桿C桿和D桿，A桿與C桿互相平行，B桿與D桿互相平行；A桿和D桿通過雙剪型連接方式連接于力反饋器夾緊裝置，B桿與C桿通過支撐臂連接于支撐桿；