[實(shí)用新型]一種沉浸式上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821873208.4
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN210583038U
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝龍漢;黃雙遠(yuǎn);蔡思祺;李國峰
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A63B23/12;A63B71/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;黃海波

本實(shí)用新型公開了一種沉浸式上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：雙臂康復(fù)機(jī)器人、底座、位置跟蹤器、VR頭盔、數(shù)據(jù)力反饋手套、上位機(jī)控制中心、被動(dòng)式柔順末端執(zhí)行器，所述雙臂康復(fù)機(jī)器人安裝于底座上，通過兩被動(dòng)式柔順末端執(zhí)行器帶動(dòng)患者手臂運(yùn)動(dòng)；所述視覺傳感器用于記錄患者上肢的運(yùn)動(dòng)并反饋控制雙臂康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)；位置跟蹤器用于實(shí)時(shí)采集患者手臂位置姿態(tài)信息并傳入上位機(jī)控制中心；所述VR頭盔佩戴于患者頭部；數(shù)據(jù)力反饋手套佩戴于患者手部；所述被動(dòng)式柔順末端執(zhí)行器分別佩戴于患者前臂和上臂；所述上位機(jī)控制中心用于給出量化指標(biāo)，以及控制虛擬訓(xùn)練畫面的顯示。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了上肢康復(fù)訓(xùn)練過程的安全化、科學(xué)化、趣味化、系統(tǒng)化和數(shù)據(jù)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及上肢康復(fù)領(lǐng)域領(lǐng)域，具體涉及一種沉浸式上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著生活水平的提高，老齡化人口的比例不斷提高。腦卒中是老年人的高發(fā)病癥，腦卒中引起偏癱將極大的影響患者的日常生活。通過上肢康復(fù)機(jī)器人的系統(tǒng)科學(xué)的訓(xùn)練，偏癱患者的患側(cè)的肢體活動(dòng)范圍、肌肉力量、靈活性等都能有所恢復(fù)，提高日常生活能力。在康復(fù)過程中，目前根據(jù)康復(fù)師的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，即使對于同一個(gè)患者進(jìn)行同一個(gè)動(dòng)作的訓(xùn)練也存在差別。對于患者的評估根據(jù)康復(fù)師的經(jīng)驗(yàn)或者量表，存在較大誤差?；颊咴诳祻?fù)過程中，往往過程較為枯噪，并且患病后的情緒較為低落，存在康復(fù)積極性差不愿配合等情況，影響到康復(fù)效果。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型公開了一種沉浸式上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，運(yùn)用于上肢康復(fù)訓(xùn)練過程的鍛煉，包括視覺傳感器高度角度調(diào)節(jié)器、視覺傳感器、被動(dòng)式柔順末端執(zhí)行器、雙臂康復(fù)機(jī)器人、底座、位置跟蹤器、VR頭盔、數(shù)據(jù)力反饋手套、VR第三視角顯示儀、上位機(jī)控制中心，實(shí)現(xiàn)上肢康復(fù)訓(xùn)練過程的安全化、科學(xué)化、趣味化和數(shù)據(jù)化。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種沉浸式上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：雙臂康復(fù)機(jī)器人、底座、位置跟蹤器、VR頭盔、數(shù)據(jù)力反饋手套、上位機(jī)控制中心、被動(dòng)式柔順末端執(zhí)行器，

所述的雙臂康復(fù)機(jī)器人安裝于底座上，通過兩被動(dòng)式柔順末端執(zhí)行器帶動(dòng)患者手臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；

所述的視覺傳感器通過視覺傳感器高度角度調(diào)節(jié)器安裝于底座上，用于記錄患者上肢的運(yùn)動(dòng)，提取患者上肢空間位置信息，并反饋控制雙臂康復(fù)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)；

所述位置跟蹤器安裝于患者手臂上，用于實(shí)時(shí)采集患者手臂位置姿態(tài)信息，并將所采集的手臂位置姿態(tài)信息傳入上位機(jī)控制中心作為雙臂康復(fù)機(jī)器人的控制系統(tǒng)的反饋；

所述的VR頭盔佩戴于患者頭部，用于通過VR帶給患者沉浸式訓(xùn)練體驗(yàn)；

所述數(shù)據(jù)力反饋手套佩戴于患者手部，用于加強(qiáng)沉浸式體驗(yàn)，提高患者在虛擬環(huán)境中的真實(shí)感，并為雙臂康復(fù)機(jī)器人的控制提供力反饋參數(shù)；

所述的被動(dòng)式柔順末端執(zhí)行器安裝于所述雙臂康復(fù)機(jī)器人末端并分別佩戴于患者前臂和上臂，通過充氣式接觸的手臂軸向畸位調(diào)整裝置、動(dòng)態(tài)彈性調(diào)整裝置防止患者受到二次傷害和康復(fù)個(gè)性化；

所述上位機(jī)控制中心用于存儲患者信息、根據(jù)所述手臂位置姿態(tài)信息對患者上肢活動(dòng)范圍、肌力等級、上肢協(xié)調(diào)性給出量化指標(biāo)，以及控制患者虛擬環(huán)境下訓(xùn)練畫面的顯示。

進(jìn)一步地，所述的位置跟蹤器包括前臂位置跟蹤器、上臂位置跟蹤器，所述的前臂位置跟蹤器、上臂位置跟蹤器分別安裝于患者的上臂和前臂上，用于實(shí)時(shí)采集患者前臂和上臂的位置姿態(tài)信息，并將所采集的手臂位置姿態(tài)信息傳入上位機(jī)控制中心作為雙臂康復(fù)機(jī)器人的控制系統(tǒng)的反饋。

進(jìn)一步地，所述的雙臂康復(fù)機(jī)器人通過所述的被動(dòng)式柔順末端執(zhí)行器分別帶動(dòng)患者的上臂和前臂進(jìn)行被動(dòng)康復(fù)、主動(dòng)康復(fù)及主被動(dòng)康復(fù)，實(shí)現(xiàn)康復(fù)過程的科學(xué)化。

進(jìn)一步地，所述的VR頭盔具體用于使患者置身于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中完成游戲和訓(xùn)練任務(wù)，實(shí)現(xiàn)康復(fù)過程的趣味化。