一种上肢抓握伸展康复训练仪

1.本实用新型涉及一种上肢抓握伸展康复训练仪，属于康复器械技术领域。

背景技术：

2.超过80％的中风患者有不同程度的上肢损伤，影响了日常生活中的基本活动，降低了患者的生活质量。为了恢复上肢的运动控制，中风患者应进行长期且密集的康复训练，以恢复手指、手和手臂的功能。
3.基于家庭或社区的康复锻炼可以减少患者的焦虑和抑郁，并节省医院资源。患者通过在家进行培训，以与在医院进行康复培训相似或更低的成本，获得更好的生活质量，节省时间和交通工具。然而，国内的家庭康复系统尚未形成，仍处于探索和实验的阶段。市场上也缺乏既满足患者康复需求又适应家庭场景的康复产品，特别是老年人医疗设备产品的个性化设计，需要进一步有针对性的设计和开发。国内市场的老年人医疗器械长期以来一直被传统的技术至上、形式功能为主的设计思维所束缚。现有的上肢康复产品仍然存在生产成本高，应用范围有限，康复效果有限等问题。与此同时，传统设备的训练内容枯燥，重复性高，并不能引起中风患者的兴趣。设备的单调性通常会导致患者的被动参与和低动机性，从而影响训练的有效性。积极地参与康复训练可以增加的益处和有效性，因此保持对训练的兴趣是很重要的，而家庭电脑游戏则是一种有前途的改善中风患者上肢功能的方法。
4.近年来，基于游戏的康复技术已经被引入，通过将娱乐元素整合到训练任务中并提供反馈来改善上肢功能。计算机娱乐领域的先进技术增加了游戏的复杂性和现实性，其中设备辅助不仅帮助了锻炼，而且还创造了娱乐。一些通用的游戏机，如任天堂，已经被用于康复与精心定制的个人训练的需要。但是，它们并不是为中风患者设计的，交互方式比较繁琐，导致患者练习不方便。此外，一般来说，数字游戏通常需要更昂贵的价格和更复杂的设置，这使得它对大多数中风患者来说并不是一个实用的解决方案。因此，设计一种低成本、用户友好的基于家庭的互动上肢康复设备是必要的。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种上肢抓握伸展康复训练仪，可以解决一般的上肢康复设备交互方式繁琐、患者练习不方便以及价格昂贵、设置复杂的问题。
6.为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种上肢抓握伸展康复训练仪，包括：
8.人体操作装置，包括操作筐和筐盖，所述操作筐的外侧壁上设有用以握持的手柄和用以控制所述康复训练仪开/关的开关件，所述手柄上设有压力传感器；
9.人机交互装置，与所述人体操作装置信号连接，所述人机交互装置包括游戏模块、显示模块和声音播放模块，所述游戏模块、所述显示模块和所述声音播放模块相连，所述显示模块显示所述游戏模块中的康复训练游戏，所述声音播放模块在用户进行游戏操作时播
放对应的声音；
10.感应反馈装置，位于所述人体操作装置上，所述感应反馈装置包括led显示灯、震动件和分别与所述led显示灯、所述震动件相连的控制器，所述震动件位于所述操作筐内，所述led显示灯位于所述筐盖上；
11.在康复训练开始时，用户操作所述人体操作装置，对所述显示模块中的所述康复训练游戏进行相应的操作，所述led显示灯和所述震动件对游戏操作的对错进行反馈。
12.进一步地，所述操作筐为椭圆形空心结构，所述操作筐包括镂空部和位于所述镂空部下方的实体部，所述实体部内设有加重件。
13.进一步地，所述筐盖上设有安装孔，所述led显示灯位于所述安装孔内。
14.进一步地，所述压力传感器外包裹有缓冲垫。
15.进一步地，所述开关件包括触摸传感器，所述触摸传感器和所述控制器相连。
16.进一步地，所述操作筐和所述筐盖由3d打印技术制成。
17.进一步地，所述操作筐和所述筐盖的材料为树脂。
18.进一步地，所述筐盖上还设有与所述康复训练游戏主题相呼应的装饰件。
19.进一步地，所述控制器为arduinouno开发板。
20.进一步地，所述感应反馈装置还包括加速度传感器，所述加速度传感器安装在所述操作筐内，以检测上肢的训练动作。
21.本实用新型的有益效果在于：提供了一种上肢抓握伸展康复训练仪，结构设置简单，价格便宜，在康复训练开始时，用户通过握住手柄，操作操作筐，对显示模块中的康复训练游戏进行相应的操作，以支持手指抓握和手臂伸展的训练练习；同时led显示灯和震动件会对游戏操作的对错进行反馈，声音播放模块会在用户进行游戏操作时播放对应的声音，通过视觉、听觉和触觉反馈和电脑游戏，激发用户兴趣并满足对康复训练的需求，从而帮助用户达到长期康复的目的。
22.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
23.图1为本技术中康复训练仪的立体图；
24.图2为康复训练仪的俯视图；
25.图3为康复训练仪的前视图；
26.图4为图1中筐盖的结构示意图；
27.图5为康复训练仪的结构框图；
28.图6为康复训练仪的使用流程图。
29.100-康复训练仪，1-人体操作装置，11-操作筐，111-镂空部，1111-第一开口，112-实体部，12-筐盖，121-安装孔，122-装饰件，123-装饰部，13-手柄，14-开关件，141-触摸传感器，15-缓冲垫，151-第二开口，2-人机交互装置，21-游戏模块，22-显示模块，23-声音播放模块，3-感应反馈装置，31-led显示灯，32-震动件，33-控制器。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
31.下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
32.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
33.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.请参考图1至图5，本技术一较佳实施例提供了一种上肢抓握伸展康复训练仪100，包括人体操作装置1、与人体操作装置1信号连接的人机交互装置2以及位于人体操作装置1上的感应反馈装置3。其中，人体操作装置1包括操作筐11和筐盖12，操作筐11的外侧壁上设有用以握持的手柄13和用以控制康复训练仪100开/关的开关件14。手柄13上设有压力传感器(未图示)，用于感应用户对手柄13施压力。人机交互装置2包括游戏模块21、显示模块22和声音播放模块23，游戏模块21、显示模块22和声音播放模块23相连，显示模块22用于显示游戏模块21中的康复训练游戏，声音播放模块23用于在用户进行游戏操作时播放对应的声音。感应反馈装置3包括led显示灯31、震动件32和分别与led显示灯31、震动件32相连的控制器33，震动件32位于操作筐11内，led显示灯31位于筐盖12上。在康复训练开始时，用户操作人体操作装置1，对显示模块22中的康复训练游戏进行相应的操作，led显示灯31和震动件32对游戏操作的对错进行反馈。
35.需要说明的是，本技术中的控制器33的控制过程可以通过逻辑电路或者程序编程控制实现，且该逻辑电路或者编程程序为现有技术，因此，本技术不在此一一赘述。
36.操作筐11为椭圆形空心结构，该椭圆形空心结构的操作筐11为生活中常见的竹筐形象，降低了用户对康复训练仪100的陌生感。操作筐11包括镂空部111和位于镂空部111下方的实体部112。镂空部111类似于传统的竹筐编织结构，镂空部111的侧壁上具有多个第一开口1111，多个第一开口1111不仅可以实现操作筐11的轻量化设计以及更好的通风性，还可以为一些电线提供走线通道，保证了操作筐11整体的美观性。实体部112的外壁整体类似球面，以方便用户对操作筐11进行左右倾斜或者旋转等操作。而为了进一步提高操作筐11的可操作性，在其中一个实施例中，实体部112内设有加重件(未图示)，该加重件使得操作筐11具有不倒翁的特性，用户在取消对操作筐11的操作后，操作筐11能够自动回正。
37.在本实施例中，筐盖12整体为圆形。筐盖12上设有安装孔121，led显示灯31位于该安装孔121内。安装孔121周围具有装饰部123，筐盖12上还设有与康复训练游戏主题相呼应的装饰件122，以提高筐盖12整体的美观性和趣味性。在本实施例中，安装孔121和装饰部123形成花朵形状，装饰件122为螃蟹形状。当然，在其他实施例中，装饰件122和装饰部123的形状还可以为其他，本技术不对装饰件122和装饰部123的形状作限定。
38.在本实施例中，操作筐11和筐盖12由3d打印技术制成，且操作筐11和筐盖12的材料为树脂。与传统的操作筐11和筐盖12制造方式相比，3d打印制作可以有效地降低生产升本，提高生产效率。
39.手柄13具有两个，分别位于操作筐11相对的两侧，且两个手柄13之间的距离与成年人的肩宽大致相等，以方便握持。
40.为了避免用户在对手柄13上的压力传感器施加多大的压力而导致压力传感器损坏，在其中一个实施例中，压力传感器外包裹有缓冲垫15。缓冲垫15上设有第二开口151，用以使得压力传感器的连接线穿过，方便将压力传感器的连接线就近绑在手柄13上，避免不必要的走线问题而使得手柄13的整体性减弱。
41.开关件14包括触摸传感器141，触摸传感器141和控制器33相连。需要说明的是，触摸传感器141的结构及工作原理为现有技术，本技术不在此一一赘述。当然，在其他实施例中，开关件14还可以为其他，比如，开关件14还可以为按钮式开关等，本技术不对开关件14的类型作限定。
42.在本实施例中，震动件32为震动马达。当然，在其他实施例中，震动件32还可以为其他，本技术不对震动件32的类型作限定。
43.在用户操作人体操作装置1进行游戏时，led显示灯31会发出光亮、震动件32会产生振动、声音播放模块23播放对应的声音，以给予用户明确的对错反馈，进一步增强了训练仪100的趣味性，提高了用户的锻炼积极性。
44.可选地，感应反馈装置3还包括加速度传感器，加速度传感器安装在操作筐11内，用以检测上肢的训练动作。这里的上肢的训练动作包括但不限于左右、前后移动、旋转。
45.可选地，人机交互装置2可以为电脑。当然，人机交互装置2还可以为其他智能设备，本技术不对人机交互装置2的类型作限定。在本实施例中，控制器33为arduinouno开发板。arduinouno开发板与人机交互装置2通过usb数据线进行数据交换。
46.康复训练仪100具有多场景的游戏设计，用户可以根据不同的难度和主题偏好，选择多样的游戏模式。且这些游戏可以通过人体操作装置1进行交互，操作筐11的倾斜、移动以及手柄13的按压，均会触发游戏角不同的动作，减轻了用户对于上肢康复训练的抵触和抗拒情绪，提高了复健自主性。另外，感应反馈装置3上的参数均为提前设置好的，中途无需调整参数，可以在用户康复训练时一定程度的解放物理师和监护人。另外，康复训练仪100可以调动用户的眼、脑、上肢，并要求这三部分有良好的协调能力，通过多器官多组织的协调训练，更有助于中风病人恢复上肢能力且灵活操控。
47.在本实施例中，显示模块22显示的游戏画面沿用卡通动画风格，根据游戏模块21的游戏背景设定，选取了两个生活中常见的场景与活动，增强了游戏的可玩性，延长了用户的游戏时间以达到有效的锻炼效果。用户所操控的角配有与人体操作装置1相同的游戏工具，以给用户提供更好的整体感和配合感。
48.为了避免用户首次操作游戏而出现操作失误的问题，在其中一个实施例中，声音播放还会在游戏开始时指导用户进行初步的操作学习。
49.图6为康复训练仪的使用流程图。游戏开始时显示模块处于“开场界面”，声音播放模块会播放音乐，同时显示模块上会显示欢迎语，并显示操作提醒“按压开关件以开始游戏”，当康复训练仪检测到按钮传感器被按下，则会开始游戏，并跳转到模式选择界面。
50.在模式选择界面上将会出现一个外观与操作筐完全一致的工具由用户操作。显示模块上会给出指令，让用户选择喜欢的模式，同时会出现两个不同的模块，分别印有“海滩赶海”和“水下捕鱼”两个场景。用户通过操作操作筐来移动显示模块上的工具，使工具角与不同的模块相重合来实现定位，当康复训练仪检测到工具角和某一模块重合时，则会检测压力传感器是否同时被按压，若此条件同样满足，则显示模块将会跳转到所选模块；若两只手没有同时按压，或在按压时工具角不与任何一个模块重合，则模块选择失败。
51.当进入任意一个模块场景时，用户都会操作一个符合场景的角，通过倾斜操作筐来移动角，按压手柄来捕捉。每当捕捉到一个游戏角时，不仅显示模块会出现动画效果，声音播放模块还会产生语音提醒，对用户进行鼓励，告知所捕生物的特点，同时震动件会产生振动、led显示灯会发出光亮，进一步加强锻炼效果的同时，给予用户明确的反馈。
52.若当前模块场景中全部游戏角被捕捉后，就会进入“厨房场景”。在“厨房场景”中，用户同样会操纵一个竹筐状的角，并移动其到指定位置来烹饪食物。当烹饪完成时，显示模块将自动跳转到“结束界面”。
53.综上，本技术提供了一种上肢抓握伸展康复训练仪，结构设置简单，价格便宜，在康复训练开始时，用户通过握住手柄，操作操作筐，对显示模块中的康复训练游戏进行相应的操作，以支持手指抓握和手臂伸展的训练练习；同时led显示灯和震动件会对游戏操作的对错进行反馈，声音播放模块会在用户进行游戏操作时播放对应的声音，通过视觉、听觉和触觉反馈和电脑游戏，激发用户兴趣并满足对康复训练的需求，从而帮助用户达到长期康复的目的。
54.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
55.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种上肢抓握伸展康复训练仪，其特征在于，包括：人体操作装置，包括操作筐和筐盖，所述操作筐的外侧壁上设有用以握持的手柄和用以控制所述康复训练仪开/关的开关件，所述手柄上设有压力传感器；人机交互装置，与所述人体操作装置信号连接，所述人机交互装置包括游戏模块、显示模块和声音播放模块，所述游戏模块、所述显示模块和所述声音播放模块相连，所述显示模块显示所述游戏模块中的康复训练游戏，所述声音播放模块在用户进行游戏操作时播放对应的声音；感应反馈装置，位于所述人体操作装置上，所述感应反馈装置包括led显示灯、震动件和分别与所述led显示灯、所述震动件相连的控制器，所述震动件位于所述操作筐内，所述led显示灯位于所述筐盖上；在康复训练开始时，用户操作所述人体操作装置，对所述显示模块中的所述康复训练游戏进行相应的操作，所述led显示灯和所述震动件对游戏操作的对错进行反馈。2.如权利要求1所述的上肢抓握伸展康复训练仪，其特征在于，所述操作筐为椭圆形空心结构，所述操作筐包括镂空部和位于所述镂空部下方的实体部，所述实体部内设有加重件。3.如权利要求1所述的上肢抓握伸展康复训练仪，其特征在于，所述筐盖上设有安装孔，所述led显示灯位于所述安装孔内。4.如权利要求1所述的上肢抓握伸展康复训练仪，其特征在于，所述压力传感器外包裹有缓冲垫。5.如权利要求1所述的上肢抓握伸展康复训练仪，其特征在于，所述开关件包括触摸传感器，所述触摸传感器和所述控制器相连。6.如权利要求1所述的上肢抓握伸展康复训练仪，其特征在于，所述操作筐和所述筐盖由3d打印技术制成。7.如权利要求6所述的上肢抓握伸展康复训练仪，其特征在于，所述操作筐和所述筐盖的材料为树脂。8.如权利要求1所述的上肢抓握伸展康复训练仪，其特征在于，所述筐盖上还设有与所述康复训练游戏主题相呼应的装饰件。9.如权利要求1所述的上肢抓握伸展康复训练仪，其特征在于，所述控制器为arduino uno开发板。10.如权利要求1所述的上肢抓握伸展康复训练仪，其特征在于，所述感应反馈装置还包括加速度传感器，所述加速度传感器安装在所述操作筐内，以检测上肢的训练动作。

技术总结

本实用新型公开了一种上肢抓握伸展康复训练仪，包括：人体操作装置，包括操作筐和筐盖，操作筐的外侧壁上设有手柄和开关件，手柄上设有压力传感器；人机交互装置，与人体操作装置信号连接，人机交互装置包括游戏模块、显示模块和声音播放模块，显示模块显示游戏模块中的康复训练游戏，声音播放模块在用户进行游戏操作时播放对应的声音；感应反馈装置，位于人体操作装置上，感应反馈装置包括LED显示灯、震动件和控制器；在康复训练开始时，用户操作人体操作装置，对显示模块中的康复训练游戏进行相应的操作，LED显示灯和震动件对游戏操作的对错进行反馈；可以解决一般的上肢康复设备交互方式繁琐、患者练习不方便以及价格昂贵、设置复杂的问题。设置复杂的问题。设置复杂的问题。