一种多维度力反馈康复训练装置的制作方法

本实用新型涉及医疗辅助康复器械领域，具体为一种多维度力反馈康复训练装置。

背景技术：

目前，中国因脑卒中和意外事故而导致上肢功能障碍的人数日益增加，在经过早期的手术和药物治疗后，后期的康复治疗对患者来说及其重要。上肢康复训练，不仅仅只是在直线和平面内做反复的运动训练，还需要在三维空间内做反复的运动训练，以促进神经系统的代偿和重组，辅助患肢活动度恢复；另一方还需要对上肢进行速度、力量本体感觉的感知训练，刺激大脑对上肢神经系统控制的恢复。

传统的康复训练依赖于治疗师对患者一对一地进行肢体训练，在一定程度上能提高患者的肢体运动能力，但这样一对一的训练模式会增加治疗师的劳动强度，导致训练效率低，如果训练人数较多时，这样的训练模式就无法满足需求了。

针对这些局限与缺点，近几年来，国内市场相继研发了用于训练上肢的康复装置，但现有的上肢康复训练装置主要是外骨骼穿戴式训练装置和末端牵引式训练装置，这些装置的结构设计比较复杂，训练模式单一，缺乏全方位性的运动及感觉反馈，多为被动训练，对于上肢的关节活动度、灵活性等训练效果差，训练过程也较为枯燥，难以提高患者的训练兴趣，康复训练效果差。公开号为cn108785007a的中国实用新型专利公开了一种康复训练球，其包括底座和定位于底座上方可自由转动的轨迹球,还设有微电脑、轨迹球滚动阻力调节机构和可捕捉轨迹球滚动动作的轨迹捕捉模块，轨迹球滚动阻力调节机构设有可与轨迹球表面接触的摩擦件，微电脑与轨迹球滚动阻力调节机构、轨迹捕捉模块分别信号连接，使摩擦件与轨迹球表面的接触程度可调；结合软件程序中的游戏，使用者通过上肢控制轨迹球前后左右运动来训练上肢关节活动度。上述专利中的轨迹球只能进行前后、左右两个维度的动作捕捉，无法完成水平旋转方向的动作捕捉，缺乏全方位性的运动训练；同时该装置不能对训练过程中患者上肢的力量应用情况进行量化，从而不能有效地指导患者进行力量感知训练。

技术实现要素：

综上所述，为克服现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多维度力反馈康复训练装置，其操作简单，满足前后、左右及水平旋转方向的动作捕捉，可实现在直线、平面和三维空间的反复运动训练，并对训练过程中患者上肢的力量应用情况进行量化；其提供的丰富的情境化训练环境和力反馈技术使训练过程更有趣味，有效提高其训练效果，实现主动训练的目的。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种多维度力反馈康复训练装置，包括底座和轨迹球；所述轨迹球定位在所述底座上方，并且所述轨迹球可以在所述底座的上方自由转动；还包括第一感应装置和控制器；所述第一感应装置安装在所述底座上并实时捕捉所述轨迹球沿前后方向和左右方向滚动的数据；所述控制器安装在所述底座内，其电连接所述第一感应装置并将所述第一感应装置捕捉到的数据输送给移动终端。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步，所述第一感应装置为第一光电传感器，其安装在所述底座顶部的中心位置，并且所述第一光电传感器的表面与所述轨迹球的表面接触以实时捕捉所述轨迹球沿前后方向和左右方向滚动的数据。

进一步，还包括实时捕捉所述轨迹球水平旋转的数据的第二感应装置，所述第二感应装置安装在所述底座上。

进一步，所述第二感应装置包括支架和第二光电传感器；所述支架下端固定在所述底座上外缘的位置，其上端沿着所述轨迹球的外周向上延伸预设的距离；所述第二光电器安装在所述支架上，其表面与所述轨迹球的表面接触以实时捕捉所述轨迹球水平旋转的数据；所述控制器电连接所述第二光电器并将所述第二光电器捕捉到的数据输送给移动终端。

进一步，还包括多个翼块；多个所述翼块均为与所述轨迹球相匹配的圆弧块结构，并且多个所述翼块的下端分别均匀环形固定在所述基座上外缘的位置，其上端分别沿着所述轨迹球的外周向上延伸预设的距离；所述轨迹球可自由转动的处于所述底座和多个所述翼块围成的空间内。

进一步，还包括训练过程中测量患者对所述轨迹球施加力的大小及方向的第三感应装置，所述第三感应装置分别安装在每一个所述翼块上。

进一步，所述第三感应装置包括脚杯、压力传感器和脚垫；每一个所述翼块上靠近下端的位置处设有一水平面，所述脚杯的上端固定连接相应的所述翼块的水平面上，其下端连接所述压力传感器；所述脚垫安装在所述压力传感器的底部并与地面接触，进而在训练过程中通过所述压力传感器测量患者对所述轨迹球施加力的大小及方向；所述控制器电连接所述压力传感器并将所述压力传感器测量到的数据输送给移动终端。

进一步，每一个所述翼块的内侧可转动的设有与所述轨迹球表面接触的滚轮。

进一步，每一个所述翼块外部包裹有软性材料。

进一步，所述轨迹球由内层和外层构成，并且所述轨迹球的内层为软性可充气的pvc材质，其外层为皮革。

本实用新型的有益效果是：该装置用于上肢关节活动度和肌肉力量的训练，可捕捉训练者上肢前后、左右两个维度以及水平旋转方向的动作，实现全方位性的运动训练；结合软件中丰富多彩的情境化游戏，使患者在训练过程中具有较强的沉浸感，提高患者训练的积极性；同时该装置提供的力反馈技术能对训练过程中患者上肢的力量应用情况进行量化得出相应数据，通过控制器将训练数据传送到移动终端，方便医护人员查看训练数据，为其制定下一步的训练计划。

附图说明

图1为本实用新型的三维结构图；

图2为本实用新型的剖视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、底座，2、轨迹球，3、控制器，4、第一光电感应器，5、支架，6、第二光电感应器，7、翼块，8、脚杯，9、压力传感器，10、脚杯，11、滚轮。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1和2所示，一种多维度力反馈康复训练装置，包括底座1和轨迹球2。所述轨迹球2定位在所述底座1上方，并且所述轨迹球2可以在所述底座1的上方自由转动。该装置还包括第一感应装置和控制器3。所述第一感应装置安装在所述底座1上并实时捕捉所述轨迹球2沿前后方向和左右方向滚动的数据。所述控制器3安装在所述底座1内，其电连接所述第一感应装置并将所述第一感应装置捕捉到的数据输送给移动终端。所述第一感应装置为第一光电传感器4，其安装在所述底座1顶部的中心位置，并且所述第一光电传感器4的表面与所述轨迹球2的表面接触以实时捕捉所述轨迹球2沿前后方向和左右方向滚动的数据。所述轨迹球2由内层和外层构成，并且所述轨迹球2的内层为软性可充气膨胀的pvc材质，其外层为皮革可对内侧进行保护，防止内层损坏导致轨迹球2不能正常使用。

该装置还包括实时捕捉所述轨迹球2水平旋转的数据的第二感应装置、多个翼块7、训练过程中测量患者对所述轨迹球2施加力的大小及方向的第三感应装置，具体如下：

所述第二感应装置安装在所述底座1上，其包括支架5和第二光电传感器6。所述支架5下端固定在所述底座1上外缘的位置，其上端沿着所述轨迹球2的外周向上延伸预设的距离。所述第二光电器安装在所述支架5上，其表面与所述轨迹球2的表面接触以实时捕捉所述轨迹球2水平旋转的数据。所述控制器3电连接所述第二光电器并将所述第二光电器捕捉到的数据输送给移动终端。

多个所述翼块7均为与所述轨迹球2相匹配的圆弧块结构，并且多个所述翼块7的下端分别均匀环形固定在所述基座上外缘的位置，其上端分别沿着所述轨迹球2的外周向上延伸预设的距离。所述轨迹球2可自由转动的处于所述底座1和多个所述翼块7围成的空间内。每一个所述翼块7的内侧可转动的设有与所述轨迹球2表面接触的滚轮11，滚轮11可以使得患者更加顺利的推动轨迹球2进行训练。另外，每一个所述翼块7外部包裹有软性材料，避免患者的上肢在训练过程中与翼块7碰撞受伤，保证训练过程中的安全。

所述第三感应装置分别安装在每一个所述翼块7上，其包括脚杯8、压力传感器9和脚垫10。每一个所述翼块7上靠近下端的位置处设有一水平面，所述脚杯8的上端固定连接相应的所述翼块7的水平面上，其下端连接所述压力传感器9。所述脚垫10安装在所述压力传感器9的底部并与地面接触，进而在训练过程中通过所述压力传感器9测量患者对所述轨迹球2施加力的大小及方向。所述控制器3电连接所述压力传感器9并将所述压力传感器9测量到的数据输送给移动终端。

患者在训练的过程中通过上肢推动轨迹球2转动，由于轨迹球2的表面与第一光电传感器4和第二光电传感器6的表面接触，因此第一光电传感器4可以以实时捕捉轨迹球2沿前后方向和左右方向滚动的数据，第二光电传感器6可以实时捕捉轨迹球2水平旋转的数据，与此同时，压力传感器9还能测量患者对轨迹球2施加力的大小及方向。最终该装置可捕捉训练者上肢前后、左右两个维度以及水平旋转方向的动作，实现全方位性的运动训练，结合软件中丰富多彩的情境化游戏，使患者在训练过程中具有较强的沉浸感，提高患者训练的积极性。同时，该装置通过压力传感器9提供的力反馈技术能对训练过程中患者上肢的力量应用情况进行量化得出相应数据。上述捕捉和测量到的训练数据会通过控制器3传送到移动终端，方便医护人员查看训练数据，为患者制定下一步的训练计划。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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。