CN107468254A - 智能康复装置、智能康复手套及其信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能康复装置、智能康复手套及其信号处理方法。其中，智能康复手套包括：手套本体，拉力传感器，中心控制单元、无线传输单元以及至少一条弹性线；弹性线设置在手套本体中，且弹性线一端固定到手指上，另一端连接拉力传感器；拉力传感器一端连接弹性线，另一端连接中心控制单元，用于检测弹性线上的拉力，并将检测信号传输到中心控制单元；中心控制单元连接拉力传感器及无线传输单元，用于接收拉力传感器的检测信号，并根据检测信号通过无线传输单元输出人手活动信号。当戴上此智能康复手套弯曲手指时，弹性线产生形变，产生不同拉力。拉力传感器把弹性线上的拉力转换成电信号，实现人手活动的准确检测，检测灵敏度高。

Description

智能康复装置、智能康复手套及其信号处理方法

技术领域

本发明涉及智能医疗设备技术领域，特别是涉及一种智能康复装置、智能康复手套及其信号处理方法。

背景技术

当前，康复手套由于需要设置电路装置，无法很好的与人体手部结构进行贴合，不能灵敏的感觉人体手部手指的活动。造成康复手套对人手活动状态检测效果差。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够准确感受人手活动，对人手活动状态进行灵敏检测的智能康复手套及其信号处理方法，以及智能康复装置。

一种智能康复手套，包括手套本体，拉力传感器，中心控制单元、无线传输单元以及至少一条弹性线；

所述弹性线设置在所述手套本体中，且所述弹性线一端适用于固定到手指上，另一端连接所述拉力传感器；所述拉力传感器一端连接所述弹性线，另一端连接所述中心控制单元，用于检测所述弹性线上的拉力，并将检测信号传输到所述中心控制单元；所述中心控制单元连接所述拉力传感器及所述无线传输单元，用于接收所述拉力传感器的检测信号，并根据所述检测信号通过所述无线传输单元输出人手活动信号；

所述弹性线固定的手指为放置到所述智能康复手套中的手指。

在其中一个实施例中，所述手套本体内设置有通道，所述弹性线设置在所述通道内；且所述弹性线一端适用于从手指的背侧与手指固定。

在其中一个实施例中，所述弹性线一端与所述手指远离手掌的一端固定。

在其中一个实施例中，所述弹性线的数量为5个，每个所述弹性线适用于与放置在所述智能康复手套中的一个手指相对应。

在其中一个实施例中，所述拉力传感器的数量为5个，每个所述拉力传感器连接一个所述弹性线。

在其中一个实施例中，所述无线传输单元包括wifi模块和/或蓝牙通讯模块。

在其中一个实施例中，还包括与所述拉力传感器连接的信号放大电路、与所述信号放大电路连接的模数转换器以及电池；所述信号放大电路用于对所述拉力传感器输出的检测信号进行放大处理，并将处理后的信号传输给所述模数转换器，所述模数转换器对放大处理后的所述检测信号进行模数转换，并将转换后的数字信号传输至所述中心控制单元；所述电池为所述拉力传感器、所述中心控制单元、所述无线传输单元、所述信号放大电路以及所述模数转换器提供电能。

基于同一发明构思的一种智能康复装置，包括前述任一实施例的智能康复手套，以及与所述智能康复手套无线通讯连接的终端设备；所述智能康复手套中的无线传输单元适用于将所述人手活动信号传输至所述终端设备；所述终端设备，适用于对所述人手活动信号进行处理后，并输出处理结果。

在其中一个实施例中，所述输出结果包括图形形式的显示结果以及音频输出结果。

基于同一发明构思的一种智能康复手套的信号处理方法，用于对前述任一实施例的智能康复手套输出的人手活动信号进行处理，包括以下步骤：

接收所述智能康复手套通过所述无线传输单元传输来的人手活动信号；

根据所述人手活动信号判断所述智能手套使用者的人手活动状态；

对所述人手活动状态进行图形化模拟，并输出与所述人手活动状态相对应的彩色图形；

所述人手活动状态包括：弯曲手指的数量及手指弯曲的程度。

上述智能康复手套，包括：内置于手套本体的至少一条弹性线，以及依次电连接的拉力传感器、中心控制单元以及无线传输单元，且所述弹性线一端与放置在所述智能康复手套中的手指连接、固定，另一端连接拉力传感器。拉力传感器能够检测弹性线上的拉力，并根据检测到的拉力生成检测信号，并将检测信号传输给中心控制单元，中心控制单元最终通过无线传输单元将与拉力传感器生成的检测信号相对应的人手活动信号传输出去。通过上述智能康复手套，当戴上此智能康复手套弯曲手指时，由于弹性线与手指连接，弹性线会产生形变，产生不同拉力。拉力传感器能够拉力转换成电信号生成检测信号，最终在中心控制单元以人手活动信号的方式通过无线通信模块输出。实现了人手活动的准确检测，检测灵敏度高。

附图说明

图1是一个实施例中智能手套的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明智能康复手套的具体实施方式进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，一个实施例中，提供了一种智能康复手套，包括内置于手套本体的5条弹性线，分别为图1中的001，002，003，004，005。其中，当有手放置在所述智能康复手套中时，弹性线的一端固定于手指前端(手指远离手掌的指尖一端)，另一端固定到拉力传感器。使拉力传感器能够检测到弹性线上的拉力变化。其中，弹性线可以选择但不限定为橡胶线或者弹力线。

参见图1，该实施例的智能康复手套还包括5个微型拉力传感器，分别为图1中的01，02，03，04，05。每个传感器连接一条弹性线，当将手套戴到手上之后，手指弯曲时会增大弹性线上的拉力。此时，微型拉力传感器能够检测其连接的弹性线上的拉力变化，并根据检测到的拉力生成检测信号。微型拉力传感器生成的检测信号经过与其连接的信号放大电路放大后传输到ADC(Analog-to-digital converter，模数转换器)，模数转换器将模拟的拉力传感器的检测信号转换为数字的检测信号，并进一步输入到中心控制单元中。中心控制单元根据所述微型拉力传感器的检测信号最终生成人手活动信号并通过与其连接的无线传输单元输出。

本实施例中，感受人手手指弯曲变化的弹性线与手指固定，能够随着手指弯曲产生相应的拉力变化，对手指弯曲感应灵敏。且采用弹性线作为手指活动感应部件，柔软性好，对在手套中的人手活动限制小。便于使用。

另外，需要说明的是，在其他实施例中，对于弹性线的数量，可能只设置一条弹性线，并设置一个与弹性线连接的拉力传感器。当然也可能设置其他数量的弹性线如2个、3个，以及6个(对每个或者某一个手指设置对应的多个弹性线)。而且一般可针对每个弹性线配置一个与其连接的拉力传感器以及后续对拉力传感器的检测信号进行处理的放大电路、模数转换器。而如图1所示，多个模数转换器的输出均可传输到所述中心控制单元中，由中心控制单元通过与其连接的无线传输单元输出。

其中，所述中心控制单元的功能可由单片机实现。

在一个实施例中，至少一条弹性线基于手指背侧固定，通过手套本体内设置的通道将所述弹性线贯穿其中。且进一步的，通过至少一条弹性线产生的形变使得手套本体产生不同拉力。

在其中一个实施例中，弹性橡胶线的长度和弹性模可以根据受试者(使用者)的需求进行调节，使得智能康复手套上的弹性橡胶线适合手指力量，从而适合不同年龄段，不同类型的受试者，具有灵活的易用性。进一步的，弹性橡胶线采用轻细材质的橡胶线，由此使得对受试者产生很小的干扰。

其中，所述无线传输单元可以为wifi模块或者蓝牙通信模块，当然，也可以在一个智能康复手套中同时设置有wifi模块和蓝牙通信模块。智能康复手套可以通过所述wifi模块或者所述蓝牙通信模块传送人手活动信号给终端设备。使终端设备能够对所述人手活动信号进行进一步的分析，并输出处理结果。

且为了使智能康复手套中的各功能单元(包括信号放大电路、模数转换器、中心控制单元以及无线传输单元)正常运行，还在智能康复手套中设置电源模块，典型的，可在智能康复手套中设置一个电池作为电源模块为各功能单元供电。

且包括电池在内的各个部件均可设置在智能康复手套的本体内部。当然在其他实施例中，也可将除弹性线之外的全部功能单元或者部分功能单元设置在智能康复手套的手背上，并使用一个壳体进行封装处理。

需要说明的是，上述智能康复手套适用的人群包括但不限于：整形后的手部及躯干功能恢复人群、手术后的手部及躯干功能恢复人群、神经功能障碍(例如，中风)人群、脑瘫人群、脑损伤人群、脊髓损伤人群、帕金森综合症人群、多发性硬化病人群、外周神经损伤(例如，臂神经丛损伤)人群、复杂性区域疼痛综合症人群、肌肉萎缩人群、发育性运动协调障碍人群。

本发明同时提供的智能康复装置，包括前述任一实施例的智能康复手套，以及与所述智能康复手套无线通讯连接的终端设备。所述智能康复手套中的无线传输单元适用于将所述人手活动信号传输至所述终端设备；所述终端设备，适用于通过预设程序对所述人手活动信号进行计算处理后，并输出处理结果。即将计算后的信息反馈至受试者。

本实施例中，终端设备可以为手机、PC等终端设备。预设程序为人为进行编程设定的代码程序，用于实现接收到处理过的电信号，将电信号进行数据化计算的代码程序。由此，通过人为进行不同代码程序的编辑与调试，有效的实现了电信号进行数据化的准确性与易用性。

在一个实施例中，计算后的信息反馈的方式包括：以图形形式进行显示以及以音频的方式输出音频输出结果。本实施例中，通过多种反馈方式对计算后的信息进行反馈，由此，实现了反馈方式的多样性与可选择性。

其中，图形形式显示的可以为与人手形状相对应的力量分布图，以及弯情况模拟图等。而音频输出信号可以为，类似与“弯曲一级”、“弯曲二级”等语音。当然，如果输出带有等级划分的语音信号时，所述终端在对人手活动信号进行处理时，需要判断人手手指弯曲的程度，此时需要在预设程序中存储相应的弯曲程度判断数值。

本发明同时还提供一种智能康复手套的信号处理方法，用于对前述任一实施例的智能康复手套输出的人手活动信号进行处理。本方法执行在终端设备中，具体包括以下步骤：

S100，接收所述智能康复手套通过所述无线传输单元传输来的人手活动信号。

S200，根据所述人手活动信号判断所述智能手套使用者的人手活动状态。所述人手活动状态包括：弯曲手指的数量及手指弯曲的程度等。

S300，对所述人手活动状态进行图形化模拟，并输出与所述人手活动状态相对应的彩色图形。

所述彩色图形能够展现人手各个手指拉力状态，所述彩色图可以显示在终端设备的显示界面上，从而能使所述智能康复手套使用者能够直观明了的知道当前自己的手的活动状态。当然，在所述终端设备显示所述彩色图形之后，也更便于其他监护人员了解康复人员的康复情况，以便指定更合理的康复计划。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only MemoryROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

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。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种智能康复手套，其特征在于，包括手套本体、拉力传感器、中心控制单元、无线传输单元以及至少一条弹性线；

所述弹性线设置在所述手套本体中，且所述弹性线一端适用于固定到手指上，另一端连接所述拉力传感器；所述拉力传感器一端连接所述弹性线，另一端连接所述中心控制单元，用于检测所述弹性线上的拉力，并将检测信号传输到所述中心控制单元；所述中心控制单元连接所述拉力传感器及所述无线传输单元，用于接收所述拉力传感器的检测信号，并根据所述检测信号通过所述无线传输单元输出人手活动信号；

所述弹性线固定的手指为放置到所述智能康复手套中的手指。

2.根据权利要求1所述的智能康复手套，其特征在于，所述手套本体内设置有通道，所述弹性线设置在所述通道内；且所述弹性线一端适用于从放置在所述智能康复手套中的手指的背侧与手指固定。

3.根据权利要求1所述的智能康复手套，其特征在于，所述弹性线为弹性橡胶线，所述弹性线一端与所述手指远离手掌的一端固定。

4.根据权利要求1所述的智能康复手套，其特征在于，所述弹性线的数量为5个，每个所述弹性线适用于与放置在所述智能康复手套中的一个手指相对应。

5.根据权利要求4所述的智能康复手套，其特征在于，所述拉力传感器的数量为5个，每个所述拉力传感器连接一个所述弹性线。

6.根据权利要求1所述的智能康复手套，其特征在于，所述无线传输单元包括wifi模块和/或蓝牙通讯模块。

7.根据权利要求1所述的智能康复手套，其特征在于，还包括与所述拉力传感器连接的信号放大电路、与所述信号放大电路连接的模数转换器以及电池；所述信号放大电路用于对所述拉力传感器输出的检测信号进行放大处理，并将处理后的信号传输给所述模数转换器，所述模数转换器对放大处理后的所述检测信号进行模数转换，并将转换后的数字信号传输至所述中心控制单元；所述电池用于为所述拉力传感器、所述中心控制单元、所述无线传输单元、所述信号放大电路以及所述模数转换器提供电能。

8.一种智能康复装置，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的智能康复手套，以及与所述智能康复手套无线通讯连接的终端设备；所述智能康复手套中的无线传输单元适用于将所述人手活动信号传输至所述终端设备；所述终端设备，适用于对所述人手活动信号进行处理后，并输出处理结果。

9.根据权利要求8所述的智能康复装置，其特征在于，所述输出结果包括图形形式的显示结果以及音频输出结果。

10.一种智能康复手套的信号处理方法，用于对权利要求1至7任一项所述的智能康复手套输出的人手活动信号进行处理，其特征在于，包括以下步骤：

接收所述智能康复手套通过所述无线传输单元传输来的人手活动信号；

根据所述人手活动信号判断所述智能手套使用者的人手活动状态；

对所述人手活动状态进行图形化模拟，并输出与所述人手活动状态相对应的彩色图形；

所述人手活动状态包括：弯曲手指的数量及手指弯曲的程度。