CN109621310A - 一种基于物联网的主动康复训练系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种主动康复训练系统，涉及主动康复领域，包括穿戴设备和终端设备，所述穿戴设备包括按压传感器、姿态传感器、传输模块、电源模块、控制模块和穿戴模块，所述按压传感器用于检测用户是否进行按压，按压的力量大小；所述姿态传感器用于检测用户的运动姿态；所述传输模块将运动数据实时传输到所述终端设所述穿戴模块用于将穿戴设备穿戴在人体各个运动部位。使用本发明用户训练不受空间及光线限制，不受姿势限制，能精确稳定的获悉用户的运动姿态，多维度反馈刺激增强用户康复训练效果，本发明成本低，体积小，满足家庭训练康复需求。
Description
技术领域
本发明涉及主动康复领域领域，尤其涉及一种基于物联网的主动康复训练系统。
背景技术
近年来，国内外出现了不少基于Kinect等高端体感设备，获取人体康复训练动作，并加入虚拟情景技术，提供了一套完整的康复医疗体系。但在家用康复的环境下，价格高昂，识别精度有限，反馈维度有限。需设计出体积小价格低，训练反馈种类丰富，能调动患者积极性，能远程给出针对性康复方案的设备；
当前的虚拟情景反馈技术，仅是用户面对屏幕的时候，才能看到。当用户做转身训练时则无法反馈。而VR技术的不成熟，设备价格高昂，晕眩感强烈。采用虚拟情景+声音引导的反馈方式，能多维度引导用户进行康复训练，显著增强康复效果；
当前的高端体感设备，能精准感知到人体大关节的活动度，但受视觉及环境状态的影响，仅限于单人在视觉范围内的状态。若在用户训练的后方进入，则会导致训练中断，不适合多人同时训练；因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于物联网的主动康复训练系统。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是：
1、受空间及光线限制，无法多人同时训练；
2、必须是坐着或站着，面对摄像头，训练姿势受影响；
3、对小幅度动作的识别率较低，无法进行一些如前臂内旋/外旋的动作。而这些动作又对肢体的康复很重要，无法形成康复体系，容易形成代偿，康复效果局限性很大；
4、仅单个方向的虚拟情景反馈，康复效果有限；
5、成本高昂，体积相对较大，普通家庭训练无法接受。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于物联网的主动康复训练系统，包括穿戴设备和终端设备，所述穿戴设备包括按压传感器、姿态传感器和传输模块，所述按压传感器用于检测用户是否进行按压，按压的力量大小；所述姿态传感器用于检测用户的运动姿态；所述传输模块将运动数据实时传输到所述终端设备。
进一步地，所述穿戴设备还包括震动电机，所述震动电机在所述按压传感器被按压时发出震动。
进一步地，所述穿戴设备还包括为多色贴片灯珠，用于向用户展示不同的颜色，作为标记指引；所述多色贴片灯珠随机或顺序展示不同的颜色，用于用户随着指示颜色进行认知训练。
进一步地，所述多色贴片灯珠的数量为多个。优选地为3个。
进一步地，所述按压传感器采用称重传感器或者按键传感器。
进一步地，所述传输模块采用WIFI模块或者蓝牙模块。
进一步地，所述穿戴设备还包括穿戴模块，所述穿戴模块用于将所述穿戴设备穿戴在人体各个运动部位。
进一步地，所述穿戴模块采用魔术贴，所述魔术贴通过所述穿戴设备上的魔术贴穿孔，用于绑在人体的手部或者上肢或者腰部或者下肢。
进一步地，所述穿戴设备还包括控制模块。
进一步地，所述控制模块包括PCB线路板。
进一步地，所述穿戴设备还包括电源模块。
进一步地，所述电源模块包括电池、电源接口。优选地为Type-C接口。
进一步地，所述终端设备为手机或者电脑。
进一步地，所述终端设备包括APP软件。
进一步地，所述APP软件包括状态模块、训练方案模块、强化训练模块以及综合训练方案模块；所述状态模块用于给出用户当前的状态指数，所述训练方案模块用于设置个人训练方案，强化训练模块用于显示训练状态，综合训练方案模块用于进行普适性的训练。
进一步地，本发明还提供了一种使用主动康复训练系统的方法，其特征在于，使用任一项所述的主动康复训练系统，所述的方法包括以下步骤：
步骤1、将所述穿戴设备的电源开关打开；
步骤2、打开配套的APP软件；
步骤3、登录账号后，APP软件开始自动与穿戴设备连接；
步骤4、若连接失败，进入连接界面重新连接；连接成功后，进入到主界面；
步骤5、点击进入“我的状态”，给出用户当前的状态指数；
步骤6、进入“我的训练方案”，进行个人训练方案的设置；
步骤7、点击“我的强化训练”，进入训练状态；
步骤8、选择“综合训练方案”，进行普适性的训练；
步骤9、将训练得分共享给好友。
在本发明的较佳实施方式中，通过用户手持式监测反馈设备，无论空间内有多少人，均可同时进行训练；通过姿态传感器和按压传感器，能精确稳定的获悉用户的运动姿态；通过虚拟情景+声音反馈+灯光反馈，多维度反馈刺激增强用户康复训练效果。
在本发明的另一较佳实施方式中，用户训练不受空间及光线限制；不受姿势限制，卧床状态下也可以进行相关的训练；满足多重姿势的康复，可形成系统康复体系；多重反馈，有虚拟情景反馈，灯光反馈，声音反馈，震动反馈；多重反馈对于视觉不灵敏的用户有效性更高；成本低，体积小，满足家庭训练康复需求。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的一种主动康复训练系统产品构成图；
图2是本发明的一个较佳实施例的一种主动康复训练系统信号流图；
图3是本发明的一个较佳实施例的一种主动康复训练系统用户使用流程图；
图4是本发明的一个较佳实施例的一种主动康复训练系统的APP主界面；
图5是本发明的一个较佳实施例的一种主动康复训练系统的“我的训练方案”界面；
图6是本发明的一个较佳实施例的一种主动康复训练系统的“我的训练强化方案”界面。
其中，1-称重传感器，2-姿态传感器，3-传输模块，4-三色贴片灯珠，5-电池，6-震动电机，7-PCB线路板构成，8-Type-C接口，9-Type-C充电线-10魔术贴，11-魔术贴穿孔。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
如图1所示，本发明提供一种的主动康复训练系统包括称重传感器、姿态传感器2、传输模块3、三色贴片灯珠4、电池5、震动电机6、PCB线路板构成7、Type-C接口8、Type-C充电线9、魔术贴10、魔术贴穿孔11。
如称重传感器1用于检测用户是否进行按压，按压的力量有多大，即力反馈。按压力量的数值会通过WIFI模块传输到虚拟情景端，虚拟情景根据数值通过游戏界面指引用户；同时，用户按压时震动电机6会同时发出震动，提醒反馈给用户；
姿态传感器2，用于检测用户的运动姿态，用户手持该设备，进行肢体运动或者躯干运动时，姿态传感器能实时测量其运动相对位移；
传输模块3，将运动的数据，通过WIFI,将数据实时传输到路由器中。
三色贴片灯珠4，通过向用户展示不同的颜色，作为标记指引。同时，随机/顺序展示不同的颜色，用户随着指示颜色进行认知训练；
魔术贴10通过穿过魔术贴穿孔11，可以绑在用户的手部，做手功能训练。可以绑在用户的手部、上肢、腰部、下肢等，支持不同状态下的不同训练。
姿态传感器2，用于检测用户的运动姿态，用户手持该设备，进行肢体运动/躯干运动时，姿态传感器能实时测量其运动相对位移；
传输模块3，将运动的数据，通过WIFI,将数据实时传输到路由器中；
三色贴片灯珠4，通过向用户展示不同的颜色，作为标记指引。同时，随机/顺序展示不同的颜色，用户随着指示颜色进行认知训练；
魔术贴10通过穿过魔术贴穿孔11，可以绑在用户的手部，做手功能训练；可以绑在用户的手部、上肢、腰部、下肢等，支持不同状态下的不同训练。
如图2所示，本发明提供的主动康复训练系统信息流如下：将用户的运动的姿势状态信息数据，传输到APP中。APP中的虚拟情景游戏，通过云端的运动方案和姿势状态，反馈给用户，用户根据虚拟情景游戏中的反馈，根据声音、灯本设备，光、震动的反馈，调整自己的姿势状态。
如图3所示，为使用本发明提供一种的主动康复训练系统的用户操作流程图，用户将两个Re-AT设备(也可以选择多个)的电源开关打开；打开配套的APP软件，登录帐号后，APP开始自动与Re-AT连接。若连接失败，进入连接界面重新连接；连接成功后，进入到主界面，详见图4所示。主界面显示训练得分、我的状态以及排名信息。用户点击进入“我的状态”，根据APP中指示的动作，拿着Re-AT做同样指示的动作，根据用户所做的动作的时间/次数等指标，给出用户当前的状态指数。
根据用户个人的状态差异，可进入“我的训练方案”，进行个人训练方案的设置，从训练项目/训练时间/训练次数/训练周期/训练频率/虚拟情景/训练难度等多个维度，设置用户一个阶段内的运动计划。如图5所示。
当用户设置完成当前运动计划后，用户即可以直接从主界面点击“我的强化训练”即可以进入训练状态，如图6所示。用户根据动作指示，按照虚拟情景的动作，进行互动训练。如上肢的内旋/外旋能力的训练，在倒计时3秒时界面中显示了向左向右旋转的示意图。当用户进入飞行游戏后，手持Re-AT传感器，飞机穿过圈圈。可以是单手，也可以是双手；结束后会有一个训练的得分，表示用户这一个姿势的训练结果。通过多种动作(即多个游戏)的训练，完成整个训练方案，即可实现用户在该项目，或组合项目中的康复。
除了针对性的个性化运动方案以外，用户可以选择“综合训练方案”进行普适性的训练；用户进入一种虚拟情景游戏中，通过一种或几种姿势的组合，达到恢复某一部分身体运动控制的能力；训练得分可以好友共享，互相支持，共同进步。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种主动康复训练系统，其特征在于，包括穿戴设备和终端设备，所述穿戴设备包括按压传感器、姿态传感器和传输模块，所述按压传感器用于检测用户是否进行按压，按压的力量大小；所述姿态传感器用于检测用户的运动姿态；所述传输模块将运动数据实时传输到所述终端设备。
2.如权利要求1所述的主动康复训练系统，其特征在于，所述穿戴设备还包括震动电机，所述震动电机在所述按压传感器被按压时发出震动。
3.如权利要求1所述的主动康复训练系统，其特征在于，所述穿戴设备还包括多色贴片灯珠，用于向用户展示不同的颜色，作为标记指引；所述多色贴片灯珠随机或顺序展示不同的颜色，用于用户随着指示颜色进行认知训练。
4.如权利要求1所述的基于物联网的主动康复训练系统，其特征在于，所述按压传感器采用称重传感器或者按键传感器。
5.如权利要求1所述的主动康复训练系统，其特征在于，所述穿戴设备还包括穿戴模块，所述穿戴模块用于将所述穿戴设备穿戴在人体各个运动部位。
6.如权利要求5所述的主动康复训练系统，其特征在于，所述穿戴模块采用魔术贴，所述魔术贴通过所述穿戴设备上的魔术贴穿孔，用于绑在人体的手部或者上肢或者腰部或者下肢。
7.如权利要求1所述的主动康复训练系统，其特征在于，所述穿戴设备还包括控制模块。
8.如权利要求1所述的主动康复训练系统，其特征在于，所述穿戴设备还包括电源模块。
9.如权利要求1所述的主动康复训练系统，其特征在于，所述终端设备包括APP软件。
10.如权利要求9所述的主动康复训练系统，其特征在于，所述APP软件包括状态模块、训练方案模块、强化训练模块以及综合训练方案模块；所述状态模块用于给出用户当前的状态指数，所述训练方案模块用于设置个人训练方案，强化训练模块用于显示训练状态，综合训练方案模块用于进行普适性的训练。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116661609A (zh) * | 2023-07-27 | 2023-08-29 | 之江实验室 | 一种认知康复训练方法、装置、存储介质及电子设备 |
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2018
- 2018-11-13 CN CN201811346559.4A patent/CN109621310A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN116661609A (zh) * | 2023-07-27 | 2023-08-29 | 之江实验室 | 一种认知康复训练方法、装置、存储介质及电子设备 |
| CN116661609B (zh) * | 2023-07-27 | 2024-03-01 | 之江实验室 | 一种认知康复训练方法、装置、存储介质及电子设备 |
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