CN115294822A - 一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法及装置，所述方法适用于推拿力学检测设备，所述推拿力学检测设备设有柔性力敏传感器；所述方法包括：在用户按压所述推拿力学检测设备时，通过柔性力敏传感器确定用户的按压区域和按压力度；基于所述按压区域与所述按压力度生成并展示应力热力图，以供用户参考。本发明可以基于柔性力敏传感器的间隔排列，可以构建模仿人体触觉的电子皮肤，并通过柔性力敏传感器直接采集用户的按压力度以及按压区域，覆盖模拟人体的监测区域，实现推拿过程中应力大小与分布情况的数据化与可视化呈现，为中医教学以及推拿设备的研发提供指导依据。
Description
技术领域
本发明涉及数据可视化的技术领域，尤其涉及一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法及装置。
背景技术
随着现代人工作节奏加快和老龄化加剧，越来越多的人群受到腰痛背痛、肩周炎、头痛失眠等慢病困扰，处于亚健康状态。为了解决人民的困扰，其中一种常用的治疗手段是中医的推拿，不但实施方便，而且推拿过程无需药物也无创伤，目前有广泛的受众人群。
由于推拿手法中的力道难以客观描述，在教学过程中需要长时间训练与培养。为了提高训练效率，其中一种常用的方法是设置力传感器，由学员按照力传感器，通过力传感器检测按压力度，以进行训练教学。
但目前常用的方式有如下技术问题，通过力传感器仅能检测按压区域的最大力，但中医推拿需要结合复杂的手法，除了按压区域的最大力度外，还需要讲究手掌边缘与手指的力道配合，整个手法中既包含应力大小，又包含了应力的分布区域。因此，现有的检测方式难以反应实际的按压情况，检测不准确。
发明内容
本发明提出一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法及装置，所述方法可以利用推拿力学检测设备采集用户整个手掌的按压力度和按压区域，将力度与区域进行可视化处理，供学员准确且清晰地查看实际按压的情况，以提高教学效率。
本发明实施例的第一方面提供了一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法，所述方法包括：
所述方法适用于推拿力学检测设备，所述推拿力学检测设备设有柔性力敏传感器；
所述方法包括：
在用户按压所述推拿力学检测设备时，通过柔性力敏传感器确定用户的按压区域和按压力度；
基于所述按压区域与所述按压力度生成并展示应力热力图，以供用户参考。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述基于所述按压区域与所述按压力度生成并展示应力热力图，包括：
在预设图像中确定所述按压区域对应的图像区域，其中，预设图像为所述推拿力学检测设备中模仿人体背部结构的图像；
根据所述按压力度的数值大小调整所述图像区域的颜色，并展示调整后的图像区域。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述通过柔性力敏传感器确定用户的按压区域和按压力度，包括：
获取被按压的柔性力敏传感器的电阻值型号，基于所述电阻值型号确定按压区域，并采用所述电阻值型号计算电压值信号；
根据所述电压值信号在预设的力电曲线中查找对应的按压力度。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述推拿力学检测设备，包括：智能终端、控制单元、人体模型外壳和多个柔性力敏传感器；
所述多个柔性力敏传感器相互间隔设置在所述人体模型外壳的背部，所述控制单元设置在所述人体模型外壳的内部，所述控制单元与所述智能终端连接；
所述柔性力敏传感器用于采集用户的按压参数，并将所述按压参数传输至所述控制单元，所述按压参数包括：按压力度与按压区域；
所述控制单元用于对所述按压参数进行调整，并传输至所述智能终端；
所述智能终端用于将调整后的按压参数进行可视化处理，以供用户参考。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述柔性力敏传感器，包括：硬质基底、第一软质弹性体、柔性触觉传感器阵列、第二软质弹性体、第三软质弹性体和弹性织物；
所述硬质基底、第一软质弹性体、柔性触觉传感器阵列、第二软质弹性体、第三软质弹性体和弹性织物依次叠加连接。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述柔性触觉传感器阵列的长度为50-300毫米，所述柔性触觉传感器阵列的宽度为50-300毫米，所述柔性触觉传感器阵列的厚度为0.2-0.5毫米。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述控制单元，包括：若干块集成电路和控制支架；
所述控制支架设有若干个凹槽，每块所述集成电路设置在所述凹槽内。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述集成电路，包括：依次连接的采集电路、数模转换器、主控芯片；
所述采集电路与所述柔性触觉传感器阵列连接。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述推拿力学检测设备，还包括：覆盖在所述多个柔性力敏传感器顶面的蒙皮；
所述蒙皮的厚度为1-20毫米，所述蒙皮的层数为1-5层。
本发明实施例的第二方面提供了一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化装置，所述装置适用于推拿力学检测设备，所述推拿力学检测设备设有柔性力敏传感器；
所述装置包括：
确定模块，用于在用户按压所述推拿力学检测设备时，通过柔性力敏传感器确定用户的按压区域和按压力度；
展示模块，用于基于所述按压区域与所述按压力度生成并展示应力热力图，以供用户参考。
相比于现有技术，本发明实施例提供的一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法及装置，其有益效果在于：本发明可以基于柔性力敏传感器的间隔排列，可以构建模仿人体触觉的电子皮肤，并通过柔性力敏传感器直接采集用户的按压力度以及按压区域，覆盖模拟人体的监测区域，实现推拿过程中应力大小与分布情况的数据化与可视化呈现，为中医教学以及推拿设备的研发提供指导依据。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的推拿力学检测设备的侧视图；
图3是本发明一实施例提供的推拿力学检测设备的主视图；
图4是本发明一实施例提供的控制单元的组成示意图；
图5是本发明一实施例提供的采集电路的电路原理图；
图6是本发明一实施例提供的柔性力敏传感器的结构示意图；
图7是本发明一实施例提供的检测按压力度的操作流程图；
图8是本发明一实施例提供的一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化装置的结构示意图；
图中：控制单元1、人体模型外壳2、柔性力敏传感器3、集成电路4、控制支架5、凹槽6、硬质基底7、第一软质弹性体8、柔性触觉传感器阵列9、第二软质弹性体10、第三软质弹性体11、弹性织物12。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
由于推拿手法中的力道难以客观描述，在教学过程中需要长时间训练与培养。为了提高训练效率，其中一种常用的方法是设置力传感器，由学员按照力传感器，通过力传感器检测按压力度，以进行训练教学。
但目前常用的方式有如下技术问题，通过力传感器仅能检测按压区域的最大力，但中医推拿需要结合复杂的手法，除了按压区域的最大力度外，还需要讲究手掌边缘与手指的阴力配合。因此，现有的检测方式难以反应实际的按压情况，检测不准确。
为了解决上述问题，下面将通过以下具体的实施例对本申请实施例提供的一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法进行详细介绍和说明。
参照图1，示出了本发明一实施例提供的一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法的流程示意图。
在一实施例中，所述方法适用于推拿力学检测设备。
参照图2-3，分别示出了本发明一实施例提供的推拿力学检测设备的侧视图和本发明一实施例提供的推拿力学检测设备的主视图。
在一实施例中，所述推拿力学检测设备，包括：智能终端、控制单元1、人体模型外壳2和多个柔性力敏传感器3；
所述多个柔性力敏传感器3相互间隔设置在所述人体模型外壳2的背部，所述控制单元1设置在所述人体模型外壳2的内部，所述控制单元1与所述智能终端连接；
具体地，人体模型外壳2可以是人体上半身的结构外壳，其内部镂空，控制单元1可以设置在人体模型外壳2的内部，柔性力敏传感器3可以设置在人体模型外壳2的背部位置。
所述柔性力敏传感器3用于采集用户的按压参数，并将所述按压参数传输至所述控制单元1，所述按压参数包括：按压力度与按压区域；
所述控制单元1用于对所述按压参数进行调整，并传输至所述智能终端；
所述智能终端用于将调整后的按压参数进行可视乎处理，以供用户参考。
在一实施例中，所述控制单元1，包括：若干块集成电路4和控制支架5；
所述控制支架5设有若干个凹槽6，每块所述集成电路4设置在所述凹槽6内。
参照图4，示出了本发明一实施例提供的控制单元的组成示意图。
所述集成电路4，包括：依次连接的采集电路、数模转换器、主控芯片；
所述采集电路与所述柔性力敏传感器3连接。
参照图5，示出了本发明一实施例提供的采集电路的电路原理图。具体是通过电阻搭建分压电路。
在使用时，用户可以直接按压在人体模型外壳2上的多个柔性力敏传感器3，然后通过采集带路采集柔性力敏传感器3的变化，并经过数模转换器转换后发送给主控芯片，由主控芯片计算具体的按压力度，最后将按压力度发送给上位机或智能终端，使得智能终端或上位机进行后续的展示处理。
在一实施例中，模数转换器可以是nRF52832自带的ADC的转换器，所述模数转换器的精度为8-16位，优选为12位，数据通道数为1千-10万个，优选为1万个。主控芯片可以是nRF52832微处理器，用于接受采集模块采集到的数据，处理所采集到的信号，控制通信模块与外部设备通信，控制传送给上位机。为了提高数据的传输效率，模数转换器可以通过多通道分选电路以及滤波电路与主控芯片连接，采集到的信号传输给微处理器，之后通过USB接口传输给上位机。
上位机可以是具有显示界面并装有上位机软件的PC端，PC端具有应力热力图显示功能，能够将人体背部模型接受到的应力大小以及应力分布进行实时显示，并具有按压图像录像以及数据记录的作用。
由于本发明可以直接展示用户的按压力度，让用户可以一边观看一边模拟，能更加准确地进行推拿教学，使学员可以更加准确地进行力度调整。
在一实施例中，为了能保护各个柔性力敏传感器3，在一实施例中，所述推拿力学检测设备，还包括：蒙皮。
蒙皮可以覆盖在多个柔性力敏传感器3顶面。
所述蒙皮的厚度为1-20毫米，所述蒙皮的层数为1-5层。
优选地，所述蒙皮的厚度为10毫米；所述蒙皮的层数为2层。
参照图6，示出了本发明一实施例提供的柔性力敏传感器的结构示意图。
所述柔性力敏传感器3，包括：硬质基底7、第一软质弹性体8、柔性触觉传感器阵列9、第二软质弹性体10、第三软质弹性体11和弹性织物12；
所述硬质基底7、第一软质弹性体8、柔性触觉传感器阵列9、第二软质弹性体10、第三软质弹性体11和弹性织物12依次叠加连接。
可选地，所述柔性触觉传感器阵列9的长度为50-300毫米，所述柔性触觉传感器阵列9的宽度为50-300毫米，所述柔性触觉传感器阵列9的厚度为0.2-0.5毫米。
优选地，所述柔性触觉传感器阵列9的长度为250毫米，所述柔性触觉传感器阵列9的宽度为50毫米，所述柔性触觉传感器阵列9的厚度为0.25毫米。
具体地，柔性触觉传感器阵列9的线性响应区间为0-500kPa。
柔性力敏传感器具有轻、薄、柔的特点，能够灵敏响应人体活动所产生的压力，在人体健康监测、疾病预诊断、运动监测、人机交互等方面均有着广泛的应用前景。
可选地，所述第一软质弹性体8、第二软质弹性体10、第三软质弹性体11的材质为硅胶或聚氨酯。优选为硅胶。
其中，作为示例的，所述基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法，可以包括：
S11、在用户按压所述推拿力学检测设备时，通过柔性力敏传感器确定用户的按压区域和按压力度。
在一实施例中，在用户按照在推拿力学检测设备的柔性力敏传感器时，可以获取用户按在柔性力敏传感器的位置，以及所在位置的力度，分别得到按压区域和按压力度。
为了能准确确定按压位置和按压力度，其中，作为示例的，步骤S11可以包括以下子步骤：
S111、获取被按压的柔性力敏传感器的电阻值型号，基于所述电阻值型号确定按压区域，并采用所述电阻值型号计算电压值信号。
在一实施例中，柔性力敏传感器设有多个，每个柔性力敏传感器对应一个电阻值型号。用户在按压时可以立即查找被按压的柔性力敏传感器的电阻值型号，并确定该型号对应的柔性力敏传感器发送按压的区域，得到按压区域。
同时可以计算用户按照柔性力敏传感器所产生的电压值，得到电压值信号。
S112、根据所述电压值信号在预设的力电曲线中查找对应的按压力度。
参照图7，示出了本发明一实施例提供的检测按压力度的操作流程图。
可以通过电压值信号在预设的力电曲线中查找对应的力度，得到按压力度。
S12、基于所述按压区域与所述按压力度生成并展示应力热力图，以供用户参考。
在确定按压区域和按压力度后，可以实时生成对应的应力热力图，让用户查看实时的按压力度和按压区域。
在一可选的实施例中，步骤S12可以包括以下子步骤：
S121、在预设图像中确定所述按压区域对应的图像区域，其中，预设图像为所述推拿力学检测设备中模仿人体背部结构的图像。
S122、根据所述按压力度的数值大小调整所述图像区域的颜色，并展示调整后的图像区域。
具体地，预设图像可以是人体背部结构的图像或者模仿人体背部图形的图像。
基于按压区域确定图像区域，然后根据按压力度调整图像区域中对应图像的颜色，例如，按压力度是数值大，则高亮为红色，按压力度的数值小，则为绿色，按压力度的数值非常小，则为蓝色，如此类推。
其中，多通道的柔性触觉传感器阵列在被按压时，其每个单元的电阻值会发生变化，通过主控芯片的模数转换器(ADC)将电压的值转换为数字格式；进一步的，通过传感器的力-电响应关系，可以将数字格式的电压值，转换成为每一个传感器单元的力值。通过在不同位置显示不同的力值大小，即可呈现出按压图像或者应力热力图。
在本实施例中，本发明实施例提供了一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法，其有益效果在于：本发明可以基于柔性力敏传感器的间隔排列，可以构建模仿人体触觉的电子皮肤，并通过柔性力敏传感器直接采集用户的按压力度以及按压区域，覆盖模拟人体的监测区域，实现推拿过程中应力大小与分布情况的数据化与可视化呈现，为中医教学以及推拿设备的研发提供指导依据。
本发明实施例还提供了一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化装置，参见图8，示出了本发明一实施例提供的一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化装置的结构示意图。
所述装置适用于推拿力学检测设备，所述推拿力学检测设备设有柔性力敏传感器；
其中，作为示例的，所述基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化装置可以包括：
确定模块801，用于在用户按压所述推拿力学检测设备时，通过柔性力敏传感器确定用户的按压区域和按压力度；
展示模块802，用于基于所述按压区域与所述按压力度生成并展示应力热力图，以供用户参考。
可选地，所述展示模块，还用于：
在预设图像中确定所述按压区域对应的图像区域，其中，预设图像为所述推拿力学检测设备中模仿人体背部结构的图像；
根据所述按压力度的数值大小调整所述图像区域的颜色，并展示调整后的图像区域。
可选地，所述确定模块，还用于：
获取被按压的柔性力敏传感器的电阻值型号，基于所述电阻值型号确定按压区域，并采用所述电阻值型号计算电压值信号；
根据所述电压值信号在预设的力电曲线中查找对应的按压力度。
可选地，所述推拿力学检测设备，包括：智能终端、控制单元、人体模型外壳和多个柔性力敏传感器；
所述多个柔性力敏传感器相互间隔设置在所述人体模型外壳的背部，所述控制单元设置在所述人体模型外壳的内部，所述控制单元与所述智能终端连接；
所述柔性力敏传感器用于采集用户的按压参数，并将所述按压参数传输至所述控制单元，所述按压参数包括：按压力度与按压区域；
所述控制单元用于对所述按压参数进行调整，并传输至所述智能终端；
所述智能终端用于将调整后的按压参数进行可视乎处理，以供用户参考。
可选地，所述柔性力敏传感器，包括：硬质基底、第一软质弹性体、柔性触觉传感器阵列、第二软质弹性体、第三软质弹性体和弹性织物；
所述硬质基底、第一软质弹性体、柔性触觉传感器阵列、第二软质弹性体、第三软质弹性体和弹性织物依次叠加连接。
可选地，所述柔性触觉传感器阵列的长度为50-300毫米，所述柔性触觉传感器阵列的宽度为50-300毫米，所述柔性触觉传感器阵列的厚度为0.2-0.5毫米。
可选地，所述控制单元，包括：若干块集成电路和控制支架；
所述控制支架设有若干个凹槽，每块所述集成电路设置在所述凹槽内。
可选地，所述集成电路，包括：依次连接的采集电路、数模转换器、主控芯片；
所述采集电路与所述柔性触觉传感器阵列连接。
可选地，所述推拿力学检测设备，还包括：覆盖在所述多个柔性力敏传感器顶面的蒙皮；
所述蒙皮的厚度为1-20毫米，所述蒙皮的层数为1-5层。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为方便的描述和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
进一步的，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述实施例所述的基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法。
进一步的，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上述实施例所述的基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法，其特征在于，所述方法适用于推拿力学检测设备，所述推拿力学检测设备设有柔性力敏传感器；
所述方法包括：
在用户按压所述推拿力学检测设备时，通过柔性力敏传感器确定用户的按压区域和按压力度；
基于所述按压区域与所述按压力度生成并展示应力热力图，以供用户参考。
2.根据权利要求1所述的基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法，其特征在于，所述基于所述按压区域与所述按压力度生成并展示应力热力图，包括：
在预设图像中确定所述按压区域对应的图像区域，其中，预设图像为所述推拿力学检测设备中模仿人体背部结构的图像；
根据所述按压力度的数值大小调整所述图像区域的颜色，并展示调整后的图像区域。
3.根据权利要求1所述的基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法，其特征在于，所述通过柔性力敏传感器确定用户的按压区域和按压力度，包括：
获取被按压的柔性力敏传感器的电阻值型号，基于所述电阻值型号确定按压区域，并采用所述电阻值型号计算电压值信号；
根据所述电压值信号在预设的力电曲线中查找对应的按压力度。
4.根据权利要求1所述的基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法，其特征在于，所述推拿力学检测设备，包括：智能终端、控制单元、人体模型外壳和多个柔性力敏传感器；
所述多个柔性力敏传感器相互间隔设置在所述人体模型外壳的背部，所述控制单元设置在所述人体模型外壳的内部，所述控制单元与所述智能终端连接；
所述柔性力敏传感器用于采集用户的按压参数，并将所述按压参数传输至所述控制单元，所述按压参数包括：按压力度与按压区域；
所述控制单元用于对所述按压参数进行调整，并传输至所述智能终端；
所述智能终端用于将调整后的按压参数进行可视乎处理，以供用户参考。
5.根据权利要求4所述的基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法，其特征在于，所述柔性力敏传感器，包括：硬质基底、第一软质弹性体、柔性触觉传感器阵列、第二软质弹性体、第三软质弹性体和弹性织物；
所述硬质基底、第一软质弹性体、柔性触觉传感器阵列、第二软质弹性体、第三软质弹性体和弹性织物依次叠加连接。
6.根据权利要求5所述的基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法，其特征在于，所述柔性触觉传感器阵列的长度为50-300毫米，所述柔性触觉传感器阵列的宽度为50-300毫米，所述柔性触觉传感器阵列的厚度为0.2-0.5毫米。
7.根据权利要求4所述的基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法，其特征在于，所述控制单元，包括：若干块集成电路和控制支架；
所述控制支架设有若干个凹槽，每块所述集成电路设置在所述凹槽内。
8.根据权利要求7所述的基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法，其特征在于，所述集成电路，包括：依次连接的采集电路、数模转换器、主控芯片；
所述采集电路与所述柔性触觉传感器阵列连接。
9.根据权利要求1所述的基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法，其特征在于，所述推拿力学检测设备，还包括：覆盖在所述多个柔性力敏传感器顶面的蒙皮；
所述蒙皮的厚度为1-20毫米，所述蒙皮的层数为1-5层。
10.一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化装置，其特征在于，所述装置适用于推拿力学检测设备，所述推拿力学检测设备设有柔性力敏传感器；
所述装置包括：
确定模块，用于在用户按压所述推拿力学检测设备时，通过柔性力敏传感器确定用户的按压区域和按压力度；
展示模块，用于基于所述按压区域与所述按压力度生成并展示应力热力图，以供用户参考。
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|---|---|---|---|
| CN202210840140.4A CN115294822A (zh) | 2022-07-18 | 2022-07-18 | 一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法及装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202210840140.4A CN115294822A (zh) | 2022-07-18 | 2022-07-18 | 一种基于推拿力学检测设备的推拿应力可视化方法及装置 |
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|---|---|
| CN115294822A true CN115294822A (zh) | 2022-11-04 |
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ID=83823357
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- 2022-07-18 CN CN202210840140.4A patent/CN115294822A/zh active Pending
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