CN213941868U - 训练装置及训练系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种训练装置及训练系统。该训练装置，包括：穿戴结构，以及均设置于穿戴结构上的传感组件、电极结构、控制器和通讯组件；穿戴结构用于肢体穿戴；传感组件用于采集肢体的活动参数；电极结构用于刺激肢体发生动作；通讯组件用于与用户终端通信连接；传感组件、电极结构和通讯组件分别与控制器通信连接。本申请实施例实现了穿戴装置穿戴于肢体后，可为肢体训练提供相应的功能，可以有效降低肢体训练的人力成本，传感组件可以采集肢体的活动参数，通讯组件可以将肢体的活动参数发送至用户终端，以便用户终端对这些活动参数进行存储或分析，这样可以实现对训练效果进行实时准确的评价。

Description

训练装置及训练系统

技术领域

本申请涉及肢体训练技术领域，具体而言，本申请涉及一种训练装置及训练系统。

背景技术

脑损伤引起的肢体功能障碍是常见得临床症状之一，严重影响患者的日常生活活动，因此需要对患者的肢体进行有效的恢复性训练。传统的恢复性训练多是在理疗师的人力帮助下对患者的肢体进行重复性的活动训练，存在成本高、或训练过程单调乏味、或训练自主性差、或无法对训练效果进行实时准确的评价等缺陷。

实用新型内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种训练装置及训练系统，用以解决现有技术存在的上述至少一个技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种训练装置，包括：穿戴结构，以及均设置于穿戴结构上的传感组件、电极结构、控制器和通讯组件；

穿戴结构用于肢体穿戴；

传感组件用于采集肢体的活动参数；

电极结构用于刺激肢体发生动作；

通讯组件用于与用户终端通信连接；

传感组件、电极结构和通讯组件分别与控制器通信连接。

第二个方面，本申请实施例提供了一种训练系统，包括：用户终端，和至少一个如第一个方面提供的训练装置；

训练装置的通讯组件与用户终端通信连接。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：将传感组件、电极结构、控制器和通讯组件等集成于穿戴结构上，使得穿戴结构穿戴于肢体后，前述各组件或器件可为肢体训练提供相应的功能，可以有效降低肢体训练的人力成本。

具体地，电极结构在控制器的控制下可以刺激肢体发生动作，控制器容易实现程序的自主设定，即可以提高肢体训练的自主性；传感组件可以采集肢体的活动参数并将采集到的参数发送至控制器；通讯组件可以使控制器与用户终端建立通信连接，通讯组件可将控制器收集到的肢体的活动参数发送至用户终端，以便用户终端对这些活动参数进行存储或分析，这样可以实现对训练效果进行实时准确的评价，通讯组件也可以接收来自用户终端的控制指令，并将该控制指令发送到控制器，以使控制器控制电极结构或传感组件执行相应动作。该控制指令可以是用户终端根据肢体的活动参数反馈的指令，也可以是用户在用户终端另行设定的指令，可以增加肢体训练的趣味性或针对性。

本申请实施例提供的技术方案对脑卒中康复中的应用有积极的推动作用。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种训练装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种训练装置中电极结构的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种训练装置中传感组件、电极结构、振动机构和通讯组件分别与控制器的电连接结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种训练系统的结构的框架示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种训练系统的结构的框架示意图。

图中：

100-穿戴结构；

110-训练部；

120-稳定部；121-连接环；121a-第一开口；121b-连接开关；122-穿戴件；122a-第二开口；123-连接件；

200-传感组件；210-角度传感器；220-压力传感器；230-陀螺仪；240-导线；

300-电极结构；310-导电片；320-绝缘层；330-电极；

400-控制器；

500-通讯组件；

600-振动机构；

700-供电装置；

800-训练装置；

910-用户终端；920-服务器。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本申请的发明人进行研究发现，传统的恢复性训练多是在理疗师的人力帮助下对患者的肢体进行重复性的活动训练，存在成本高、或训练过程单调乏味、或训练自主性差、或无法对训练效果进行实时准确的评价等缺陷。

本申请提供的训练装置及训练系统，旨在解决现有技术的如上技术问题。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

本申请实施例提供了一种训练装置800，该训练装置800的结构示意图如图1所示，包括：穿戴结构100，以及均设置于穿戴结构100上的传感组件200、电极结构300、控制器400和通讯组件500。

穿戴结构100用于肢体穿戴。

传感组件200用于采集肢体的活动参数。

电极结构300用于刺激肢体发生动作。

通讯组件500用于与用户终端910通信连接。

传感组件200、电极结构300和通讯组件500分别与控制器400通信连接。

在本实施例中，将传感组件200、电极结构300、控制器400和通讯组件500等集成于穿戴结构100上，使得穿戴结构100穿戴于肢体后，前述各组件或器件可为肢体训练提供相应的功能，可以有效降低肢体训练的人力成本。

具体地，电极结构300在控制器400的控制下可以刺激肢体发生动作，控制器400容易实现程序的自主设定，即可以提高肢体训练的自主性。

传感组件200可以采集肢体的活动参数并将采集到的参数发送至控制器400。可选地，传感组件200与控制器400之间可以采用信号线电连接，该信号线可以在穿戴结构100的表面布置。

通讯组件500可以使控制器400与用户终端910建立通信连接，通讯组件500可将控制器400收集到的肢体的活动参数发送至用户终端910，以便用户终端910对这些活动参数进行存储或分析，这样可以实现对训练效果进行实时准确的评价，通讯组件500也可以接收来自用户终端910的控制指令，并将该控制指令发送到控制器400，以使控制器400控制电极结构300或传感组件200执行相应动作。

可选地，用户终端910发出的控制指令，可以是用户终端910根据肢体的活动参数反馈的指令，也可以是用户在用户终端910另行设定的指令，可以增加肢体训练的趣味性或针对性。

可选地，通讯组件500可以采用蓝牙、WIFI等通信方式。

可以理解的是，训练装置800可以还包括为各组件或器件提供运行所需电能的供电装置700，例如电池仓。

本申请的发明人考虑到，训练装置800穿戴结构100用于肢体穿戴，并且还需要支持或便于肢体训练。为此，本申请为穿戴结构100提供如下一种可能的实现方式：

如图1所示，本申请实施例的穿戴结构100包括相互连接的训练部110和稳定部120。

根据训练装置800的具体应用所对应的肢体部位，训练部110包括指套、手套、腕套、肘套、肩套、脚套、踝套和膝套中的至少一种。稳定部120包括臂套、腿套和躯干套中的至少一种。

传感组件200设置于训练部110。

电极结构300设置于稳定部120。

在本实施例中，训练部110和稳定部120构成了穿戴结构100的两个功能区，训练部110可用于靠近待训练关节的肢体部分的穿戴，稳定部120可用于远离待训练关节的肢体部分的穿戴。

传感组件200设置于训练部110，可利于采集的肢体活动参数更准确。

电极结构300设置于稳定部120，可利于准确刺激到控制待训练关节的肌肉发生动作，从而实现肢体的自主训练。

可选地，训练部110和稳定部120可以采用可拆卸式连接，例如通过拉链连接，或是通过按扣连接，或是通过魔术贴连接等等。

在前述实施例的基础上，本申请的发明人考虑到穿戴结构100需要具备一定的穿戴便利性。为此，本申请为穿戴结构100提供如下一种可能的实现方式：

如图1所示，本申请实施例的稳定部120包括连接环121、穿戴件122和连接件123。

连接环121为具有第一开口121a的C形环。

穿戴件122具有与第一开口121a对应的第二开口122a，穿戴件122的轴截面也呈C形，穿戴件122与连接环121连接，并沿连接环121的轴向延伸。

连接件123用于连接连接环121的第一开口121a两端和穿戴件122的第二开口122a两端中的至少一处。

在本实施例中，稳定部120中的连接环121的第一开口121a与穿戴件122的第二开口122a相对应，即两开口可以配合形成连贯的穿戴入口，可便于肢体的穿戴。

可选地，连接环121可以采用具有一定弹性且具有一定强度的材料制成，例如塑料，连接环121也可以采用相互铰接的两个刚性圆弧结构，这样连接环121可以实现第一开口121a的开度可变。即在肢体穿戴时，可将第一开口121a的开度增大，以便于肢体的穿戴；肢体穿戴完成后，可将第一开口121a的开度缩小，以利于连接环121与肢体之间的稳固。

可选地，穿戴件122可以采用亲肤材料，例如棉、麻或有机合成材料等，以提高肢体穿戴的舒适度。

稳定部120中的连接件123用于在肢体完成穿戴后，使连接环121的第一开口121a和/或穿戴件122的第二开口122a至少部分连接起来，即避免连接环121的第一开口121a和/或穿戴件122的第二开口122a在训练过程中开度增大，而导致穿戴结构100的稳定部120与肢体脱离。

可选地，连接件123与连接环121或穿戴件122之间，可以配合连接开关121b，以方便连接件123与连接环121或穿戴件122之间的快速连接或脱离，具体地，连接开关121b可以采用按扣的结构，或卡舌、复位弹簧及按钮的结构等。

本申请的发明人考虑到，传感组件200用于采集肢体的活动参数。为此，本申请为传感组件200提供如下一种可能的实现方式：

如图1和图3所示，本申请实施例的传感组件200包括：与控制器400通信连接的角度传感器210。

角度传感器210与穿戴结构100的训练部110连接，并且角度传感器210与肢体的关节对应。

在本实施例中，角度传感器210可以采集训练过程中肢体关节的弯曲程度。

可选地，角度传感器210的身体中有一个孔，可以配合乐高的轴。当连结到RCX(Robotic Command Explorer，机器指令的探险家，乐高玩具机器人技术发明系统组件)上时，例如轴每转过1/16圈，角度传感器210就会计数一次。往一个方向转动时，计数增加，转动方向改变时，计数减少用此原理可以测量肢体关节的实际弯曲程度。

可选地，角度传感器210可以采用魔术贴与穿戴结构100的训练部110连接，也可以采用尼龙布绑在穿戴结构100的训练部110上。

基于前述考虑，本申请为传感组件200提供如下另一种可能的实现方式：

如图1和图3所示，本申请实施例的传感组件200包括：与控制器400通信连接的压力传感器220。

压力传感器220位于穿戴结构100的训练部110靠近肢体的一侧。

在本实施例中，压力传感器220可利用自身对压力的感应特性，将压力转换为模拟电压信号，并发送到控制器400，模拟电压信号经控制器400的处理得到实际压力值，通过通讯组件500将实际压力值发送到用户终端910，以便用户终端910进行存储或分析，例如对肢体的肌力反馈做出评定。

基于前述考虑，本申请为传感组件200提供如下再一种可能的实现方式：

如图1和图3所示，本申请实施例的传感组件200包括：与控制器400通信连接的陀螺仪230。

陀螺仪230与穿戴结构100的训练部110连接。

在本实施例中，陀螺仪230可以确定肢体的位置方向，即可以采集肢体训练过程中的活动轨迹信息，该活动轨迹信息可以用来判断肢体训练的动作是否规范。

可选地，陀螺仪230可以采用魔术贴与穿戴结构100的训练部110连接，也可以采用尼龙布绑在穿戴结构100的训练部110上。

本申请的发明人考虑到，电极结构300用于刺激肢体发生动作。为此，本申请为电极结构300提供如下一种可能的实现方式：

如图2所示，本申请实施例的电极结构300包括：导电片310、绝缘层320和电极330。

导电片310位于绝缘层320靠近肢体的一侧。

电极330的一端与导电片310电连接，另一端穿出绝缘层320并与控制器400电连接。

在本实施例中，导电片310通过电极330与控制器400连接，可在控制器400的控制下实现对肢体放电，肢体的肌肉在电感刺激下可以驱动肢体发生动作。具体地，控制器400可以控制导电片310进行中低频脉冲式放电。

可选地，可将电极结构300设置在与肢体需要治疗部位的对应处，例如说的穴位附近，这样可以更好地起到按摩的作用。

可选地，导电片310朝向肢体的一侧可以设置若干凸起(图中未绘出)，该凸起可以与肢体上的穴位对应，从而可以实现模拟针灸疗法，以及起到按摩治疗的作用。

可选地，可以在导电片310与绝缘层320之间设置发热片，例如电阻发热片等。

本申请的发明人考虑到，肢体经过一定强度的训练后，肢体的肌肉可能会出现疲劳感。为此，本申请为训练装置800提供如下一种可能的实现方式：

如图1和图3所示，本申请实施例的训练装置800还包括：振动机构600。

振动机构600与穿戴结构100的训练部110或稳定部120靠近肢体的一侧连接。

在本实施例中，振动机构600可以为肢体训练提供振动训练，振动训练不仅可以显著增长肢体的最大肌肉力量，而且对肢体的血液流动的外周阻力也有较大积极影响。振动训练提高神经肌肉骨骼控制对于脑卒中偏瘫患者的上肢肌力有改善作用，可以提高此种人群的肢体运动能力。通过调节振动机构600的振动强度、功率或时长，实现肢体降低肌张力的效果。

可选地，振动机构600可以采用电机驱动偏心锤的振动结构。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种训练系统，该训练系统的结构框架示意图如图4所示，包括：用户终端910，和至少一个如第一个方面提供的训练装置800。

训练装置800的通讯组件500与用户终端910通信连接。

在本实施例中，训练装置800的通讯组件500与用户终端910建立通信连接，通讯组件500可将控制器400收集到的肢体的活动参数发送至用户终端910，用户终端910对这些活动参数进行存储或分析，这样可以实现对训练效果进行实时准确的评价。用户终端910也可以将控制指令发送到训练装置800的通讯组件500，进而将该控制指令发送到控制器400，控制器400可以根据该控制指令控制电极结构300或传感组件200或振动机构600等执行相应动作。

可选地，用户终端910发出的控制指令，可以是用户终端910根据肢体的活动参数反馈的指令，也可以是用户在用户终端910另行设定的指令，可以增加肢体训练的趣味性或针对性。

可选地，用户终端910可以是手机、平板电脑和台式电脑中的至少一种。

在一些可能的实施方式中，如图5所示，训练系统还包括：服务器920。

服务器920分别与训练装置800的通讯组件500以及用户终端910通信连接。

在本实施例中，服务器920一方面可以为训练装置800和用户终端910提供通讯连接，这样可以极大地增大训练装置800与用户终端910之间的实际位置距离，即可以实现用户终端910对训练装置800的远程监控。另一方面，服务器920可以作为信息中转站，可以实现训练装置800与用户终端910之间传递信息的备份、或预处理等，降低信息丢失风险，或降低用户终端910的运算量，即降低用户终端910的硬件配置要求。

应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

1、本实施例提供的训练装置800，将传感组件200、电极结构300、控制器400和通讯组件500等集成于穿戴结构100上，使得穿戴结构100穿戴于肢体后，前述各组件或器件可为肢体训练提供相应的功能，可以有效降低肢体训练的人力成本。

2、电极结构300在控制器400的控制下可以刺激肢体发生动作，控制器400容易实现程序的自主设定，即可以提高肢体训练的自主性。

3、通讯组件500可以使控制器400与用户终端910建立通信连接，通讯组件500可将控制器400收集到的肢体的活动参数发送至用户终端910，以便用户终端910对这些活动参数进行存储或分析，这样可以实现对训练效果进行实时准确的评价，通讯组件500也可以接收来自用户终端910的控制指令，并将该控制指令发送到控制器400，以使控制器400控制电极结构300或传感组件200执行相应动作。

4、训练部110和稳定部120构成了穿戴结构100的两个功能区，训练部110可用于靠近待训练关节的肢体部分的穿戴，稳定部120可用于远离待训练关节的肢体部分的穿戴。传感组件200设置于训练部110，可利于采集的肢体活动参数更准确。电极结构300设置于稳定部120，可利于准确刺激到控制待训练关节的肌肉发生动作，从而实现肢体的自主训练。

5、稳定部120中的连接环121的第一开口121a与穿戴件122的第二开口122a相对应，即两开口可以配合形成连贯的穿戴入口，可便于肢体的穿戴。

6、角度传感器210可以采集训练过程中肢体关节的弯曲程度。

7、压力传感器220可利用自身对压力的感应特性，将压力转换为模拟电压信号，并发送到控制器400，模拟电压信号经控制器400的处理得到实际压力值，通过通讯组件500将实际压力值发送到用户终端910，以便用户终端910进行存储或分析，例如对肢体的肌力反馈做出评定。

8、陀螺仪230可以确定肢体的位置方向，即可以采集肢体训练过程中的活动轨迹信息，该活动轨迹信息可以用来判断肢体训练的动作是否规范。

9、振动机构600可以为肢体训练提供振动训练，振动训练不仅可以显著增长肢体的最大肌肉力量，而且对肢体的血液流动的外周阻力也有较大积极影响。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种训练装置，其特征在于，包括：穿戴结构，以及均设置于所述穿戴结构上的传感组件、电极结构、控制器和通讯组件；

所述穿戴结构用于肢体穿戴；

所述传感组件用于采集所述肢体的活动参数；

所述电极结构用于刺激所述肢体发生动作；

所述通讯组件用于与用户终端通信连接；

所述传感组件、所述电极结构和所述通讯组件分别与所述控制器通信连接。

2.根据权利要求1所述的训练装置，其特征在于，所述穿戴结构包括相互连接的训练部和稳定部；

所述训练部包括指套、手套、腕套、肘套、肩套、脚套、踝套和膝套中的至少一种；所述稳定部包括臂套、腿套和躯干套中的至少一种；

所述传感组件设置于所述训练部；

所述电极结构设置于所述稳定部。

3.根据权利要求2所述的训练装置，其特征在于，所述稳定部包括连接环、穿戴件和连接件；

所述连接环为具有第一开口的C形环；

所述穿戴件具有与所述第一开口对应的第二开口，所述穿戴件的轴截面也呈C形，所述穿戴件与所述连接环连接，并沿所述连接环的轴向延伸；

所述连接件用于连接所述连接环的第一开口两端和所述穿戴件的第二开口两端中的至少一处。

4.根据权利要求2或3所述的训练装置，其特征在于，所述传感组件包括：与所述控制器通信连接的角度传感器；

所述角度传感器与所述穿戴结构的所述训练部连接，并且所述角度传感器与所述肢体的关节对应。

5.根据权利要求2或3所述的训练装置，其特征在于，所述传感组件包括：与所述控制器通信连接的压力传感器；

所述压力传感器位于所述穿戴结构的所述训练部靠近所述肢体的一侧。

6.根据权利要求2或3所述的训练装置，其特征在于，所述传感组件包括：与所述控制器通信连接的陀螺仪；

所述陀螺仪与所述穿戴结构的所述训练部连接。

7.根据权利要求2或3所述的训练装置，其特征在于，所述电极结构包括：导电片、绝缘层和电极；

所述导电片位于所述绝缘层靠近所述肢体的一侧；

所述电极的一端与所述导电片电连接，另一端穿出所述绝缘层并与所述控制器电连接。

8.根据权利要求2或3所述的训练装置，其特征在于，所述训练装置还包括：振动机构；

所述振动机构与所述穿戴结构的所述训练部或所述稳定部靠近所述肢体的一侧连接。

9.一种训练系统，其特征在于，包括：用户终端和至少一个如权利要求1-8中任一项所述的训练装置；

所述训练装置的通讯组件与所述用户终端通信连接。

10.根据权利要求9所述的训练系统，其特征在于，所述训练系统还包括：服务器；

所述服务器分别与所述训练装置的通讯组件以及所述用户终端通信连接。

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