CN218106681U - 一种重心调整及视觉反馈训练装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种重心调整及视觉反馈训练装置，装置包括：踏板、踏板框架、扶手框架、传感器模块、处理装置、显示装置；踏板与踏板框架相连，且踏板设置于踏板框架内；扶手框架包括第一扶手、第二扶手以及第三扶手，分别与踏板框架固定相连；传感器模块包括设置于踏板上的第一压力传感器，以及设置于第一扶手上的第二压力传感器，以及设置于第三扶手上的第三压力传感器；第一压力传感器由第一数量个子压力传感器组成；处理装置与传感器模块相连，用于接收传感器模块所测得的压力值，并根据压力值的大小生成压力图像；显示装置与处理装置相连，用于显示指示动作，以及患者在进行指示动作时的压力图像，以及非患者在进行指示动作时的压力图像。

Description

一种重心调整及视觉反馈训练装置

技术领域

本申请涉及康复器械领域，具体涉及一种重心调整及视觉反馈训练装置。

背景技术

随着社会的进步，越来越多的老年人开始关注生活质量的提高。但随着年龄的增长，老年人饱受退行性病变和疾病(如，下肢骨折，偏瘫、关节炎、躯干僵硬、肌力下降等)的折磨，由于平衡功能障碍极易发生二次摔伤，严重影响着老年人生活质量。

双足与地面的交互接触是人体运动动态信息中最直观的一种表现，足底压力数据包含了丰富的人体步态与姿态信息，能够帮助判断人当前所处的运动状态，是作为人体辅助运动控制系统输入的重要参考信息来源。同时，对于平衡和步行功能障碍的患者来说，通过分析患者的足底压力，对患者的行进姿态进行调整，以改善患者坐位和站位基底受力不均、重心偏向一侧下肢、足底受力不均、步幅偏小等问题，已经是一种较为常见的康复治疗方式。

但是现有的各类重心调整装置仅能简单地测量患者的足底压力以及步态数据，对双手的辅助力量和坐姿时的臀部压力没有系统分析，还需要专业的医疗人员对患者进行指导，才能逐渐改善患者的运动健康，但仅通过足底压力以及步态数据，并不能有效地了解患者的具体患病情况。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种重心调整及视觉反馈训练装置，包括：

踏板、踏板框架、扶手框架、传感器模块、处理装置、显示装置；所述踏板与所述踏板框架相连，且所述踏板设置于所述踏板框架内；所述扶手框架包括第一扶手、第二扶手以及第三扶手，分别与所述踏板框架固定相连；其中，所述第二扶手设置于所述第一扶手以及所述第三扶手之间，并与所述第一扶手以及所述第三扶手相连；所述传感器模块包括设置于所述踏板上的第一压力传感器，以及设置于所述第一扶手上的第二压力传感器，以及设置于所述第三扶手上的第三压力传感器；所述第一压力传感器由第一数量个子压力传感器组成，用于测量患者的平衡功能数据；所述处理装置与所述传感器模块相连，用于接收所述传感器模块所测得的压力值，并根据所述压力值的大小生成压力图像；所述显示装置与所述处理装置相连，用于显示指示动作，以及所述患者在进行所述指示动作时的压力图像，以及非患者在进行所述指示动作时的压力图像，以使患者根据所述压力图像的对比进行自我调整。

在一个示例中，所述装置还包括倾斜机构；所述倾斜机构设置于所述踏板底部，且与所述踏板以及所述处理装置相连；所述倾斜机构包括第二数量个可伸缩竖杆，且所述可伸缩竖杆一端与所述踏板底部相连。

在一个示例中，所述装置还包括语音指示装置；所述语音指示装置与所述处理装置相连，用于以语音形式提示所述患者进行指示动作。

在一个示例中，所述装置还包括交互模块；所述交互模块设置于所述第二扶手上，用于与所述患者进行交互；所述交互模块至少包括交互屏幕。

在一个示例中，所述装置还包括图像采集装置，与所述处理装置相连，设置于所述扶手框架两侧，用于对所述患者进行动作捕捉。

在一个示例中，所述第一扶手、所述第二扶手以及所述第三扶手由第二数量个可伸缩竖杆进行支撑。

在一个示例中，所述装置还包括存储模块，所述存储模块与所述处理装置相连，用于存储所述患者的历史数据。

在一个示例中，所述装置还包括与患者不同身体部位相连的传动机构，用于捕捉所述患者的动作。

在一个示例中，所述装置还包括储物柜；所述储物柜设置于所述扶手框架一侧，用于存储所述患者的个人物品以及所述患者在进行指示动作时需要用到的模拟障碍物以及模拟负重。

在一个示例中，所述踏板表面还设置有第四压力传感器，所述第四压力传感器由第三数量个子压力传感器组成，且所述第四压力传感器通过第四数量个可伸缩竖杆与所述踏板相连。

本申请提出的技术方案中，患者可以通过显示装置得知自己在进行指示动作时与常人的压力图像区别，从而能够使患者自行改善身体重心；同时，通过在扶手上增设有压力传感器，能够同时获得患者在进行指示动作时需要的外界撑力，从而能够对患者的重心调整进一步分析。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例中一种重心调整及视觉反馈训练装置结构示意图。

其中，1、踏板，2、踏板框架，3、扶手框架，301、第一扶手，302、第二扶手，303、第三扶手，4、显示装置。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的顺序在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，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”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，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该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本申请实施例提供一种重心调整及视觉反馈训练装置，包括：

踏板1、踏板框架2、扶手框架3、传感器模块、处理装置、显示装置。其中，踏板1设置于踏板框2架中间，但两者并不是固定连接，扶手框架3与踏板框架2相连，且扶手框架3包括第一扶手301、第二扶手302以及第三扶手303。当患者站在踏板1上并面向第二扶手302时，从左至右分别是第一扶手301、第二扶手301以及第三扶手303，且第一扶手301的横杆与第三扶手303的横杆平行，第二扶手302的横杆分别与第一扶手301以及第三扶手303垂直连接。传感器模块包括设置于踏板1上的第一压力传感器，以及设置于第一扶手301上的第二压力传感器，以及设置于第三扶手303上的第三压力传感器。需要说明的是，第一压力传感器由第一数量个子压力传感器组成，用于测量患者的平衡功能数据。这里的平衡功能数据应包括步态数据、体态数据、足底压力数据中的至少一种。且这些子压力传感器的传感范围都比较小，在一个实施例中，子压力传感器的具体表现形式可以是直径为25mm的测力称重传感器。而第二压力传感器以及第三压力传感器则设置于第一扶手301以及第三扶手303上，当患者需要扶手支撑时，可以通过第二压力传感器以及第三压力传感器测得此时患者与扶手之间的作用力。

处理装置则与传感器模块相连，用于接收传感器模块所测得的压力值，并根据压力值的大小生成压力图像。为了方便患者能够更加直观的看懂压力图像，可以将压力值较大的区域颜色加深，或者使用红色或是绿色等颜色进行展示。这里的压力图像显示装置4与处理装置相连，用于显示指示动作，以及所述患者在进行所述指示动作时的压力图像，以及非患者在进行所述指示动作时的压力图像。这里的指示动作可以是双脚站立、单脚站立、一下肢向前、向后、向侧方迈步、跨越障碍物等动作。

当患者使用该重心调整及视觉反馈训练装置时，站立在踏板1上，并通过显示装置得知自己要做的指示动作，在进行指示动作的过程中，通过目视显示装置4得知自己的足底压力与常人的足底压力图像的区别，从而自己能够改善自身的重心。同时，本申请提出的技术方案通过在扶手上增设有压力传感器，能够同时获得患者在进行指示动作时需要的外界撑力的大小，从而能够对患者的重心调整进一步分析。

在一个实施例中，在对患者的运动功能以及平衡功能进行分析时，还需要考虑患者站立在斜坡上的足部压力，因此，为了能够测量患者在倾斜平面上的足底压力，可以在装置中增设有与踏板1以及处理装置相连的倾斜机构，该倾斜机构包括第二数量个可伸缩竖杆，且可伸缩竖杆一端与踏板1底部相连，以使倾斜机构能够在处理装置的控制下，将不同的可伸缩竖杆升起不同的角度，从而将踏板1顶起，以达到一定的倾角，从而形成斜面以供患者进行测量。

在一个实施例中，由于平衡和步行功能障碍患者多为老年人，为方便老年患者使用，可以在装置中增设有语音指示装置，其中，语音指示装置与处理装置相连，能够通过语音形式提示患者进行指示动作。以防止位于踏板上的患者看不清显示装置4的内容，从而影响测量结果。

在一个实施例中，为方便患者与重心调整及视觉反馈训练装置进行交互，可以在第二扶手302上设置有交互模块，用于与患者进行交互。其中交互模块应当至少包括交互屏幕，该屏幕可以是触控显示屏，也可以是下方设置有键盘的显示屏幕。

在一个实施例中，为确保患者在踏板1上正常进行指示动作，可以增设有图像采集装置，设置于扶手框架3两侧，用于对患者进行动作捕捉，具体实现方式可以分别在第一扶手301、第二扶手302以及第三扶手303外侧设置有摄像机，以通过摄像机采集患者在踏板1上的动作图像，并通过对动作图像分析，查看患者是否正确进行指示动作。

进一步地，为了同步患者的足底压力测试以及指示动作，可以增设有计时装置，当图像采集装置识别到患者开始进行指示动作时，通过计时装置开始统计各个压力传感器的数据，以使患者进行指示动作的过程中，能够使得压力传感器的变化与患者的指示动作进度同步，从而提高对于患者的分析。

在一个实施例中，由于第一扶手301、第二扶手302、第三扶手303主要用于保护患者，防止患者摔伤，但是由于患者身高不同，因此可以将用于支撑各个扶手横杆的竖杆替换为可伸缩竖杆，以能够根据不同患者的身高改变扶手的高度，以方便不同身高的患者进行测量。

在一个实施例中，由于患者的康复训练通常是个长期过程，因此为了方便患者能够及时看到自己的进步，并记录患者在每个时间段的足底压力情况，可以增设有与处理模块相连的存储模块，每当处理模块生成压力图像之后，由存储模块进行存储，以使得患者在后续的训练过程中能够有历史压力图像做参照，从而提升训练效果。

在一个实施例中，为了进一步精确地捕捉患者的动作，可以在装置中增设有与患者身体各个部位相连的传动机构，用于实现捕捉患者的动作。具体实现方式可以是将惯性传感器动作捕捉设备与患者的大腿、小腿、膝盖等部位进行连接，从而判断患者是否正常进行指示动作。同时，通过动作捕捉设备还能及时观察患者是否存在摔倒等现象。

在一个实施例中，由于在进行指示动作时，可能会存在需要患者进行上台阶、跨越障碍物、单肢负重等动作，同时，如果患者携带有拐杖等助行物品，也会导致测量结果的不准确。因此，装置应该还设置有储物柜，用于存储患者的各类私人物品或是进行指示动作时可能用到的模拟障碍物以及模拟负重。

在一个实施例中，在对重心调整过程中，除了基本的足底压力以及步态数据之外，还可以通过病人在坐姿时的臀部压力来分析患者的平衡功能状况。因此本装置还增设有设置于踏板表面的第四压力传感器，且第四压力传感器由第三数量个子压力传感器组成，且第四压力传感器通过第四数量个可伸缩竖杆与所述踏板相连。在测量臀部压力时，患者通过显示装置的指示，坐于通过可伸缩竖杆升起的第四压力传感器上，从而测得患者的臀部压力。在测量足底压力时，第四压力传感器通过可伸缩竖杆降在踏板表面，与第一压力传感器处于同一平面，此时第四压力传感器也可用于测量患者的足底压力以及步态数据。

需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下、前、后等方位用语,仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态，即产品的行进方向为参考的，而不应该认为是具有限定性的。

其次，需要说明的是，当组件被称为“位于”或“设置于”另一个组件，它可以在另一个组件上或可能同时存在居中组件。当一个组件被称为是“连接于”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种重心调整及视觉反馈训练装置，其特征在于，包括：

踏板、踏板框架、扶手框架、传感器模块、处理装置、显示装置；

所述踏板与所述踏板框架相连，且所述踏板设置于所述踏板框架内；

所述扶手框架包括第一扶手、第二扶手以及第三扶手，分别与所述踏板框架固定相连；其中，所述第二扶手设置于所述第一扶手以及所述第三扶手之间，并与所述第一扶手以及所述第三扶手相连；

所述传感器模块包括设置于所述踏板上的第一压力传感器，以及设置于所述第一扶手上的第二压力传感器，以及设置于所述第三扶手上的第三压力传感器；所述第一压力传感器由第一数量个子压力传感器组成，用于测量患者的平衡功能数据；

所述处理装置与所述传感器模块相连，用于接收所述传感器模块所测得的压力值，并根据所述压力值的大小生成压力图像；

所述显示装置与所述处理装置相连，用于显示指示动作，以及所述患者在进行所述指示动作时的压力图像，以及非患者在进行所述指示动作时的压力图像，以使患者根据所述压力图像的对比进行自我调整。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括倾斜机构；

所述倾斜机构设置于所述踏板底部，且与所述踏板以及所述处理装置相连；

所述倾斜机构包括第二数量个可伸缩竖杆，且所述可伸缩竖杆一端与所述踏板底部相连。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括语音指示装置；

所述语音指示装置与所述处理装置相连，用于以语音形式提示所述患者进行指示动作。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括交互模块；

所述交互模块设置于所述第二扶手上，用于与所述患者进行交互；

所述交互模块至少包括交互屏幕。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括图像采集装置，与所述处理装置相连，设置于所述扶手框架两侧，用于对所述患者进行动作捕捉。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一扶手、所述第二扶手以及所述第三扶手由第二数量个可伸缩竖杆进行支撑。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括存储模块，所述存储模块与所述处理装置相连，用于存储所述患者的历史数据。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与患者不同身体部位相连的传动机构，用于捕捉所述患者的动作。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括储物柜；

所述储物柜设置于所述扶手框架一侧，用于存储所述患者的个人物品以及所述患者在进行指示动作时需要用到的模拟障碍物以及模拟负重。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述踏板表面还设置有第四压力传感器，所述第四压力传感器由第三数量个子压力传感器组成，且所述第四压力传感器通过第四数量个可伸缩竖杆与所述踏板相连。

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