專利名稱：數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種康復(fù)器，特別涉及一種數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器。
背景技術(shù)：
目前市面上的手臂康復(fù)器材其內(nèi)部功能和外觀形狀上趨于成熟，但手臂康 復(fù)器作為一種康復(fù)器材使用時(shí)，病人在康復(fù)時(shí)除了進(jìn)行單調(diào)的重復(fù)運(yùn)動(dòng)外，缺 少娛樂性，得不到任何樂趣，使病人鍛煉起來非常的枯燥，最終往往導(dǎo)致人不 能堅(jiān)持鍛煉，而達(dá)不到應(yīng)有的康復(fù)效果。
到目前為止，所有的康復(fù)器和康復(fù)器的發(fā)明大部分均集中在機(jī)械結(jié)構(gòu)的改 進(jìn)上，極少量的虛擬場(chǎng)景康復(fù)器也仍然是停留在電子電路板或嵌入式電腦系統(tǒng)， 這種系統(tǒng)通常開發(fā)周期長，通用性差。特別是嵌入式電腦系統(tǒng)，雖然其單^L成 本低于個(gè)人電腦系統(tǒng)，但其性能卻低于個(gè)人電腦系統(tǒng)，特別是其數(shù)字娛樂功能 更無法與個(gè)人電腦相比，而通用性差的問題也使其成本常常遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于個(gè)人電腦 系統(tǒng)，性價(jià)比嚴(yán)重失常，從而失去了實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種能大大提高了康復(fù)者鍛煉 時(shí)的趣味性及娛樂性的數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為 一種數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器，包括 底架及設(shè)于底架上的機(jī)械手臂康復(fù)機(jī)構(gòu)，該康復(fù)器還包括信號(hào)采集裝置、通信 接口電路、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、及顯示器，該信號(hào)采集裝置用于采集機(jī)械手臂康 復(fù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)，該信號(hào)采集裝置將運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并通 過通信接口電路轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸送至計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī) 控制系統(tǒng)內(nèi)置的娛樂游戲，并通過顯示器顯示該娛樂游戲。
該計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括以下功能模塊信號(hào)接收模塊，用于接收來自通信接口電路的數(shù)字信號(hào)；娛樂處理模塊， 用于處理數(shù)字信號(hào)并驅(qū)動(dòng)其內(nèi)置的娛樂游戲，根據(jù)機(jī)械手臂康復(fù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)模擬娛樂游戲中的虛擬角色；控制模塊，用于控制機(jī)械手臂康復(fù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)。該計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)還包括個(gè)人狀態(tài)辨識(shí)模塊，用于辨識(shí)個(gè)人身體狀態(tài)及 年齡大小。
該機(jī)械手臂康復(fù)機(jī)構(gòu)包括設(shè)于底架上的轉(zhuǎn)盤支架、設(shè)于轉(zhuǎn)盤支架上的轉(zhuǎn)盤 及設(shè)于轉(zhuǎn)盤上的把手；該信號(hào)釆集裝置包括用于測(cè)量轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的方向、運(yùn)動(dòng)角 速度及角加速度的傳感器及將傳感器信號(hào)放大的運(yùn)放電路；該傳感器為紅外傳 感器、光電傳感器、機(jī)械傳感器或磁力傳感器。
數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器通過設(shè)于底架上的高度調(diào)節(jié)桿調(diào)整轉(zhuǎn)盤支架的高低角 度，把手通過設(shè)于轉(zhuǎn)盤中的滑槽中調(diào)整旋轉(zhuǎn)半徑；高度調(diào)節(jié)桿為螺旋調(diào)節(jié)桿。
通信接口電路包括將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、發(fā)出娛樂游戲 控制命令的控制按鍵、及用于處理數(shù)字信號(hào)的處理器；通信接口電路為USB接 口電^各或藍(lán)牙無線傳輸接口電路。該底架上還通過滑軌i殳置一座椅。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過機(jī)械手臂康復(fù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)驅(qū)動(dòng)計(jì)算 機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)置的娛樂游戲，將康復(fù)鍛煉者手臂的各種運(yùn)動(dòng)在娛樂游戲中反映 出來，拓展了手臂康復(fù)器的功能，提高了康復(fù)時(shí)的趣味性，改變了傳統(tǒng)手臂康 復(fù)器單調(diào)重復(fù)，枯燥無味的運(yùn)動(dòng)狀況，極大的提升了康復(fù)器的品質(zhì)和檔次。


圖l、圖2為本發(fā)明數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明信號(hào)采集裝置的電路原理圖； 圖4為本發(fā)明通信接口電路的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
如圖1所示， 一種數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器，包括底架1及設(shè)于底架1上的機(jī) 械手臂康復(fù)機(jī)構(gòu)，該康復(fù)器還包括信號(hào)采集裝置ll、通信接口電路IO、計(jì)算機(jī) 控制系統(tǒng)及顯示器9，該信號(hào)采集裝置11用于采集機(jī)械手臂康復(fù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)，該運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)通過通信接口電路10輸送至計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)狀
態(tài)信號(hào)驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)置的娛樂游戲，并通過顯示器9顯示該娛樂游戲。
該機(jī)械手臂康復(fù)機(jī)構(gòu)包括設(shè)于底架1上的轉(zhuǎn)盤支架5、設(shè)于轉(zhuǎn)盤支架5上的 轉(zhuǎn)盤6及設(shè)于轉(zhuǎn)盤6上的把手7。
本發(fā)明中，該計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件方面包括以下功能模塊信號(hào)接收模塊， 用于接收來自通信接口電路10的數(shù)字信號(hào)；娛樂處理模塊，用于處理數(shù)字信號(hào) 并驅(qū)動(dòng)其內(nèi)置的娛樂游戲，根據(jù)機(jī)械手臂康復(fù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)模擬娛樂游戲中 的虛擬角色；控制模塊，用于控制機(jī)械手臂康復(fù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
該計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件方面包括主機(jī)4、鍵盤3及鼠標(biāo)2，主機(jī)4、鍵盤3、 鼠標(biāo)2及顯示器9可靈活放置，可以安裝在支架上，本實(shí)施例中，將顯示器9 設(shè)于顯示器支架8上，當(dāng)然還將主機(jī)4、鍵盤3、鼠標(biāo)2及顯示器9可以組裝在 一起直接放在電腦桌上。
如圖2所示，數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器大臂高低角度可以通過高度調(diào)節(jié)桿14調(diào) 整，把手7在滑槽17中滑動(dòng)可以調(diào)整旋轉(zhuǎn)半徑，轉(zhuǎn)盤方向通過第一鎖緊螺母16 調(diào)整，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的阻力通過第二鎖緊螺母15調(diào)整。其中，當(dāng)?shù)谝绘i緊螺母16 松開時(shí)，轉(zhuǎn)盤6可以順時(shí)針或逆時(shí)針方向擺動(dòng)，這樣就可以調(diào)整轉(zhuǎn)6盤至合適的 方向，然后再用第一鎖緊螺母16鎖緊。第二鎖緊螺母15頂在轉(zhuǎn)盤6的旋轉(zhuǎn)軸上， 通過調(diào)節(jié)第二鎖緊螺母15的松緊程度可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤6阻力的大小。該高度調(diào)節(jié) 桿14為依螺旋調(diào)節(jié)桿。
如圖3所示，該信號(hào)采集裝置11包括用于測(cè)量轉(zhuǎn)盤6旋轉(zhuǎn)的方向、運(yùn)動(dòng)角 速度及角加速度的傳感器18及將傳感器18信號(hào)放大的運(yùn)放電路19。本發(fā)明中， 該傳感器18為紅外傳感器，除此之外，該傳感器18還可為光電傳感器、才/L^ 傳感器或磁力傳感器。
為了使康復(fù)者具有更舒適的鍛煉環(huán)境，該底架1上還通過滑軌13設(shè)置一座 椅12,座椅12可沿著滑軌13前后調(diào)整位置。
傳感器18采集康復(fù)器上的，并通過通信接口電路10傳遞給計(jì)算才幾控制系 統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的信號(hào)接收模塊接收信號(hào)，并通過娛樂處理模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理，使康復(fù)器與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)預(yù)置的娛樂游戲?qū)悠饋恚軐⒖?復(fù)鍛煉者手臂的各種運(yùn)動(dòng)信息送交計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行處理從而驅(qū)動(dòng)游戲并在
游戲中反映出來，從而驅(qū)動(dòng)游戲中虛擬角色的各種動(dòng)作，如手把7或轉(zhuǎn)盤6的 旋轉(zhuǎn)方向可模擬游戲中虛擬角色的左右及上下動(dòng)作，手把7或轉(zhuǎn)盤6的不同運(yùn)
動(dòng)角速度可模擬游戲中虛擬角色的行動(dòng)速度等。
另外，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)還包括有個(gè)人狀態(tài)辨識(shí)模塊，用于辨識(shí)個(gè)人身體狀 態(tài)及年齡大小?？祻?fù)者依據(jù)個(gè)人身體狀態(tài)、年齡大小來選擇相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷， ^ft泉復(fù)者達(dá)到最佳的鍛煉效果。
如圖4所示，通信接口電路10包括將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、 發(fā)出娛樂游戲控制命令的控制按鍵、及用于處理數(shù)字信號(hào)的處理器。本實(shí)施例 中，該通信接口電路10為USB接口電路，該沖緣轉(zhuǎn)換器的型號(hào)為ADC0804,該 處理器為型號(hào)為CY7C68013的單片機(jī)。
除此之外，上述通信接口電路10還可采用藍(lán)牙無線傳輸接口電路。使用USB 接口電路與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連，用戶可以用USB接口電路上的按鍵，控制不
同類型的游戲和游戲中的不同虛擬角色。
權(quán)利要求
1. 一種數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器，包括底架(1)及設(shè)于底架(1)上的機(jī)械手臂康復(fù)機(jī)構(gòu)，其特征在于該康復(fù)器還包括信號(hào)采集裝置(11)、通信接口電路(10)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、及顯示器(9)，該信號(hào)采集裝置(11)用于采集機(jī)械手臂康復(fù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)，該信號(hào)采集裝置(11)將運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并通過通信接口電路(10)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸送至計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)置的娛樂游戲，并通過顯示器(9)顯示該娛樂游戲。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器，其特征在于該計(jì)算機(jī)控 制系統(tǒng)包括以下功能模塊信號(hào)接收模塊，用于接收來自通信接口電路(10)的數(shù)字信號(hào)； 娛樂處理模塊，用于處理數(shù)字信號(hào)并驅(qū)動(dòng)其內(nèi)置的娛樂游戲，根據(jù)機(jī)械手 臂康復(fù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)模擬娛樂游戲中的虛擬角色；控制模塊，用于控制4;i4成手臂康復(fù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器，其特征在于該計(jì)算機(jī)控 制系統(tǒng)還包括個(gè)人狀態(tài)辨識(shí)模塊，用于辨識(shí)個(gè)人身體狀態(tài)及年齡大小。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器，其特征在于該機(jī)械手臂 康復(fù)機(jī)構(gòu)包括設(shè)于底架(1)上的轉(zhuǎn)盤支架(5)、設(shè)于轉(zhuǎn)盤支架(5)上的轉(zhuǎn)盤(6 )及設(shè)于轉(zhuǎn)盤(6 )上的把手(7 )。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器，其特征在于該信號(hào)采集 裝置(11)包括用于測(cè)量轉(zhuǎn)盤(6)旋轉(zhuǎn)的方向、運(yùn)動(dòng)角速度及角加速度的傳感 器(18 )及將傳感器(18 )信號(hào)放大的運(yùn)放電路(19 )。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器，其特征在于該傳感器(18 ) 為紅外傳感器、光電傳感器、機(jī)械傳感器或磁力傳感器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器，其特征在于數(shù)字娛樂手 臂康復(fù)器通過設(shè)于底架(1)上的高度調(diào)節(jié)桿(14)調(diào)整轉(zhuǎn)盤支架的高低角度， 把手(7)通過設(shè)于轉(zhuǎn)盤中的滑槽(17)中調(diào)整旋轉(zhuǎn)半徑。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器，其特征在于通信接口電 路(IO)包括將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、發(fā)出娛樂游戲控制命令 的控制^4定、及用于處理數(shù)字信號(hào)的處理器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器，其特征在于通信接口電 路(IO)為USB接口電路或藍(lán)牙無線傳輸接口電路。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l至9任一項(xiàng)所述的數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器，其特征在于: 該底架(1)上還通過滑軌(13 )設(shè)置一座椅(12 )。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)字娛樂手臂康復(fù)器，包括底架(1)及設(shè)于底架(1)上的機(jī)械手臂康復(fù)機(jī)構(gòu)，其特征在于該康復(fù)器還包括信號(hào)采集裝置(11)、通信接口電路(10)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及顯示器(9)，該信號(hào)采集裝置(11)用于采集機(jī)械手臂康復(fù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)，該信號(hào)采集裝置(11)將運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并通過通信接口電路(10)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸送至計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)置的娛樂游戲，并通過顯示器(9)顯示該娛樂游戲。本發(fā)明能大大提高康復(fù)者鍛煉時(shí)的趣味性及娛樂性。
文檔編號(hào)A63F13/02GK101279131SQ200810028149
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
發(fā)明者劉明嘉, 俊 盧, 盧啟生, 周少輝, 梁日平, 王紅軍, 鄒湘軍, 陳建科, 黃付文, 黃沛盛 申請(qǐng)人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)