獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備，其特征在于，該獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備包括：薄殼體，具有至少頂表面和底表面，所述殼體包括至少一個(gè)力傳感器，所述力傳感器測量施加至所述殼體的所述頂表面的力，并產(chǎn)生響應(yīng)信號；至少一個(gè)用戶反饋單元；控制器，放置在所述殼體內(nèi)部，構(gòu)造成控制所述用戶反饋單元，所述控制器與來自所述力傳感器的所述反饋信號相稱地控制用戶反饋單元。因此能夠獲得一種簡單的獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備，其使患者和／或物理治療師能夠評估由用戶施加到該設(shè)備頂表面的力或重量。
【專利說明】獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備或鍛煉器材，允許用戶利用給用戶和/或治療師的聽覺、視覺和/或觸覺反饋來執(zhí)行交互式訓(xùn)練或鍛煉。本發(fā)明主要用作康復(fù)機(jī)構(gòu)或家庭內(nèi)的訓(xùn)練或鍛煉期間的一部分。
【背景技術(shù)】
[0002]從外科手術(shù)或例如腦部損傷(中風(fēng))康復(fù)的個(gè)體需要物理和可選的認(rèn)知治療以及訓(xùn)練。現(xiàn)在，訓(xùn)練主要通過簡單的鍛煉來實(shí)施，其中患者與物理治療師交互，并使用非反饋式訓(xùn)練設(shè)備和工具，比如在不同顏色的墊上以及其他類似的活動工具上踏步。這些非反饋式設(shè)備缺少給予物理治療師和用戶關(guān)于他/她的表現(xiàn)的反饋的重要特征。這種反饋可包括視聽信號，其例如通過光源和/或揚(yáng)聲器指示出如何進(jìn)行鍛煉。物理治療師在評估例如患者腿上的重量分布時(shí)有困難，即患者將他/她的體重完全置于一條腿上還是平均分布在兩條腿上。
[0003]另一方面，在現(xiàn)在市場上存在非常復(fù)雜的交互式系統(tǒng)，諸如交互式水平視頻屏幕，其中人們能夠通過在水平屏幕附近走動來與該系統(tǒng)交互，并因而根據(jù)他/她的運(yùn)動接收屏幕上的響應(yīng)。
[0004]EP210501A1涉及一種治療訓(xùn)練設(shè)備，包括具有特定形狀的薄殼體，該殼體具有二次頂表面、二次底表面和四個(gè)薄的矩形側(cè)表面。該殼體包括位于頂表面中的向上敞開的空腔以及柔性透明蓋，該殼體具有介于人拳頭尺寸和人腳尺寸之間的范圍內(nèi)的尺寸，并限定出中央部分。力傳感器測量施加在該柔性透明蓋上的力，并產(chǎn)生響應(yīng)信號。該殼體還包括置于空腔內(nèi)的光源和置于殼體內(nèi)的中央處理器，所述光源通過該柔性透明蓋可見，中央處理器根據(jù)特定軟件啟動光源，并根據(jù)特定軟件評估來自力傳感器的響應(yīng)信號。多個(gè)通信裝置位于側(cè)表面上，并由中央處理器控制且與鄰近設(shè)備通信。
[0005]US4, 928，959涉及一種用于為患有骨疾的患者提供主動鍛煉治療的方法和設(shè)備，其中患者撞擊傳感器，以沿患有骨疾的骨的軸線以一定沖擊速率產(chǎn)生沖擊負(fù)荷，測量該沖擊負(fù)荷和沖擊速率，并將它們與期望的沖擊負(fù)荷和沖擊速率值進(jìn)行比較，以確定該患者在撞擊傳感器時(shí)與期望的沖擊負(fù)荷和沖擊速率值接近程度的成功指標(biāo)。該成功指標(biāo)提供給患者作為主動鍛煉治療的反饋，并被記錄。
[0006]US6, 122，846涉及一種用于測量施加至穿戴者腳部的力的裝置和操作方法，當(dāng)腳部的力超過預(yù)先選定的上限或不符合預(yù)先選定的下限時(shí)，該裝置為穿戴者提供指示。公開了一種身體構(gòu)件用于附接在穿戴者的腳部周圍，該身體構(gòu)件具有外部鞋底和由剛性腳板覆蓋的內(nèi)部鞋底部。該腳板包括與腳接觸的上支撐表面。該內(nèi)部鞋底部包括位于其中的至少一個(gè)空腔，具有可局部地附接至該空腔內(nèi)的力感測單元。至少一個(gè)應(yīng)變計(jì)定位在力感測單元上的中點(diǎn)處，并且力感測單元可連接至腳板的下側(cè)。電子裝置安裝在該空腔內(nèi)，并電連接到至少一個(gè)應(yīng)變計(jì)。該電子裝置接收來自應(yīng)變計(jì)的電信號，這些信號與穿戴者的腳對腳板施加重量時(shí)施加在力感測單元上的力相稱，通過信號轉(zhuǎn)換至輸出信號以發(fā)送至位于遠(yuǎn)程定位的接收器和顯示單元中的信號處理裝置。該顯示單元將該輸出信號與上限和下限進(jìn)行比較，并在輸出信號沒達(dá)到下限、或超過上限時(shí)顯示警報(bào)，進(jìn)而輔助受傷下肢的治療康復(fù)。
[0007]US2007 / 021282涉及一種姿態(tài)感知裝置，包括墊、信號發(fā)生元件以及用于檢測施加至該墊的重量并在所檢測的重量超過預(yù)定重量時(shí)啟動信號發(fā)生元件的元件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明應(yīng)該通過以簡單方式基于用戶交互提供反饋信號來幫助并促進(jìn)物理治療師和個(gè)體鍛煉和訓(xùn)練。本發(fā)明的目的是提供一種簡單的獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備，其使得患者和/或物理治療師能夠評估由用戶施加在該設(shè)備頂表面上的力或重量。
[0009]本發(fā)明的另一目的是提供一種用于評估左腳和右腳和/或左手和右手之間的力或重量分布的工具。通過使用兩個(gè)獨(dú)立的治療設(shè)備，用戶的一只腳站在每個(gè)設(shè)備上，物理治療師和/或用戶能夠通過監(jiān)測來自每個(gè)治療訓(xùn)練設(shè)備的用戶反饋信號來評估力或重量分布，所述反饋信號與施加至每個(gè)治療設(shè)備頂表面的力或重量相稱。
[0010]本發(fā)明的另一目的是提供一種用于評估在腳跟和腳趾和/或手掌和指尖之間的力或重量分布的工具。通過使用一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立治療設(shè)備，用戶站立在所述設(shè)備中的至少一個(gè)上，設(shè)備上有至少一只腳，物理治療師和/或用戶能夠通過監(jiān)測來自治療訓(xùn)練設(shè)備的用戶反饋信號來評估腳跟和腳趾之間的力或重量分布，所述反饋信號與設(shè)備頂表面的跟端和趾端之間的力或重量相稱。
[0011]本發(fā)明的另一目的是提供一種基于使用多個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備的簡單治療訓(xùn)練系統(tǒng)，這些設(shè)備獨(dú)立地操作和控制。許多不同顏色的覆蓋物附接至這些設(shè)備，所以這些設(shè)備顯示為不同顏色的平臺。當(dāng)通過踩踏設(shè)備來啟動這些設(shè)備中的每個(gè)的力傳感器時(shí)，產(chǎn)生偽隨機(jī)反饋信號，優(yōu)選為光信號。該設(shè)備指示出偽隨機(jī)顏色，其引導(dǎo)用戶腳踏至匹配所產(chǎn)生的反饋信號的顏色的下一設(shè)備。通過使多個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備以頂表面朝向用戶的方式位于地板上，并構(gòu)造成限定出步行路徑的踏腳石，可以利用所述偽隨機(jī)信號將用戶引導(dǎo)至下一踏腳石或設(shè)備。
[0012]此外，本發(fā)明具有通過簡單的視覺、聽覺和/或觸覺反饋激發(fā)通過交互式訓(xùn)練和鍛煉使用本發(fā)明的個(gè)人的目的。獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備能夠由任何人使用，但主要旨在由患有腦血管(中風(fēng))疾病、不同的障礙或疾病(例如，痙攣性偏癱、雙側(cè)癱瘓或四肢癱瘓、帕金森病以及克羅伊茨費(fèi)爾特一雅各病)的人們使用。
[0013]在第一方面，本發(fā)明涉及一種獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備，其中，該目的通過如權(quán)利要求1前序部分所述的獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，其特征在于，該獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備包括:薄殼體，具有至少頂表面和底表面，所述殼體包括至少一個(gè)力傳感器，所述力傳感器測量施加至所述殼體的所述頂表面的力，并產(chǎn)生響應(yīng)信號；至少一個(gè)用戶反饋單元；控制器，放置在所述殼體內(nèi)部，構(gòu)造成控制所述用戶反饋單元，其特征在于，所述控制器適于與來自所述力傳感器的所述響應(yīng)信號相稱地控制用戶反饋單元，并且所述控制器適于控制用戶反饋單元，使得在啟動所述設(shè)備的力傳感器時(shí)產(chǎn)生偽隨機(jī)反饋信號。
[0014]因此能夠獲得一種獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備，其使得用戶和/或物理治療師能夠評估由用戶施加至該設(shè)備的力和/或重量。相稱意味著在測量力的指定工作范圍內(nèi)，給定的測量力或重量等于響應(yīng)信號的給定信號水平，因此等于用戶反饋信號的給定信號水平，而響應(yīng)信號的另一給定信號水平因此是用戶反饋信號的另一給定信號水平。
[0015]指定工作范圍優(yōu)選是從零至人體重量的范圍內(nèi)的重量。優(yōu)選地，該范圍可由用戶通過用戶界面調(diào)節(jié)。
[0016]通過使一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備以頂表面朝向用戶的方式位于地板上，用戶可以站在一個(gè)或兩個(gè)治療訓(xùn)練設(shè)備上，每只腳位于一個(gè)設(shè)備上，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)用戶的重量如何分布在每條腿上的指示。
[0017]通過使一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備以頂表面朝向用戶的方式懸掛在壁上，用戶可以用他/她的手按壓一個(gè)或兩個(gè)治療訓(xùn)練設(shè)備，每只手按壓一個(gè)設(shè)備，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)用戶的重量如何分布在每只手上的指示。
[0018]獨(dú)立的意味著所述治療訓(xùn)練設(shè)備是獨(dú)立操作和控制的，并且治療訓(xùn)練設(shè)備無需是更大集成系統(tǒng)的一部分。然而多個(gè)獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備可以同時(shí)用作單獨(dú)單元或設(shè)備。
[0019]用戶反饋單元可以是給用戶發(fā)信號的任何裝置，所述信號包括但并不限于可由用戶理解的視覺、聽覺和/或觸覺信號。用戶可以是與該治療訓(xùn)練設(shè)備交互的實(shí)際人員和/或監(jiān)督者，例如物理治療師。
[0020]因此能夠獲得一種簡單的獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備，其使得患者和/或物理治療師能夠評估由用戶施加在該設(shè)備頂表面上的力或重量。
[0021]通過使控制器適于控制用戶反饋單元，使得在啟動所述設(shè)備的力傳感器時(shí)產(chǎn)生偽隨機(jī)反饋信號，進(jìn)而能夠獲得激發(fā)用戶將他/她的手或腳移動至觸碰或站立在另一治療訓(xùn)練設(shè)備上的新位置的手段。通過使多個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備以頂表面朝向用戶的方式位于地板上，并構(gòu)造成限定出步行路徑的踏腳石，可以利用所述隨機(jī)信號將用戶引導(dǎo)至下一踏腳石或設(shè)備。優(yōu)選地，該隨機(jī)信號是預(yù)定不同顏色組的光信號，其匹配不同的獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備的不同顏色。
[0022]通過使多個(gè)獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備以頂表面朝向用戶的方式懸掛在豎直表面上，構(gòu)造成觸摸板，用戶觸碰一個(gè)設(shè)備，并可以通過該隨機(jī)信號而被引導(dǎo)至下一觸摸板或設(shè)備。優(yōu)選地，該隨機(jī)信號是預(yù)定不同顏色組的光信號，其匹配不同的獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備的不同顏色。
[0023]可選擇地，一個(gè)或多個(gè)用戶可在訓(xùn)練或鍛煉期間同時(shí)使用這些設(shè)備。
[0024]可選擇地，該治療訓(xùn)練設(shè)備還包括至少一個(gè)磁體，用于使該設(shè)備易于附接至豎直金屬表面。
[0025]可選擇地，該治療訓(xùn)練設(shè)備還包括用于無線通信的裝置。該無線通信裝置構(gòu)造成將在一個(gè)或多個(gè)力傳感器處獲得的信號發(fā)送至另一設(shè)備和/或中央界面單元。
[0026]可選擇地，該無線通信裝置構(gòu)造成接收來自另一設(shè)備或中央界面單元的信號，以控制該設(shè)備的用戶反饋單元。這種中央界面單元可以是寫字板、計(jì)算機(jī)或游戲設(shè)備。用于無線通信的裝置可以是任何次聲和/或超聲、紅外二極管和/或射頻(RF)發(fā)射器和/或接收器。
[0027]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處在于具有至少兩種不同的操作模式:一種操作模式是控制器與施加到設(shè)備頂表面的力或重量相稱地控制用戶反饋單元；另一種操作模式是在啟動設(shè)備的力傳感器時(shí)產(chǎn)生偽隨機(jī)信號。通過將兩種或多種操作模式結(jié)合在該設(shè)備中，該獨(dú)立的治療設(shè)備將變成多功能設(shè)備，因此節(jié)省了成本，并獲得對用戶的附加價(jià)值。通過使用同一設(shè)備用于通過相稱的響應(yīng)信號的重量轉(zhuǎn)移和平衡鍛煉以及通過偽隨機(jī)功能的視覺運(yùn)動控制鍛煉，能夠獲得諸如成本節(jié)省和時(shí)間節(jié)省的其他協(xié)同效應(yīng)。因此治療師不必具有兩種或多種不同類型的治療訓(xùn)練設(shè)備，并可通過在設(shè)備的用戶界面上改變一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備的操作模式來容易地改變鍛煉目的。
[0028]可選擇地，用戶反饋單元包括至少一個(gè)光源，因此能夠獲得光信號，其中光強(qiáng)與施加到治療訓(xùn)練設(shè)備頂表面的力或重量相稱。
[0029]可選擇地，用戶反饋單元包括多于一個(gè)的光源，其構(gòu)造成視覺量表，通過打開和/或關(guān)閉與所施加力相稱的一定數(shù)量的光源來指示出施加到治療訓(xùn)練設(shè)備頂表面的力或重量。
[0030]可選擇地，光源是發(fā)光二極管，因此能夠獲得功率高效的視覺反饋指示器。
[0031]可選擇地，光源包括多個(gè)不同顏色的發(fā)光二極管，因此能夠?qū)崿F(xiàn)彩色視覺量表，其通過打開和/或關(guān)閉與所施加力相稱的一定數(shù)量的光源來指示出施加到治療訓(xùn)練設(shè)備頂表面的力或重量。
[0032]可選擇地，光源包括至少一個(gè)多色發(fā)光二極管，因此能夠獲得多色視覺量表，其通過根據(jù)與所施加力相稱的色譜來改變量表的顏色，例如從紅色到藍(lán)色，從而指示出施加到治療訓(xùn)練設(shè)備頂表面的力或重量。因此獲得對所施加重量和/或力的易于理解的視覺指示?？蛇x擇地，可以應(yīng)用其他光量表和/或顏色。
[0033]可選擇地，用戶反饋單元包括至少一個(gè)揚(yáng)聲器，因此能夠獲得給用戶的聽覺反饋，其通過改變與所施加力相稱的音調(diào)或頻率來指示出施加到治療訓(xùn)練設(shè)備頂表面的力或重量。這在用戶是盲人或具有低視力時(shí)是有用的。
[0034]可選擇地，用戶反饋單元包括至少一個(gè)揚(yáng)聲器，因此能夠獲得給用戶的聽覺反饋，其通過改變與所施加力相稱的聽覺信號的幅度來指示出施加到治療訓(xùn)練設(shè)備頂表面的力或重量。這可用作可替代的音頻信號。
[0035]可選擇地，揚(yáng)聲器是壓電揚(yáng)聲器。
[0036]可選擇地，用戶反饋單元包括至少振動器，因此能夠獲得給用戶的觸覺反饋，其通過改變與所施加力相稱的頻率或振動模式來指示出施加到治療訓(xùn)練設(shè)備頂表面的力或重量。這可以幫助用戶以觸覺方式接收反饋信號，這能夠有助于物理地刺激用戶。
[0037]可選擇地，用戶反饋單元包括至少振動器，因此能夠獲得給用戶的觸覺反饋，其通過改變與所施加力相稱的振動幅度來指示出施加到治療訓(xùn)練設(shè)備頂表面的力或重量。
[0038]可選擇地，力傳感器是放置在所述殼體的所述頂表面頂部的力敏墊，因此能夠獲得具有最小高度的力傳感器的平坦實(shí)施方式。力敏墊是能夠根據(jù)施加至其表面的力來改變至少一個(gè)電氣參數(shù)的任何材料。電氣參數(shù)可以是電阻、電導(dǎo)或電容。
[0039]可選擇地，力傳感器是放置在所述殼體內(nèi)部的應(yīng)變計(jì)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)力傳感器的替代實(shí)施方式。應(yīng)變計(jì)可以是能夠根據(jù)施加至其表面的力來改變至少一個(gè)電氣參數(shù)的任何部件。電氣參數(shù)可以是電阻、電導(dǎo)或電容。
[0040]可選擇地，力分布壓克力表放置在力傳感器的頂部，以調(diào)節(jié)力傳感器的靈敏度。
[0041]可選擇地，獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備包括至少兩個(gè)力傳感器或具有至少兩個(gè)力感測區(qū)域的力傳感器墊。
[0042]這兩個(gè)力傳感器或傳感器墊構(gòu)造成測量施加至該設(shè)備頂表面的力和/或重量，使得來自傳感器的信號與在腳跟和腳趾和/或手掌和指尖處施加的重量或力相稱。因此能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)信號，其指示出在腳跟和腳趾和/或在手掌和指尖處施加至該設(shè)備的重量和/或力。
[0043]可選擇地，獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備的控制器還適于與施加在至少兩個(gè)力傳感器或兩個(gè)力感測區(qū)域處的重量或力相稱地控制反饋單元。
[0044]因此能夠獲得這樣的信號，其指示出重量或力如何分布在腳跟和腳趾之間和/或手掌和指尖之間。這在訓(xùn)練身體的平衡和姿態(tài)控制時(shí)是有用的。此外，通過將該控制模式添加至該設(shè)備，其將變得更加有用而無需添加額外花費(fèi)。
[0045]可選擇地，該治療訓(xùn)練設(shè)備還包括透明蓋，以保護(hù)用戶反饋單元。
[0046]可選擇地，該治療訓(xùn)練設(shè)備還包括用戶界面，用于通過按壓加或減按鈕來調(diào)節(jié)特定工作范圍。
[0047]可選擇地，該治療訓(xùn)練設(shè)備還包括用戶界面，用于選擇不同的操作模式，在使用該設(shè)備用于手動啟動時(shí)使用特定工作范圍，而另一工作范圍用于腳踏啟動和隨機(jī)模式。
[0048]可選擇地，該治療訓(xùn)練設(shè)備還包括位于底表面底部的第二力傳感器，構(gòu)造成測量作用在治療訓(xùn)練設(shè)備底側(cè)的力，并產(chǎn)生第二響應(yīng)信號。可選擇地，控制器基于來自底表面上的力傳感器的第二響應(yīng)信號控制用戶反饋單元。因此替代的傳感器輸入可用于與施加至頂表面上的第一力傳感器的功能相同的一些或全部功能，而在每側(cè)為該治療訓(xùn)練設(shè)備給出不同功能。
[0049]可選擇地，該治療訓(xùn)練設(shè)備還包括至少一個(gè)磁體，用于使得該設(shè)備易于附接至豎直金屬表面?？蛇x擇地，該治療訓(xùn)練設(shè)備還包括用于無線通信的裝置。該無線通信裝置構(gòu)造成將在一個(gè)或多個(gè)力傳感器處獲得的信號發(fā)送至另一設(shè)備和/或中央界面單元?？蛇x擇地，該無線通信裝置構(gòu)造成接收來自另一設(shè)備或中央界面單元的信號，以控制該設(shè)備的用戶反饋單元。該中央界面單元可以是另一用戶界面、平板計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)或游戲設(shè)備。用于無線通信的裝置可以是任何次聲和/或超聲、紅外二極管和/或射頻(RF)發(fā)射器和/或接收器。
[0050]在另一方面，本發(fā)明涉及一種在訓(xùn)練期間為用戶和/或物理治療師提供反饋手段的方法，其特征在于執(zhí)行至少下述步驟:
[0051]a:執(zhí)行對由用戶施加在獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備頂表面上的力的測量；
[0052]b:基于對所施加力的所述測量來控制至少一個(gè)用戶反饋單元；
[0053]c:所述用戶反饋單元給用戶指示出與施加到獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備頂表面的力相稱的信號。
[0054]該獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備是具有本發(fā)明的一些或全部功能的設(shè)備。
[0055]在第三方面，本發(fā)明涉及獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備或鍛煉器材用于具有體能訓(xùn)練需求的個(gè)體的用途。
[0056]在第四方面，本發(fā)明涉及一種獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備，其中該目的通過如權(quán)利要求1前序部分所述的獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，其特點(diǎn)在于，該獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備包括:薄殼體，具有至少頂表面和底表面，所述殼體包括至少一個(gè)力傳感器，所述力傳感器測量施加至所述殼體的所述頂表面的力，并產(chǎn)生響應(yīng)信號；至少一個(gè)用戶反饋單元；控制器，放置在所述殼體內(nèi)部，用于控制所述用戶反饋單元，所述控制器針對來自所述力傳感器的所述響應(yīng)信號來隨機(jī)地控制用戶反饋單元。
[0057]因此能夠獲得激發(fā)用戶將他/她的手或腳移動至觸碰或站立在另一治療訓(xùn)練設(shè)備上的新位置的手段。
[0058]通過使多個(gè)獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備以頂表面朝向用戶的方式位于地板上，構(gòu)造成限定出步行路徑的踏腳石，用戶可以通過該偽隨機(jī)信號而被引導(dǎo)至下一踏腳石或設(shè)備。優(yōu)選地，該隨機(jī)信號是預(yù)定不同顏色組的光信號，其匹配不同的獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備的不同顏色。
[0059]通過使多個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備以頂表面朝向用戶的方式懸掛與豎直表面上，構(gòu)造成觸摸板，用戶觸碰一個(gè)設(shè)備并可以通過該隨機(jī)信號而被引導(dǎo)至下一觸摸板或設(shè)備。優(yōu)選地，該隨機(jī)信號是預(yù)定不同顏色組的光信號，其匹配不同的獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備的不同顏色。
[0060]可選擇地，一個(gè)或多個(gè)用戶可在訓(xùn)練或鍛煉期間同時(shí)使用這些設(shè)備。
[0061]可選擇地，該治療訓(xùn)練設(shè)備還包括至少一個(gè)磁體，用于使該設(shè)備易于附接至豎直金屬表面。
[0062]可選擇地，該治療訓(xùn)練設(shè)備還包括用于無線通信的裝置。該無線通信裝置構(gòu)造成將在一個(gè)或多個(gè)力傳感器處獲得的信號發(fā)送至另一設(shè)備和/或中央界面單元?？蛇x擇地，該無線通信裝置構(gòu)造成接收來自另一設(shè)備或中央界面單元的信號，以控制該設(shè)備的用戶反饋單元。該中央界面單元可以是寫字板、計(jì)算機(jī)或游戲設(shè)備。用于無線傳輸?shù)难b置可以是任何次聲和/或超聲、紅外二極管和/或射頻(RF)發(fā)射器和/或接收器。應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明和權(quán)利要求書中所用到的術(shù)語“包括”不應(yīng)該解釋為限制于其后所列舉的項(xiàng)目，它不排除其他元件或步驟。因此，表述“設(shè)備包括裝置A和B”的范圍不應(yīng)該限制為設(shè)備僅由部件A和B構(gòu)成。這意味著關(guān)于本發(fā)明，相關(guān)部件僅是A和B。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0063]圖1:根據(jù)本發(fā)明的獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備從頂/左側(cè)觀看的透視圖。
[0064]圖2:不具有力傳感器墊和電池盒蓋的從頂部觀看的本發(fā)明的細(xì)節(jié)的透視圖。
[0065]圖3:從左側(cè)觀看的本發(fā)明的細(xì)節(jié)的透視圖。
[0066]圖4:從底側(cè)觀看的本發(fā)明的細(xì)節(jié)的透視圖。
[0067]圖5:本發(fā)明的控制器的細(xì)節(jié)。
[0068]圖6:本發(fā)明的電氣系統(tǒng)的方框示意圖。
[0069]圖7:從頂/左側(cè)觀看的本發(fā)明的第二實(shí)施方式的透視圖。
[0070]圖8:從底側(cè)觀看的本發(fā)明的第二實(shí)施方式的透視圖。
[0071]圖9:使用本發(fā)明的用戶情景。
[0072]圖10:使用本發(fā)明的第二用戶情景。
[0073]圖11:使用本發(fā)明的第三用戶情景。
[0074]圖12:使用本發(fā)明的第四用戶情景。
[0075]圖13:使用本發(fā)明的第五用戶情景。
[0076]圖14:具有力傳感器墊的獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備的第三實(shí)施方式，力傳感器墊具有兩個(gè)力感測區(qū)域。
[0077]圖15:本發(fā)明的電氣系統(tǒng)的方框示意圖，其中實(shí)施子兩個(gè)或多個(gè)力傳感器。【具體實(shí)施方式】
[0078]參照圖1，示出獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備⑴的頂/左側(cè)視圖。殼體(2)封裝了控制器、電池盒和用戶反饋單元(6)。透明蓋(7)保護(hù)用戶反饋單元(6)。用戶界面(8)位于殼體
(2)的左側(cè)，并可用于選擇該設(shè)備的不同操作模式以及針對力/重量度量的不同工作范圍。力傳感器墊(4)放置在設(shè)備(I)的頂表面(112，圖2)上。
[0079]參照圖2，示出不具有力傳感器墊(4，圖1)和電池盒蓋的獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(101)的頂視圖。示出給該設(shè)備(101)供給動力的三個(gè)電池(110)。還示出殼體(102)、透明蓋
(107)和許多用戶反饋單元(106)。
[0080]參照圖3，示出獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(201)的左側(cè)視圖。圖3中還示出殼體(202)、力傳感器墊(204)、透明蓋(207)和許多用戶反饋單元(206)。
[0081]參照圖4，示出獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(301)的底視圖，其能夠在底表面(303)上看到四個(gè)組裝螺釘(305)和用于壁安裝的兩個(gè)孔(315)。
[0082]參照圖5，示出獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(1，圖1)的控制器(420)的細(xì)節(jié)，其中示出許多用戶反饋單元(406)和集成電路(422)。集成電路是控制器(420)的一部分。
[0083]參照圖6，示出本發(fā)明的電氣系統(tǒng)的方框示意圖，其中示出控制器(520)、為設(shè)備供給動力的電池(510)、力傳感器(512)、集成電路(522)以及許多用戶反饋單元(506)。力傳感器(512)基于施加至設(shè)備(1，圖1)頂表面(112，圖2)的力或重量的測量值來產(chǎn)生電響應(yīng)信號(514)，控制器(520)轉(zhuǎn)換該信號并據(jù)此控制用戶反饋單元(506)。集成電路(522)是控制器(520)的一部分。
[0084]參照圖7，示出從頂/左側(cè)觀看的本發(fā)明的第二實(shí)施方式的透視圖。示出獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(601)的頂/左側(cè)視圖。殼體(602)封裝了控制器、電池盒以及用戶反饋單元(6，圖1)。透明蓋(607)保護(hù)用戶反饋單元(6，圖1)。用戶界面(608)位于殼體(602)的左側(cè)，并可用于選擇該設(shè)備的不同操作模式以及針對力/重量度量的不同工作范圍。力傳感器墊(604)放置在裝置(601)的頂表面(112，圖2)上。
[0085]參照圖8，示出從底部觀看的本發(fā)明的第二實(shí)施方式的透視圖。示出獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(701)的底視圖，其中能夠看到殼體(702)和第二力傳感器(724)。
[0086]參照圖9，示出了使用本發(fā)明的用戶情景。用戶(890)站在兩個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(801)上，每個(gè)設(shè)備上有一只腳，評估用戶每條腿上的重量或力分布。
[0087]參照圖10，示出了使用本發(fā)明的第二用戶情景。多個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(901)安裝在垂直表面(930)上。用戶(990)觸碰一個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(901)，其給出隨機(jī)光信號響應(yīng)，引導(dǎo)用戶(990)觸碰下一個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(901)，下一個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備具有匹配所指示的隨機(jī)光信號顏色的顏色。
[0088]參照圖11，示出了使用本發(fā)明 的第三用戶情景。多個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(1001)位于地板上。用戶(1090)站在一個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(1001)上，其給出隨機(jī)光信號響應(yīng)，弓丨導(dǎo)用戶(1090)站在下一個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(1001)上，下一個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備具有匹配所指示的隨機(jī)光信號顏色的顏色。
[0089]參照圖12，示出了使用本發(fā)明的第四用戶情景。多個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(1101)位于限定出踏腳石路徑的地板上。用戶(1190)站在一個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(1101)上，其給出隨機(jī)光信號響應(yīng)，引導(dǎo)用戶(1190)站在下一個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(1101)上，下一個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備具有匹配所指示的隨機(jī)光信號顏色的顏色。
[0090]參照圖13，示出了使用本發(fā)明的第五用戶情景。多個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(1201)位于限定出踏腳石路徑的地板上。用戶(1290)站在一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(1201)上，其給出隨機(jī)光信號響應(yīng)，引導(dǎo)用戶(1290)站在下一個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(1201)上，下一個(gè)獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備具有匹配所指示的隨機(jī)光信號顏色的顏色。
[0091]參照圖14，示出具有力傳感器墊的獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備的第三實(shí)施方式，其中力傳感器墊具有兩個(gè)力感測區(qū)域。示出獨(dú)立治療訓(xùn)練設(shè)備(1301)的頂/左側(cè)視圖。殼體(1302)封裝了控制器和用戶反饋單元(1306)。透明蓋(1307)保護(hù)用戶反饋單元(1306)。用戶界面(1308)位于殼體(1302)的左側(cè)，并可用于選擇該設(shè)備的不同操作模式以及針對力/重量度量的不同工作范圍。力傳感器墊放置在設(shè)備(1301)頂表面(112，圖2)上，具有兩個(gè)力感測區(qū)域(1330、1331)，力感測區(qū)域構(gòu)造成感測重量和/或力。力傳感器墊的一個(gè)區(qū)域(1330)感測施加至該設(shè)備一半的力，而力傳感器墊的另一區(qū)域(1331)感測施加至該設(shè)備另一半的力。兩個(gè)傳感器獲得的信號被發(fā)送至用戶反饋單元(1306)，所述信號與用戶的腳跟和腳趾和/或手掌和指尖處的重量分布相稱。
[0092]參照圖15，實(shí)施有兩個(gè)或多個(gè)力傳感器(1412、1413)的本發(fā)明的電氣系統(tǒng)的方框示意圖示出控制器(1420)、為設(shè)備供給動力的電池(1410)、力傳感器(1412、1413)、集成電路(1422)以及許多用戶反饋單元(1406)。力傳感器(1412、1413)基于施加至設(shè)備(1，圖1)頂表面(112，圖2)的力或重量的測量值來產(chǎn)生電響應(yīng)信號(1414、1415)，控制器(1420)轉(zhuǎn)換這些信號并據(jù)此控制用戶反饋單元(1406)。集成電路(1422)是控制器(1420)的一部分。
【權(quán)利要求】
1.一種獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備(I, 101，201，301，601，701，801，901，1001，1101，1201，1301)，包括:薄殼體(2，102，202，602，702，1302)，所述殼體至少具有頂表面(112)和底表面(303)，所述殼體(2，102，202，602，702，1302)包括至少一個(gè)力傳感器(4，204，512，604，724，1330，1331)，所述力傳感器(4，204，512，604，724，1330，1331)測量施加至所述殼體(2，102, 202,602, 702, 1302)的所述頂表面(112)的力，并產(chǎn)生響應(yīng)信號(514，1414，1415);至少一個(gè)用戶反饋單元(6，106，206，406，506，1306，1406);以及控制器(420,520，1420)，所述控制器位于所述殼體(2, 102, 202,602, 702, 1302)內(nèi)部，構(gòu)造成控制所述用戶反饋單元(6，106，206, 406, 506，1306，1406)，其特征在于，所述控制器(420，520，1420)適于與來自所述力傳感器(4，204，512，604，724，1412，1413)的所述響應(yīng)信號(514，1414，1415)相稱地控制用戶反饋單元(6，106，206，406，506，1306，1406)，以及 所述控制器(420，520，1420)適于控制用戶反饋單元(6，106，206，406，506，1306，1406)，使得在啟動所述設(shè)備(I, 101，201，301，601，701，801，90I,1001，1101，1201，1301)的力傳感器(4，204，512，604，724，1330，1331，1412，1413)時(shí)產(chǎn)生偽隨機(jī)反饋信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備，其特征在于，所述用戶反饋單元(6，106，206，406，506，1306，1406)包括至少一個(gè)光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備，其特征在于，所述光源是發(fā)光二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備，其特征在于，所述光源包括多個(gè)不同顏色的發(fā)光二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項(xiàng)所述的獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備，其特征在于，所述光源包括至少一個(gè)多彩的發(fā)光二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備，其特征在于，所述用戶反饋單元(6，106，206，406，506，1306，1406)包括至少一個(gè)揚(yáng)聲器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備，其特征在于，所述用戶反饋單元(6，106，206，406，506，1306，1406)包括至少一個(gè)振動器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備，其特征在于，所述力傳感器(4，204，512，604，724，1330，1331，1412，1413)是位于所述殼體(2，102，202，602，702，1302)的所述頂表面(112)頂上的力敏墊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備，其特征在于，所述力傳感器(4，204，512，604，724，1330，1331，1412，1413)是位于所述殼體(2，102，202，602，702，1302)內(nèi)部的應(yīng)變計(jì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備，其特征在于，所述獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備具有至少兩個(gè)力傳感器(4，204，512，604，724，1412，1413)或帶有至少兩個(gè)力感測區(qū)域(1330，1331)的力傳感器墊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備，其特征在于，所述控制器(420, 520, 1420)還適于與在至少兩個(gè)力傳感器或兩個(gè)力感測區(qū)域(1330，1331)處施加的重量或力的差異相稱地調(diào)節(jié)用戶反饋單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備，其特征在于，所述獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備還包括用于無線通信的裝置，所述裝置構(gòu)造成將在一個(gè)或多個(gè)力傳感器處獲得的信號發(fā)送至另一設(shè)備和/或中央界面單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)所述的獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備，其特征在于，所述獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備還包括用于無線通信的裝置，所述裝置構(gòu)造成接收來自另一設(shè)備或中央界面單元的信號以控制該設(shè)備的用戶反饋單元。
14.一種在訓(xùn)練期間給用戶和/或物理治療師提供反饋手段的方法，其特征在于執(zhí)行至少下列步驟: a:執(zhí)行對由用戶施加在獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備頂表面上的力的測量； b:基于對所施加力的所述測量來控制至少一個(gè)用戶反饋單元； c:所述用戶反饋單元給用戶指示出與施加到獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備頂表面的力相稱的信號。
15.一種如權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的獨(dú)立的治療訓(xùn)練設(shè)備的訓(xùn)練或鍛煉具有體能訓(xùn)練需求的個(gè)體 的用途。
【文檔編號】A63B24/00GK103796720SQ201280032747
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月30日
【發(fā)明者】T·A·佩德森, M·霍特 申請人:英諾瓦德公司