本發(fā)明涉及一種力值測量裝置，應(yīng)用于康復(fù)輔助，并連接計(jì)算機(jī)和機(jī)器人系統(tǒng)使用。

認(rèn)知能力，特別是注意能力，對(duì)受傷后大腦重建和重新學(xué)習(xí)機(jī)能性運(yùn)動(dòng)的能力至關(guān)重要。對(duì)于手臂和手無力的人，傳統(tǒng)治療的作用是結(jié)合認(rèn)知和運(yùn)動(dòng)兩個(gè)方面，執(zhí)行和重復(fù)日常生活所需的任務(wù)。增加此類治療的時(shí)間和強(qiáng)度可以改善患者的恢復(fù)效果，這已被我們熟知。

迄今為止的許多療法都卓有成效但受資源限制(例如監(jiān)督理療、機(jī)器人技術(shù))；或雖為資源節(jié)約型療法但由于缺乏證據(jù)、患者身體條件受限或積極性不高而效果不佳(例如基于互聯(lián)網(wǎng)的練習(xí)，治療性橡皮泥)。具體例子包括：任天堂wii^tm型接口，不具備力量感測功能，且大多數(shù)患者無法使用，或者tyromotion的“pablo”^tm手柄，提供力量感測但不符合要求，限制了對(duì)力量的控制和反饋。除此之外，目前使用移動(dòng)硬件(平板電腦和智能手機(jī)技術(shù))的基于互聯(lián)網(wǎng)的/移動(dòng)應(yīng)用程序(app)康復(fù)軟件不涉及有實(shí)效功能的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，而是側(cè)重點(diǎn)擊、觸摸屏幕和滑動(dòng)動(dòng)作。

本發(fā)明提供一種力值測量機(jī)制，包括兩個(gè)力值輸入構(gòu)件、一對(duì)懸臂彈簧和一個(gè)力值測量裝置。每個(gè)懸臂彈簧的一端由第一個(gè)約束裝置固定，每個(gè)懸臂彈簧的另一端由第二個(gè)約束裝置固定，在第一個(gè)和第二個(gè)約束裝置之間的每個(gè)懸臂彈簧的長度均無約束，可以自由彎曲。約束裝置可以將懸臂彈簧保持為平行狀態(tài)且相互間隔開。力值輸入構(gòu)件可以經(jīng)由約束裝置連接，力值輸入構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)能夠使懸臂彈簧彎曲。通過對(duì)力值測量裝置進(jìn)行設(shè)置可以測量施加在力值輸入構(gòu)件之間的力值。感測的應(yīng)力既可以是壓力也可以是拉力，沒有摩擦力或后沖力。

此力值測量裝置可以內(nèi)置力度傳感器，例如負(fù)載傳感器，或者可以進(jìn)行設(shè)置用來測量此裝置兩部分之間的距離的變化，例如測量兩個(gè)力值輸入構(gòu)件之間的距離。這點(diǎn)可以理解為：輸入構(gòu)件之間或者一個(gè)輸入構(gòu)件與此裝置中一個(gè)或多個(gè)其它部件之間的距離，會(huì)隨作用在力值輸入構(gòu)件上的力度變化而變化。因此，該距離可以用于作用力的測量?；蛘?，此力值測量裝置可以內(nèi)置一個(gè)彎曲度傳感器，用于測量至少一個(gè)彈簧的彎曲。

兩個(gè)懸臂彈簧可以具有相同的無約束長度。當(dāng)對(duì)輸入構(gòu)件之間施加力時(shí)，可以將懸臂彈簧在彎曲時(shí)設(shè)置為保持平行的狀態(tài)。

該裝置還可以內(nèi)置第二對(duì)懸臂彈簧，其中第二對(duì)懸臂彈簧中的每根彈簧的一端可以由第一個(gè)約束裝置固定，第二對(duì)懸臂彈簧中的每根彈簧的另一端可以由第三個(gè)約束裝置固定。第二對(duì)懸臂彈簧中的每根彈簧在第一個(gè)和第三個(gè)約束裝置之間無約束長度，可以自由彎曲。約束裝置可以將每對(duì)懸臂彈簧固定為平行狀態(tài)且相互間隔開。這可以理解為：此裝置可以內(nèi)置多對(duì)懸臂彈簧，例如三對(duì)、四對(duì)、五對(duì)或更多對(duì)懸臂彈簧。

第一個(gè)約束裝置可以將兩對(duì)旋臂彈簧約束到一起。第二個(gè)和第三個(gè)約束裝置可以分別單獨(dú)作用，當(dāng)作用力施加在力值輸入構(gòu)件上時(shí)可以彼此間相對(duì)移動(dòng)。力值輸入構(gòu)件可以附接到單獨(dú)的約束裝置上。力值輸入構(gòu)件可以設(shè)計(jì)為適合人手的大小。

當(dāng)力作用在兩個(gè)力值輸入構(gòu)件之間時(shí)，可以通過設(shè)置實(shí)現(xiàn)第二對(duì)懸臂彈簧的彎曲形狀同第一對(duì)懸臂彈簧保持一致?？梢栽趹冶蹚椈缮习惭b柔度調(diào)節(jié)構(gòu)件，用于調(diào)節(jié)懸臂彈簧的有效彎曲長度。

柔度調(diào)節(jié)構(gòu)件可以設(shè)置一些開口，懸臂彈簧可以穿過開口延伸。調(diào)節(jié)構(gòu)件沿懸臂彈簧的位置可由螺紋軸控制，螺紋軸由調(diào)節(jié)構(gòu)件上的螺紋孔相接?；蛘?，調(diào)節(jié)構(gòu)件可以借助本身直接延伸出來的突起，沿著彈簧滑動(dòng)和調(diào)節(jié)。

該裝置還可以內(nèi)置一個(gè)無線傳輸設(shè)備，用于將力度測量工具上的測量數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程設(shè)備上。該裝置還可以再內(nèi)置一個(gè)運(yùn)動(dòng)傳感器，用以感應(yīng)該裝置的動(dòng)作(在自由空間中)。運(yùn)動(dòng)傳感器可以包括以下任何部件：加速度計(jì)，陀螺儀和磁力計(jì)?？梢愿袘?yīng)此裝備的速度、方向和重力。此外，該裝置還可以再內(nèi)置振動(dòng)觸發(fā)裝置，提供觸覺反饋。振動(dòng)觸發(fā)裝置可以附接到一個(gè)力值輸入構(gòu)件上。振動(dòng)觸發(fā)裝置可以內(nèi)置振動(dòng)式電機(jī)。

該裝置可以反饋力度、位置和觸覺信息。例如，該裝置還可以內(nèi)置一個(gè)引動(dòng)裝置，向用戶提供觸覺反饋或刺激。引動(dòng)裝置可以附接到一個(gè)力值輸入構(gòu)件上，或裝置的其它部分?？梢酝ㄟ^設(shè)置引動(dòng)裝置，提供以下一項(xiàng)或多項(xiàng)信息：至少一個(gè)力值輸入構(gòu)件的震動(dòng)、形狀變化和大小變化。

該裝置還可再包含一個(gè)可移式覆板，覆蓋至少一個(gè)力值輸入構(gòu)件，這樣至少其中一個(gè)力值輸入構(gòu)件的形狀、大小和質(zhì)地可以改變。

本發(fā)明還提供了一種內(nèi)含計(jì)算機(jī)設(shè)備的系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)設(shè)備負(fù)責(zé)運(yùn)行程序和力度測量裝置。該計(jì)算機(jī)設(shè)備從力度測量工具接收力度測量信號(hào)，作為輸入數(shù)據(jù)運(yùn)行該程序。該系統(tǒng)可以為康復(fù)系統(tǒng)。

該裝置還可以再包括一個(gè)或多個(gè)功能的任意可行組合，或本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，現(xiàn)在僅通過示例的方式進(jìn)行描述，并參考附圖。

圖1根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例顯示了力度測量裝置；

圖2根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例顯示了力度測量裝置；

圖3顯示了處于壓縮狀態(tài)的圖2裝置；

圖4顯示了處于拉伸狀態(tài)的圖2和圖3裝置；

圖5顯示了圖2到圖4的變型，允許柔度調(diào)節(jié)；

圖6顯示了圖5裝置，降低柔度；

圖7根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例顯示了一種康復(fù)設(shè)備的分解圖；

圖8顯示了與遠(yuǎn)程設(shè)備相連的圖7康復(fù)設(shè)備；以及

圖9根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例顯示了一種康復(fù)設(shè)備。

圖1顯示為力度測量裝置100，包括一對(duì)懸臂彈簧101和102，位于兩個(gè)相對(duì)的力值輸入構(gòu)件105和106之間。每一根懸臂彈簧由一條彈性材料(比如彈簧鋼)組成，彼此平行且相互間隔。懸臂彈簧在一對(duì)約束塊103和104之間延伸。懸臂彈簧連接到約束塊上，可以以任何方法將懸臂彈簧固定于約束塊，例如夾緊，接合或焊接。在該示例中，每個(gè)懸臂彈簧的末端部分約束在約束塊103和104懸臂的表面上。力值輸入構(gòu)件105和106各自牢固地附接到一個(gè)相應(yīng)的約束塊上，平行于懸臂彈簧延伸，并且在中立(未負(fù)載)狀態(tài)下與它們間隔開。力值輸入構(gòu)件105和106沿著懸臂彈簧101和102的整個(gè)長度延伸，并與它們間隔開。力值輸入構(gòu)件106分為兩部分，與約束塊相連的內(nèi)部部件106a和通過負(fù)載傳感器107連接到內(nèi)部部件上的外部部件106b，因此如果力值輸入部件的外表面相對(duì)擠壓，負(fù)載傳感器可以測量出所施加的力度大小?；蛘撸?fù)載傳感器107可以直接連接到約束塊103一側(cè)，并在另一側(cè)連接到單個(gè)的力值輸入構(gòu)件上。

當(dāng)在力值輸入構(gòu)件105和106之間施力時(shí)，懸臂彈簧101和102會(huì)產(chǎn)生彎曲。彎曲時(shí)，懸臂彈簧保持平行，并且由于懸臂彈簧的無約束長度等于約束塊的長度，約束塊的另一面也保持平行且不旋轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)在力值輸入構(gòu)件之間施力時(shí)，構(gòu)件保持基本平行。

參考圖2，力度測量裝置200包含一對(duì)力值輸入構(gòu)件205和206，彼此平行并相互間隔。第一對(duì)平行的懸臂彈簧201a和201b以及第二對(duì)平行的懸臂彈簧202a和202b，位于力值輸入構(gòu)件205和206之間。所有四個(gè)懸臂彈簧處于平面狀態(tài)且彼此間隔。懸臂彈簧也平行于中性(無負(fù)載)狀態(tài)下的力值輸入部件。

兩對(duì)懸臂彈簧中的每一對(duì)在公共約束塊204與兩個(gè)單獨(dú)的約束塊203a和203b中的其中一個(gè)之間延伸。第一對(duì)懸臂彈簧201a和201b在公共約束塊204和單獨(dú)約束塊203a之間延伸。第二對(duì)懸臂彈簧202a、202b在公共約束塊204和單個(gè)約束塊203b之間延伸。每個(gè)懸臂彈簧的一端均固定在公共約束塊204處，并且每個(gè)桿的一部分被約束在單獨(dú)的約束塊203的其中一個(gè)約束塊上。第一對(duì)懸臂彈簧201在單獨(dú)約束塊203a中具有約束，第二對(duì)懸臂彈簧202在另一個(gè)單獨(dú)約束塊203b中具有約束。

在公共約束塊204中，兩對(duì)懸臂彈簧的四個(gè)約束將懸臂彈簧201a、201b、202a、202b的一部分以平行且線性間隔的位置固定。單獨(dú)的約束塊203將每對(duì)懸臂彈簧201a、201b或202a、202b的一端固定在平行且間隔的位置，但是單獨(dú)約束塊203a、203b是獨(dú)立的約束塊，允許一對(duì)懸臂彈簧201的末端向相對(duì)于另一對(duì)懸臂彈簧202的末端移動(dòng)。單獨(dú)約束塊203通過懸臂彈簧基本上彼此平行固定。

力值輸入構(gòu)件205和206各自連接單獨(dú)約束塊203a和203b。左手力值輸入構(gòu)件205連接對(duì)應(yīng)的左手單獨(dú)約束塊203a，右手力值輸入構(gòu)件206連接對(duì)應(yīng)的右手單獨(dú)約束塊203b。力值輸入構(gòu)件205、206是剛性構(gòu)件。每個(gè)力值輸入構(gòu)件從與單獨(dú)約束塊203的連接處，沿平行于未彎曲的懸臂彈簧的方向，向公共約束塊204延伸。

力值輸入構(gòu)件206中的其中一個(gè)構(gòu)件，具有兩部分組成，與約束塊203b連接的內(nèi)部部件，和用負(fù)載傳感器230與內(nèi)部部分連接的外部構(gòu)件，這樣如果力值輸入構(gòu)件205、206的外表面相對(duì)施壓，負(fù)載傳感器230可以測量施力大小?；蛘?，負(fù)載傳感器230可以直接在一側(cè)與約束塊203b相連，在另一側(cè)與單獨(dú)力值輸入構(gòu)件相連。

當(dāng)在力值輸入構(gòu)件205和206之間施力時(shí)，兩對(duì)懸臂彈簧201和202產(chǎn)生彎曲。彎曲時(shí)，每對(duì)懸臂彈簧保持平行，并且由于懸臂彈簧的無約束長度等于約束塊204、203a、203b的長度，約束塊的相對(duì)表面也保持平行且不旋轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)力施加在它們之間時(shí)，力值輸入構(gòu)件205、206基本上保持平行。

在圖2所示的中立位置中，懸臂彈簧201、202和力值輸入構(gòu)件205、206都位于平行平面中。參考圖3，當(dāng)壓力210施加在力值輸入構(gòu)件205、206之間時(shí)，懸臂彈簧在約束部分之間彎曲。每對(duì)懸臂彈簧彼此平行彎曲，每對(duì)懸臂彈簧彎曲的形狀與另一對(duì)懸臂彈簧保持一致。懸臂彈簧彎曲時(shí)，約束塊203、204不旋轉(zhuǎn)，所有約束塊保持彼此平行。每個(gè)懸臂彈簧的作用就像平行四邊形連桿中的一個(gè)連桿，對(duì)邊總是保持平行。因此，連接到單獨(dú)約束塊203a、203b的力值輸入構(gòu)件205、206在壓力(或張力)作用下不旋轉(zhuǎn)，并且在壓力方向向內(nèi)移動(dòng)的同時(shí)保持彼此平行。

負(fù)載傳感器230測量施加在力值輸入構(gòu)件205、206之間的力?？梢岳斫鉃椋河捎诓恍枰龑?dǎo)裝置來保持力值輸入部件平行，所以在移動(dòng)期間不存在摩擦力或后沖力。因此，系統(tǒng)的靈敏度僅受限于與負(fù)載傳感器相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備的分辨率(即預(yù)放大和數(shù)據(jù)采集)。

在圖4中，拉力220施加到每個(gè)力值輸入構(gòu)件205、206上，具有使懸臂彈簧沿與壓力210相反方向彎曲的效果。這可以通過帶圈來實(shí)現(xiàn)，帶圈能夠?qū)⑷四粗负褪持缸ノ盏牧χ递斎霕?gòu)件固定住。同樣，力值輸入構(gòu)件與約束塊的旋轉(zhuǎn)保持平行。

圖5顯示了具有可調(diào)彈性的力值測量裝置。該裝置與圖2的裝置相同，附加了柔度可調(diào)塊(acb)500。acb500具有四個(gè)開口，每個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)懸臂彈簧，可沿著懸臂彈簧的長度滑動(dòng)。每個(gè)開口與每個(gè)懸臂彈簧周圍緊密貼合，并相對(duì)于其它懸臂彈簧，確定每個(gè)懸臂彈簧的位置。可以通過減小懸臂彈簧的有效(無約束)長度(l)來增加裝置的剛度。這通過將acb500從最接近公共約束塊204的位置向圖6所示的單獨(dú)約束塊203滑動(dòng)來完成。柔量降低了，因?yàn)樵趹冶蹚椈捎行чL度減少的情況下想要實(shí)現(xiàn)相同的壓縮位置意味著；懸臂彈簧必須通過更大的弧度彎曲，而額外的彎曲需要增加裝置的剛度。

圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例展現(xiàn)的中風(fēng)康復(fù)裝置700?？祻?fù)輔助裝置700包括具有可調(diào)柔度的力度測量裝置701，等同于圖5和6中描述的裝置。裝置701具有由彈簧鋼薄條構(gòu)成的四個(gè)懸臂彈簧702。

共同約束塊由三塊塑料(pla)(或其它合適的材料，例如不銹鋼)構(gòu)成，第一個(gè)分離塊704將第一對(duì)懸臂彈簧的兩端分離，第二個(gè)分離塊704將第二對(duì)懸臂彈簧的兩端分離，第三個(gè)分離塊703將這兩對(duì)懸臂彈簧分離。每個(gè)分離塊都用一對(duì)螺栓固定到第三個(gè)(中間位置)分離塊703上，并且螺栓可將懸臂彈簧的兩端固定在分離塊之間。約束塊706和707通過螺栓連接固定在懸臂彈簧的兩端之間。因此，懸臂彈簧的兩端可以固定在約束塊的相對(duì)兩面上?；蛘呖梢岳斫鉃閼冶蹚椈珊图s束塊可以制作為一個(gè)整體。

力值測量裝置701擁有一塊可調(diào)整性滑塊708，它能夠以圖5和圖6所示的方式沿懸臂彈簧上下滑動(dòng)。第一個(gè)分離塊703上有垂直孔洞，孔洞方向與懸臂彈簧的方向相平行。螺紋軸709位于孔內(nèi)，并沿懸臂彈簧間隙向下垂直延伸。螺紋孔位于可調(diào)整性滑塊708的中心，螺紋軸709穿過螺紋孔并通過螺紋與螺紋孔接合。

裝置700包括兩個(gè)力值輸入構(gòu)件711和713。力值輸入構(gòu)件711包括可調(diào)節(jié)手柄711b和支撐件711a，其中可調(diào)節(jié)手柄與支撐件相互關(guān)聯(lián)。支撐件711b使用螺栓固定在其中一塊約束塊706的一端，懸臂彈簧也由螺栓進(jìn)行固定。支撐件711a在與懸臂彈簧相鄰且平行的方向上延伸到相對(duì)自由(無約束)端。支撐件711a具有剛性非柔性結(jié)構(gòu)的通道?？烧{(diào)節(jié)手柄711b裝配在支撐件711a上方，并可通過一系列的齒條相對(duì)于支撐件進(jìn)行定位，鎖定裝置721允許齒條接合和分離以固定或調(diào)整可調(diào)節(jié)手柄的位置，由此可以增加或減少手柄的周長以適應(yīng)不同的手掌尺寸。當(dāng)然可以使用諸如無頭螺釘?shù)绕渌{(diào)節(jié)裝置。

負(fù)載傳感器712裝配到第三個(gè)約束塊707上，且位于第二個(gè)力值輸入部件713和外部懸臂彈簧702之間。第二個(gè)力值輸入構(gòu)件713包括支撐件714和底座715，該構(gòu)件內(nèi)部有容納電池716的隔層，藍(lán)牙通信裝置717和印刷電路板(pcb)718。振動(dòng)馬達(dá)719固定在支撐件714上，它通過電池716接收電力并控制來自印刷電路板718的信號(hào)。固定手柄720通過螺栓連接到支撐件713上，該支撐件713與可調(diào)節(jié)手柄711b相鄰。印刷電路板718由微處理器、模擬信號(hào)調(diào)理子電路和連接器組成。印刷電路板718還可以包括附加的機(jī)載傳感器，例如慣性測量單元(由加速度計(jì)，陀螺儀和磁力計(jì)組成)，以便實(shí)現(xiàn)例如通過空間跟蹤手掌的運(yùn)動(dòng)。

在使用過程中，康復(fù)輔助裝置700可為手臂虛弱的患者或因腦損傷(例如中風(fēng)、多發(fā)性硬化、創(chuàng)傷性腦損傷等)引發(fā)手部靈活度缺陷的患者進(jìn)行評(píng)估和康復(fù)輔助。病人的握力可通過病人擠壓可調(diào)節(jié)手柄711和固定手柄720的力度來評(píng)估。當(dāng)患者抓住裝置手柄時(shí)，力度測量裝置701的懸臂彈簧702會(huì)向內(nèi)彎曲，從而使得固定手柄和可調(diào)節(jié)手柄的力值輸入部件一起移動(dòng)。施加到手柄的力可通過負(fù)載傳感器712進(jìn)行傳遞，該負(fù)載傳感器可通過印刷電路板718將代表力值的信號(hào)發(fā)送到藍(lán)牙裝置717，并最終將信號(hào)傳輸?shù)街T如平板電腦800此類的遠(yuǎn)程設(shè)備上。當(dāng)然，也可以使用諸如電纜、紅外線或wi-fi網(wǎng)絡(luò)此類的信號(hào)傳輸手段。

圖8展示的是帶有遠(yuǎn)程設(shè)備的康復(fù)輔助裝置700，在本例中的遠(yuǎn)程設(shè)備是平板電腦800。平板電腦包括藍(lán)牙發(fā)射機(jī)/接收機(jī)801和處理器802。康復(fù)輔助裝置700可以經(jīng)由其藍(lán)牙裝置717從平板電腦發(fā)送和接收信號(hào)。平板電腦的處理器上有運(yùn)行的計(jì)算機(jī)游戲，患者需要使用康復(fù)輔助裝置進(jìn)行某些力值輸入。該游戲旨在對(duì)患者的精細(xì)運(yùn)動(dòng)技能和注意力提出要求。

警報(bào)可以通過傳送藍(lán)牙信號(hào)的方式從平板電腦800發(fā)送到康復(fù)輔助裝置，在該裝置上，藍(lán)牙設(shè)備717接收信號(hào)并通過印刷電路板718將信號(hào)發(fā)送到振動(dòng)馬達(dá)719，由此警報(bào)信號(hào)傳送到患者。振動(dòng)馬達(dá)719可以向用戶提供觸覺反饋，例如，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的力或一定數(shù)量的力輸入之后，振動(dòng)馬達(dá)719就會(huì)被激活。印刷電路板718或外部設(shè)備可能會(huì)產(chǎn)生警報(bào)。

旋轉(zhuǎn)主軸可以控制懸臂彈簧702上的可調(diào)節(jié)滑塊的位置。旋鈕710位于主軸709的頂部，可以實(shí)現(xiàn)用手來旋轉(zhuǎn)主軸。

該裝置可以通過移動(dòng)與支撐件711a相對(duì)的可調(diào)節(jié)把手711b，來擴(kuò)大或縮小手柄，由此使得手柄大小與患者手掌尺寸相符。這是通過釋放鎖定裝置721，移動(dòng)與支撐件771a上的齒條相對(duì)的可調(diào)整力值輸入構(gòu)件并重新鎖緊鎖定裝置來實(shí)現(xiàn)的。

抓握/擠壓等手掌功能運(yùn)動(dòng)對(duì)日常生活十分重要?？祻?fù)援助裝置是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、易于使用且高度敏感的裝置，能夠在廣泛的力量(包括最嚴(yán)重受損程度>0.1n的閃爍運(yùn)動(dòng))范圍內(nèi)記錄患者的握力。通過藍(lán)牙，手柄能夠連接所有兼容的數(shù)字硬件(pc、平板電腦、手機(jī))，并通過將握力的變化作為控制方法，實(shí)現(xiàn)與引導(dǎo)性和激勵(lì)性康復(fù)游戲軟件的交互。這種交互作用需要結(jié)合認(rèn)知能力和功能運(yùn)動(dòng)的使用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)治療的補(bǔ)充。

該裝置的便攜式特性和連接到移動(dòng)技術(shù)硬件的能力意味著，手握式不僅可以在受監(jiān)督的健身房環(huán)境中由治療師輕松應(yīng)用，而且可以在無人監(jiān)督的治療中讓患者在床邊實(shí)現(xiàn)鍛煉，也可以在家庭環(huán)境或讓患者在“去旅行”這種自我激勵(lì)治療中輕松使用。

此處還可以理解為圖7系統(tǒng)中的彈簧裝置可以加以改進(jìn)，以同圖1的裝置相對(duì)應(yīng)。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，可以對(duì)上述任何實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步的修改，如圖9展示的大致修改，它可以詳細(xì)地對(duì)應(yīng)圖7中的康復(fù)輔助裝置。力度測量裝置，而不是負(fù)載傳感器，可以用于測量兩個(gè)力值輸入構(gòu)件905和906之間的距離。例如，力度測量裝置可以包含一個(gè)光學(xué)傳感器，用于測量部件907和908兩者之間的距離，力值輸入部件905和906各安裝一個(gè)。不過，也可以使用諸如感應(yīng)器或電容傳感器等其它形式的距離測量設(shè)備?？梢岳斫鉃?，即使力值輸入構(gòu)件905,906是不完全剛性且有些柔性的，施加在兩個(gè)力值輸入構(gòu)件905和906之間的力與它們之間的距離之間也存在著某種固定關(guān)系。在這種配置的改進(jìn)版中，可以在與圖中所示設(shè)備的一端相對(duì)的位置上添加另一個(gè)距離測量設(shè)備。通過分離的兩個(gè)輸入構(gòu)件兩端得到的兩個(gè)測量結(jié)果，可以獲得施力的位置以及將輸入構(gòu)件905和906自身靈活性考慮在內(nèi)的更好的測量方法。

此外，在該實(shí)施例中，力值輸入構(gòu)件906包括一個(gè)相對(duì)剛性的內(nèi)部構(gòu)件906a和一個(gè)相對(duì)柔性且覆蓋內(nèi)部構(gòu)件906a外表面的外層或外殼906b。在內(nèi)部構(gòu)件906a和外部構(gòu)件906b之間有一排引動(dòng)器910，每個(gè)構(gòu)件可用于控制內(nèi)部構(gòu)件906a和外部構(gòu)件906b在相應(yīng)區(qū)域上的距離變化。由于外部構(gòu)件906b是柔性的，引動(dòng)器910可以獨(dú)立或以協(xié)調(diào)的方式進(jìn)行操作，以便改變力值輸入構(gòu)件906的外表面形狀。這就允許裝置給出不同類型的主動(dòng)反饋或刺激。例如，可以控制910中的一個(gè)或多個(gè)引動(dòng)器以提供振動(dòng)反饋或刺激，或者可以修改力值輸入構(gòu)件的形狀以使其適應(yīng)于特定用戶或特定任務(wù)。盡管圖示中僅標(biāo)注了其中某一個(gè)輸入構(gòu)件906，但是這種裝置可以在兩個(gè)輸入構(gòu)件905和906上安裝。

加熱元件912也可以嵌入到力值輸入構(gòu)件906中。圖中所示的嵌入位置是靠近輸入構(gòu)件中心的某點(diǎn)，但也可以將其設(shè)計(jì)為條帶或片材的形式，用于加熱力值輸入構(gòu)件的對(duì)應(yīng)區(qū)域，由此為客戶提供反饋、刺激或舒適度。同樣，這種裝置可以設(shè)計(jì)在輸入構(gòu)件905和906中的任一個(gè)或兩者上。

力值輸入構(gòu)件905的另一端外表面有可移式覆板914，在這種情況下，可以通過卡扣緊固件或鋼夾916連接到輸入構(gòu)件905上。在這種設(shè)計(jì)的改進(jìn)中，覆板914可以是柔性的。并且可以按照輸入構(gòu)件905的形狀設(shè)計(jì)覆板形狀。覆板914可以是剛性且有固定形狀的，或可以是柔性的，例如以薄膜覆蓋物的形式。兩個(gè)或多個(gè)可移式覆板可以設(shè)計(jì)成不同的形狀和/或紋理和/或厚度，從而使得力值測量裝置適用于不同活動(dòng)或用戶。再次，輸入構(gòu)件905和906上均可安裝可移式覆板，也可單獨(dú)安裝或是與外部構(gòu)件906b組合在一起。

可以理解為，本文所公開的彈性裝置可以按比例放大或縮小以測量其它身體運(yùn)動(dòng)，例如手指捏力計(jì)。在不同的外殼中，該裝置可以通過將力施加到力值測量裝置上的方法來評(píng)估和訓(xùn)練腳及腳踝的運(yùn)動(dòng)。例如，這對(duì)于改進(jìn)汽車離合器的控制十分有益。

可以理解為，本文所公開的彈性裝置也可以應(yīng)用于康復(fù)以外的其它領(lǐng)域。例如，該裝置可應(yīng)用于通用計(jì)算機(jī)游戲控制器、通用計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)或控制機(jī)器人系統(tǒng)的接口?；蛘?，該裝置可應(yīng)用于腳踏開關(guān)，用來控制需要高度敏感的力度控制的機(jī)器人手術(shù)中所使用的切割工具，或者應(yīng)用于交互式運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練設(shè)備，如用于訓(xùn)練登山者的訓(xùn)練握把設(shè)備。