本发明涉及康复辅具，具体涉及一种康复辅助系统。
背景技术：
1、康复辅具是指为了帮助受伤或患病的人康复而设计的设备或工具。它们可以包括各种物理治疗设备、辅助行走设备、支持性器具等，旨在帮助恢复受伤部位的功能、改善身体姿势、促进肌肉力量和关节灵活性的恢复，以及提高日常生活中的独立性和舒适度。
2、目前，已有的康复辅具在功能性和适应性方面面临一些挑战。例如，部分设备缺乏实时监测和反馈功能使得评估康复进程的效果和调整康复计划变得困难。此外，部分设备缺乏个性化的适应能力，不能有效地适应不同用户的身体状况和康复进程。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种康复辅助系统，以解决如何更好地整合康复辅具的实时监测和个性化适应能力，以提升康复效果和用户体验的问题。
2、第一方面，本发明提供了一种康复辅助系统，包括：柔性外骨骼机器人，包括多个柔性部件；柔性部件中内置多个定位锚点，定位锚点用于定位关节部位的第一位置数据，以监测各个关节部位的运动轨迹；握持感测贴片，贴于目标用具的关键接触点，关键接触点包括反映目标用具进行移动的接触点以及手部在握持目标用具时施加力量的部位对应的接触点；握持感测贴片包括压力传感器和位置传感器，压力传感器用于监测手部施加在目标用具上的力量数据，位置传感器用于监测目标用具在移动过程中的第二位置数据；计算机设备，分别与柔性外骨骼机器人和握持感测贴片进行通信连接；计算机设备用于对柔性外骨骼机器人发送的第一位置数据，以及握持感测贴片发送的力量数据和第二位置数据进行分析，并根据第一分析结果对柔性外骨骼机器人进行控制。
3、本发明实施例提供的康复辅助系统，整合了柔性外骨骼机器人和握持感测贴片，能够同时监测和分析多个关节部位的运动轨迹、手部施加的力量数据以及目标用具的位置数据，从而使得系统能够全面地捕捉和分析用户在康复过程中的动作和力量应用情况。定位锚点、压力传感器和位置传感器的应用，保证了数据的高精度和实时性，系统能够即时监测到用户在康复训练中的动作变化和力量施加情况，为后续的分析和反馈提供了可靠的数据支持。计算机设备通过对收集到的数据进行分析，能够生成个性化的康复训练方案，并实时调整柔性外骨骼机器人的控制，以更好地辅助用户完成康复训练。通过实时监测和数据分析，系统能够帮助康复专业人士更好地跟踪用户的进展和康复效果，系统的反馈和调整能力有助于优化康复训练方案，提升康复效率，缩短康复周期。握持感测贴片使得用户能够轻松地与目标用具进行交互，而柔性外骨骼机器人的柔性部件则增加了系统的适应性，能够适应不同用户的身体特征和康复需求。
4、在一种可选的实施方式中，定位锚点为反光标记点，系统还包括：拍摄装置，用于捕捉反光标记点的反射光，以测量反光标记点的空间位置变化数据；拍摄装置还用于将空间位置变化数据发送至计算机设备；计算机设备还用于对空间位置变化数据进行分析，确定用户的运动姿势。
5、本发明实施例提供的康复辅助系统，定位锚点采用反光标记点，能够在不同环境条件下提供稳定的反射光，使得系统能够精确地测量和记录用户关节部位的空间位置变化数据。拍摄装置用于捕捉反光标记点的反射光，将这些数据实时发送至计算机设备。这种实时的数据传输和处理能力，使得系统能够即时监测和记录用户在康复训练过程中的运动姿势和关节位置变化，为后续分析和调整提供数据支持。计算机设备通过对空间位置变化数据的分析，能够准确地确定用户的运动姿势，使得系统能够实时跟踪和记录用户在康复训练中的具体动作，为康复专业人士提供客观的数据参考。基于精确的运动姿势数据分析，系统能够生成个性化的康复指导和训练方案，这种个性化指导能够根据用户的具体运动状态和进展情况进行调整，提升康复训练的针对性和效果。系统利用反光标记点和拍摄装置的组合，不仅提升了数据采集和分析的效率，还改善了康复过程中对用户运动状态的监测和反馈能力。
6、在一种可选的实施方式中，握持感测贴片还包括六维力传感器，六维力传感器用于测量手部在握持目标用具时各个方向施加的力数据和力矩数据；握持感测贴片用于将力数据和力矩数据发送至计算机设备。
7、本发明实施例提供的康复辅助系统，握持感测贴片集成了六维力传感器，能够准确测量手部在握持目标用具时在各个方向上施加的力量和力矩数据，使得系统能够全面捕捉和记录用户在康复过程中手部的力量应用情况。握持感测贴片能够即时将测得的力数据和力矩数据发送至计算机设备，确保了康复专业人士能够即时获取到用户握持行为的详细数据，为进一步分析和调整康复方案提供支持。计算机设备接收并分析握持感测贴片传来的数据，能够详细记录和分析用户在握持过程中施加的力量和力矩，有助于评估用户握持目标用具的方式和效果，为个性化的康复训练提供实时的反馈和调整。握持感测贴片使得用户能够更加自然和便捷地与目标用具进行交互，而不会受到外部传感器或装置的干扰，有助于提升用户的舒适度和参与感，促进康复训练的积极性和效果。通过整合六维力传感器，系统不仅提升了数据采集的精度和全面性，还增强了康复专业人士对用户康复进展的实时了解和反馈能力。
8、在一种可选的实施方式中，系统还包括：虚拟现实眼镜，包括惯性传感器、近红外光源及图像传感器；惯性传感器用于采集用户的头部运动；近红外光源用于通过照射眼睛的角膜和瞳孔产生反射信号；图像传感器用于采集眼睛的第一图像，以及用于根据获取的反射信号产生第二图像；虚拟现实眼镜还用于将第一图像和第二图像发送至计算机设备；计算机设备用于根据第一图像和第二图像，确定用户的眼睛位置数据和视线位置数据；以及用于对运动姿势、力数据、力矩数据、眼睛位置数据及视线位置数据进行分析，并根据第二分析结果对柔性外骨骼机器人进行控制。
9、本发明实施例提供的康复辅助系统，虚拟现实眼镜内置惯性传感器能够准确地捕捉和记录用户的头部运动，使得系统能够实时追踪用户在康复训练中头部的姿势和运动，为后续的数据分析和控制提供基础。近红外光源和图像传感器的组合用于采集眼睛的图像和反射信号，生成第一和第二图像，使得能够精确获取用户的眼睛位置数据和视线位置数据，为个性化的康复训练提供详细的视觉行为分析。虚拟现实眼镜能够将捕获的第一和第二图像实时发送至计算机设备，确保了康复专业人士能够即时获取用户的眼睛位置和视线数据，为进一步的分析和控制提供支持。计算机设备根据头部运动、眼睛位置、视线位置以及之前提到的运动姿势、力数据和力矩数据等多个数据源进行综合分析，从而有助于深入理解用户的整体行为和康复进展，为制定个性化的康复训练方案提供科学依据。通过第二分析结果对柔性外骨骼机器人进行控制，使得系统能够根据用户的实时状态和行为调整外骨骼机器人的支持力度和运动模式，实现更为精准和有效的康复辅助。
10、在一种可选的实施方式中，虚拟现实眼镜还用于提供模拟真实场景的虚拟训练环境，以使用户在虚拟训练环境中进行训练；虚拟现实眼镜与多媒体情景游戏进行连接，用于根据第二分析结果在虚拟训练环境中向用户提供情景动画和语音提示。
11、本发明实施例提供的康复辅助系统，虚拟现实眼镜能够提供高度逼真的虚拟训练环境，使用户能够在虚拟环境中进行各种康复训练，有助于增强用户的参与感和动机，同时提供更安全、可控的训练环境。虚拟现实眼镜与多媒体情景游戏进行连接，能够根据第二分析结果调整虚拟训练环境中的情景动画和语音提示，能够根据用户的实际表现和康复需求，提供即时的指导和反馈，增强训练的有效性和用户的互动体验。通过提供生动、有趣的虚拟训练环境和与情景游戏的连接，虚拟现实眼镜能够增强用户的参与感和动机，从而有助于用户更积极地参与康复训练，提升康复的效果和用户的治疗体验。虚拟现实眼镜能够根据实时的第二分析结果调整虚拟环境中的情景和提示，为用户提供个性化的康复训练体验，这种实时调整和反馈机制有助于优化康复过程中的训练计划，确保每个用户都能够根据自身需求和进展获得最合适的支持。
12、在一种可选的实施方式中，系统还包括：表面肌电贴片，贴于人体骨骼肌群；表面肌电贴片用于监测人体骨骼肌群的肌电数据，以及用于将肌电数据发送至计算机设备；计算机设备还用于对肌电数据进行分析，并根据第三分析结果确定对应的电刺激信号；以及用于将电刺激信号发送至表面肌电贴片包括的电刺激电极，以对人体骨骼肌群进行电刺激。
13、本发明实施例提供的康复辅助系统，表面肌电贴片被贴在人体骨骼肌群上，用于实时监测肌电数据，肌电数据反映了肌肉的电活动情况，可以用来评估肌肉的收缩情况和力量输出，为康复训练提供客观的生物反馈。表面肌电贴片将捕获的肌电数据实时发送至计算机设备，以确保康复专业人士能够即时获取关于肌肉活动的详细信息，用于后续的分析和处理。计算机设备负责对接收到的肌电数据进行分析。通过第三分析结果，系统能够确定适当的电刺激信号，使得系统能够根据个体的肌肉状态和康复需求，精确地调整电刺激的参数和模式。电刺激信号被发送至表面肌电贴片上的电刺激电极，用于对人体骨骼肌群进行电刺激，这种精准的电刺激控制可以帮助增强肌肉的力量和协调性，促进康复过程中的肌肉重建和功能恢复。
14、在一种可选的实施方式中，定位锚点中包括肩峰定位锚点和肱骨大结节定位锚点；肩峰定位锚点和肱骨大结节定位锚点用于监测肩峰与肱骨大结节之间的初始间距数据和实时间距数据；柔性外骨骼机器人还用于将初始间距数据和实时间距数据发送至计算机设备；计算机设备用于对初始间距数据和实时间距数据进行比较，以及用于根据第一比较结果识别肩关节的脱位情况。
15、本发明实施例提供的康复辅助系统，定位锚点包括肩峰定位锚点和肱骨大结节定位锚点，用于监测肩峰与肱骨大结节之间的初始间距数据和实时间距数据，这些数据反映了肩关节的位置和移动情况，为评估肩关节的稳定性和功能提供了关键信息。柔性外骨骼机器人负责将捕获的初始间距数据和实时间距数据发送至计算机设备，从而确保康复专业人士能够及时获取关于肩关节位置和运动的详细信息，有助于监控肩关节在活动过程中的动态变化。计算机设备接收并处理来自柔性外骨骼机器人的初始间距数据和实时间距数据，通过对这些数据进行比较，计算机设备能够生成第一比较结果，用于识别肩关节的脱位情况或其他异常状态，从而为康复专业人士提供了客观的判断依据，帮助调整治疗方案或采取必要的干预措施。
16、在一种可选的实施方式中，柔性外骨骼机器人包括虎口围压力传感器和虎口距离传感器；虎口围压力传感器用于监测虎口围的初始压力数据和实时压力数据；虎口距离传感器用于监测虎口两侧之间的初始距离和实时距离；计算机设备还用于对虎口围压力传感器发送的初始压力数据和实时压力数据进行比较，得到第二比较结果；以及用于对虎口距离传感器发送的初始距离和实时距离进行比较，得到第三比较结果；计算机设备还用于根据第二比较结果和第三比较结果识别肩关节的脱位情况。
17、本发明实施例提供的康复辅助系统，柔性外骨骼机器人配备了虎口围压力传感器和虎口距离传感器。虎口围压力传感器用于监测虎口围的初始压力数据和实时压力数据，而虎口距离传感器则监测虎口两侧之间的初始距离和实时距离。这些传感器通过实时捕获数据，提供了对肩关节周围环境的详细感知，包括压力和空间变化。虎口围压力传感器和虎口距离传感器捕获的数据被发送至计算机设备。计算机设备负责对虎口围压力传感器和虎口距离传感器发送的初始数据和实时数据进行比较。这些比较产生第二和第三比较结果，用于分析和识别肩关节的脱位情况或其他异常状态。计算机设备根据第二比较结果和第三比较结果，能够识别肩关节是否存在脱位情况，从而帮助康复专业人士及时发现和处理肩关节异常，调整治疗策略并提高治疗效果。
18、在一种可选的实施方式中，柔性外骨骼机器人还包括拉力线，拉力线用于连接柔性外骨骼机器人包括的多个柔性部件；当实时间距数据小于初始间距数据时，计算机设备用于控制拉力线增大提拉力度，以缩短肩峰与肱骨大结节之间的目标间距；当实时压力数据大于初始压力数据且实时距离大于初始距离时，计算机设备用于控制拉力线增大提拉力度，以缩短目标间距。
19、本发明实施例提供的康复辅助系统，柔性外骨骼机器人通过拉力线连接多个柔性部件，这些部件可以根据个体需求进行调整和定制，使得外骨骼系统能够适应不同个体的肩关节运动特征和康复需求。当计算机设备接收到实时距离数据小于初始间距数据时，表明肩峰与肱骨大结节之间的距离未达到预期目标。此时，计算机设备可以控制拉力线增加提拉力度，以缩短目标间距，促进肩关节的正确位置和运动。另一方面，当实时压力数据大于初始压力数据且实时距离大于初始距离时，表明可能存在不良姿势或肩关节位置异常。计算机设备可以通过控制拉力线增大提拉力度，调整柔性外骨骼的支持力度，帮助恢复肩关节的正常状态。这种实时调整和反馈机制使得柔性外骨骼机器人能够根据实际的生理状态和运动需求，提供个性化的治疗支持，这不仅增加了治疗的针对性和效果，还提升了使用者的治疗体验和舒适度。拉力线能够提供外部支持和辅助，有助于控制运动动作，完成难度较大的动作，并改善异常姿势。此外，它还能够增强运动执行效果，使活动更加顺利完成。
20、在一种可选的实施方式中，柔性外骨骼机器人为柔性上肢外骨骼机器人。
21、本发明实施例提供的康复辅助系统，柔性上肢外骨骼机器人配备了肩峰定位锚点、肱骨大结节定位锚点、虎口围压力传感器和虎口距离传感器，能够实时监测肩关节的压力和距离变化，从而可以帮助康复专业人员和用户更准确地评估和改善手部动作，提高治疗效果。柔性上肢外骨骼机器人通过拉力线的控制，能够根据实时数据调整支持力度，帮助用户在康复过程中恢复正常的肩关节功能和稳定性。柔性上肢外骨骼机器人不仅能够实时监测肩关节的状态和运动，还可以记录和分析动作数据。通过收集和分析这些数据，康复专业人员可以量化治疗效果，评估用户的进展，并及时调整治疗方案，以达到更好的康复结果。柔性上肢外骨骼机器人的设计考虑到综合评估和训练的需求，可以有效地帮助用户进行复杂动作的综合评估和训练。这种全面性的训练方法能够提高用户的精细运动技能，增强肌力和躯干稳定性，从而弥补相关技术中上肢评估和训练设备中动作分析、姿势调整控制、手眼协调、肩关节半脱位检测及训练的空缺。
1.一种康复辅助系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位锚点为反光标记点，所述系统还包括：
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，握持感测贴片还包括六维力传感器，所述六维力传感器用于测量手部在握持目标用具时各个方向施加的力数据和力矩数据；
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述虚拟现实眼镜还用于提供模拟真实场景的虚拟训练环境，以使用户在所述虚拟训练环境中进行训练；
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位锚点中包括肩峰定位锚点和肱骨大结节定位锚点；所述肩峰定位锚点和所述肱骨大结节定位锚点用于监测肩峰与肱骨大结节之间的初始间距数据和实时间距数据；
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，柔性外骨骼机器人包括虎口围压力传感器和虎口距离传感器；所述虎口围压力传感器用于监测虎口围的初始压力数据和实时压力数据；所述虎口距离传感器用于监测虎口两侧之间的初始距离和实时距离；
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述柔性外骨骼机器人还包括拉力线，所述拉力线用于连接所述柔性外骨骼机器人包括的多个柔性部件；
10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其特征在于，所述柔性外骨骼机器人为柔性上肢外骨骼机器人。
