本發明涉及心理康復，具體涉及一種用于青少年的心理康復訓練裝置。

背景技術：

1、青少年時期是個體心理發展的關鍵階段，這一時期的青少年面臨著學業壓力、人際關系、自我認同等多重挑戰，容易產生焦慮、抑郁等心理問題。心理訓練作為一種有效的干預手段，能夠幫助青少年建立積極的心態、提升情緒管理能力、增強自信心和社交技能，從而促進其全面發展。通過心理訓練，青少年可以更好地認識自己，學會應對生活中的壓力和挫折，為未來的成長奠定堅實的基礎。

2、目前，沙盤游戲被廣泛應用于青少年的心理訓練中。沙盤游戲通過讓青少年在沙盤中自由堆砌沙堡或繪制圖案，來表達內心的情感和壓力，具有較好的治療效果。然而，現有的沙盤心理訓練裝置仍存在一些缺陷：首先，傳統的沙盤游戲缺乏個性化的互動體驗。在沙盤游戲中，治療師往往只能通過觀察患者的操作來推測其情緒狀態，而無法實時、準確地獲取患者的情緒數據，從而難以提供個性化的反饋和治療建議；其次，現有的沙盤裝置在環境模擬方面存在不足。雖然沙盤游戲能夠模擬一定的自然環境，但缺乏動態變化的場景和沉浸式體驗，難以充分激發患者的想象力和創造力，限制了治療效果的提升；此外，沙盤游戲的衛生安全性也值得關注。沙鏟等游戲道具在使用過程中容易沾染細菌，而現有的消毒措施往往不夠及時、有效，存在交叉感染的風險。針對以上問題，通過設計一種用于青少年的心理康復訓練裝置，旨在提供個性化的互動體驗、動態變化的環境模擬以及安全衛生的使用條件，從而增強治療效果，幫助青少年患者更好地認識和表達自己的情感，促進情緒的穩定與調節。

技術實現思路

1、為解決上述問題，本發明提供一種用于青少年的心理康復訓練裝置，通過實時監測和分析青少年患者的握力、手部動作及沙子分布數據，動態調整互動組件與視覺場景，形成閉環反饋系統，提供個性化和沉浸式的心理康復訓練體驗。

2、為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種用于青少年的心理康復訓練裝置，包括沙盤和沙鏟，沙盤側壁上固定連接有放置盒，沙鏟放置于放置盒內，沙鏟信號連接有心理治療系統，沙盤頂部固定連接有支撐架，支撐架上設有用于與青少年患者互動的互動組件和用于感應識別青少年患者手部位置的若干紅外感應器，紅外感應器與心理治療系統信號連接；

3、互動組件包括與支撐架側壁固定連接的支座，支座內設有活塞腔，活塞腔內滑動連接有活塞塊，支座底部固定連接有驅動盒，驅動盒內設有用于驅動活塞塊的驅動組件，驅動組件與心理治療系統信號連接，驅動組件與活塞塊固定連接，活塞塊兩側鉸接有對稱設置的連桿，連桿遠離活塞塊的一側均鉸接有凸輪，凸輪均轉動連接于支座上，凸輪上分別同軸固定連接有轉軸，轉軸上均固定連接有互動板；活塞腔上開有若干與支座外部連通的氣孔；

4、沙鏟上可拆卸連接有把手，把手內設有用于通過青少年患者握力感受情緒變化的感應組件，感應組件與心理治療系統信號連接。

5、上述方案的技術原理如下：

6、通過結合沙盤游戲與先進的心理治療系統，利用紅外感應器識別青少年患者的手部位置和動作，以及通過沙鏟上的感應組件捕捉患者的握力變化，從而間接感知其情緒狀態。心理治療系統根據這些實時數據，驅動互動組件進行相應的互動反饋。具體來說，驅動組件根據心理治療系統指令推動活塞塊在活塞腔內滑動，通過連桿和凸輪的傳動機制，帶動互動板進行上下擺動，以吸引患者的注意力并增加互動性。同時，活塞塊的運動擠壓活塞腔內的氣流，通過氣孔排出，模擬沙盤吹風效果。

7、采用上述方案有以下有益效果：

8、1、本方案，通過沙鏟上的感應組件和紅外感應器，能夠實時捕捉青少年患者的握力變化和手部動作，間接反映其情緒狀態。心理治療系統根據這些數據提供個性化的互動反饋，有助于患者更好地認識和表達自己的情感，促進情緒的穩定與調節。

9、2、本方案，通過心理治療系統對互動組件進行動態調整，以吸引患者的注意力并增加互動性。這種互動不僅有助于提升患者的參與感，還能在治療過程中創造積極的情感體驗。

10、3、本方案，活塞塊的運動擠壓活塞腔內的氣流，通過氣孔排出，模擬沙盤吹風效果，為患者提供了一種沉浸式的自然環境體驗。這種體驗有助于放松身心，減輕焦慮和壓力，從而增強心理康復訓練的效果。

11、進一步，感應組件包括固定連接于把手內側壁的第一壓力傳感器，把手外側壁包覆有柔性層。

12、有益效果：第一壓力傳感器能夠精準地測量青少年患者在握持沙鏟時施加的力量大小，由于握力通常與情緒狀態有一定的關聯，使得心理治療系統能夠更準確地捕捉到患者的情緒變化，從而提供更加貼合患者需求的互動反饋。把手部分包覆柔性層，能夠增加握持時的舒適度，減少長時間使用造成的手部疲勞或不適感。

13、進一步，驅動組件包括固定連接于驅動盒內壁的第一電動伸縮桿，第一電動伸縮桿的輸出端同軸固定連接有傳動桿，傳動桿延伸至活塞腔內并與活塞塊固定連接。

14、有益效果：第一電動伸縮桿能夠精確地控制其輸出端的伸縮長度和速度，從而實現對活塞塊在活塞腔內運動的精確控制，確保了互動組件能夠根據心理治療系統的指令進行準確的動態調整，提供符合患者情緒狀態的互動反饋。

15、進一步，沙盤內側壁上環設有若干led顯示屏，led顯示屏均與心理治療系統信號連接。

16、有益效果：通過led顯示屏展示的視覺內容，可以為患者提供直觀的視覺反饋。心理治療系統可以根據患者的實時情緒狀態，當檢測到患者情緒緊張時，led顯示屏可以展示寧靜的自然風光或放松的音樂視頻，以幫助患者緩解緊張情緒。這種視覺反饋與互動組件的動態調整相結合，為患者提供了全方位的治療體驗。

17、進一步，沙盤內底壁設有若干方形口，沙盤底部設有驅動箱，驅動箱內設有若干與方形口一一對應的第二電動伸縮桿，第二電動伸縮桿與心理治療系統信號連接，第二電動伸縮桿的輸出端均固定連接有立柱，立柱頂端均延伸至方形口內且與方形口滑動連接，立柱頂端均固定連接有第二壓力傳感器；

18、當第二電動伸縮桿處于初始狀態時，立柱的上半部位于沙盤內且每根立柱的高度均相等，當第二電動伸縮桿處于收縮狀態時，立柱頂端高度最低與方形口齊平。

19、有益效果：通過第二電動伸縮桿的伸縮運動，可以動態調整立柱在沙盤內的高度，從而改變沙盤表面的形態。這種動態調整能夠為青少年患者提供更加多樣化的沙盤游戲環境，激發他們的創造力和想象力，有助于心理康復訓練的深入進行。立柱頂端固定連接的第二壓力傳感器能夠精準感知患者在沙盤表面施加的壓力大小。這種壓力感知功能有助于心理治療系統更準確地捕捉患者的情緒狀態和身體反應，從而提供更加貼合患者需求的互動反饋和治療方案。

20、進一步，放置盒內設有與心理治療系統信號連接的紫外線消毒燈。

21、有益效果：紫外線消毒燈能夠有效殺滅放置盒內沙鏟等物品表面的細菌、病毒等微生物，確保患者在使用沙鏟進行沙盤游戲時的衛生安全。這種消毒措施有助于降低交叉感染的風險，保護患者的健康。

22、進一步，心理治療系統包括接收模塊、分析與反饋模塊、控制模塊、沙盤場景模塊、數據分析模塊和消毒模塊；

23、接收模塊用于實時接收第一壓力傳感器采集的握力數據、第二壓力傳感器采集的沙子分布數據，以及紅外感應器傳輸的識別數據，并將握力數據、沙子分布數據和識別數據同時傳輸至控制模塊和分析與反饋模塊；

24、分析與反饋模塊用于通過分析青少年患者的握力數據、識別數據識別的青少年患者手部動作和沙子分布數據的堆砌程度，綜合分析出青少年患者的情緒狀態數據，并傳輸至控制模塊、沙盤場景模塊和數據分析模塊；

25、控制模塊用于根據握力數據和識別數據控制第一電動伸縮桿以啟動互動板與青少年患者互動；

26、沙盤場景模塊用于根據情緒狀態數據調整led顯示屏色溫，還用于根據沙子分布數據控制第二電動伸縮桿推動或下拉立柱，并生成表達凸起堆積的山丘或凹陷的溝壑；

27、數據分析模塊用于根據握力數據、沙子分布數據和識別數據，量化評估體系，得出情緒能量值，并記錄若干次訓練的情緒能量值，整合計算出若干情緒能量值的標準產，以該標準差作為治療進展指數；

28、消毒模塊用于通過放置盒內感應沙鏟放置和取出情況，根據放置和取出的行為分別對應驅動紫外線消毒燈啟動和停止。

29、有益效果：通過分析與反饋模塊綜合分析接收模塊實時傳輸的來自第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和紅外感應器的數據，能夠精確判斷青少年患者的情緒狀態，控制模塊根據患者的實時情緒狀態調整互動板的互動方式，增強了治療的針對性和有效性；沙盤場景模塊通過動態調整led顯示屏的色溫以及立柱的高度，創造出與患者情緒狀態相匹配的場景，提升了治療的沉浸感和參與度。數據分析模塊通過量化評估體系，能夠客觀、準確地評估患者的情緒能量值，為治療效果提供量化指標，通過計算多次訓練的情緒能量值標準差，得出治療進展指數，有助于心理治療師及時調整治療方案，確保治療效果的持續優化。消毒模塊通過感應沙鏟的放置和取出情況，自動啟動紫外線消毒燈，確保了沙鏟的衛生安全，降低了交叉感染的風險。整個心理治療系統通過個性化的互動場景、精準的反饋機制以及自動化的消毒流程，共同為患者提供了更加舒適、安全的治療環境，增強了患者對治療的信心和參與度。

30、進一步，分析與反饋模塊包括握力情緒分析單元、互動行為分析單元和場景圖像單元；

31、握力情緒分析單元用于根據壓力傳感器采集的握力數據，分析握力強度、頻率和變化趨勢，結合握力強度與焦慮程度正相關趨勢的預設情緒模型，判斷出此時青少年患者的情緒狀態；

32、互動行為分析單元用于提取識別數據中青少年患者手部動作頻率，判斷其對康復訓練的趣味程度；

33、場景圖像單元用于根據第二壓力傳感器采集的沙子分布數據計算沙堆密度分布，并根據沙堆密度分布計算每根立柱之間的壓力標準差，通過壓力標準差得出壓力變化頻率，以此判斷青少年患者對沙盤訓練的操作數據，并結合握力數據和識別數據獲取情緒狀態數據。

34、有益效果：握力情緒分析單元通過詳細分析握力數據，包括強度、頻率和變化趨勢，并結合預設的情緒模型，能夠精確判斷出青少年患者的情緒狀態，特別是焦慮程度。這種精細化分析有助于心理治療師更準確地了解患者的內心世界，為后續治療提供有力依據。

35、互動行為分析單元通過識別患者的手部動作頻率，能夠評估其對康復訓練的趣味程度。這一信息對于調整訓練方案、提高患者參與度至關重要。一個有趣且吸引人的訓練方案能夠激發患者的積極性，從而提升治療效果。

36、場景圖像單元通過計算沙堆密度分布和壓力標準差，得出壓力變化頻率，從而判斷患者對沙盤訓練的操作數據。這些數據與握力情緒分析單元和互動行為分析單元獲取的情緒狀態數據相結合，能夠形成一個全面的患者情緒和操作行為畫像。這種綜合判斷有助于心理治療師更深入地了解患者的治療反應和進步情況。

37、通過三個單元的協同工作，分析與反饋模塊能夠提供個性化的治療反饋。這種反饋不僅基于患者的情緒狀態，還考慮了其對訓練的趣味程度和操作行為。這種個性化的反饋有助于心理治療師制定更加貼合患者需求的治療方案，提高治療的針對性和有效性。

38、進一步，沙盤場景模塊包括場景生成單元和動態調節單元；

39、場景生成單元用于根據沙子分布數據的壓力等級生成相應的水域、沙地和山丘的環境效果；

40、動態調節單元用于根據情緒狀態數據和場景生成單元生成的環境效果，增加對應的led光效，模擬真實場景。

41、有益效果：場景生成單元能夠根據沙子分布數據的壓力等級，精確地生成凹陷水域、平坦沙地和陡峭山丘等多樣化的環境效果。這種高度還原的環境效果不僅增強了患者的沉浸感，還使其能夠更加直觀地感受到自己操作所帶來的變化，從而更加深入地參與到治療過程中。動態調節單元能夠根據患者的情緒狀態數據，實時調整led光效，以模擬真實場景中的氛圍變化。這種情緒與場景的融合不僅有助于患者更好地理解自己的情感狀態，還能通過視覺刺激進一步影響其情緒，達到情緒調節的目的。

42、沉浸式的沙盤場景和動態的光效調節能夠共同作用于患者的感官系統，使其在治療過程中獲得更加全面、深入的體驗。這種體驗有助于患者更好地釋放內心的壓力和情感，促進情緒的穩定和調節，從而增強治療效果。

43、進一步，數據分析模塊量化評估體系中情緒能量值計算式為：

44、；

45、其中，根據握力數據的變化得到握力方差，根據識別數據的手部移動軌跡得到手部移動熵值，根據沙子分布數據得到沙堆復雜度。

46、有益效果：通過計算情緒能量值，可以實現對患者情緒狀態的客觀量化評估。這種量化評估方式比傳統的主觀判斷更為準確、可靠，有助于心理治療師更準確地了解患者的情緒狀態。通過量化評估患者的情緒狀態，心理治療師可以更加精準地把握治療重點和方向，從而提高治療效率。

47、本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。