專利名稱：數字娛樂手臂康復器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種康復器，特別涉及一種數字娛樂手臂康復器。
背景技術：
目前市面上的手臂康復器材其內部功能和外觀形狀上趨于成熟，但手臂康 復器作為一種康復器材使用時，病人在康復時除了進行單調的重復運動外，缺 少娛樂性，得不到任何樂趣，使病人鍛煉起來非常的枯燥，最終往往導致人不 能堅持鍛煉，而達不到應有的康復效果。
到目前為止，所有的康復器和康復器的發明大部分均集中在機械結構的改 進上，極少量的虛擬場景康復器也仍然是停留在電子電路板或嵌入式電腦系統， 這種系統通常開發周期長，通用性差。特別是嵌入式電腦系統，雖然其單^L成 本低于個人電腦系統，但其性能卻低于個人電腦系統，特別是其數字娛樂功能 更無法與個人電腦相比，而通用性差的問題也使其成本常常遠遠高于個人電腦 系統，性價比嚴重失常，從而失去了實用價值。

發明內容
針對現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種能大大提高了康復者鍛煉 時的趣味性及娛樂性的數字娛樂手臂康復器。
為實現上述目的，本發明的技術方案為 一種數字娛樂手臂康復器，包括 底架及設于底架上的機械手臂康復機構，該康復器還包括信號采集裝置、通信 接口電路、計算機控制系統、及顯示器，該信號采集裝置用于采集機械手臂康 復機構的運動狀態信號，該信號采集裝置將運動狀態信號轉化為電信號，并通 過通信接口電路轉化為數字信號輸送至計算機控制系統，數字信號驅動計算機 控制系統內置的娛樂游戲，并通過顯示器顯示該娛樂游戲。
該計算機控制系統包括以下功能模塊信號接收模塊，用于接收來自通信接口電路的數字信號；娛樂處理模塊， 用于處理數字信號并驅動其內置的娛樂游戲，根據機械手臂康復機構的運動狀 態模擬娛樂游戲中的虛擬角色；控制模塊，用于控制機械手臂康復機構的運動 狀態。該計算機控制系統還包括個人狀態辨識模塊，用于辨識個人身體狀態及 年齡大小。
該機械手臂康復機構包括設于底架上的轉盤支架、設于轉盤支架上的轉盤 及設于轉盤上的把手；該信號釆集裝置包括用于測量轉盤旋轉的方向、運動角 速度及角加速度的傳感器及將傳感器信號放大的運放電路；該傳感器為紅外傳 感器、光電傳感器、機械傳感器或磁力傳感器。
數字娛樂手臂康復器通過設于底架上的高度調節桿調整轉盤支架的高低角 度，把手通過設于轉盤中的滑槽中調整旋轉半徑；高度調節桿為螺旋調節桿。
通信接口電路包括將電信號轉化為數字信號的模數轉換器、發出娛樂游戲 控制命令的控制按鍵、及用于處理數字信號的處理器；通信接口電路為USB接 口電^各或藍牙無線傳輸接口電路。該底架上還通過滑軌i殳置一座椅。
與現有技術相比，本發明通過機械手臂康復機構的運動狀態信號驅動計算 機控制系統內置的娛樂游戲，將康復鍛煉者手臂的各種運動在娛樂游戲中反映 出來，拓展了手臂康復器的功能，提高了康復時的趣味性，改變了傳統手臂康 復器單調重復，枯燥無味的運動狀況，極大的提升了康復器的品質和檔次。


圖l、圖2為本發明數字娛樂手臂康復器的結構示意圖； 圖3為本發明信號采集裝置的電路原理圖； 圖4為本發明通信接口電路的電路原理圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。
如圖1所示， 一種數字娛樂手臂康復器，包括底架1及設于底架1上的機 械手臂康復機構，該康復器還包括信號采集裝置ll、通信接口電路IO、計算機 控制系統及顯示器9，該信號采集裝置11用于采集機械手臂康復機構的運動狀態信號，該運動狀態信號通過通信接口電路10輸送至計算機控制系統，運動狀
態信號驅動計算機控制系統內置的娛樂游戲，并通過顯示器9顯示該娛樂游戲。
該機械手臂康復機構包括設于底架1上的轉盤支架5、設于轉盤支架5上的 轉盤6及設于轉盤6上的把手7。
本發明中，該計算機控制系統軟件方面包括以下功能模塊信號接收模塊， 用于接收來自通信接口電路10的數字信號；娛樂處理模塊，用于處理數字信號 并驅動其內置的娛樂游戲，根據機械手臂康復機構的運動狀態模擬娛樂游戲中 的虛擬角色；控制模塊，用于控制機械手臂康復機構的運動狀態。
該計算機控制系統硬件方面包括主機4、鍵盤3及鼠標2，主機4、鍵盤3、 鼠標2及顯示器9可靈活放置，可以安裝在支架上，本實施例中，將顯示器9 設于顯示器支架8上，當然還將主機4、鍵盤3、鼠標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，數字娛樂手臂康復器大臂高低角度可以通過高度調節桿14調 整，把手7在滑槽17中滑動可以調整旋轉半徑，轉盤方向通過第一鎖緊螺母16 調整，轉盤轉動時的阻力通過第二鎖緊螺母15調整。其中，當第一鎖緊螺母16 松開時，轉盤6可以順時針或逆時針方向擺動，這樣就可以調整轉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頂在轉盤6的旋轉軸上， 通過調節第二鎖緊螺母15的松緊程度可以調節轉盤6阻力的大小。該高度調節 桿14為依螺旋調節桿。
如圖3所示，該信號采集裝置11包括用于測量轉盤6旋轉的方向、運動角 速度及角加速度的傳感器18及將傳感器18信號放大的運放電路19。本發明中， 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。
為了使康復者具有更舒適的鍛煉環境，該底架1上還通過滑軌13設置一座 椅12,座椅12可沿著滑軌13前后調整位置。
傳感器18采集康復器上的，并通過通信接口電路10傳遞給計算才幾控制系 統，計算機控制系統的信號接收模塊接收信號，并通過娛樂處理模塊對信號進行分析處理，使康復器與計算機控制系統內預置的娛樂游戲對接起來，能將康 復鍛煉者手臂的各種運動信息送交計算機控制系統進行處理從而驅動游戲并在
游戲中反映出來，從而驅動游戲中虛擬角色的各種動作，如手把7或轉盤6的 旋轉方向可模擬游戲中虛擬角色的左右及上下動作，手把7或轉盤6的不同運
動角速度可模擬游戲中虛擬角色的行動速度等。
另外，計算機控制系統還包括有個人狀態辨識模塊，用于辨識個人身體狀 態及年齡大小。康復者依據個人身體狀態、年齡大小來選擇相應的運動負荷， ^ft泉復者達到最佳的鍛煉效果。
如圖4所示，通信接口電路10包括將電信號轉化為數字信號的模數轉換器、 發出娛樂游戲控制命令的控制按鍵、及用于處理數字信號的處理器。本實施例 中，該通信接口電路10為USB接口電路，該沖緣轉換器的型號為ADC0804,該 處理器為型號為CY7C68013的單片機。
除此之外，上述通信接口電路10還可采用藍牙無線傳輸接口電路。使用USB 接口電路與計算機控制系統相連，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。
權利要求
1. 一種數字娛樂手臂康復器，包括底架(1)及設于底架(1)上的機械手臂康復機構，其特征在于該康復器還包括信號采集裝置(11)、通信接口電路(10)、計算機控制系統、及顯示器(9)，該信號采集裝置(11)用于采集機械手臂康復機構的運動狀態信號，該信號采集裝置(11)將運動狀態信號轉化為電信號，并通過通信接口電路(10)轉化為數字信號輸送至計算機控制系統，數字信號驅動計算機控制系統內置的娛樂游戲，并通過顯示器(9)顯示該娛樂游戲。
2、 根據權利要求1所述的數字娛樂手臂康復器，其特征在于該計算機控 制系統包括以下功能模塊信號接收模塊，用于接收來自通信接口電路(10)的數字信號； 娛樂處理模塊，用于處理數字信號并驅動其內置的娛樂游戲，根據機械手 臂康復機構的運動狀態模擬娛樂游戲中的虛擬角色；控制模塊，用于控制4;i4成手臂康復機構的運動狀態。
3、 根據權利要求2所述的數字娛樂手臂康復器，其特征在于該計算機控 制系統還包括個人狀態辨識模塊，用于辨識個人身體狀態及年齡大小。
4、 根據權利要求3所述的數字娛樂手臂康復器，其特征在于該機械手臂 康復機構包括設于底架(1)上的轉盤支架(5)、設于轉盤支架(5)上的轉盤(6 )及設于轉盤(6 )上的把手(7 )。
5、 根據權利要求4所述的數字娛樂手臂康復器，其特征在于該信號采集 裝置(11)包括用于測量轉盤(6)旋轉的方向、運動角速度及角加速度的傳感 器(18 )及將傳感器(18 )信號放大的運放電路(19 )。
6、 根據權利要求5所述的數字娛樂手臂康復器，其特征在于該傳感器(18 ) 為紅外傳感器、光電傳感器、機械傳感器或磁力傳感器。
7、 根據權利要求4所述的數字娛樂手臂康復器，其特征在于數字娛樂手 臂康復器通過設于底架(1)上的高度調節桿(14)調整轉盤支架的高低角度， 把手(7)通過設于轉盤中的滑槽(17)中調整旋轉半徑。
8、 根據權利要求1所述的數字娛樂手臂康復器，其特征在于通信接口電 路(IO)包括將電信號轉化為數字信號的模數轉換器、發出娛樂游戲控制命令 的控制^4定、及用于處理數字信號的處理器。
9、 根據權利要求1所述的數字娛樂手臂康復器，其特征在于通信接口電 路(IO)為USB接口電路或藍牙無線傳輸接口電路。
10、 根據權利要求l至9任一項所述的數字娛樂手臂康復器，其特征在于: 該底架(1)上還通過滑軌(13 )設置一座椅(12 )。
全文摘要
本發明公開了一種數字娛樂手臂康復器，包括底架(1)及設于底架(1)上的機械手臂康復機構，其特征在于該康復器還包括信號采集裝置(11)、通信接口電路(10)、計算機控制系統及顯示器(9)，該信號采集裝置(11)用于采集機械手臂康復機構的運動狀態信號，該信號采集裝置(11)將運動狀態信號轉化為電信號，并通過通信接口電路(10)轉化為數字信號輸送至計算機控制系統，數字信號驅動計算機控制系統內置的娛樂游戲，并通過顯示器(9)顯示該娛樂游戲。本發明能大大提高康復者鍛煉時的趣味性及娛樂性。
文檔編號A63F13/02GK101279131SQ200810028149
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月16日 優先權日2008年5月16日
發明者劉明嘉, 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 申請人:華南農業大學