对指和球形抓握动作的测量和识别系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种对指和球形抓握动作的测量和识别系统，该测量和识别系统包括：至少一个传感器，至少一个传感器中的每一个的一端贴合于第五掌骨远端至近端连线中任意一点的体表投影位置、另一端贴合于靠近其它掌骨的体表投影位置；和控制单元，控制单元与至少一个传感器中的每一个通信以接收至少一个传感器中的每一个的测量数据。该测量和识别系统结构简单、易于实现，并且能够准确、实时地测量和识别手部拇指‑小指对指和球形抓握动作。

Measurement and recognition system of finger and ball grip

【技术实现步骤摘要】
对指和球形抓握动作的测量和识别系统
本技术涉及医疗器械领域，更具体地，涉及一种对指和球形抓握动作的测量和识别系统。
技术介绍
手部功能是人体生活和工作所需的重要功能。目前存在多种测量方法、以及以这些方法为基础的虚拟现实技术，包括虚拟现实训练技术，仅能测量和模拟各个手指的屈伸动作，而将手掌视为一个刚体(rigidbody，即手掌的形态是固定不变的。)。实际上，手的多种功能都涉及拇指-小指对指动作和球形抓握动作。拇指-小指对指、抓握球形/类似球形的物体都需要拇指对掌肌和小指对掌肌的收缩。即，涉及拇指和小指的对掌动作。然而，仅依靠测量手指的屈伸，不能识别手的对掌动作，进而难以真实地监测和再现手的动作状态，也难以模拟和训练手的全部功能。因此，准确的评价拇指对掌肌和小指对掌肌的功能状态时评价手部动作功能的重要步骤。目前存在的基于传感器的手部动作测量、评估和训练方法、装置和系统还不能对这两块肌肉收缩引发的拇指-小指对掌动作和球形抓握动作进行测量和评价。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提出了一种对指和球形抓握动作的测量和识别系统，该测量和识别系统包括：至少一个传感器，至少一个传感器中的每一个的一端贴合于第五掌骨远端至近端连线中任意一点的体表投影位置、另一端贴合于靠近其它掌骨的体表投影位置；和控制单元，控制单元与至少一个传感器中的每一个通信以接收至少一个传感器中的每一个的测量数据。在一个实施例中，所述另一端贴合于靠近第二掌骨的远心端至近心端连线中任意一点的体表投影位置。在一个实施例中，所述另一端贴合于靠近第二掌骨至第四掌骨的近心端的连线上的任一点的体表投影位置。在一个实施例中，所述另一端贴合于靠近第二掌骨至第4掌骨的近心端的腕骨的体表投影位置。在一个实施例中，至少一个传感器中的每一个均贴合于手背部或者手掌部。在一个实施例中，至少一个传感器中的每一个为电阻传感器或者光纤传感器。在一个实施例中，至少一个传感器中的每一个通过放置于手套内部、手套外外部、手套夹层中的方式与手部贴合。在一个实施例中，至少一个传感器中的每一个通过网状物、带状物、线状物、绳状物贴合于手部。在一个实施例中，控制单元包括：单片机，单片机与至少一个传感器中的每一个相连接以接收测量数据；和上位机，上位机与单片机通信以接收测量数据并对测量数据进行分析以判断手部动作，优选地，单片机通过有线通信方式与上位机通信，更优选地，单片机通过USB接口与上位机通信，优选地，单片机通过无线通信方式与上位机通信，更优选地，单片机通过蓝牙接口或者无线局域网(Wi-Fi)与上位机通信，在一个实施例中，单片机包括：电源模块，电源模块与外部电源相连接；模数转换模块，模数转换模块与至少一个传感器中的每一个连接以接收测量的模拟信号并将模拟信号转换为数字信号；和数据发送模块，数据发送模块分别与模数转换模块和上位机相连接，以将数字信号发送至上位机；以及上位机包括：数据接收模块，数据接收模块与数据发送模块相连接，以接收数字信号；判别模块，判别模块与数据接收模块相连接，以接收数字信号并根据数字信号判别手部的对指和球形抓握动作；和显示模块，显示模块分别与数据接收模块和判别模块相连接，以显示至少一个传感器中的每一个测量的手部动作数据以及判别模块的判别结果。本技术公开的对指和球形抓握动作的测量和识别系统结构简单、易于操作，可以实时、准确、快速地测量包含拇指-小指对指和球形抓握动作的手部动作，使手部动作的识别更加可靠。附图说明图1为根据本技术一个示例性实施例的对指和球形抓握动作的测量和识别系统(其中，箭头方向为数据传送方向)；和图2为图1中所示的对指和球形抓握动作的测量和识别系统中的控制单元的工作原理图。具体实施方式下面参照附图详细描述本技术的说明性、非限制性实施例，对根据本技术的对指和球形抓握动作的测量和识别系统进行进一步说明。参照图1，本技术公开的对指和球形抓握动作的测量和识别系统包括至少一个传感器1和控制单元，其中至少一个传感器1中的每一个与控制单元通信以传送测量数据。传感器1可以测量到手进行对指和球形抓握动作时的手掌动作，例如，手掌自身屈曲的幅度，并将检测到的信息按一定规律变换为电信号或者其它所需形式的信息输出到控制单元。在本技术中，可以使用一个传感器1测量手掌动作，也可以使用多个传感器1同时测量手掌动作和(或)各手指的动作，在此不对传感器1的数目进行限制。优选地，本技术中的传感器1为电阻传感器或者光纤传感器。但是本领域技术人员应当理解的是，传感器1可以是本领域常用的可以测量关节运动或物体形态改变的任何传感器，而不限于上述两种。使用过程中，将传感器1的一端贴合于第五掌骨远端至近端连线中任意一点的体表投影位置、另一端贴合于靠近其它掌骨的体表投影位置，从而测量手掌形态的改变，以识别拇指-小指对指和球形抓握动作。控制单元与至少一个传感器1中的每一个通信以接收至少一个传感器1中的每一个的测量数据。控制单元中安装有专用应用程序，该专用应用程序可以根据接收的传感器的测量数据分析并识别手部动作。下面结合图1说明本技术公开的对指和球形抓握动作的测量和识别系统的工作方法。首先将传感器1贴合在手表面，使传感器1的一端贴合于第五掌骨位置、另一端贴合靠近其它掌骨的体表投影位置；启动传感器1和控制单元，传感器1开始测量手掌形态的变化并将测量数据传送至控制单元；控制单元中的专用应用程序根据测量数据分析并识别手部动作。由上述说明可以知道，本技术公开的对指和球形抓握动作的测量和识别系统结构简单、易于实现，并且在具体应用中便于操作，能够实时、快速地识别手部动作。同时，通过测量手掌形态的变化，可以识别手部动作是否包含拇指-小指对掌动作成分，并识别动作的幅度。本技术公开的对指和球形抓握动作的测量和识别系统中，至少一个传感器1在手部的贴装位置可以根据实际应用进行调整，下面说明根据本技术一些示例性实施例的传感器贴装方案，其中以一个传感器为示例。在一个实施例中，传感器1的一端贴装在第五掌骨远端至近端连线中任意一点的体表投影位置、另一端贴于第二掌骨的远心端至近心端的连线中的任意一点的体表投影位置。在一个实施例中，传感器1的一端贴装在第五掌骨的远心端至近心端的连线中的任意一点的体表投影位置、另一端贴装在第二掌骨至第4掌骨的近心端连线中的任一点的体表投影位置。在一个实施例中，传感器1的一端贴装在第五掌骨的远心端至近心端连线中任意一点的体表投影位置、另一端贴于第二掌骨至靠近第4掌骨的近心端的腕骨处的体表投影位置。需要说明的是，在上述示例性实施例中，传感器1既可以贴装于手背部，也可以贴装于手掌部，以使用户根据自己的运动习惯选择贴装传感器的位置，从而具有更高的便利性。为了便于将传感器贴合到手本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对指和球形抓握动作的测量和识别系统，其特征在于，所述系统包括：/n至少一个传感器，所述至少一个传感器具有长条形形状，并且所述至少一个传感器中的每一个的一端贴合于第五掌骨远端至近端连线中任意一点的体表投影位置、另一端贴合于靠近其它掌骨的体表投影位置；和/n控制单元，所述控制单元与所述至少一个传感器中的每一个通信以接收所述至少一个传感器中的每一个的测量数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种对指和球形抓握动作的测量和识别系统，其特征在于，所述系统包括：
至少一个传感器，所述至少一个传感器具有长条形形状，并且所述至少一个传感器中的每一个的一端贴合于第五掌骨远端至近端连线中任意一点的体表投影位置、另一端贴合于靠近其它掌骨的体表投影位置；和
控制单元，所述控制单元与所述至少一个传感器中的每一个通信以接收所述至少一个传感器中的每一个的测量数据。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述另一端贴合于靠近第二掌骨的远心端至近心端连线中任意一点的体表投影位置。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述另一端贴合于靠近第二掌骨至第四掌骨的近心端的连线上的任一点的体表投影位置。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述另一端贴合于靠近第二掌骨至第4掌骨的近心端的腕骨的体表投影位置。


5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个传感器中的每一个均贴合于手背部或者手掌部。


6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个传感器中的每一个为电阻传感器或者光纤传感器。


7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个传感器中的每一个通过放置于手套内部、手套外外部、手套夹层中的方式与手部贴合。


8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个传感器中的每一个通过网状物、带状物、线状物、绳状物贴合于手部。


9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制单...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏鹏绪，齐玉洁，
申请(专利权)人：上海八凰实业有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31