【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及康复训练及智能化相结合领域，尤其涉及模拟马术训练装及其人体姿态计算方法。
技术介绍
1、现有的模拟马术训练产品，可以实现马术运动的部分动作的模拟，但智能化不足，市面上主要用于马术训练，使用场景为马术俱乐部，没有专门针对康复的产品，无针对康复训练的模拟马产品，不能实现人马互动，不能及时反馈患者训练的状态，无患者防护装置，不适用于康复训练。
2、在训练过程中也不能及时反馈训练状态，不能实现患者与设备的互动，都是固定动作，人在马上做被动运动。在训练完成后不能提供准确的的训练效果等信息，比如姿态的变化，医生不能对病人的训练效果进行评估和对下一步的训练内容进行调整，智能化的人机交互能力的缺失是现有产品的重大缺陷，另外缺少防护装置，不适合患者使用。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术公开了模拟马术训练装置，用于脑瘫、小儿麻痹、学习障碍、孤独症谱系障碍、发育迟缓儿童、注意力缺陷等患者，实用性强；实现了智能化人机交互，利用马的步态运动模式及人马互动的所有活动，针对各种功能障碍和神经肌肉疾患病人的躯体、心理、认知、社会化及行为障碍进行治疗的一种康复治疗手段，它是为了实现最终的功能性康复目标所实施的全面整体康复训练项目中很重要的一部分。
2、模拟马术训练装置,包括显示器和位于显示器旁的马壳体，显示器设置在移动支架上；所述移动支架的顶部设有双目摄像头装置，其中所述马壳体罩设在模拟马术训练内部装置上且外表面设有马肚压力装置；所述模拟马术训练内部装置包括伺服四
3、进一步的，所述伺服四电缸平台装置包括底座，第一电动缸，第二电动缸，第三电动缸，第一活动平台，第四电动缸，轴承座，导轨滑块和第二活动平台；其中底座通过地脚固定于地面上，并装有四个万向脚轮用于移动；第一伺服电动缸、第二伺服电动缸、第三伺服电动缸的底端分别以等腰三角形式铰接于底座上且顶端均与第一活动平台球铰接，所述第四伺服电动缸与第一活动平台的顶部铰接，所述导轨滑块副安装在第一活动平台的侧端，所述第二活动平台位于第一活动平台的上方且两端通过滑块与导轨滑块副滑动适配；第四伺服电动缸铰接固定在第二活动平台上；通过四个电动缸伸缩长度的变化，从而控制第二活动平台的摆动。从而模拟马的慢步，快步，跑步，跳跃，转弯，上下坡等动作方式。
4、进一步的，马背压力装置固定在第二活动平台上并包括第一压力传感器和支撑板；其中四个第一压力传感器均匀的呈矩形排布固定于第二活动平台上，每个第一压力传感器的另一端安装支撑板。患者坐于马壳上，通过四个传感器读数的变化，从而计算出患者的重心位置。可以通过屏幕上的视觉反馈患者的体重分布情况，感应患者重心的前倾，后倾和侧倾，清楚的表明患者的平衡与骑姿，可以纠正患者的姿势，定位和平衡。
5、进一步的，所述脚蹬压力装置包括第二压力传感器，马壳固定板，脚蹬，第一织带，织带连接板，第一支架，第二织带和第二支架；马壳固定板固定在支撑板的顶部；两个第二压力传感器固定于支撑板上，每个所述第二压力传感器的另一端连接第二织带，第二织带通过第二支架与第一支架连接到织带连接板上，脚蹬通过第一织带与织带连接板连接。患者脚部受力时，传感器可监测到其压力值的变化。
6、进一步的，马肚压力装置包括马肚和第三压力传感器，其中四个第三压力传感器固定于马壳体对应的端部且另一端均与马肚固定；当马肚受到腿部夹紧力时，传感器可实时检测到其数值，并显示在显示器上。
7、进一步的，扶手压力装置包括扶手安装板，扶手，扭力传感器扶手安装轴和深沟球轴承；其中扭力传感器固定于扶手安装板上，扶手一端与扭力传感器固定且另一端依次经过扶手安装轴、深沟球轴承并与扶手安装板铰接。患者训练时手握住扶手，身体前后晃动时抓握扶手的扭力会发生变化，变化值会被扭力传感器读取。然后在显示器可看到其变化。
8、进一步的，马脖转动装置与马头转动装置其转动连接；所述马脖子转动装置包括电动推杆，马头连杆，第二导轨滑块，马脖安装板和单圈电位器；所述马头转动装置包括马头安装板，第四压力传感器，压缩弹簧，缓冲垫和缰绳；其中马脖转动装置为平行四边形四连杆结构，扶手安装板固定于第二活动平台上，马脖安装板的一端与扶手安装板的一端转动连接，在其转轴上装有单圈电位器，马头连杆与扶手安装板的一端连接，电动推杆的一端与扶手安装板铰接，电动推杆另一端与马头连杆铰接，马头连杆上装有第二导轨滑块，第二导轨滑块的导轨一端与马头安装板铰接，导轨上装有压缩弹簧，马头安装板一端与马脖安装板铰接且另一端两侧分别安装有第四压力传感器，第四压力传感器与缰绳进行连接。
9、本专利技术通过电动推杆的伸缩从而使马脖安装板与马头连杆同步进行转动，转动的角度通过单圈电位器进行读取并在显示器实时显示，马脖的转动为适应不同身高的患者更好的观看显示器的画面。当平台前后加速运动时，马头安装板会受到惯性力作用，使弹簧压缩，从而使马头进行摆动，从而模拟出真实马跑步的效果。患者双手可拉动缰绳，两侧第四压力传感器的受力都可以被检测到，根据两侧受力的不同，可以判断出患者想要向哪边转弯的意愿，更好的实现人机互动。
10、进一步的，其中靠背防护装置包括靠背支架，靠背垫，胸部绑带，导轨滑块，球形连杆，连杆和固定螺母；靠背垫与靠背支架进行固定，在马壳体预留安装孔，连杆固定在支撑板上，球形连杆固定在连杆上，靠背支架的一端为球面，并与球形连杆球面接触，固定螺母的一面为球面并通过螺纹固定于靠背支架上，靠背支架与靠背垫通过导轨滑块连接；对于活动能力不强的患者，调整好坐姿背部靠在靠背垫上，然后用胸部绑带将身体进行固定，绑带两端连接于靠背垫上，患者骑乘时可以前后、左右倾斜一定角度，并可以上下活动一定范围，不影响骑乘时的身体活动并可以防止跌落。
11、进一步的，所述马甲防护装置包括防摔马甲，网架和吊柱；网架通过吊柱固定于房顶，患者穿上特制的防摔马甲，并通过吊绳固定于网架的合适位置。网架结构更好的根据患者的需求进行吊点的调整，吊绳保持松弛状态，不影响骑乘时的身体活动。
12、本专利技术工的工作原理是：伺服四电缸平台用于模拟马的动作以便使用者进行马术训练，模拟马的步态(慢步、快步和慢跑)、跳跃动作、拐弯、上下坡；马背压力装置用于实时监测患者的重心位置，可以通过屏幕上的视觉反馈患者的体重分布情况，感应患本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.模拟马术训练装置,其特征在于：包括显示器(9)和位于显示器(9)旁的马壳体(7)，显示器(9)设置在移动支架上；所述移动支架的顶部设有双目摄像头装置(8)，其中所述马壳体(9)罩设在模拟马术训练内部装置上且外表面设有马肚压力装置(10)；所述模拟马术训练内部装置包括伺服四电缸平台装置(1)、马背压力装置(2)、脚蹬压力装置(3)、扶手压力装置(4)、马脖转动装置(5)和马头转动装置(6)。
2.根据权利要求1所述的模拟马术训练装置,其特征在于：所述伺服四电缸平台装置(1)包括底座(11)，第一伺服电动缸(12)，第二伺服电动缸(13)，第三伺服电动缸(14)，第一活动平台(15)，第四伺服电动缸(16)，轴承座(17)，导轨滑块(18)和第二活动平台(19)；其中底座(11)通过地脚固定于地面上，并装有四个万向脚轮用于移动；第一伺服电动缸(12)、第二伺服电动缸(13)、第三伺服电动缸(14)的底端分别以等腰三角形式铰接于底座(11)上且顶端均与第一活动平台(15)球铰接，所述第四伺服电动缸(16)与第一活动平台(15)的顶部铰接，所述导轨滑块副(18)安装在第一
3.根据权利要求1所述的模拟马术训练装置,其特征在于：马背压力装置(2)固定在第二活动平台(19)上并包括第一压力传感器(20)和支撑板(21)；其中四个第一压力传感器(20)均匀的呈矩形排布固定于第二活动平台(19)上，每个第一压力传感器(20)的另一端安装支撑板(21)。
4.根据权利要求1所述的模拟马术训练装置,其特征在于：所述脚蹬压力装置(3)包括第二压力传感器(25)，马壳固定板(26)，脚蹬(27)，第一织带(28)，织带连接板(29)，第一支架(30)，第二织带(31)和第二支架(32)；马壳固定板(26)固定在支撑板(21)的顶部；两个第二压力传感器(25)固定于支撑板(21)上，每个所述第二压力传感器(25)的另一端连接第二织带(31)，第二织带(31)通过第二支架(32)与第一支架(30)连接到织带连接板(29)上，脚蹬(27)通过第一织带(28)与织带连接板(29)连接。
5.根据权利要求1所述的模拟马术训练装置,其特征在于：马肚压力装置(10)包括马肚(35)和第三压力传感器(36)，其中四个第三压力传感器(36)固定于马壳体(7)对应的端部且另一端均与马肚(35)固定，扶手压力装置(4)包括扶手安装板(40)，扶手(41)，扭力传感器(42)扶手安装轴(43)和深沟球轴承(44)；其中扭力传感器(42)固定于扶手安装板(40)上，扶手(41)一端与扭力传感器(42)固定且另一端依次经过扶手安装轴(43)、深沟球轴承(44)并与扶手安装板(40)铰接。
6.根据权利要求1所述的模拟马术训练装置,其特征在于：马脖转动装置(5)与马头转动装置(6)其转动连接；所述马脖子转动装置(5)包括电动推杆(50)，马头连杆(51)，第二导轨滑块(52)，马脖安装板(53)和单圈电位器(54)；所述马头转动装置(6)包括马头安装板(55)，第四压力传感器(56)，压缩弹簧(57)，缓冲垫(58)和缰绳(59)；其中马脖转动装置(5)为平行四边形四连杆结构，扶手安装板(40)固定于第二活动平台(19)上，马脖安装板(53)的一端与扶手安装板(40)的一端转动连接，在其转轴上装有单圈电位器(54)，马头连杆(51)与扶手安装板(40)的一端连接，电动推杆(50)的一端与扶手安装板(40)铰接，电动推杆(50)另一端与马头连杆(51)铰接，马头连杆(51)上装有第二导轨滑块(52)，第二导轨滑块(52)的导轨一端与马头安装板(55)铰接，导轨上装有压缩弹簧(57)，马头安装板(55)一端与马脖安装板(53)铰接且另一端两侧分别安装有第四压力传感器(56)，第四压力传感器(56)与缰绳(59)进行连接。
7.根据权利要求1所述的模拟马术训练装置,其特征在于：模拟马术训练装置还设有靠背防护装置(60)或/和马甲防护装置。
8.根据权利要求7所述的模拟马术训练装置,其特征在于：所述靠背防护装置；其中靠背防护装置(60)包括靠背支架(61)，靠背垫(62)，胸部绑带(63)，导轨滑块(64)，球形连杆(65)，连杆(66)和固定螺母(67)；靠背垫(62)与靠背支架(61)进行固定，在马壳体(9)预留安装孔，连杆(66)固定在支撑板(21)上，球形连杆(65)固定在连杆(66)上，靠背支架(61)的一端为...
【技术特征摘要】
1.模拟马术训练装置,其特征在于：包括显示器(9)和位于显示器(9)旁的马壳体(7)，显示器(9)设置在移动支架上；所述移动支架的顶部设有双目摄像头装置(8)，其中所述马壳体(9)罩设在模拟马术训练内部装置上且外表面设有马肚压力装置(10)；所述模拟马术训练内部装置包括伺服四电缸平台装置(1)、马背压力装置(2)、脚蹬压力装置(3)、扶手压力装置(4)、马脖转动装置(5)和马头转动装置(6)。
2.根据权利要求1所述的模拟马术训练装置,其特征在于：所述伺服四电缸平台装置(1)包括底座(11)，第一伺服电动缸(12)，第二伺服电动缸(13)，第三伺服电动缸(14)，第一活动平台(15)，第四伺服电动缸(16)，轴承座(17)，导轨滑块(18)和第二活动平台(19)；其中底座(11)通过地脚固定于地面上，并装有四个万向脚轮用于移动；第一伺服电动缸(12)、第二伺服电动缸(13)、第三伺服电动缸(14)的底端分别以等腰三角形式铰接于底座(11)上且顶端均与第一活动平台(15)球铰接，所述第四伺服电动缸(16)与第一活动平台(15)的顶部铰接，所述导轨滑块副(18)安装在第一活动平台(15)的侧端，所述第二活动平台(19)位于第一活动平台(15)的上方且两端通过滑块与导轨滑块副(18)滑动适配；第四伺服电动缸(16)铰接固定在第二活动平台(19)上。
3.根据权利要求1所述的模拟马术训练装置,其特征在于：马背压力装置(2)固定在第二活动平台(19)上并包括第一压力传感器(20)和支撑板(21)；其中四个第一压力传感器(20)均匀的呈矩形排布固定于第二活动平台(19)上，每个第一压力传感器(20)的另一端安装支撑板(21)。
4.根据权利要求1所述的模拟马术训练装置,其特征在于：所述脚蹬压力装置(3)包括第二压力传感器(25)，马壳固定板(26)，脚蹬(27)，第一织带(28)，织带连接板(29)，第一支架(30)，第二织带(31)和第二支架(32)；马壳固定板(26)固定在支撑板(21)的顶部；两个第二压力传感器(25)固定于支撑板(21)上，每个所述第二压力传感器(25)的另一端连接第二织带(31)，第二织带(31)通过第二支架(32)与第一支架(30)连接到织带连接板(29)上，脚蹬(27)通过第一织带(28)与织带连接板(29)连接。
5.根据权利要求1所述的模拟马术训练装置,其特征在于：马肚压力装置(10)包括马肚(35)和第三压力传感器(36)，其中四个第三压力传感器(36)固定于马壳体(7)对应的端部且另一端均与马肚(35)固定，扶手压力装置(4)包括扶手安装板(40)，扶手(41)，扭力传感器(42)扶手安装轴(43)和深沟球轴承(44)；其中扭...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏良国，魏胜，李居正，杨庆昱，田东林，
申请(专利权)人：江苏绿柏智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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