[发明专利]一种用于手指精细运动功能评估和训练的方法及装置

权利要求书

1.一种用于手指精细运动功能评估和训练的装置，其特征是：包括支架、位置姿态传感器、多轴力敏传感器、控制器和手指捏片，其中，支架两侧分别设置有对称布设的多轴力敏传感器，所述多轴力敏传感器上连接有手指捏片，支架顶端设置有位置姿态传感器，多轴力敏传感器采集手指三维空间力信号，位置姿态传感器采集装置的空间位置数据，控制器根据多轴力敏传感器和位置姿态传感器采集的信息，生成姿态视觉反馈，进行实时显示。

2.如权利要求1所述的一种用于手指精细运动功能评估和训练的装置，其特征是：所述两个多轴力敏传感器的轴心线对齐，坐标系不同，坐标原点在同一水平线上。

3.如权利要求2所述的一种用于手指精细运动功能评估和训练的装置，其特征是：左侧的多轴力敏传感器坐标系三轴方向分别为：x轴正方向为竖直向上，y轴正方向为水平向外，z轴正方向为水平向右；右侧多轴力敏传感器的坐标系三轴方向分别为：x轴正方向为竖直向上，y轴正方向为水平向内，z轴正方向为水平向左。

4.如权利要求1所述的一种用于手指精细运动功能评估和训练的装置，其特征是：所述控制器包括显示模块和反馈模块，其中，显示模块显示指力的目标幅度值和多个目标位置，反馈模块接收位置姿态传感器和多轴力敏传感器采集的数据，将其在显示模块上进行显示。

5.如权利要求1所述的一种用于手指精细运动功能评估和训练的装置，其特征是：所述手指捏片外侧设有保护层，且保护层可拆卸。

6.基于如权利要求1-5中任一项所述的装置的工作方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)控制器初始化，设置工作模式、重复次数、设定时间或/和总测试时间；

(2)控制器通过显示模块随机给出目标姿态、位置和目标力量幅度值，并使其持续设定时间；

(3)控制器抓取位置姿态传感器和多轴力敏传感器采集的数据，判断其是否与目标姿态、位置和目标力量幅度值一致；

(4)如果到达设定时间，目标消失，并返回步骤(2)，如果没有到达设定时间，则重复步骤(3)；

(5)不断重复步骤(2)-(4)，直到满足重复次数或者总测试时间，计算指力控制分数和位置及姿态控制分数，进行指力控制能力和位置和姿态控制能力评估。

7.如权利要求6所述的工作方法，其特征是：所述步骤(2)中的目标力量幅度值的获取方法通过结合装置在不同的空中姿态下的受力分析获得，保证指力与装置的重力的合力及合力矩为零，求解合力和合力矩方程得到各手指指力的目标幅度值。

8.如权利要求6所述的工作方法，其特征是：所述步骤(1)中，控制器设置为训练模式还是测试模式，根据不同模式设定不同的测试时间和重复次数。

9.如权利要求6所述的工作方法，其特征是：所述步骤(5)中，评估指力控制能力的计算方法为对测试时间内指力的目标幅度值与目标力量幅度值差值绝对值的累加。

10.如权利要求6所述的工作方法，其特征是：所述步骤(5)中，评估位置及姿态控制能力的计算方法为装置实际位置与目标位置的差值与装置实际角度矩阵和目标角度矩阵差值乘积的累加。