[发明专利]一种基于电磁场动作捕捉的膝盖康复辅助装置

说明书

本发明公开了一种基于电磁场动作捕捉的膝盖康复辅助装置，包括贴合人体膝盖位置的护膝套，所述护膝套穿戴方向上依次设置与大腿位置匹配的主护板、与膝盖弯曲位置匹配的短护板，与小腿位置匹配的副护板；所述主护板上设置第一2类电磁场辐射器、短护板上设置1类电磁场辐射器、副护板上设置第二2类电磁场辐射器，其中，处理器基于第一2类电磁场辐射器与1类电磁场辐射器的距离r1和夹角θ1关系，获得第一2类电磁场辐射器的运动轨迹K1；处理器基于第二2类电磁场辐射器与1类电磁场辐射器的距离r1和夹角θ1关系，获得第二2类电磁场辐射器的运动轨迹K2；所述处理器计算K1与K2夹角值，并发送至运动辅助APP。

技术领域

本发明涉及一种儿童防驼背方法，具体涉及一种基于电磁场动作捕捉的膝盖康复辅助装置。

背景技术

膝盖为位于大小腿之间的连接部位。膝的主要内部组成结构为半月板以及四条韧带。膝关节由股骨内、外侧髁和胫骨内、外侧髁以及髌骨构成，为人体最大且构造最复杂，损伤机会亦较多的关节。人们不小心跌伤膝盖的可能性为90％。运动是保健的最佳养生方法，但是在运动的过程中经常会遇到一些意外状况，如膝盖运动损伤就是运动损伤中最常见的一种，占所有损伤的55％，膝盖是下肢的中间关节，位于上下腿骨交汇处，由于人体骨骼的特点，当腿部弯曲时膝盖内的软组织密实接触,润滑液体不能很好地起到滋润作用，长时间负重运动，造成膝盖内硬性摩擦，导致软组织老化，引起膝盖节疼痛的损伤单靠日常保健是无法自愈的。膝盖损伤或手术之后的康复要求膝盖部位固定不动，以利于膝盖受伤部位的康复，因此需要一种专门用来保护膝盖的护具进行膝盖的固定和保护。

目前用于膝盖康复的动作捕捉技术主要有noitom的康复辅助动作捕捉技术，该系统采用了惯性传感器的方案，价格比较昂贵，普通的工薪阶层无法购买享用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于电磁场动作捕捉的膝盖康复辅助装置，本系统实现了以基于电磁场测量的动作捕捉服饰低成本方案实现人体动作高速捕捉，将捕捉数据用于膝盖康复运动效果分析,硬件成本比现有惯性测量技术类产品低一个数量级的技术效果，可以使得普通的工薪阶层购买享用。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于电磁场动作捕捉的膝盖康复辅助装置，包括贴合人体膝盖位置的护膝套，所述护膝套穿戴方向上依次设置与大腿位置匹配的主护板、与膝盖弯曲位置匹配的短护板，与小腿位置匹配的副护板；所述主护板上设置第一2类电磁场辐射器、短护板上设置1类电磁场辐射器、副护板上设置第二2类电磁场辐射器，其中，处理器基于第一2类电磁场辐射器与1类电磁场辐射器的距离r1和夹角θ1关系，获得第一2类电磁场辐射器的运动轨迹K1；处理器基于第二2类电磁场辐射器与1类电磁场辐射器的距离r1和夹角θ1关系，获得第二2类电磁场辐射器的运动轨迹K2；所述处理器计算K1与K2夹角值，并发送至运动辅助APP，所述运动辅助APP读取数据并根据预存的规范运动数据库进行夹角值对比；当夹角值数据处于正确时，只记录数据；当夹角值处于不正确时，启动语音模块发出纠正语音并记录数据。本发明采用了硬件成本比现有惯性测量技术类产品低一个数量级的产品，通过电磁捕捉技术达到了相同的效果，解决了传统问题的不足。电磁场辐射器的位置计算过程中，r和θ的约束关系由该处关节的活动范围决定，可以通过运动生理学分析得到，并且根据病患不同的康复程度自由的设置预存的规范运动数据库。

1类和2类辐射器均通过电缆与处理器连接，其中辐射器既作发射又作接收用，被测位置发射辐射器将发射波形产生电路的信号辐射到四周形成一个局部场分布，测量位置接收辐射器接收该模拟信号，经放大电路放大后，由数据采集卡采集后转换为数字信号，经过数字滤波处理，进入信号处理电路进行算法处理计算。

进一步，所述处理器和运动辅助APP通讯动态调节数据采集的更新率为200-2000帧/秒。能够实现准确度与能耗的平衡。