[发明专利]一种沉浸式上肢康复系统

权利要求书

1.一种沉浸式上肢康复系统，至少包括：

机器人本体，用于辅助患者手臂进行康复训练以及采集训练过程中的训练数据；

主被动控制平台，用于向机器人本体发送控制指令以及记录训练数据；

虚拟现实平台，用于显示虚拟训练环境，为患者提供康复训练视觉反馈，

其特征在于，虚拟现实平台被配置为：

在进入主动训练康复模式时，向患者显示其所构建的虚拟训练环境；

通过同步或异步建立与部分真实对象对应的第一虚拟三维模型以及与当前虚拟训练环境相对应的虚拟对象的第二虚拟三维模型的方式，

和/或

通过在患者与虚拟训练环境之间的非接触交互操作下使至少一个虚拟三维模型在当前虚拟训练环境下复制投射的方式，

引导患者调整动作；

在患者使用该康复系统的过程中，虚拟现实平台对患者运动进行监测并在监测到其触发至少一个动作引导条件时，通过向虚拟训练环境引入追随定位点和/或透明度变化重叠，引导患者调整动作，

其中，虚拟现实平台能够基于患者与虚拟训练环境之间的非接触交互操作来调控透明度变化重叠；

虚拟现实平台还被配置为：

在监测到患者运动的动作偏差度达到第一预设偏差度阈值时，触发第一动作引导条件；

通过向虚拟训练环境引入追随定位点，引导患者调整动作；

虚拟现实平台还被配置为：

在监测到出现患者运动的动作偏差度达到第一预设偏差度阈值的次数达到第一预设次数阈值时，触发第二动作引导条件；

通过将两个虚拟三维模型进行透明度变化重叠，引导患者调整动作；

两个虚拟三维模型是指第二虚拟三维模型与第三虚拟三维模型，第二虚拟三维模型是执行与当前虚拟训练环境所对应的标准动作的虚拟对象；

第三虚拟三维模型是通过将第一虚拟三维模型进行复制投射所得到的，第三与第一虚拟三维模型在虚拟训练环境中的相对空间位置不同；

在将两个虚拟三维模型进行透明度变化重叠的情况下，患者同时观察到其作为第一视角下的运动映射以及其作为第三视角下的运动映射；

将第二虚拟三维模型转换为框架结构并选择框架结构上至少一个结构点作为追随定位点，在虚拟现实平台处于第一引导模式而当前虚拟训练环境中仅建立有第一虚拟三维模型的情况下，通过构建第二虚拟三维模型的方式向虚拟训练环境引入追随定位点；

虚拟场景实现单元基于患者上肢动作相关的训练数据来调控第二虚拟三维模型所执行的运动阶段以及运动速度；

若患者与虚拟对象处于同步状态则增大与虚拟对象对应的第二虚拟三维模型的透明度；若患者与虚拟对象处于非完全同步状态则按与上肢运动向背的方向逐渐增大第二虚拟三维模型的透明度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，虚拟现实平台还被配置为：

在选定第一引导模式的情况下，当触发第二动作引导条件时，至少根据训练数据来构建第二与第三虚拟三维模型，并同时切换第一虚拟三维模型在虚拟训练环境中的相对空间位置，以使得第二与第三虚拟三维模型能够处于虚拟训练环境中患者观察到的相对空间位置。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，虚拟现实平台还被配置为：

在选定第二引导模式的情况下，当触发第二动作引导条件时，维持第一虚拟三维模型在虚拟训练环境中的相对空间位置，并至少根据训练数据来向虚拟训练环境引入新构建的第三虚拟三维模型。

4.根据权利要求1～3之一所述的系统，其特征在于，虚拟现实平台还被配置为：

当出现患者运动的动作偏差度达到第二预设偏差度阈值的次数超过第二预设次数阈值时触发第三动作引导条件，通过将两个虚拟三维模型进行透明度变化重叠并结合向虚拟训练环境引入追随定位点，引导患者调整动作。