[发明专利]帮助用户移动手的可佩戴式助力设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种帮助用户移动手的可佩戴式助力设备和一种训练用户移动手的康复系统。

背景技术

传统的用于训练手移动的康复设备存在两方面的问题。第一，设备不能佩戴，因此用户无法用他们的需要康复的手指进行功能运动。第二，用户在一个被动的环境下，按照之前已经受训过的、预先安排好的训练轨迹进行训练。这些系统缺乏对控制康复训练的主动参与。

发明内容

在第一优选方面，本发明提供一种训练用户手的移动的康复系统，所述系统包括：

连到用户手上的平台；

用于掌指(MCP)关节的且具有可操作地连接到所述马达上的近位导轨的近位跟随组件、用于近指(PIP)关节且具有可操作地连接到所述近位跟随组件上的中间导轨的中间跟随组件；

其中，所述近位导轨的指关节指示器(knuckle joint indicator)对应于第一虚拟中心，所述中间导轨的指关节指示器对应于第二虚拟中心。将所述指关节指示器对齐到所述虚拟中心可以使得当所述近位跟随组件和中间跟随组件被马达启动时，手指的运动得到控制，且可将手指的旋转轴线维持围绕每个虚拟中心。

每个手指组件可包括用于远指(DIP)关节的远位组件，所述远位组件具有远位导轨，所述远位导轨的指关节指示器对应于一个第三虚拟中心。

所述第三虚拟中心可位于所述MCP关节上，所述第二虚拟中心可位于所述PIP关节上，所述第三虚拟中心可位于所述DIP关节上。

五个手指组件可通过所述平台上提供的五个手指组件插座而可操作地连接到所述平台上。

每个手指组件可包括用来支撑手指的近位支撑垫、中间支撑垫和远位支撑垫。

所述手指组件插座、中间导轨、近位跟随组件、中间跟随组件和近位支撑垫、中间支撑垫可用衔接槽系统连接起来。

所述中间跟随组件具有可调连杆。在所述近位跟随组件和中间导轨处的可调连杆和衔接槽系统可对应所述指关节指示器到所述第二虚拟中心的对齐。

所述虚拟中心的位置可调以适应不同手指长度，通过移动所述手指组件在所述手指组件插座中的位置，可以将所述第一虚拟中心调节到与所述MCP关节的中心对齐；通过所述可调连杆和衔接槽系统中的支撑锁，可以将所述第二虚拟中心调节到与所述PIP关节的中心对齐。

所述近位支撑垫和中间支撑垫各自可具有一个容纳手指从其中穿过的环，所述环的位置可调节到与MCP关节和PIP关节对齐，以保证当所述近位和中间跟随组件被马达启动后，可维持手指的旋转轴始终围绕每个虚拟中心。

所述环可从所述衔接槽系统上拆除下来。

所述系统可进一步包括连接到所述手指组件上去的传感器，用来测量手指施加的反馈力和手指的弯曲位置。

所述系统可进一步包括手校准软件模块，用于在手进行打开和抓取功能时自动地确定运动范围。

所述系统可进一步包括一个马达控制软件模块，用于自动调节所有的马达速度以便手指的运动都同时启动和停止。

所述系统可进一步包括自适应马达速度调节模块，用来自动地调节每个马达的速度，以适应在训练过程中由于手指所施加的外力引起的速度变化，进而在下个手指运动中在同时启动和完成运动全程。

所述马达可以是直线运动马达。

在第二方面，本发明还提供一种用于修改康复设备以适应用户手的方法，所述方法包括：

将所述设备的近位导轨的第一指关节指示器对齐到第一虚拟中心上；并

将所述设备的中间导轨的第二指关节指示器对齐到第二虚拟中心上；

其中，将所述指关节指示器对齐到虚拟中心使得当所述近位跟随组件和中间跟随组件被马达启动时手指的运动可得到控制，且可使得手指的旋转轴线维持围绕每个虚拟中心。

在第三方面，本发明提供一种用于训练用户手的移动的手指组件，所述手指组件可操作地连接到平台上，所述手指组件包括：

马达；

用于掌指(MCP)关节的近位跟随组件，所述近位跟随组件具有可操作地连接到所述马达的近位导轨；

用于近指(PIP)关节的中间跟随组件，所述中间跟随组件具有可操作地连接到所述近位跟随组件的中间导轨；

其中，近位导轨的指关节指示器对应于一个第一虚拟中心，中间导轨的指关节指示器对应于第二虚拟中心，将指关节指示器对齐到虚拟中心可以使得在近位跟随组件和中间跟随组件被马达启动时手指的运动得到控制，并可维持手指的旋转轴线始终围绕每个虚拟中心。

所述马达可以为直线运动马达。