[发明专利]一种用于手部康复训练的柔性外骨骼手套系统

说明书

本发明属于上肢外骨骼康复机器人领域，并公开了一种用于手部康复训练的柔性外骨骼手套系统，包括手指数据采集手套、决策驱动模块和柔性外骨骼手套，所述手指数据采集手套包括第一手套本体及柔性传感器和无线发送模块；所述决策驱动模块包括决策模块和驱动模块，所述决策模块包括微控制器和与所述微控制器相连接的无线接收模块；所述驱动模块包括模块支撑架及共同安装在所述模块支撑上的气泵和电气比例阀；所述柔性外骨骼手套包括第二手套本体以及柔性弯曲驱动器，所述的柔性弯曲驱动器包含凯夫拉纤维线、硅胶管、玻璃纤维布和气动密封接头。本发明中手指之间可以单独运动也可以协调运动，提高患者手部康复训练的效果和穿戴的舒适性。

技术领域

本发明属于上肢外骨骼康复机器人领域，更具体地，涉及一种用于手部康复训练的柔性外骨骼手套系统。

背景技术

如今社会人口老龄化加重，由于中风等疾病引起的偏瘫的人数越来越庞大，同时，由生产事故、交通事故等意外造成的肢体运动功能受损的人数也逐年增加。这些患者往往因肢体运动功能障碍而生活不能自理，给家庭和社会都带来了不小负担。机器人辅助康复训练能够节约大量的人力物力，并能够对患者康复水平进行实时量化的评估，根据患者的康复状况循序渐进的进行训练。

软体外骨骼康复手采用气动可弯曲驱动器来辅助偏瘫患者进行相应的手部功能性运动，例如抓握运动等，从而帮助患者进行康复训练。软体外骨骼康复手可以辅助并替代康复医师进行繁重的康复训练，显著提高康复训练的效率和效果，具有重要的意义。

公开号为CN105496728A的专利公开了一种用于手部运动功能康复的软体机器人手套，该手套能够辅助手部运动功能受损或者丧失的病患进行康复性训练，但该装置存在一定的缺点：1)采用电机驱动，电机带动钢丝绳进行运动，从而带动患者手部运动，会产生很大的瞬间负载，可能会对患者造成二次伤害；2)采用鲍登线,仅仅是安装在普通手套上，不能在康复训练中保证外骨骼的关节的中心始终和患者手部的重合，会给患者带来一定不舒适性，减少患者的康复效果；3)整个驱动装置多为刚性元器件，质量偏重，不利于携带。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于手部康复训练的柔性外骨骼手套系统，其穿戴简单，与日常生活中穿戴手套类似，不需要专业人士进行指导，使用方便，患者可独立完成手部功能运动训练。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种用于手部康复训练的柔性外骨骼手套系统，其特征在于，包括手指数据采集手套、决策驱动模块和柔性外骨骼手套，其中，

所述手指数据采集手套包括第一手套本体及共同安装在所述第一手套本体上的柔性传感器和无线发送模块，所述柔性传感器用于测量手指弯曲角度和指尖压力，并且所述柔性传感器与所述无线发送模块连接；

所述决策驱动模块包括决策模块和驱动模块，所述决策模块包括微控制器和与所述微控制器相连接的无线接收模块，所述无线接收模块与所述无线发送模块通过无线网络连接，以用于将手指弯曲角度和指尖压力传送给所述微控制器；所述驱动模块包括模块支撑架及共同安装在所述模块支撑上的气泵和电气比例阀，所述电气比例阀与所述气泵相连接；

所述柔性外骨骼手套包括第二手套本体以及安装在所述第二手套本体背面的柔性弯曲驱动器，所述的柔性弯曲驱动器包含凯夫拉纤维线、硅胶管、玻璃纤维布和气动密封接头，所述硅胶管的横截面呈弓形，所述玻璃纤维布粘贴在所述硅胶管的平底面并铺满该平底面，所述硅胶管和玻璃纤维布共同构成硅胶纤维管，所述凯夫拉纤维线以双向螺旋缠绕的方式缠绕在所述硅胶纤维管的外侧，所述硅胶管的一端设置有密封接头，所述密封接头与所述电气比例阀连接；

所述微控制器根据手指数据采集手套采集的手指弯曲角度信息和指尖压力信息控制电气比例阀的开闭，从而控制硅胶管内的气体压力，进而控制所述硅胶纤维管的弯曲程度。