[发明专利]带手腕康复的手康复功能机器人系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于医疗技术领域，特别是涉及带手腕康复的手康复功能机器人系统及控制方法。

背景技术

脑卒中具有发病率高、致残率高和死亡率高的特征。按照目前的发展趋势，脑卒中所导致的全球死亡人数将在2015年达到650万2030年达到780万，脑卒中具有发病率高、死亡率高和致残率高的特点。在我国，每年发病250万人，死亡约150万人，且每年呈持续上升趋势。存活的患者中，有四分之三有不同程度致残，重度致残者约占40％。在众多的后遗症中，肢体会出现麻木、痉挛性瘫痪，这些后遗症主要通过运动进行治疗，其中，又以肢体尤其是手功能的康复最为困难。

目前行业内所使用的康复机械手主要是利用表面肌电信号触发与动态智能控制实现互动式生物反馈训练实现患者四指、拇指和腕部三部分单独的运动；若对装置进行全部佩戴，因体积较为庞大，佩戴的话则重量较重，携带并不方便，结构复杂，移动性较差，不仅延长了患者康复训练时间，而且增加了患者的负担，同时，不能实现人体手腕的康复训练，功能性较为单一。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了带手腕康复训练功能的手康复训练用系统，该系统可以实时采集携带者的脑电信息，并对脑电信息进行分析，将携带者的脑活动状态通过人机交互实时反馈给携带者，当携带者的运动想象意图达到阈值时，控制训练用装置做被动训练。

该带手腕康复训练功能的手康复训练用系统的具体方案如下：

一种带手腕康复训练功能的手康复训练用系统，包括：

带手腕康复训练功能的手康复训练用装置、便携式Emotiv脑电信号采集模块、计算机和控制器；

所述便携式Emotiv脑电信号采集模块，用于实现携带者脑电信号的采集，然后以无线方式发送给计算机；

计算机，用于实时显示所述脑电信号，对脑电信号进行预处理、特征提取、分类和识别，判断携带者是否具有超过设定阈值的运动想象意图指数；

控制器，与计算计相连，根据所述运动想象意图指数，发送命令，控制手指康复训练用装置中的动力驱动源执行相应动作。

所述带手腕康复训练功能的手康复训练用装置包括：至少一个两关节手指训练机构和手腕训练机构；

其中，每一个两关节手指训练机构包括通过手指近指端关节支架固定的动力驱动源，动力驱动源的推动杆与手指近指端关节驱动件连接以控制人手指后关节；

手指近指端关节支架，手指近指端关节驱动件通过手指近指端关节支架进行固定且手指近指端关节支架限定手指近指端关节驱动件的移动路径，手指近指端关节支架的前侧与多连杆机构连接，多连杆机构与手指远指端关节驱动件连接；

手指远指端关节支架，多连杆机构与手指远指端关节支架连接，手指远指端关节支架与手指近指端关节驱动件连接且手指远指端关节支架限定手指远指端关节驱动件的移动路径，手指近指端关节驱动件控制手指后关节后，同时带动手指远指端关节支架动作，通过多连杆机构带动手指远指端关节驱动件控制人手指的前关节；

手腕训练机构包括手背贴合件，手背贴合件与人的手背和/或手背两侧进行贴合以使手背贴合件与人的手部连带动作；

旋转动力源，旋转动力源通过第一连接件与手背贴合件连接，手背贴合件与手指近指端关节支架固定以通过旋转动力源旋转带动旋转以带动手背贴合件及两关节手指训练机构在设定角度范围内进行往复旋转。

进一步的，所述计算机具有离线训练模块和在线康复训练模块；

所述离线训练模块，用于识别所述脑电信号，将所述脑电信号分为平静状态下脑电信号与运动想象状态下脑电信号，并将上述两种状态下脑电信号通过显示装置与携带者实现人机交互；

所述在线康复训练模块，用于当携带者的运动想象意图指数超过阈值时，向控制器发送命令。

所述便携式Emotiv脑电信号采集模块具有多个采集通道，所述多个采集通道同时获取携带者的脑电信号。

所述控制器采用功能电刺激模块。

下面对带手腕康复训练功能的手康复训练用装置做更进一步的细化设计：

带手腕康复训练功能的手康复训练用装置还包括拇指训练机构，拇指训练机构包括通过拇指关节支架固定的拇指动力驱动源，拇指动力驱动源的推动杆与拇指关节驱动件连接以控制人拇指关节；

拇指关节支架，拇指关节驱动件通过拇指关节支架进行固定且拇指关节支架限定拇指关节驱动件的移动路径，拇指关节驱动件控制拇指关节，可以带动拇指关节向上或者向下的动作；手背贴合件与拇指关节支架固定，通过拇指训练机构的设置实现人手腕的康复训练。