[发明专利]一种基于软体机器人的手部运动康复训练及评测系统

说明书

一种基于软体机器人的手部运动康复训练及评测系统，包括软体机器人部分、控制部分和信息显示部分，软体机器人部分包括软体手套、弯曲传感器、姿态传感器等，用于驱动人手进行康复训练，训练过程的各项运动数据实时记录，为患者康复评测提供数据支持；控制部分主要包括微型多路气阀、微型气泵和电动调节阀，通过三者的协同配合实现软体手指不同弯曲角度和运动速度的精确控制；信息显示部分主要包括触摸屏和功能按钮，系统通过显示部分实现与患者互动，充分调动患者康复训练的积极性，改善康复训练效果，本发明基于软体机器人实现手部运动康复的精确控制，简单可靠，价格低廉，体积小巧，易于维护，特别适合患者家中使用。

技术领域

本发明涉及医疗康复领域，特别涉及一种基于软体机器人的手部运动康复训练及评测系统。

背景技术

随着中国社会的发展，中国人口老龄化问题越来越严重，中风后遗症中手部损伤最常见，因此人手康复治疗是医疗康复领域的重要组成部分，手在人体中的地位不言而喻，手能让人完成各种各样精细的工作，而很多偏瘫患者、中风患者不能控制手指的自由运动，对手指进行康复医疗的工作亟不可待，制作出一种疗效好的、舒适的手指康复训练装置更是迫切需求。

目前的手指康复训练装置大多用刚体式机械手，其本身也采用机械刚体驱动，已有的一种单自由度康复机械手驱动装置（中国发明专利CN106272404A），采用绳索驱动，齿轮之间相互啮合，但其噪声大、驱动手指不连续、不灵活，使装置的预期功能减少和效果降低。

目前的用软体材料进行手指康复训练的装置很少，已有的一种EMG控制的气动软体康复 机械手（中国发明专利CN106309083A），其手指用软材料制作，具有低刚度、高舒适度的特点，但其只能使患者手指进行盲目运动，对手指弯曲的角度无法自由控制，康复训练师无法进行针对性训练，患者手指的康复治疗效果不好。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提供一种基于软体机器人的手部运动康复训练及评测系统。该系统采用软体柔性材料，实现了用软体技术治疗偏瘫、中风患者手指不能自主运动的功能，克服了传统技术中用刚体式机械手、硬度大的材料治疗的缺点；该装置采用电动调节阀和微型多路气阀来控制软体机器人的运动，具有精度高、柔度大、无噪声、疗效好、轻巧便捷、人机互动等特点。

发明的技术方案如下：

一种基于软体机器人的手部运动康复训练及评测系统，包括控制部分、软体机器人部分和信息显示部分，所述控制部分包括通信接口、电源接口、导气接口、气管、控制系统、温度传感器、气压传感器、微型多路气阀、电动调节阀、电池组；所述软体机器人部分包括软体手套、弯曲传感器、姿态传感器；所述信息显示部分包括触摸屏、功能按钮、扩音器、指示灯和IO接口模块。

本发明所述的电动调节阀，包括步进电机、联轴器、调节阀和气压传感器，步进电机通过联轴器与调节阀连接在一起，并将三者固定在表面带有高弹性硅胶的金属板上，通过高弹性硅胶材料减小电机的震动，同时减小噪音的产生，把期望气压与气压传感器测量到的实际气压之间的差值作为步进电机的控制信号，以控制电机的正反转调节内部气压大小。

更进一步，电动调节阀中自带微型控制芯片，芯片中内嵌气压控制算法，控制系统只需向该自带芯片发送期望气压命令，即可完成气压的控制。

本发明所述的微型多路气阀，该装置外观为球形，球面上两个相邻气道为一组，气道中间带有一个信号指示灯，装置内部采用舵机式互锁微型气道控制装置，通过舵机中一字型舵盘的高频旋转控制气道的开关，通过互锁式设计实现一个气道的开启时，另一个气道的关闭。

更进一步，舵机舵盘采用十字形，甚至六齿型、八齿型等提高舵机对起到的开关频率。