[发明专利]一种可穿戴式智能人体指关节助力及康复装置

说明书

本发明公开了一种可穿戴式智能人体指关节助力及康复装置，包括控制单元、驱动单元、电机、微型丝杠、柔性连接部件和仿生手套，在所述仿生手套上安装有智能传感器，由智能传感器采集相应的压力信号；控制单元接收并处理来自所述智能传感器反馈的压力信号，并根据处理结果输出控制信号给驱动单元；驱动单元将控制信号进行功率放大后施加在所述电机上，实现电机的恒转矩控制；再通过微型丝杠将所述电机的旋转运动转换成直线运动，并利用所述微型丝杠牵引所述柔性连接部件；由所述柔性连接部件带动所述仿生手套实现手部的弯曲抓握动作。上述装置能够提高手部不协调患者的康复效率和辅助老年人生活，达到使用安全、穿戴舒适、患者适应的目的。

技术领域

本发明涉及指关节康复设备技术领域，尤其涉及一种可穿戴式智能人体指关节助力及康复装置。

背景技术

手是人体非常重要的肢体之一，它对人类的整体功能的协调发挥，以及外在美观的体现，都有着举足轻重的影响，日常生活中手可以算得上是使用频率最高的肢体，平均每天要完成成百上千次的弯曲、伸展、对指以及抓握等动作。手功能的削弱或丧失，于患者本身而言，会给日常生活带来诸多不便，严重者甚至会失去生活自理能力，于家庭而言，会造成沉重的经济负担和精神压力。目前我国正面临日益严重的老龄化问题和数量庞大的残疾人群，这些人群中手指出现运动障碍的不在少数。智能指关节助力产品能很好的解决这些人群的手指运动障碍问题并促进康复，大大节省人力和时间成本，减轻患者的经济负担，提高康复效率，具有广泛的社会效益。

但现有技术对指关节助力产品的研究仅限于样机阶段，尚未形成成熟产品，同时存在体积重量大，操作复杂，不适合居家使用，长时间使用会产生手指压迫感等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种可穿戴式智能人体指关节助力及康复装置，该装置能够提高手部不协调患者的康复效率和辅助老年人生活，达到使用安全、穿戴舒适、患者适应的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种可穿戴式智能人体指关节助力及康复装置，所述装置包括控制单元、驱动单元、电机、微型丝杠、柔性连接部件和仿生手套，其中：

在所述仿生手套上安装有智能传感器，操作者佩戴仿生手套进行助力或康复训练，并由所述智能传感器采集相应的压力信号；

所述控制单元接收并处理来自所述智能传感器反馈的压力信号，并根据处理结果输出控制信号给所述驱动单元；

所述驱动单元将控制信号进行功率放大后施加在所述电机上，实现电机的恒转矩控制；

再通过所述微型丝杠将所述电机的旋转运动转换成直线运动，并利用所述微型丝杠牵引所述柔性连接部件；

由所述柔性连接部件带动所述仿生手套实现手部的弯曲抓握动作；

其中，所述仿生手套上的每根手指均对应独立的微型丝杠和柔性连接部件，且每根手指的输出拉力能通过控制所述电机的输出力矩来调节。

所述仿生手套根据人手的曲指腱设计，实现纯柔性的手指终端动作。

所述微型丝杠能根据不同的应用场合对牵引拉力进行调节，最大输出力达到10N/指。

所述智能传感器具体为薄膜压力传感器，且每根手指对应独立的薄膜压力传感器。

所述装置还包括人机交互界面，所述人机交互界面与所述控制单元相连，通过按键输入和液晶屏显示来实现对所述控制单元参数的设置和监控。

所述控制单元、驱动单元、人机交互界面能集成设计在运动控制盒中。

所述仿生手套能利用连接机构实现快速更换，且所述仿生手套的手指数为1～5范围内的任意数量。

所述装置利用锂电池作为供电电源，待机时间最大能达到8小时。