[发明专利]一种手部康复训练机器人

说明书

本发明公开了一种手部康复训练机器人，由手指机械关节及弧形导轨、驱动装置、监测与控制系统、信息处理预评估系统组成，弧形导轨符合手指运动规律，保证患者训练时手指运动轨迹不变形。指端推动连杆采用了L形的结构，使得手指在运动时，不是靠指端受力拉动整个手指各关节，而是通过L形连杆使各关节依次运动，达到整个手指的运动。手指捆绑支架通过转轴连接到滑轨上，可适应不同大小的手指，且在手指运动时手指捆绑支架可沿滑轨运动和转动，使手指在外力的作用下自然弯曲。手腕在腕部直线电机的驱动下进行前屈、背屈运动。主动训练方式根据手指端的压力传感器检测到的信号进行运动识别判断，帮助患者完成所想的动作，这样对功能回复帮助最大。

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，具体地说涉及一种手部康复训练机器人。

背景技术

我国正在进入老年人化，在老年人群中，脑血管疾病，神经系统疾病发病率较高，这些患者大多数伴有偏瘫症状；我国又是中风病的高发区之一，每年大约有100万患者，在幸存者中70-80％的病人存在不同程度的残疾。对于这类患者来说，及早进行科学的、适度的、有规律的康复训练可以减少其肢体功能残疾的概率。在传统的康复训练中，主要是康复师或家属手把手的对患者进行一对一的徒手训练，这样的训练很难保证训练的强度和规律性，使得训练效果打了折扣。

随着技术和经济的发展，越来越多的新技术应用到康复工程中来，尤其是将机器人技术、传感器技术应用到康复医疗中是这几年研究的一个热门话题。康复机器人是一种运动神经康复治疗技术，康复机器人不仅提供了有效的治疗手段和完善的评估方案，而且为深入研究人体运动康复规律，以及大脑与肢体的控制、影响关系提供了另一种有效途径。使用机器人辅助治疗可以提高效率和训练强度，比常规的治疗手段更有潜力，更重要的是训练时机器人可以检测记录患者训练时肢体的运动参数和生理信息，为医生提供评价数据，以实现精确康复治疗。为此，提出一种手部康复训练机器人。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种手部康复训练机器人，可以解决背景技术中提到的问题。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种手部康复训练机器人，由手指机械关节及弧形导轨、驱动装置、监测与控制系统、信息处理预评估系统组成，

所述手指机械关节及弧形导轨为四连杆机构，主要由腕部托架、腕部手掌铰链、手掌托架、指关节、指端推动连杆、指端套、弧形导轨组成，所述腕部托架绑在患者腕部，腕部托架与手掌托架通过腕部手掌铰链铰接，所述腕部托架上安装腕部直线电机，所述腕部直线电机输出端连接手掌托架，所述手掌托架前端设有弧形导轨，所述弧形导轨内滑动指关节，指关节上连接指端推动连杆一端，所述指端推动连杆另一端安装弧形导轨，该弧形导轨通过指关节连接指端套，所述指端套内放置患者手指，所述手掌托架上安装有五个手指直线电机，五个所述手指直线电机分别连接对应五个手指的弧形导轨；

所述驱动装置由腕部直线电机、手指直线电机、驱动器组成，驱动器通过USB接口与监测与控制部分相连；

所述监测与控制系统由传感器、单片机、计算机构成，传感器采集患者训练时运动信息、生理信息，计算机发送指令给单片机完成运动过程控制；运动信息包括运动速度、运动幅度、手指运动时的受力以及安全限位信息；生理信息包括手指肌电信息、血氧信息、指关节活动度；单片机与计算机采用串口通信；

所述信息处理预评估系统；。

进一步的，所述单片机采用msp430f149单片机。

进一步的，所述计算机的控制板采用COME1054控制板。

进一步的，所述指端推动连杆采用L形杆件。

进一步的，所述计算机中装有控制软件，该软件由界面UI模块、数据通信模块、运动控制模块组成，所述界面UI模块包括训练模式选择界面、训练功能选择界面、参数设置界面、训练过程界面。