[发明专利]一种脑卒中患者手部功能康复机器人及使用方法

权利要求书

1.一种脑卒中患者手部功能康复机器人，其特征在于，包括：制冷制热模块、运动训练模块、供水单元、传感器单元和控制箱；所述的制冷制热模块包括手部制冷制热子单元和小臂制冷制热子单元；

所述的手部制冷制热子单元由导热手套、制冷片固定薄膜、半导体制冷片、制冷器、柔性水管和保护外套组成；所述的导热手套用以穿戴在患者的手部；所述的制冷片固定薄膜粘贴固定在导热手套外表层，在制冷片固定薄膜对应手背、手掌、手指上侧、手指下侧的部位上均设置有放置槽；所述的半导体制冷片安装在制冷片固定薄膜上的放置槽中；手背、手掌和5根手指分成7个半导体制冷区域，每个半导体制冷区域的半导体制冷片串联接线；所述的制冷器固定在所述的半导体制冷片上表面，所述的制冷器为金属片，在金属片侧面上设置有两个通孔；所述的柔性水管包括7根水管，分别用于与手背区域、手掌区域和5根手指区域的制冷器的连接；所述的保护外套为手套形状的薄膜，覆在所述的制冷器和柔性水管的外表层上；

所述的小臂制冷制热子单元由导热层、制冷片固定薄膜、半导体制冷片、制冷器、柔性水管和保护外套组成；所述的导热层为导热薄膜，使用时缠绕在患者手臂上；所述的制冷片固定薄膜粘贴固定在导热层外表层，制冷片固定薄膜为形状和大小与导热层相同的薄膜结构，其上设置有多排安装槽；所述的制冷片安装在制冷片固定薄膜上的安装槽中，所述的半导体制冷片按照每排分为一个区域，每个区域的半导体制冷片串联接线；所述的制冷器固定在所述的半导体制冷片上表面，也按排分为多个区域，每排制冷器由一根柔性水管连接；所述的保护外套覆在多排所述的制冷器和柔性水管的外表层上；

所述的运动训练模块包括调节滑块、固定绑带和形状记忆合金片；所述的调节滑块包括掌骨滑块和手指滑块；所述的掌骨滑块为长方体状的块，设置在所述的手部制冷制热子单元的导热手套和制冷片固定薄膜之间，位于掌骨手背一侧，其向着手指尖的一侧面上设计有5个窄槽，分别对应5个手指伸展的方向，通过所述的固定绑带固定在患者手背部；所述的手指滑块包括位于每根手指上的一根共5根，包括近节滑块、中节滑块和远节滑块，所述的近节滑块、中节滑块和远节滑块均为个长方体状的块，设置在所述的手部制冷制热子单元的导热手套和制冷片固定薄膜之间，位于手指近节、中节、远节的手背侧，其侧面顺着手指方向设计有缝隙槽；所述近节滑块、中节滑块和远节滑块的四个角上各连接有一条所述的固定绑带，所述的固定绑带的另一端穿出导热手套，用于在运动训练时将调节滑块固定在手指指节上，防止滑动；所述的形状记忆合金片为长条形片，每根手指包括第一合金片、第二合金片、第三合金片；所述的第一合金片一端插入所述的掌骨滑块上的槽中，另一端插入所述的近节滑块的缝隙槽内；所述的第二合金片一端插入所述的近节滑块上的缝隙槽内，另一端插入所述的中节滑块的缝隙槽内；所述的第三合金片一端插入所述的中节滑块上的缝隙槽内，另一端插入所述的远节滑块的缝隙槽内；

所述的传感器单元包括温度传感器子单元，所述的温度传感器子单元包括多个温度传感器，分别置于手部制冷制热子单元的手背、手掌、5根手指的半导体制冷片下方，位于导热手套和制冷片固定薄膜之间；

所述供水单元与所述小臂制冷制热子单元的柔性水管及手部制冷制热子单元的柔性水管连接并提供循环冷却水；

所述的控制箱包括传感器数据采集单元、温度控制单元及驱动模块；所述的数据采集单元将所述的传感器单元的数据进行采集和存储；所述的温度控制单元完成对半导体制冷片电压和电流流向的控制，从而控制半导体制冷片的制冷温度及实现制冷和制热的切换控制，所述的温度控制单元完成对水泵的流速控制；所述的驱动模块生成多路电压，实现对所述的半导体制冷片的驱动。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述的传感器单元还包括倾角传感器子单元、指尖压力传感器子单元、肌肉张力检测子单元及肌电检测子单元；所述的倾角传感器子单元包括多个倾角传感器，分别安装在患者的大臂、小臂、手背和各个手指上，用来监测手的运动和角度信息；所述的指尖压力传感器子单元包括四个薄膜压力传感器，分别安装在所述的手部制冷制热子单元的制冷片固定薄膜上，用来检测手部抓握物体时的力信息；所述的肌肉张力检测子单元为手环状分布的多个压力传感器组成，压力传感器安装在小臂制冷制热子单元的导热层下表面，可以检测肌肉收缩和舒张；所述的肌电检测子单元为环状绷带结构，其内层安装有阵列式的肌电检测电极，肌电检测子单元安装在患者的大臂上。