[发明专利]手部康复训练系统

权利要求书

1.一种手部康复训练系统，其特征在于：包括感知设备和辅助运动设备，所述感知设备用于供使用者穿戴在健侧手部，所述辅助运动设备用于供使用者穿戴在患侧手部；

所述感知设备用于感知使用者健侧手部的运动参数；

所述感知设备与所述辅助运动设备无线通信，以发送运动参数；

所述辅助运动设备根据接收到运动参数执行康复训练运动；

所述感知设备包括感知手套本体及用于采集健侧手部的运动参数的第一采集控制系统；

所述第一采集控制系统包括第一弯曲度传感器、第一电阻电压转换模块、第一AVR单片机、第一nRF24L01无线通信模块、第一蓝牙模块和电源模块；

所述第一弯曲度传感器，设置在感知手套本体每个手指处，通过所述第一电阻电压转换模块连接到所述第一AVR单片机，以采集手部的运动参数；

所述第一AVR单片机连接所述第一nRF24L01无线通信模块，以实现与所述辅助运动设备的无线通信；

所述第一AVR单片机连接所述第一蓝牙模块，以实现与其它外部设备无线通信，发送运动参数；

所述电源模块，用于为所述感知设备提供工作电源；

对所述感知设备进行参数配置时执行以下操作：

所述弯曲度传感器检测掌指关节MCP和近指关节PIP的弯曲角度，指间关节IP的弯曲角度由公式给出；

配合指关节角度测量仪，当手指关节每弯曲至一个角度，分别记录所述感知设备测量的AD值与指关节角度测量仪读数；

经过多次反复测量后，收集每根手指的MCP、PIP、IP关节数据；

结合线性回归算法，对每根手指的关节数据进行学习，得出AD值与实际弯曲角度的映射模型；

所述辅助运动设备包括手形外骨骼及用于控制所述手形外骨骼动作的运动控制系统；

所述手形外骨骼包括手指外骨骼及用于为所述手指外骨骼提供动力的舵机，所述手指外骨骼包括涡轮、舵机座、第一指段、第一连杆、第二指段、第二连杆和第三指段；

所述舵机通过所述涡轮固定连接所述舵机座的一端，所述涡轮固定连接所述舵机的输出轴，所述涡轮安装在所述舵机座内；

所述第一指段的一端设置有能够与所述涡轮啮合的蜗杆，所述第一指段设置蜗杆的一端与所述舵机座另一端的下部铰接；

所述第二指段设计为倒三角形，所述第二指段的第一底角端与所述第一指段的另一端铰接，所述第二指段的第二底角端与所述第三指段铰接；

所述第一连杆的一端铰接在所述舵机座另一端的上部，所述第一连杆的另一端贯穿所述第一指段与所述第二指段的顶角端铰接；

所述第二连杆的一端铰接在所述第二指段的第一底角端，所述第二连杆的另一端贯穿所述第二指段与所述第三指段铰接；

所述运动控制系统包括电源单元、稳压单元、主控单元、舵机驱动板和第二nRF24L01无线通信单元；

所述主控单元通过所述舵机驱动板驱动连接各个手指外骨骼的舵机；

所述主控单元还连接所述第二nRF24L01无线通信单元，以接收所述感知设备发送的运动参数；

所述电源单元通过所述稳压单元向所述运动控制系统提供电源；

所述辅助运动设备的运动耦合关系为，其中，PIP为近指关节的弯曲角度，IP为指间关节的弯曲角度。

2.根据权利要求1所述的手部康复训练系统，其特征在于：所述手指外骨骼贴近手指一侧设置有压力传感器，所述压力传感器与所述主控单元连接，用于采集训练时所述手指外骨骼与手指之间的作用力。

3.根据权利要求1所述的手部康复训练系统，其特征在于：该手部康复训练系统还包括康复评估设备，所述康复评估设备，在康复评估时佩戴在使用者的患侧手上以监测使用者的患侧手部的手指康复指标，通过与康复管理平台网络连接上传手指康复指标进行康复情况的可视化与智能评估。