[发明专利]一种基于混合驱动多模式的手部康复装置及方法在审
申请号: | 202011166163.9 | 申请日: | 2020-10-27 |
公开(公告)号: | CN112168619A | 公开(公告)日: | 2021-01-05 |
发明(设计)人: | 吴晓君;童鑫;马广强;付家怡;王丹 | 申请(专利权)人: | 西安建筑科技大学 |
主分类号: | A61H1/02 | 分类号: | A61H1/02;A63B21/045;A63B23/16 |
代理公司: | 西安通大专利代理有限责任公司 61200 | 代理人: | 姚咏华 |
地址: | 710055 陕*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 混合 驱动 模式 康复 装置 方法 | ||
1.一种基于混合驱动多模式的手部康复装置,其特征在于,包括训练手套(1)、气动控制系统(4)、记忆合金控制系统(5)和控制终端(31);所述训练手套(1)的两指之间分别固定有左右指间驱动器(3、2),所述左右指间驱动器(3、2)通过驱动器基座(6)与气动控制系统(4)和记忆合金控制系统(5)相连,在控制终端(31)控制气动控制系统(4)和记忆合金控制系统(5)的复合驱动下,实现掌心主动弯曲力与被动伸展力。
2.根据权利要求1所述的一种基于混合驱动多模式的手部康复装置,其特征在于,所述训练手套(1)包括手套主体(7)和手腕紧固带(8);
所述手套主体由柔性材料制成,为无掌心四指穿戴结构;
所述手腕紧固带(8)包括腕带,腕带顶部设有一对棘爪基座(12),棘爪基座(12)通过棘爪轴(13)固定一对棘爪(10),棘爪轴(13)上还设有扭力弹簧(14);在腕带内侧还缝合有棘条(9)。
3.根据权利要求1所述的一种基于混合驱动多模式的手部康复装置,其特征在于,指间驱动器包括硅橡胶驱动器(15)、记忆合金片(17)和钓线(20);所述硅橡胶驱动器(15)通过钓线(20)与驱动器基座(6)相连,记忆合金片(17)设在硅橡胶驱动器(15)和驱动器基座(6)的记忆合金室(24)中,并与记忆合金控制系统(5)相连。
4.根据权利要求3所述的一种基于混合驱动多模式的手部康复装置,其特征在于,所述硅橡胶驱动器(15)包括气囊(21)、气道(22)、锯齿状夹持片(23)和记忆合金室(24);所述气囊(21)通过气道(22)与气动控制系统(4)相连对气囊(21)充气,锯齿状夹持片(23)设在气囊(21)底部。
5.根据权利要求3所述的一种基于混合驱动多模式的手部康复装置,其特征在于,所述驱动器基座(6)包括记忆合金室(24)、ABS基座孔(16)和气道(22);ABS基座孔(16)中贯穿有钓线(20),ABS基座孔(16)外端部嵌入有拉紧弹簧(18)和与钓线(20)相连的拉紧棒(19)。
6.根据权利要求4所述的一种基于混合驱动多模式的手部康复装置,其特征在于,所述气囊(21)底部与两侧植入纤维编织层,其纤维方向垂直于气囊(21)轴向并分别平行于地面与侧面。
7.根据权利要求1所述的一种基于混合驱动多模式的手部康复装置,其特征在于,所述记忆合金控制系统(5)包括控制模块、混合驱动输出模块和供电系统;所述控制模块包括Arduino开发板(28),Arduino开发板(28)通过蓝牙模块(30)与控制终端(31)连接;
所述混合驱动输出模块包括分别与Arduino开发板(28)连接的电磁阀(26)、调节阀(27)和电源模块(29),电磁阀(26)、调节阀(27)和电源模块(29)连接气泵(25),电源模块(29)连接记忆合金片(17);
所述供电系统连接控制模块和混合驱动输出模块为其供电。
8.根据权利要求7所述的一种基于混合驱动多模式的手部康复装置,其特征在于,所述Arduino开发板(28)中设有并联连接的三极管,三极管的并联节点一端连接5V供电系统,另一端接地,两对三极管的输入端和输出端并联连接电磁阀(26)和调节阀(27),电磁阀(26)和调节阀(27)输出端接24V电源模块(29),通过并联电阻R3后接记忆合金片(17)。
9.一种基于权利要求1-8所述装置的混合驱动多模式的手部康复方法,其特征在于,包括:
被动运动康复训练模式下,将腕带固定在使用者手腕上;使用者通过控制终端(31)与Arduino开发板(28)通讯,使用者通过控制终端(31)选择激活气囊驱动、记忆合金驱动或者混合驱动模式,Arduino开发板(28)控制电磁阀(26)和调节阀(27)为气囊(21)充气以及记忆合金片(17)的状态,实现指尖驱动器的掌心弯曲与背向恢复;
主动阻抗康复训练模式下,使用者主动完成向掌心弯曲与背向恢复的往复运动,与记忆合金片(17)、硅橡胶驱动器(15)的弹性力形成阻抗训练。
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