一种帕金森病人手持稳定器及其消抖实现方法技术

本发明专利技术提供了一种帕金森病人手持稳定器及其消抖实现方法,该稳定器包括配件、前端轴向微调机构、摆动消抖机构、转动消抖机构以及手持机构，配件可以根据使用者不同的功能需求为任意形式，通过配件安装头安装在前端轴向微调机构内。该稳定器通过俯仰、横滚方向以及前端轴向微调的三电机控制，配合主控板算法控制，达到对使用者手部消抖的效果，消抖结构依靠平行结构的连杆装置，能够实现前端配件在空间内的角度不发生变化，保持配件的稳定。该稳定器可以替换不同的前端配件，增加患者的使用范围，同时结构简单，易于控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种人体动作辅助装置，尤其涉及一种增强帕金森患者或具有与帕金森相似症状使用者的手部稳定装置。
技术介绍
震颤是一种由于老龄化神经性衰退导致的疾病，65岁以上发病率为10.5％。因手部抖动造成不能正常生活的患者一般有三类，其中65岁以上帕金森发病率为1.2％，这类患者可以药物治疗控制抖动，最有效的药物为美多巴，根据病情不同蜜月期大约为1～3年，蜜月期内效果很好，每次服药可控制6～8小时，但蜜月期过后药效急剧下降，有的患者每次服药后仅能控制1小时左右，且部分患者服药后会出现药物过敏或血压下降等副作用。据统计，中国帕金森患者数量为200～400万；与此同时特发性或原发性震颤患者生活也受到不同程度的困扰，此类震颤患者没有具体病因，也没有药物及其他有效治疗手段。目前我国患有震颤疾病的人数在2000～4000万，其中90％为特发性或原发性震颤，他们长期受震颤困扰。与药物治疗相比，通过外部机械装置来帮助帕金森患者或者具有震颤情况的患者消除或减缓手部抖动，一方面可以达到物理的治疗效果，另一方能够消除药物治疗对患者带来的副作用与身体伤害。公开号为CN204218557U的专利，公开了一种电子防抖勺，该装置通过传感器感应人的抖动信号，并将抖动信号传送至控制器，控制器按照人抖动作出相反方向的运动信号至X轴控制电机和Z轴控制电机，X轴控制电机和Z轴控制电机控制连杆运动。但是该装置前端只能挂接勺子，帮助使用者进食，使用 范围有限，且控制较为复杂。公开号为CN203646979U的专利，公开了一种防抖勺。该装置通过传感器和控制板来检测和控制使用者手部抖动，装置具有结构简单，使用方便的特点。但该防抖勺同样只针对患者的进食问题，且无法针对患者在不同抖动幅度下调整装置的消抖频率及幅度。公开号为CN204428223U的专利，公开了一种减轻手臂振动影响的装置，该装置能够替换不同的配件，与大多数防抖装置相比具有较大的使用范围，但该装置在消抖过程中，其配件会跟随转轴在空间内摆动，无法保持配件角度的稳定，降低了消抖效果，且无法手动对装置消抖效果进行调整。
技术实现思路
本专利技术针对现有结构存在的缺陷，提出了一种配件可以替换的、依靠四连杆结构运动消抖的、易于控制的帕金森病人手持稳定器。本专利技术提出的一种帕金森病人手持稳定器，针对帕金森患者震颤问题，同时结合现有已公开防抖装置的结构复杂、适用范围有限等不足而设计。该装置通过俯仰、横滚方向以及前端轴向微调的三电机控制，配合主控板算法控制，达到对使用者手部消抖的效果，消抖结构依靠平行结构的连杆装置，能够实现前端配件在空间内的角度不发生变化，保持配件的稳定。装置可以替换不同的前端配件，增加患者的使用范围，同时结构简单，易于控制。本专利技术采取的技术方案为：一种帕金森病人手持稳定器，其特征在于，包括配件、前端轴向微调机构、摆动消抖机构、转动消抖机构以及手持机构，所述配件通过配件安装头安装在前端轴向微调机构内，配件末端的磁铁通过永磁体进行吸附，前端轴向微调机构与摆动消抖机构机械连接，摆动消抖机构与转 动消抖机构通过轴向调控电机机械连接，转动消抖机构与手持机构通过连接壳机械连接，所述配件用于实现使用者不同的功能，摆动消抖机构用于带动配件进行纵向消抖，转动消抖机构用于带动摆动消抖机构及配件进行横滚方向消抖，前端轴向微调机构用于轴向微调节配件的方向，使配件在装置消抖过程中保持水平和稳定。所述前端轴向微调机构包括前端外壳、配件安装头、永磁体、轴承、内圈齿轮、前端外壳支架、角加速度传感器以及重力传感器。所述摆动消抖机构包括摆动从动机构和摆动主动机构。其中摆动从动机构包括电机A、摆动从动外壳、从动连杆、主动连杆，摆动主动机构包括电机安装壳、电机B以及电机B转轴。所述转动消抖机构包括轴向调控电机和连接壳，轴向调控电机通过固定孔与电机安装壳相固定，连接壳与手持机构相固定。所述手持机构包括固定带、手持外壳、调整补偿按钮以及控制电路板、电池。所述配件安装头安装在前端外壳的前部，永磁体放置在配件安装头内，配件通过配件安装头与永磁体相吸附，配件可根据患者不同的生活需求，替换成具体不同形式的替代物。所述角加速度传感器和重力传感器安装在前端外壳内部，用于实时检测配件的姿态以及装置抖动情况。所述前端轴向微调机构中的内圈齿轮安装在前端外壳内部，并与电机A的小齿轮相互咬合，前端轴向微调机构与摆动从动机构通过中心转轴相连接，中心转轴通过轴承分别固定在前端外壳支架上与从动外壳支架上。所述摆动从动机构中的电机A通过电机A安装支架固定在摆动从动外壳上。 电机A工作时驱动小齿轮转动，进而带动前端轴向微调机构中的内圈齿轮转动，再带动前端外壳转动，从而实现前端轴向微调机构对配件在横滚方向上的调控，从动连杆和主动连杆分别通过连杆转轴固定在轴孔上，摆动从动机构与摆动主动机构通过从动连杆和主动连杆相连接。所述摆动主动机构中的电机B通过电机B安装孔固定在电机安装壳上，电机B转轴穿过电机B转轴孔，并与主动连杆相连接，从动连杆通过从动连杆安装孔与电机安装壳固定，电机B工作时，电机B转轴转动带动主动连杆转动，从动连杆跟随主动连杆转动，进而带动摆动从动机构在俯仰方向上摆动，从而实现摆动消抖机构在摆动方向上的调控。所述从动连杆与主动连杆之间形成四连杆机构，这种运动形式能够消除前端配件的摆动颤抖的影响，从而保证配件在消抖过程中平稳运动。所述转动消抖机构中的轴向调控电机的电机转子与电机安装壳相连接，其电机定子与连接壳相连接，连接壳与手持外壳相连接，轴向调控电机中间为空心转轴，方便前面的控制线通过并连接到后面的控制电路板上。所述手持机构包含固定带，其作用为辅助人手固定在装置上，控制电路板和电池均安装在手持外壳内部。所述手持外壳上安装有调整补偿按钮，可以让使用者手动调节消抖的幅度、配件的角度状态等参数，使消抖更加准确。所述摆动消抖机构与手持机构均可进行左右拆分，整体结构沿轴线对称，便于装置的安装。一种帕金森病人手持稳定器消抖动作的实现方法，包括以下步骤：A：若使用者手部处于竖直方向抖动，当手部向下(或向上)抖动时，帕金森病人手持稳定器摆动消抖机构中的摆动主动机构进行调控，电机B工作带动电机B转轴转动，使主动连杆向上(或向下)摆动，摆动幅度及方向通过角加 速度传感器检测后，保持与使用者手部抖动角度一致，主动连杆向上摆动带动从动连杆运动，由于主动连杆和从动连杆保持四连杆结构运动，从而使前端配件能够保持其水平面稳定；B：若使用者手部处于水平方向抖动时，稳定器转动消抖机构调控，轴向调控电机工作使摆动消抖机构的从动连杆和主动连杆旋转到水平方向，与此同时前端轴向微调机构调控，电机A工作带动前端外壳转动，使配件调整到使用者正常使用的角度，当手部向左(或向右)抖动时，参考步骤A，摆动消抖机构中的摆动主动机构进行调控，电机B工作带动电机B转轴转动，使主动连杆向右(或向左)摆动，从而进行水平消抖调控；C：若使用者手部处于任意角度抖动时，稳定器转动消抖机构调控，轴向调控电机工作使摆动消抖机构的从动连杆和主动连杆旋转到与使用者抖动方向垂直的平面，与此同时前端轴向微调机构调控，使配件调整到使用者正常使用的角度，参考步骤A，摆动消抖机构中的摆动主动机构进行调控，电机B工作带动电机B转轴转动，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种帕金森病人手持稳定器，其特征在于，包括配件(1)、前端轴向微调机构(2)、摆动消抖机构(3)、转动消抖机构(4)以及手持机构(5)，其中所述摆动消抖机构(3)又包括摆动从动机构(300)和摆动主动机构(310)，所述配件(1)通过配件安装头(202)安装在前端轴向微调机构(2)内，前端轴向微调机构(2)与摆动消抖机构(3)机械连接，摆动消抖机构(3)与转动消抖机构(4)通过轴向调控电机(401)机械连接，转动消抖机构(4)与手持机构(5)通过连接壳(402)机械连接；所述配件(1)可实现使用者不同的功能需求，摆动消抖机构(3)可以带动配件(1)进行纵向消抖，转动消抖机构(4)可以带动摆动消抖机构(3)及配件(1)进行横滚方向消抖，前端轴向微调机构(2)可以轴向微调节配件(1)的方向，使配件(1)消除摆动颤抖的影响。

【技术特征摘要】
1.一种帕金森病人手持稳定器，其特征在于，包括配件(1)、前端轴向微调机构(2)、摆动消抖机构(3)、转动消抖机构(4)以及手持机构(5)，其中所述摆动消抖机构(3)又包括摆动从动机构(300)和摆动主动机构(310)，所述配件(1)通过配件安装头(202)安装在前端轴向微调机构(2)内，前端轴向微调机构(2)与摆动消抖机构(3)机械连接，摆动消抖机构(3)与转动消抖机构(4)通过轴向调控电机(401)机械连接，转动消抖机构(4)与手持机构(5)通过连接壳(402)机械连接；所述配件(1)可实现使用者不同的功能需求，摆动消抖机构(3)可以带动配件(1)进行纵向消抖，转动消抖机构(4)可以带动摆动消抖机构(3)及配件(1)进行横滚方向消抖，前端轴向微调机构(2)可以轴向微调节配件(1)的方向，使配件(1)消除摆动颤抖的影响。2.如权利要求1所述的一种帕金森病人手持稳定器，其特征在于，所述配件安装头(202)安装在前端外壳(201)的前部，永磁体(203)放置在配件安装头(202)内，配件(1)通过末端的磁铁(101)与配件安装头(202)的永磁体(203)相吸附，配件(1)可根据患者不同的生活需求，替换成具体不同形式的替代物，如勺子、叉子、触控笔、铅笔等。3.如权利要求1所述的一种帕金森病人手持稳定器，其特征在于，所述前端轴向微调机构(2)包括前端外壳(201)、配件安装头(202)、永磁体(203)、轴承(204)、内圈齿轮(205)、前端外壳支架(211)、角加速度传感器(212)以及重力传感器(213)；其中角加速度传感器(212)和重力传感器(213)安装在前端外壳(201)内部，用于实时检测配件(1)的姿态以及装置抖动情况；所述前端轴向微调机构(2)中的内圈齿轮(205)安装在前端外壳(201)内部，并与电机A(313)的小齿轮(314)相互咬合，前端轴向微调机构(2)与摆动从动机构(300)通过中心转轴(315)相连接，中心转轴(315)通过轴承(204)分别固定在前端外壳支架(211)上与从动外壳支架(3110)上，电机A(313)工作时，带动前端小齿轮(314)转动，进而带动内圈齿轮(205)转动，内圈齿轮(205)的转动导致前端外壳(201)转动，从而实现配件(1)的轴向微调功能。4.如权利要求1所述的一种帕金森病人手持稳定器，其特征在于，所述摆动从动机构(300)包括电机A(313)、摆动从动外壳(311)、从动连杆(317)、主动连杆(318)；其中电机A(313)通过电机A安装支架(312)固定在摆动从动外壳(311)上，电机A(313)工作时驱动小齿轮(314)转动，进而带动前端轴向微调机构(2)中的内圈齿轮(205)转动，再带动前端外壳(201)转动，从而实现前端轴向微调机构(2)对配件(1)在横滚方向上的调控，从动连杆(317)和主动连杆(318)分别通过连杆转轴(316)固定在轴孔(319)上，摆动从动机构(300)与摆动主动机构(310)通过从动连杆(317)和主动连杆(318)相连接。5.如权利要求1所述的一种帕金森病人手持稳定器，其特征在于，所述摆动主动机构(310)包括电机安装壳(302)、电机B(303)以及电机B转轴(304)，其中电机B(303)通过电机B安装孔(305)固定在电机安装壳(302)上，电机B转轴(304)穿过电机B转轴孔(306)，并与主动连杆(318)相连接，从动连杆(317)通过从动连杆安装孔(307)与电机安装壳(302)固定，电机B(303)工作时，电机B转轴(304)转动带...

【专利技术属性】
技术研发人员：冬雷，
申请(专利权)人：北京动力京工科技有限公司，冬雷，
类型：发明
国别省市：北京;11