一种基于患者主动意识控制的手部功能康复设备制造技术

本发明专利技术公开了一种基于患者主动意识控制的手部功能康复设备，包括穿戴式外骨骼康复手、肌电控制康复子系统和脑电控制康复子系统；所述穿戴式外骨骼康复手包括掌套、控制盒、电机、支撑架、驱动轮、第一销轴、驱动杆、第二销轴、四指驱动杆、第三销轴、第一连杆、第四销轴、支撑轴、第五销轴、第六销轴、第二连杆、第七销轴、拇指驱动杆、滑块和拇指支撑块；所述肌电控制康复子系统包括肌电解码模块、肌电信号线、肌电采集设备和金属电极片；所述脑电控制康复子系统包括脑电解码模块、脑电信号线、脑电采集设备和脑电电极。该设备便于佩戴，能够通过采集、解码患者的肌电或脑电信号，实现自主式康复训练，提高患者手部功能康复效果。

A hand function rehabilitation device based on patients' active consciousness control

The invention discloses a hand functional rehabilitation device based on patient's active consciousness control, which comprises a wearable exoskeleton rehabilitation hand, an electromyogram control rehabilitation subsystem and an electroencephalogram control rehabilitation subsystem; the wearable exoskeleton rehabilitation hand comprises a palm sleeve, a control box, a motor, a support frame, a driving wheel, a first pin shaft and a driving rod. The second pin shaft, the four-finger drive rod, the third pin shaft, the first connecting rod, the fourth pin shaft, the supporting shaft, the fifth pin shaft, the sixth pin shaft, the second connecting rod, the seventh pin shaft, the thumb drive rod, the slider and the thumb support block; the EMG control and rehabilitation subsystem comprises an EMG decoding module, an EMG signal line, an EMG acquisition device and a thumb support block. The EEG control and rehabilitation subsystem comprises an EEG decoding module, an EEG signal line, an EEG acquisition device and an EEG electrode. The device is easy to wear, and can be used to collect and decode the EMG or EEG signals of patients to achieve autonomous rehabilitation training and improve the rehabilitation effect of hand function.

【技术实现步骤摘要】
一种基于患者主动意识控制的手部功能康复设备
本专利技术涉及医疗康复辅助设备
，尤其涉及一种基于患者主动意识控制的手部功能康复设备。
技术介绍
人手可以抓取、操作形状各异的物体和工具，是人体运动系统中最重要的器官之一。脑卒中，俗称中风，对患者造成多种神经功能损伤，是导致手部功能受损的一个主要因素。通常情况下，中风往往不至于致死，在幸存者中，有80～90％的人会遗留有上肢或下肢的运动功能缺陷甚至偏瘫，从而丧失日常生活活动能力，影响患者生活质量。在手部功能康复训练初期，患者还无法进行主动康复运动，需要手部康复训练设备辅助其手部连续被动运动，但目前还没有成熟的设备帮助患者进行主动的康复训练，尤其是缺乏通过患者主动意识，即通过患者肌电或者脑电信号来帮助进行康复训练的设备。因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于患者主动意识控制的手部功能康复设备，通过采集、解码患者的肌电或脑电信号，获取患者主动动作意图，实现患者自主式康复训练，提高患者手部功能康复效果。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题包括两方面：一是采用怎样的机械结构以使手部功能康复设备便于患者佩戴，自如活动；二是采用怎样的技术和元器件以使得该设备能够通过采集患者的肌电或脑电信号，来获取患者主动动作意图，实现患者自主式康复训练。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于患者主动意识控制的手部功能康复设备，包括穿戴式外骨骼康复手、肌电控制康复子系统和脑电控制康复子系统；所述肌电控制康复子系统包括肌电解码模块、肌电信号线、肌电采集设备和金属电极片；所述脑电控制康复子系统包括脑电解码模块、脑电信号线、脑电采集设备和脑电电极；所述穿戴式外骨骼康复手包括掌套、控制盒、电机、支撑架、驱动轮、第一销轴、驱动杆、第二销轴、四指驱动杆、第三销轴、第一连杆、第四销轴、支撑轴、第五销轴、第六销轴、第二连杆、第七销轴、拇指驱动杆、滑块和拇指支撑块；所述控制盒固结在所述掌套上，所述支撑架固结在所述控制盒上，所述第四销轴套固在所述支撑架上，所述支撑架上设有电机安装孔和圆孔，电机通过所述电机安装孔固结在所述支撑架上，所述驱动轮固结在所述电机的输出轴上，所述第一销轴套固在所述驱动轮上；所述四指驱动杆套设在所述第四销轴上，所述四指驱动杆上设有四指指套，所述第二销轴和所述第三销轴均套固在所述四指驱动杆上；所述驱动杆一端套设在所述第一销轴上，另一端套设在所述第二销轴上；所述支撑轴套设在所述支撑架的圆孔中，所述滑块套设在所述支撑轴上，所述第五销轴套固在所述滑块上，所述拇指支撑块套固在所述支撑轴的末端，所述第七销轴套固在拇指支撑块上；所述第一连杆一端套设在所述第三销轴上，另一端套设在所述第五销轴上；所述拇指驱动杆套设在所述第七销轴上，所述拇指驱动杆上设有拇指指套，所述第六销轴套固在所述拇指驱动杆上，所述第二连杆一端套设在所述第五销轴上，另一端套设在所述第六销轴上；当所述基于患者主动意识控制的手部功能康复设备被设置为工作在肌电控制方式时，所述穿戴式外骨骼康复手与所述肌电控制康复子系统通信并协同工作；当所述基于患者主动意识控制的手部功能康复设备被设置为工作在脑电控制方式时，所述穿戴式外骨骼康复手与所述脑电控制康复子系统通信并协同工作。进一步地，所述驱动轮、所述驱动杆、所述四指驱动杆和所述支撑架组成四杆机构；所述四指驱动杆、所述支撑架、所述第一连杆、所述滑块和所述支撑轴组成四杆滑块机构；所述滑块、所述第二连杆、所述拇指驱动杆、所述拇指支撑块和所述支撑轴组成四杆滑块机构。进一步地，所述穿戴式外骨骼康复手通过所述掌套佩戴在患者手掌上，患者四指套设在所述四指指套中，拇指套设在所述拇指指套中。进一步地，所述控制盒内设有电源、电机控制模块和数据交互模块。进一步地，所述肌电解码模块中设有第一电源、肌电信号处理芯片、第一记忆芯片、第一无线传输芯片及第一外围电路。进一步地，所述肌电采集设备通过所述金属电极片和放大滤波电路采集患者前臂的肌电信号，所述肌电信号线的一端连接所述肌电采集设备，向所述肌电采集设备供电，所述肌电信号线的另一端连接所述肌电解码模块，向所述肌电解码模块传输所述肌电信号。进一步地，所述肌电解码模块与所述数据交互模块通过无线传输方式进行通信，所述数据交互模块接受所述肌电解码模块发来的指令数据。进一步地，所述脑电解码模块中设有第二电源、脑电信号处理芯片、第二记忆芯片、第二无线传输芯片及第二外围电路。进一步地，所述脑电采集设备通过所述脑电电极获取患者脑皮层的脑电信号，所述脑电信号线的一端连接所述脑电采集设备，向所述脑电采集设备供电，所述脑电信号线的另一端连接所述脑电解码模块，向所述脑电解码模块传输所述脑电信号。进一步地，所述脑电解码模块与所述数据交互模块通过无线传输方式进行通信，所述数据交互模块接受所述脑电解码模块发来的指令数据。与现有技术方案相比，本专利技术的有益技术效果包括以下两方面：(1)本专利技术的穿戴式外骨骼康复手结构紧凑，便于患者佩戴，而且活动自如，舒适感强；(2)本专利技术通过采集、解码患者的肌电或脑电信号，获取患者主动动作意图，实现患者自主式康复训练，提高患者手部功能康复效果；也可以作为运动辅助设备，通过患者主动意识完成日常的抓握动作。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术的一个较佳实施例中穿戴式外骨骼康复手的主视结构示意图；图2是本专利技术的一个较佳实施例中肌电控制康复子系统的组成结构示意图；图3是本专利技术的一个较佳实施例中脑电控制康复子系统的组成结构示意图；图4是本专利技术的一个较佳实施例中穿戴式外骨骼康复手的详细组成结构示意图；图5是本专利技术的一个较佳实施例中穿戴式外骨骼康复手的抓取状态示意图。其中，1—穿戴式外骨骼康复手，200—肌电控制康复子系统，300—脑电控制康复子系统，2—肌电解码模块，3—肌电信号线，4—肌电采集设备，5—金属电极片，6—脑电解码模块，7—脑电信号线，8—脑电采集设备，9—脑电电极，10—掌套，11—控制盒，12—电机，13—支撑架，14—电机安装孔，15—驱动轮，16—第一销轴，17—驱动杆，18—第二销轴，19—四指驱动杆，20—四指指套，21—第三销轴，22—第一连杆，23—第四销轴，24—圆孔，25—支撑轴，26—第五销轴，27—第六销轴，28—第二连杆，29—第七销轴，30—拇指驱动杆，31—拇指指套，32—滑块，33—拇指支撑块。具体实施方式以下参考说明书附图介绍本专利技术的多个优选实施例，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本专利技术并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。如图1、图2和图3所示，本专利技术提供的一种基于患者主动意识控制的手部功能康复设备包括穿戴式外骨骼康复手1、肌电控制康复子系统200和脑电控制康复子系统300。本专利技术提供的一种基于患者主动意识控制的手部功能康复设备有两种工作方式——肌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于患者主动意识控制的手部功能康复设备，其特征在于，包括穿戴式外骨骼康复手、肌电控制康复子系统和脑电控制康复子系统；所述肌电控制康复子系统包括肌电解码模块、肌电信号线、肌电采集设备和金属电极片；所述脑电控制康复子系统包括脑电解码模块、脑电信号线、脑电采集设备和脑电电极；所述穿戴式外骨骼康复手包括掌套、控制盒、电机、支撑架、驱动轮、第一销轴、驱动杆、第二销轴、四指驱动杆、第三销轴、第一连杆、第四销轴、支撑轴、第五销轴、第六销轴、第二连杆、第七销轴、拇指驱动杆、滑块和拇指支撑块；所述控制盒固结在所述掌套上，所述支撑架固结在所述控制盒上，所述第四销轴套固在所述支撑架上，所述支撑架上设有电机安装孔和圆孔，电机通过所述电机安装孔固结在所述支撑架上，所述驱动轮固结在所述电机的输出轴上，所述第一销轴套固在所述驱动轮上；所述四指驱动杆套设在所述第四销轴上，所述四指驱动杆上设有四指指套，所述第二销轴和所述第三销轴均套固在所述四指驱动杆上；所述驱动杆一端套设在所述第一销轴上，另一端套设在所述第二销轴上；所述支撑轴套设在所述支撑架的圆孔中，所述滑块套设在所述支撑轴上，所述第五销轴套固在所述滑块上，所述拇指支撑块套固在所述支撑轴的末端，所述第七销轴套固在拇指支撑块上；所述第一连杆一端套设在所述第三销轴上，另一端套设在所述第五销轴上；所述拇指驱动杆套设在所述第七销轴上，所述拇指驱动杆上设有拇指指套，所述第六销轴套固在所述拇指驱动杆上，所述第二连杆一端套设在所述第五销轴上，另一端套设在所述第六销轴上；当所述基于患者主动意识控制的手部功能康复设备被设置为工作在肌电控制方式时，所述穿戴式外骨骼康复手与所述肌电控制康复子系统通信并协同工作；当所述基于患者主动意识控制的手部功能康复设备被设置为工作在脑电控制方式时，所述穿戴式外骨骼康复手与所述脑电控制康复子系统通信并协同工作。...

【技术特征摘要】
1.一种基于患者主动意识控制的手部功能康复设备，其特征在于，包括穿戴式外骨骼康复手、肌电控制康复子系统和脑电控制康复子系统；所述肌电控制康复子系统包括肌电解码模块、肌电信号线、肌电采集设备和金属电极片；所述脑电控制康复子系统包括脑电解码模块、脑电信号线、脑电采集设备和脑电电极；所述穿戴式外骨骼康复手包括掌套、控制盒、电机、支撑架、驱动轮、第一销轴、驱动杆、第二销轴、四指驱动杆、第三销轴、第一连杆、第四销轴、支撑轴、第五销轴、第六销轴、第二连杆、第七销轴、拇指驱动杆、滑块和拇指支撑块；所述控制盒固结在所述掌套上，所述支撑架固结在所述控制盒上，所述第四销轴套固在所述支撑架上，所述支撑架上设有电机安装孔和圆孔，电机通过所述电机安装孔固结在所述支撑架上，所述驱动轮固结在所述电机的输出轴上，所述第一销轴套固在所述驱动轮上；所述四指驱动杆套设在所述第四销轴上，所述四指驱动杆上设有四指指套，所述第二销轴和所述第三销轴均套固在所述四指驱动杆上；所述驱动杆一端套设在所述第一销轴上，另一端套设在所述第二销轴上；所述支撑轴套设在所述支撑架的圆孔中，所述滑块套设在所述支撑轴上，所述第五销轴套固在所述滑块上，所述拇指支撑块套固在所述支撑轴的末端，所述第七销轴套固在拇指支撑块上；所述第一连杆一端套设在所述第三销轴上，另一端套设在所述第五销轴上；所述拇指驱动杆套设在所述第七销轴上，所述拇指驱动杆上设有拇指指套，所述第六销轴套固在所述拇指驱动杆上，所述第二连杆一端套设在所述第五销轴上，另一端套设在所述第六销轴上；当所述基于患者主动意识控制的手部功能康复设备被设置为工作在肌电控制方式时，所述穿戴式外骨骼康复手与所述肌电控制康复子系统通信并协同工作；当所述基于患者主动意识控制的手部功能康复设备被设置为工作在脑电控制方式时，所述穿戴式外骨骼康复手与所述脑电控制康复子系统通信并协同工作。2.如权利要求1所述的基于患者主动意识控制的手部功能康复设备，其特征在于，所述驱动轮、所述驱动杆、所述四指驱动杆和所述支撑架组成四杆机构；所述四指驱动杆、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛鑫军，华磊，朱向阳，束小康，
申请(专利权)人：上海念通智能科技有限公司，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31