一种基于柔性康复手套的康复训练系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于柔性康复手套的康复训练系统，包括电机控制装置、康复手套、电刺激装置、主控模块、上位机、用于监测反馈康复手套动作姿态的体感控制器和用于检测反馈康复手套手指弯曲程度的弯曲传感器，电机控制装置用于驱使康复手套作训练动作，电刺激装置安装于康复手套，用于刺激手部肌肉；上位机根据体感控制器反馈的训练动作姿态数据，对应调配训练动作处方指令至主控模块，主控模块接收弯曲传感器反馈的数据、接收所述训练动作处方指令后，发出控制指令至电机控制装置和电刺激装置。本发明专利技术能实时反馈手部训练动作姿态，并根据上位机数据库调取实时训练处方反馈至电机控制装置、电极片以控制手套本体带动人手训练和得到相应电刺激。

A rehabilitation training system based on flexible rehabilitation gloves

The invention discloses a rehabilitation training system based on flexible rehabilitation gloves, which includes motor control device, rehabilitation gloves, electric stimulation device, main control module, upper computer, somatosensory controller for monitoring motion posture of feedback rehabilitation gloves, bending sensor for detecting finger bending degree of feedback rehabilitation gloves, and motor. The control device is used to drive the rehabilitation gloves for training action, and the electric stimulation device is installed in the rehabilitation gloves to stimulate the hand muscles. According to the training action attitude data fed back by the somatosensory controller, the upper computer allocates the training action prescription instructions to the main control module, which receives and receives the data fed back by the bending sensor. After the instruction of the training action prescription is issued, the control instruction is sent to the motor control device and the electric stimulation device. The invention can feed back the gesture of hand training in real time, and fetch the real-time training prescription to the motor control device and the electrode sheet according to the upper computer database to control the glove body to drive the hand training and get the corresponding electric stimulation.

【技术实现步骤摘要】
一种基于柔性康复手套的康复训练系统
本专利技术涉及医疗器械，具体涉及一种基于柔性康复手套的康复训练系统。
技术介绍
中国每年新发脑卒中患者约200万人，脑卒中会导致患者肢体出现不同程度的运动功能障碍，70％～80％的脑卒中患者因为残疾不能独立生活。手是人类日常生活中使用频率较高的肢体部位之一，人手解剖结构相对复杂，手指外伤术后，常会伴有各种后遗症或并发症，严重影响手部运动功能。由此可见，外伤手术后的康复护理尤为重要，用来减少上述后遗症、并发症发病率。一般的康复方法如下三种：1.物理因子治疗物理治疗主要在早期开始介人，冷疗法是临床常用的物理疗法之一，低温可以使神经兴奋性降低、传导速度减慢，这对感觉、运动神经有阻滞作用，可阻断或抑制各种病理兴奋灶，故有镇痛解痉等作用。2.运动治疗和作业治疗运动和作业治疗是患手功能康复的重要组成部分。通常认为，康复训练中感觉运动输入反复刺激中枢，通过潜伏通路和突触的启用、轴突长芽等方式，使大脑功能重组，神经支配在一定程度上得以恢复。治疗的总体流程和肢体训练方法相似，早期以被动的关节活动和按摩为主，功能恢复期以主动手功能训练和生活能力训练为主。3.手功能辅具目前用于手功能康复方面的辅助用具主要有，分指板、气动手套和弹力辅助手矫形器、手部外骨骼装置、机器人辅助技术、脑一机接口技术等。其中，早期分指板的运用对于屈肌张力增高的患者手功能恢复有着显著意义。而气动手套和弹力辅助手矫形器能够帮助脑卒中患者手部完成很多复杂精细的功能性动作。但以上康复手段或多或少都有不足和缺点，表现在目前康复训练需要康复治疗师一对一为患者进行治疗，例如对患肢进行重复性训练如CPM训练，然而，康复治疗师严重缺乏，工作强度大，训练内容单调，难以配合大量的患者完成康复训练。目前也有用柔性控制手套进行康复训练的手功能辅具。柔性控制是指用柔性且有韧性的线来牵引和拉动手关节，能减少绝大部分由于机械对于手造成的负担，获得更加好的康复效果。目前，国内外相关康复设备将执行电机单元放置于手掌或相关关节处，虽设备整体重量有所下降，但重量多集中关节处，患者本身负担重量相对较大，结构复杂，训练动作单一，不易配合上肢整体功能恢复，如实际抓握物块进行摆放训练，患者手部需承担机械结构重量、电机重量和物块重量，不利于进行针对性、分阶段的康复训练，康复效果较差。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于柔性康复手套的康复训练系统，能实时反馈手部训练动作姿态，并根据上位机数据库调取实时训练处方反馈至电机控制装置、电极片以控制手套本体带动人手训练和得到相应电刺激，实现患者手部康复训练更具针对性，同时增加趣味性。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种基于柔性康复手套的康复训练系统，包括电机控制装置、康复手套、电刺激装置、主控模块、上位机、用于监测反馈康复手套动作姿态的体感控制器和用于检测反馈康复手套手指弯曲程度的弯曲传感器，电机控制装置用于驱使康复手套作训练动作，电刺激装置安装于康复手套，用于刺激手部肌肉；上位机内建训练动作处方数据库，根据体感控制器反馈的训练动作姿态数据，对应调配训练动作处方指令至主控模块，主控模块接收弯曲传感器反馈的数据、接收所述训练动作处方指令后，发出控制指令至电机控制装置和电刺激装置，以使康复手套的训练动作和电刺激协同工作。进一步，所述电机控制装置包括阻力输出装置、电机牵拉机构和若干拉线机构，拉线机构的一端分别连接康复手套的手背和手心，电机牵拉机构的数量与拉线机构一一对应，电机牵拉机构的输出端与拉线机构的另一端分别相连，用于牵引拉线机构；阻力输出装置的数量与拉线机构一一对应，各拉线机构对应穿接于各阻力输出装置，通过阻力输出装置对拉线机构提供阻力。进一步，电机牵拉机构包括电机、螺杆、滑板和支架，滑板滑动配合于支架，螺杆枢接于支架，螺杆穿接于滑板并与滑板螺接，电机固定于支架，电机的输出轴与螺杆对接，用于驱动螺杆旋转，拉线机构的另一端固定于滑板。进一步，阻力输出装置包括底座、旋转驱动机构、连杆、缓冲件和压板和压台，旋转驱动机构和压台固定于底座，连杆一端与旋转驱动机构的输出端连接，连杆另一端与缓冲件一侧铰接，压板固定于缓冲件另一侧，压板与压台间形成供拉线机构穿过的压口。进一步，电刺激装置包括信号接收器、解码器、电刺激器和若干对电极片，电极片分布贴附于康复手套的内壁，并分别与人手部肌肉位置对应，信号接收器、解码器、控制器、电刺激器和电极片依次电连接，信号接收器用于接收主控模块的控制指令，再通过解码器解码后输出运动数据数字信号至控制器，主控模块根据上位机内设的训练动作处方数据库信息输出电刺激处方控制信号至电刺激器，经电刺激器将数字信号转换成模拟信号后叠加至各对电极片。进一步，主控模块包括芯片型号为ArduinoMega2560的电机控制器和芯片型号为CC2541的电刺激控制器，电机控制器通过驱动板驱使电机控制装置的电机运作，电刺激控制器通过电刺激器驱使电极片运作。进一步，拉线机构包括手指侧拉线、手指腹背拉线和手腕拉线，康复手套包括顺次连接成型的手指部分、掌心部分和手腕部分；手指腹背拉线、手指侧拉线和手腕拉线均分设于康复手套的手背和手心，手指腹背拉线的一端与手指部分的各手指指尖固定，手指腹背拉线的另一端经掌心部分后由手腕部分穿出；手腕拉线的一端固定于掌心部分，另一端经手腕部分穿出；掌心部分的手背和手心分别设有第一转向件，位于手背的第一转向件靠近小拇指根部，位于手心的第一转向件靠近大拇指根部；位于手背的手指侧拉线的一端固定于手指部分的大拇指、食指和中指的指尖，位于手背的手指侧拉线顺沿所述大拇指、食指和中指远离大拇指的一侧侧部贴合，位于手背的手指侧拉线另一端经位于手背的第一转向件转向后经手腕部分穿出；位于手心的手指侧拉线的一端固定于手指部分的大拇指、食指和中指的指尖，位于手心的手指侧拉线顺沿所述大拇指、食指和中指远离小拇指的一侧侧部贴合，位于手心的手指侧拉线另一端经位于手心的第一转向件转向后经手腕部分穿出。进一步，手腕拉线的一端连接有片状连接头，片状连接头缝制于掌心部分。进一步，手指腹背拉线包括拉线段、穿接件和延伸段，拉线段一端固定于手指部分的各手指指尖，穿接件设于掌心部分，并分布于手指部分的各手指的根部，拉线段另一端分别穿过各穿接件后连接延伸段，延伸段穿出手腕部分；每个拉线段分别对应贴合至手指部分的各手指，每个拉线段至少为两根线体，相邻线体之间形成间隔。进一步，所述拉线机构还包括第二转向件，第二转向件设于掌心部分，并分别靠近手指部分的大拇指、食指和中指的根部。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过体感控制器和弯曲传感器，能够实时反馈患者手部训练的动作姿态和弯曲程度，以此通过主控模块来对应调取内建训练动作处方数据库的训练处方数据，并通过电机控制装置、电刺激装置来执行该训练处方数据，避免了患者单调乏味的自主手部训练，也无需康复治疗师指引，使患者的康复训练更具针对性和趣味性，康复训练效果更好。附图说明图1为本专利技术基于柔性康复手套的康复训练系统的连接示意图；图2为本专利技术电机控制器的连接示意图；图3为本专利技术电机控制装置的结构示意图；图4为本专利技术电机牵拉机构的结构示意图；图5为本专利技术阻力输出装置的结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于柔性康复手套的康复训练系统，其特征在于，包括电机控制装置、康复手套、电刺激装置、主控模块、上位机、用于监测反馈康复手套动作姿态的体感控制器和用于检测反馈康复手套手指弯曲程度的弯曲传感器，电机控制装置用于驱使康复手套作训练动作，电刺激装置安装于康复手套，用于刺激手部肌肉；上位机内建训练动作处方数据库，根据体感控制器反馈的训练动作姿态数据，对应调配训练动作处方指令至主控模块，主控模块接收弯曲传感器反馈的数据、接收所述训练动作处方指令后，发出控制指令至电机控制装置和电刺激装置，以使康复手套的训练动作和电刺激协同工作。

【技术特征摘要】
1.一种基于柔性康复手套的康复训练系统，其特征在于，包括电机控制装置、康复手套、电刺激装置、主控模块、上位机、用于监测反馈康复手套动作姿态的体感控制器和用于检测反馈康复手套手指弯曲程度的弯曲传感器，电机控制装置用于驱使康复手套作训练动作，电刺激装置安装于康复手套，用于刺激手部肌肉；上位机内建训练动作处方数据库，根据体感控制器反馈的训练动作姿态数据，对应调配训练动作处方指令至主控模块，主控模块接收弯曲传感器反馈的数据、接收所述训练动作处方指令后，发出控制指令至电机控制装置和电刺激装置，以使康复手套的训练动作和电刺激协同工作。2.根据权利要求1所述的基于柔性康复手套的康复训练系统，其特征在于，所述电机控制装置包括阻力输出装置、电机牵拉机构和若干拉线机构，拉线机构的一端分别连接康复手套的手背和手心，电机牵拉机构的数量与拉线机构一一对应，电机牵拉机构的输出端与拉线机构的另一端分别相连，用于牵引拉线机构；阻力输出装置的数量与拉线机构一一对应，各拉线机构对应穿接于各阻力输出装置，通过阻力输出装置对拉线机构提供阻力。3.根据权利要求2所述的基于柔性康复手套的康复训练系统，其特征在于，电机牵拉机构包括电机、螺杆、滑板和支架，滑板滑动配合于支架，螺杆枢接于支架，螺杆穿接于滑板并与滑板螺接，电机固定于支架，电机的输出轴与螺杆对接，用于驱动螺杆旋转，拉线机构的另一端固定于滑板。4.根据权利要求2所述的基于柔性康复手套的康复训练系统，其特征在于，阻力输出装置包括底座、旋转驱动机构、连杆、缓冲件和压板和压台，旋转驱动机构和压台固定于底座，连杆一端与旋转驱动机构的输出端连接，连杆另一端与缓冲件一侧铰接，压板固定于缓冲件另一侧，压板与压台间形成供拉线机构穿过的压口。5.根据权利要求4所述的基于柔性康复手套的康复训练系统，其特征在于，电刺激装置包括信号接收器、解码器、电刺激器和若干对电极片，电极片分布贴附于康复手套的内壁，并分别与人手部肌肉位置对应，信号接收器、解码器、控制器、电刺激器和电极片依次电连接，信号接收器用于接收主控模块的控制指令，再通过解码器解码后输出运动数据数字信号至控制器，主控模块根据上位机内设的训练动作处方数据库信息输出电刺激处方控制信号至电刺激器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春龙，田一，张健强，谭迎宵，邹艺莹，郑建耀，黄鸿彪，
申请(专利权)人：刘春龙，
类型：发明
国别省市：广东,44