一种基于霍尔压力感应的柔性手指康复握力器制造技术

本发明专利技术属于手指康复相关技术领域，其公开了一种基于霍尔压力感应的柔性手指康复握力器，握力器包括多个导向机构、壳体、分别设置在壳体内的多个柔性霍尔压力传感器及采集模块、以及微处理器，柔性霍尔压力传感器及采集模块；导向机构活动地连接于壳体，且其与柔性霍尔压力传感器相接触；采集模块连接柔性霍尔压力传感器及微处理器；柔性霍尔压力传感器用于检测使用者手指施加的力的数值，并将检测到的力数据传输给采集模块；采集模块用于将接收到的力数据转换后传输给微处理器；微处理器用于依据接收到的数据来控制康复活动中虚拟人物的动作，且将接收到的数据实时存储，以对使用者进行康复评价。本发明专利技术结构紧凑，体积较小，适用性较强。

A kind of flexible finger rehabilitation grip force device based on Hall pressure induction

The invention belongs to the technical field of finger rehabilitation, and discloses a flexible finger rehabilitation grip force device based on Hall pressure induction. The grip force device includes a plurality of guiding mechanisms, a shell, a plurality of flexible hall pressure sensors and acquisition modules respectively arranged in the shell, a microprocessor, a flexible hall pressure sensor and acquisition module; the guiding mechanism is movably connected to the shell And it is in contact with the flexible hall pressure sensor; the acquisition module is connected with the flexible hall pressure sensor and microprocessor; the flexible hall pressure sensor is used to detect the value of the force exerted by the user's fingers and transmit the detected force data to the acquisition module; the acquisition module is used to convert the received force data and then transmit it to the microprocessor; the microprocessor is used to receive according to the The received data is used to control the action of virtual characters in rehabilitation activities, and the received data is stored in real time to evaluate the rehabilitation of users. The invention has the advantages of compact structure, small volume and strong applicability.

【技术实现步骤摘要】
一种基于霍尔压力感应的柔性手指康复握力器
本专利技术属于手指康复相关
，更具体地，涉及一种基于霍尔压力感应的柔性手指康复握力器。
技术介绍
手是人体活动占比最大的部位，也是最容易受损伤的部位，手指康复治疗在康复医学领域中占有很大的比重，手功能的削弱和失效不但使患者不能参与社会劳动，甚至会失去自理能力，给社会和家庭造成极大的负担。传统的手指康复医疗主要采取的是专业的医护人员对病人进行手部活动，并且根据病人不同的情况，施以针灸点穴等辅助治疗，但是一方面，随着老年人的增多，手指康复的需求也逐渐增多，而专业医护人员的增长速度却远小于需求；另一方面，各个医院也并没有统一手指康复的各个细节，各自拥有不同的标准，使得患者的康复进程不直观，且不能直接对于转院病人等进行诊断。随着科技的发展，有很多自动化的设备已经被开发来完成这一手指康复过程，对于手指康复来说，按照手指的运动是否有外力施加，可以分为被动康复及主动康复。被动康复常常用于康复早期，此时病人刚做完手术等，手指还不具备主动运动的能力，故需要有外力来帮助病人进行手指运动，被动康复的设备可以分为外骨骼式及平台式；外骨骼式的手指康复设备，具有机械的结构，通过电机等控制每一个机械关节的转动，穿戴在身上后便可以控制手指的运动，随时随地进行康复训练，除此之外，还有利用软体结构充气后变形做成的外骨骼，根据充气压力的不同，该结构可以摆动不同的角度；如燕山大学的张楠等设计的手指康复机器人是一种固定平台式的，它可以分别训练病人的五个手指。主动康复则主要用于康复后期，这时手指已经具有一定的活动能力，但是可能存在无法使力、活动范围较小等问题，相对于被动康复阶段主要提供运动，主动康复阶段则是主要提供“感知”功能，在手指训练的同时来感知病人的康复情况。然而，现有的设备多过于庞大，不适用于日常生活中的康复训练，并且大部分都不具有真实的变形反馈，当手指作用于较硬的物体上时反而更容易受伤。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于霍尔压力感应的柔性手指康复握力器，其基于现有手指康复装置的工作特点，研究及设计了一种结构紧凑的基于霍尔压力感应的柔性手指康复握力器。所述柔性手指康复握力器适用于康复后期，其利用丰富的康复活动来激发病人的康复积极性，并且可以记录手指康复数据以用于康复程度评价。同时，所述柔性手指康复握力器的结构紧凑，体积较小，适用性较好。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于霍尔压力感应的柔性手指康复握力器，所述握力器包括多个导向机构、多个柔性霍尔压力传感器、壳体、采集模块及微处理器，所述柔性霍尔压力传感器及所述采集模块分别设置在所述壳体内；所述导向机构活动地连接于所述壳体，且其与所述柔性霍尔压力传感器相接触，以用于将使用者手指的作用力传递给对应的所述柔性霍尔压力传感器；所述柔性霍尔压力传感器与所述采集模块相连接，所述微处理器连接于所述采集模块；所述柔性霍尔压力传感器用于检测使用者手指施加的力的数值，并将检测到的力数据传输给所述采集模块；所述采集模块用于将接收到的力数据自模拟电压数值转换成数字量后传输给所述微处理器；所述微处理器用于依据接收到的数据来控制康复活动中虚拟人物的动作，且将接收到的数据实时存储，以对使用者进行康复评价。进一步地，所述柔性霍尔压力传感器为阶梯状的圆柱体，其包括第一底座、柔性体、永磁体及线性霍尔传感器，所述第一底座朝向所述柔性体的一端开设有第五凹槽，所述第五凹槽的底面开设有第四凹槽，所述第五凹槽及所述第四凹槽分别用于收容所述柔性体及所述线性霍尔传感器；所述柔性体的一端收容于所述第五凹槽内，另一端开设有第四凹槽；所述第四凹槽用于收容所述永磁体。进一步地，所述柔性体为圆柱体，其是由Ecoflex或PDMS通过模具加工而成的。进一步地，当外力作用于所述柔性霍尔压力传感器时，所述柔性体发生变形，并带动所述永磁体朝向所述第一底座移动，此时所述线性霍尔传感器处的磁通量发生改变，从而检测到压力信息。进一步地，所述导向机构呈I型，其包括T型的导向杆及T型的第二底座，所述导向杆朝向所述第二底座的一端开设有卡槽，所述卡槽用于收容所述第二底座。进一步地，所述导向机构的数量与所述柔性霍尔压力传感器的数量相等，且所述导向机构的数量为5个；所述导向杆远离所述壳体的一端形成有按键。进一步地，所述壳体包括本体及一个盖板，所述盖板连接于所述本体的一侧，以将所述柔性霍尔压力传感器及所述采集模块封在所述本体内；所述本体开设有第一凹槽、第二凹槽及第三凹槽，所述第一凹槽、所述第二凹槽及所述第三凹槽分别用于收容所述采集模块及多个所述柔性霍尔压力传感器。进一步地，所述第一凹槽、所述第二凹槽及所述第三凹槽互不连通；所述第二凹槽的长度方向与水平方向平行；所述第三凹槽与所述第一凹槽沿水平方向间隔设置。进一步地，所述本体还开设有五个间隔设置的导向槽，其中四个所述导向槽分别与所述第二凹槽相连通，剩余一个所述导向槽与所述第三凹槽相连通；所述导向机构的第二底座穿过所述导向槽后与所述柔性霍尔压力传感器相接触。进一步地，所述微处理器设置有康复活动模块及显示屏，其依据接收到的力数据来控制所述康复活动模块中虚拟人物的动作；所述显示屏用于对所述康复活动模块使用时的界面进行显示。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，本专利技术提供的基于霍尔压力感应的柔性手指康复握力器主要具有以下有益效果：1.所述柔性霍尔压力传感器及所述采集模块分别设置在所述壳体内；所述导向机构活动地连接于所述壳体，且其与所述柔性霍尔压力传感器相接触，使得所述握力器的结构紧凑且简单，成本较低，方便携带，适用性较强。2.所述微处理器用于依据接收到的数据来控制康复活动中虚拟人物的动作，且将接收到的数据实时存储，以对使用者进行康复评价，为康复训练者的康复情况提供了数据支持，有利于合理调整康复者的康复方案。3.所述微处理器设置有康复活动模块及显示屏，其依据接收到的力数据来控制所述康复活动模块中虚拟人物的动作；所述显示屏用于对所述康复活动模块使用时的界面进行显示，由此可以调动使用者的积极性，且直观，可视性强。4.所述握力器不仅可用于手指康复，也可以用于普通人释放压力，活动手指，缓解手部疲劳，还可以用于专业人员锻炼手指，训练反应能力、手指灵活性等。附图说明图1是本专利技术提供的基于霍尔压力感应的柔性手指康复握力器的局部示意图；图2是图1中的基于霍尔压力感应的柔性手指康复握力器的柔性霍尔压力传感器的示意图；图3是图2中的柔性霍尔压力传感器的剖视图；图4是图1中的基于霍尔压力感应的柔性手指康复握力器的导向机构的示意图；图5是图1中的基于霍尔压力感应的柔性手指康复握力器处于使用状态的示意图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-永磁体，2-柔性体，3-第一底座，4-线性霍尔传感器，5-导向机构，51-导向杆，52-第二底座，6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于霍尔压力感应的柔性手指康复握力器，其特征在于：/n所述握力器包括多个导向机构(5)、多个柔性霍尔压力传感器(6)、壳体(7)、采集模块(8)及微处理器，所述柔性霍尔压力传感器(6)及所述采集模块(8)分别设置在所述壳体(7)内；所述导向机构(5)活动地连接于所述壳体(7)，且其与所述柔性霍尔压力传感器(6)相接触，以用于将使用者手指的作用力传递给对应的所述柔性霍尔压力传感器(6)；/n所述柔性霍尔压力传感器(6)与所述采集模块(8)相连接，所述微处理器连接于所述采集模块(8)；所述柔性霍尔压力传感器(6)用于检测使用者手指施加的力的数值，并将检测到的力数据传输给所述采集模块(8)；所述采集模块(8)用于将接收到的力数据自模拟电压数值转换成数字量后传输给所述微处理器；所述微处理器用于依据接收到的数据来控制康复活动中虚拟人物的动作，且将接收到的数据实时存储，以对使用者进行康复评价。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于霍尔压力感应的柔性手指康复握力器，其特征在于：
所述握力器包括多个导向机构(5)、多个柔性霍尔压力传感器(6)、壳体(7)、采集模块(8)及微处理器，所述柔性霍尔压力传感器(6)及所述采集模块(8)分别设置在所述壳体(7)内；所述导向机构(5)活动地连接于所述壳体(7)，且其与所述柔性霍尔压力传感器(6)相接触，以用于将使用者手指的作用力传递给对应的所述柔性霍尔压力传感器(6)；
所述柔性霍尔压力传感器(6)与所述采集模块(8)相连接，所述微处理器连接于所述采集模块(8)；所述柔性霍尔压力传感器(6)用于检测使用者手指施加的力的数值，并将检测到的力数据传输给所述采集模块(8)；所述采集模块(8)用于将接收到的力数据自模拟电压数值转换成数字量后传输给所述微处理器；所述微处理器用于依据接收到的数据来控制康复活动中虚拟人物的动作，且将接收到的数据实时存储，以对使用者进行康复评价。


2.如权利要求1所述的基于霍尔压力感应的柔性手指康复握力器，其特征在于：所述柔性霍尔压力传感器(6)为阶梯状的圆柱体，其包括第一底座(3)、柔性体(2)、永磁体(1)及线性霍尔传感器(4)，所述第一底座(3)朝向所述柔性体(2)的一端开设有第五凹槽，所述第五凹槽的底面开设有第六凹槽，所述第五凹槽及所述第六凹槽分别用于收容所述柔性体(2)及所述线性霍尔传感器(4)；所述柔性体(2)的一端收容于所述第五凹槽内，另一端开设有第四凹槽；所述第四凹槽用于收容所述永磁体(1)。


3.如权利要求2所述的基于霍尔压力感应的柔性手指康复握力器，其特征在于：所述柔性体(2)为圆柱体，其是由Ecoflex或PDMS通过模具加工而成的。


4.如权利要求2所述的基于霍尔压力感应的柔性手指康复握力器，其特征在于：当外力作用于所述柔性霍尔压力传感器(6)时，所述柔性体(2)发生变形，并带动所述永磁体(1)朝向所述第一底座(3)移动，此时所述线性霍尔传感器(4)处的磁通量...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀晶晶，国玉琦，李国民，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42