一种基于手腕关节和康复手套的上肢康复系统技术方案

本实用新型专利技术涉及康复训练技术领域，尤其是指一种基于手腕关节和康复手套的上肢康复系统，包括上位机，还包括运动辅助器械、运动控制模块、主控模块以及操作模块；所述操作模块包括有输入选择单元；所述运动控制模块包括控制电机以及均设于运动辅助器械上的弯曲传感器和体感控制器，所述控制电机以及弯曲传感器均与主控模块电连接，所述主控模块与上位机电连接。本实用新型专利技术提供的一种基于手腕关节和康复手套的上肢康复系统，采用镜像康复训练，通过获取健侧手的运动数据来动态调整偏瘫手的康复训练方式，可以更全面有效、更符合手臂运动力学特征地进行上肢的康复训练。

An upper limb rehabilitation system based on wrist joint and rehabilitation gloves

【技术实现步骤摘要】
一种基于手腕关节和康复手套的上肢康复系统
本技术涉及康复训练
，尤其是指一种基于手腕关节和康复手套的上肢康复系统。
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，严重影响偏瘫手运动功能。由此可见，外伤手术后的康复护理，减少上述症状的发病率。我国现代康复医学事业起步于20世纪80年代中期，关于手功能康复研究较国外相对较少。最近几年国内外出现了不同类型的腕手运动训练设备，哈尔滨工程大学研制的多功能手臂康复训练器，但只能完成前臂内旋动作。当今康复训练器的发展趋势是功能的集成化、训练模式的多样化，侧重发展康复训练设备运动功能的实时评估功能、运动模式和参数的智能化调整功能，以及康复设备的环境适应能力。因而，如何设计更符合人体手臂运动模式，是当下亟需解决的问题。
技术实现思路
本技术针对现有技术的问题提供一种基于手腕关节和康复手套的上肢康复系统，患者佩戴运动辅助器械，先由健侧手做出目标动作，再根据健侧手的运动数据来设置运动辅助器械的运动参数，在输入选择单元选择适合的康复训练方式，最后在运动辅助器械的协助下让偏瘫手完成目标动作，该康复系统采用镜像康复训练的方法，通过获取健侧手的运动数据来动态调整偏瘫手的康复训练方式，可以更全面有效、更符合手臂运动力学特征地进行上肢的康复训练。为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种基于手腕关节和康复手套的上肢康复系统，包括上位机，还包括用于穿戴并辅助上肢动作的运动辅助器械、用于控制和调整运动辅助器械的运动控制模块、用于发送控制命令到运动辅助器械、运动控制模块的主控模块以及用于存储康复数据信息以及选择康复处方的操作模块；所述操作模块包括用于选择康复训练方式以及分析观察康复训练数据的输入选择单元；所述运动控制模块包括用于控制运动辅助器械辅助患者手臂完成目标动作的多个控制电机以及均设于运动辅助器械上的弯曲传感器和体感控制器，所述控制电机以及弯曲传感器均与主控模块电连接，所述主控模块与上位机电连接。其中，所述运动辅助器械包括康复手套和腕关节康复器，所述康复手套用于辅助患者的手指运动，所述腕关节康复器用于辅助患者的手臂运动，所述弯曲传感器和体感控制器均设于康复手套上。其中，所述腕关节康复器包括两个用于穿戴于手臂的外壳以及两个用于辅助手臂动作的机械臂，所述机械臂的两端分别连接两个外壳，所述机械臂的关节处装设有限位开关，所述限位开关与主控模块电连接。进一步的，所述机械臂包括第一连接杆、第二连接杆、第一伸缩杆以及第二伸缩杆，所述第一连接杆的一端与所述第二连接杆的一端铰接，所述第一连接杆的另一端与所述第二连接杆的另一端分别与两个外壳铰接，所述第一伸缩杆的一端与所述第一连接杆的中部铰接，所述第二伸缩杆的一端与所述第二连接杆的中部铰接，所述第一伸缩杆的另一端与所述第二伸缩杆的另一端滑动连接。进一步的，所述运动控制模块还包括支架，所述控制电机固定于支架上，控制电机的转轴连接有转动杆，所述转动杆外套设有柔性管，所述柔性管与转动杆之间留有缝隙，所述转动杆上绕设有柔性线；所述柔性管下方固定有滑动柱，所述支架上固定有用于控制滑动柱上下移动的滑动件，所述滑动件与主控模块电连接。其中，所述操作模块还包括数据库以及康复游戏单元，所述数据库用于存储患者和治疗师的基本信息、弯曲传感器的数据以及体感控制器的数据，所述康复游戏单元用于增加患者康复训练的乐趣。进一步的，所述康复系统还包括与主控模块电连接的FES功能性电刺激模块。本技术的有益效果：本技术提供的一种基于手腕关节和康复手套的上肢康复系统和康复方法，患者佩戴运动辅助器械，先由健侧手穿戴运动辅助器械并做出动作，主控模块采集运动辅助器械上的弯曲传感器以及体感控制器的数据，来确定控制运动辅助器械的控制电机的工作数据，再通过输入选择单元选择适合的基本康复运动训练方式，最后在设置好相关数据参数的运动辅助器械的协助下让偏瘫手完成目标动作。该康复系统采用镜像康复训练的方法，通过获取健侧手的运动数据来动态调整偏瘫手的康复训练方式，可以更全面有效、更符合手臂运动力学特征地进行上肢的康复训练。附图说明图1为本专利技术的系统原理图。图2为本专利技术的运动辅助器械的结构示意图。图3为图2中A处的放大图。图4为本专利技术的控制电机的结构示意图。在图1至图4中的附图标记包括：1-上位机，2-运动辅助器械，21-康复手套，22-腕关节康复器，23-外壳，24-机械臂，25-限位开关，26-套环，241-第一连接杆，242-第二连接杆，243-第一伸缩杆，244-第二伸缩杆，3-运动控制模块，31-控制电机，32-弯曲传感器，33-体感控制器，34-支架，35-转动杆，36-柔性管，37-柔性线，38-滑动柱，39-滑动件，4-主控模块，5-操作模块，51-输入选择单元，52-数据库，53-康复游戏单元，6-FES功能性电刺激模块。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本专利技术作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本专利技术的限定。以下结合附图对本专利技术进行详细的描述。本实施例提供的一种基于手腕关节和康复手套的上肢康复系统，如图1和图2，包括上位机1，还包括用于穿戴并辅助上肢动作的运动辅助器械2、用于控制和调整运动辅助器械2的运动控制模块3、用于发送控制命令到运动辅助器械2、运动控制模块3的主控模块4以及用于存储康复数据信息以及选择康复处方的操作模块5；所述操作模块5包括用于选择康复训练方式以及分析观察康复训练数据的输入选择单元51；所述运动控制模块3包括用于控制运动辅助器械2辅助患者手臂完成目标动作的多个控制电机31以及均设于运动辅助器械2上的弯曲传感器32和体感控制器33，所述控制电机31以及弯曲传感器32均与主控模块4电连接，所述主控模块4与上位机1电连接。进一步的，所述运动辅助器械2包括康复手套21和腕关节康复器22，所述康复手套21用于辅助患者的手指运动，所述腕关节康复器22用于辅助患者的手臂运动，所述弯曲传感器32和体感控制器33均设于康复手套21上。优选的，体感控制器33采用LeapMotion体感控制器33；主控模块4包括多个基于ATmega2560的ArduinoMega2560主控板。具体地，在上位机1安装操作模块5，使用时，先由健侧手穿戴运动辅助器械2，将康复手套21戴于手掌，将腕关节康复器22固定于手臂，接着做出动作，康复手套21上的弯曲传感器32采集康复手套21手指的弯曲数据，体感控制器33监控康复手套的三维运动效果，同时，弯曲传感器32和体感控制器33将采集到的数据信号传输给主控模块4，主控模块4根据接收的健侧手的运动数据信息，来确定控制运动辅助器械2的控制电机31的运动长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于手腕关节和康复手套的上肢康复系统，包括上位机，其特征在于：还包括用于穿戴并辅助上肢动作的运动辅助器械、用于控制和调整运动辅助器械的运动控制模块、用于发送控制命令到运动辅助器械、运动控制模块的主控模块以及用于存储康复数据信息以及选择康复处方的操作模块；/n所述操作模块包括用于选择康复训练方式以及分析观察康复训练数据的输入选择单元；/n所述运动控制模块包括用于控制运动辅助器械辅助患者手臂完成目标动作的多个控制电机以及均设于运动辅助器械上的弯曲传感器和体感控制器，所述控制电机以及弯曲传感器均与主控模块电连接，所述主控模块与上位机电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于手腕关节和康复手套的上肢康复系统，包括上位机，其特征在于：还包括用于穿戴并辅助上肢动作的运动辅助器械、用于控制和调整运动辅助器械的运动控制模块、用于发送控制命令到运动辅助器械、运动控制模块的主控模块以及用于存储康复数据信息以及选择康复处方的操作模块；
所述操作模块包括用于选择康复训练方式以及分析观察康复训练数据的输入选择单元；
所述运动控制模块包括用于控制运动辅助器械辅助患者手臂完成目标动作的多个控制电机以及均设于运动辅助器械上的弯曲传感器和体感控制器，所述控制电机以及弯曲传感器均与主控模块电连接，所述主控模块与上位机电连接。


2.根据权利要求1所述一种基于手腕关节和康复手套的上肢康复系统，其特征在于：所述运动辅助器械包括康复手套和腕关节康复器，所述康复手套用于辅助患者的手指运动，所述腕关节康复器用于辅助患者的手臂运动，所述弯曲传感器和体感控制器均设于康复手套上。


3.根据权利要求2所述一种基于手腕关节和康复手套的上肢康复系统，其特征在于：所述腕关节康复器包括两个用于穿戴于手臂的外壳以及两个用于辅助手臂动作的机械臂，所述机械臂的两端分别连接两个外壳，所述机械臂的关节处装设有限位开关，所述限位开关与主控模块电连接。


4.根据权利要求3所述一种基于手腕关节和康...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海阳，刘春龙，陈畅明，
申请(专利权)人：东莞广州中医药大学中医药数理工程研究院，
类型：新型
国别省市：广东;44