具有意图感知功能的手功能康复装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有意图感知功能的手功能康复装置，包括：主机，其包括动力模块、意图感知模块、康复训练模块、评估分析模块以及控制模块；手套本体，其具备与手指配合的相互独立的5个单指套；以及传动机构，所述传动机构将所述动力模块输出的驱动力传递至所述手套本体，以驱动所述手套本体的单指套进行弯曲与伸展运动；所述意图感知模块通过对采集的使用者的手指的压力信号、弯曲角度信号以及对应手的前臂肌电信号进行分析，判断使用者的手指运动意图，从而通过所述动力模块为手指运动提供辅助的驱动力。本发明专利技术具备意图感知功能，通过意图感知判断自动为患者提供辅助的驱动力，能够使患者进行主动训练，有效提高康复训练效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有意图感知功能的手功能康复装置


[0001]本专利技术涉及康复机器人
，特别涉及一种具有意图感知功能的手功能康复装置。

技术介绍

[0002]根据《2019年中国脑卒中防治报告》，我国脑卒中患者总数超过1300万例，约75％的幸存者由于运动神经受损造成偏瘫，导致运动功能障碍。将近80％的脑卒中患者都会出现手功能障碍的运动功能障碍，是脑卒中最常见的症状之一。目前国内外对于手功能障碍的改善和康复治疗主要采用的方法是通过修复或重塑受损神经，加强肌肉肌腱的强度锻炼，完成运动学习来重建或改善患手的运动功能。
[0003]手功能障碍的临床症状主要表现为肌力下降、肌张力降低或增高、感觉异常、关节活动度下降、肌肉萎缩、手部肿胀及疼痛等方面，进而在日常生活中表现为无法实现简单的抓握功能，这主要是由于大脑高级中枢对低级中枢失去控制，低级中枢原始的反射失去抑制所致。如若手功能障碍患者在康复后期进行有效的康复训练将有可能避免造成更严重的并发症或继发残疾，降低残疾程度，预防因脑卒中导致的伤、病二级伤残。随着科学技术的快速发展以及手功能障碍的患者增多，机器人技术开始应用于康复医疗领域，手功能康复机器人应运而生。手功能康复机器人的出现缓解了医疗资源独短缺、医师一对一费用昂贵、治疗效果受到医师治疗手段和经验差异影响等问题在手部康复训练过程中的影响。
[0004]目前国内外已经有很多手功能康复机器人研发产品应用手部康复训练过程中，然而在实际使用中仍有许多挑战需要克服。目前市面上针对脑卒中手部康复训练的产品存在着以下几类问题：1)、体积大，便携性差；2)、结构复杂，舒适度低；3)、具备重复主动训练功能的产品少，无法有效恢复患手；4)、训练模式单一，康复效果不理想；5)、无意图感知，无法实时评估患者康复情况。
[0005]所以，现在需要一种更可靠的方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有意图感知功能的手功能康复装置。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种具有意图感知功能的手功能康复装置，包括：
[0008]主机，其包括动力模块、意图感知模块、康复训练模块、评估分析模块以及控制模块；
[0009]手套本体，其具备与手指配合的相互独立的5个单指套；
[0010]以及传动机构，其连接在所述主机和手套本体之间，所述传动机构将所述动力模块输出的驱动力传递至所述手套本体，以驱动所述手套本体的单指套进行弯曲与伸展运动；
[0011]其中，所述意图感知模块通过对采集的使用者的手指的压力信号、弯曲角度信号以及对应手的前臂肌电信号进行分析，判断使用者的手指运动意图，从而通过所述动力模块为手指运动提供辅助的驱动力。
[0012]优选的是，所述动力模块包括5个动力输出机构，所述动力输出机构包括动力外壳、设置在所述动力外壳内的电机、与所述电机驱动连接的丝杆、配合套设在所述丝杆上的丝杆螺母、可转动设置在所述动力外壳内部的滑轮以及绕设在所述滑轮上的牵引绳；
[0013]所述牵引绳绕设在所述滑轮上后形成两段：第一牵引绳段和第二牵引绳段，第一牵引绳段和第二牵引绳段的活动端形成两个源输出端：第一源输出端和第二源输出端；
[0014]所述第一牵引绳段与所述丝杆螺母固定连接，所述第二牵引绳段可滑动穿过所述丝杆螺母，以通过所述丝杆螺母在所述丝杆上的往复直线运动使得所述第一源输出端和第二源输出端分别产生朝向所述滑轮的拉力输出。
[0015]优选的是，所述传动机构包括传动外壳、设置在所述传动外壳内的5组传动单元、与所述5组传动单元的输入端一一匹配连接的5组钢丝套索单元以及与所述5组传动单元的输出端一一匹配连接的5组包芯线单元；
[0016]1组钢丝套索单元用于将1个动力模块输出的驱动力传递至1组传动单元，再经1组包芯线单元最终传递输出至手套本体上的1个单指套上；
[0017]1组传动单元包括1个上传动件和1个下传动件，1组钢丝套索单元包括分别与1个上传动件和1个下传动件的输入端驱动连接的2根钢丝套索：第一钢丝套索和第二钢丝套索，1组包芯线单元包括分别与1个上传动件和1个下传动件的输出端驱动连接的2根包芯线：第一包芯线和第二包芯线。
[0018]优选的是，所述钢丝套索包括弹簧管、插设在所述弹簧管内的聚四氟乙烯套管以及可滑动插设在所述聚四氟乙烯套管内的钢丝，所述包芯线包括鞘管以及可滑动插设在所述鞘管内的牵引拉线；
[0019]第一钢丝套索的钢丝的输入端与所述第一源输出端连接，第一钢丝套索的钢丝的输出端与所述上传动件的输入端连接，所述上传动件的输出端与所述第一包芯线的牵引拉线的输入端连接，所述第一包芯线的牵引拉线的输出端与1个单指套的指背部连接；
[0020]第二钢丝套索的钢丝的输入端与所述第二源输出端连接，第二钢丝套索的钢丝的输出端与所述下传动件的输入端连接，所述下传动件的输出端与所述第二包芯线的牵引拉线的输入端连接，所述第二包芯线的牵引拉线的输出端与1个单指套的指腹部连接。
[0021]优选的是，所述传动外壳包括上盖、下盖以及设置在所述上盖和下盖之间的安装块，所述上盖和下盖的内壁上均分别开设有至少5条第一T型滑槽，所述安装块的上下表面上均分别开设有至少5条第二T型滑槽；所述上下相邻的第一T型滑槽和第二T型滑槽形成滑道；
[0022]所述上传动件和下传动件结构相同，且上下对称设置在所述传动外壳内，所述上传动件和下传动件均包括一个第一滑块和一个第二滑块；
[0023]所述第一滑块包括可滑动设置在所述第一T型滑槽内的T型滑块、连接在所述T型滑块前端的插块以及贯穿所述T型滑块和插块的用于与牵引拉线的输入端连接的第一连接孔；
[0024]所述第二滑块包括呈T型状的底座、沿与所述插块平行的方向连接在所述底座上
的两个挡条以及开设在所述底座上的用于与所述钢丝的输出端连接的第二连接孔；
[0025]所述底座可滑动设置在所述第二T型滑槽内，两个挡条之间形成插槽，所述插块插入所述插槽后，所述挡条的端部与所述T型滑块的侧部接触，使得所述第一滑块和第二滑块能够一同在所述滑道内往复滑动，以实现钢丝套索和包芯线之间的牵引力的传递。
[0026]优选的是，所述第一钢丝套索的钢丝的输出端与所述上传动件的第二滑块的第二连接孔连接，所述第一包芯线的牵引拉线的输入端与所述上传动件的第一滑块的第一连接孔连接；
[0027]所述第二钢丝套索的钢丝的输出端与所述下传动件的第二滑块的第二连接孔连接，所述第二包芯线的牵引拉线的输入端与所述下传动件的第一滑块的第一连接孔连接。
[0028]优选的是，所述主机还包括主机壳体、设置在所述主机壳体上的触摸显示屏以及与所述康复训练模块连接的电刺激模块，所述动力模块、意图感知模块、康复训练模块、评估分析模块以及控制模块均设置在所述主机壳体内；
[0029]所述意图感知模块包括信号采集单元以及意图判断模型，所述信号采集单元包括设置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有意图感知功能的手功能康复装置，其特征在于，包括：主机，其包括动力模块、意图感知模块、康复训练模块、评估分析模块以及控制模块；手套本体，其具备与手指配合的相互独立的5个单指套；以及传动机构，其连接在所述主机和手套本体之间，所述传动机构将所述动力模块输出的驱动力传递至所述手套本体，以驱动所述手套本体的单指套进行弯曲与伸展运动；其中，所述意图感知模块通过对采集的使用者的手指的压力信号、弯曲角度信号以及对应手的前臂肌电信号进行分析，判断使用者的手指运动意图，从而通过所述动力模块为手指运动提供辅助的驱动力。2.根据权利要求1所述的具有意图感知功能的手功能康复装置，其特征在于，所述动力模块包括5个动力输出机构，所述动力输出机构包括动力外壳、设置在所述动力外壳内的电机、与所述电机驱动连接的丝杆、配合套设在所述丝杆上的丝杆螺母、可转动设置在所述动力外壳内部的滑轮以及绕设在所述滑轮上的牵引绳；所述牵引绳绕设在所述滑轮上后形成两段：第一牵引绳段和第二牵引绳段，第一牵引绳段和第二牵引绳段的活动端形成两个源输出端：第一源输出端和第二源输出端；所述第一牵引绳段与所述丝杆螺母固定连接，所述第二牵引绳段可滑动穿过所述丝杆螺母，以通过所述丝杆螺母在所述丝杆上的往复直线运动使得所述第一源输出端和第二源输出端分别产生朝向所述滑轮的拉力输出。3.根据权利要求2所述的具有意图感知功能的手功能康复装置，其特征在于，所述传动机构包括传动外壳、设置在所述传动外壳内的5组传动单元、与所述5组传动单元的输入端一一匹配连接的5组钢丝套索单元以及与所述5组传动单元的输出端一一匹配连接的5组包芯线单元；1组钢丝套索单元用于将1个动力模块输出的驱动力传递至1组传动单元，再经1组包芯线单元最终传递输出至手套本体上的1个单指套上；1组传动单元包括1个上传动件和1个下传动件，1组钢丝套索单元包括分别与1个上传动件和1个下传动件的输入端驱动连接的2根钢丝套索：第一钢丝套索和第二钢丝套索，1组包芯线单元包括分别与1个上传动件和1个下传动件的输出端驱动连接的2根包芯线：第一包芯线和第二包芯线。4.根据权利要求3所述的具有意图感知功能的手功能康复装置，其特征在于，所述钢丝套索包括弹簧管、插设在所述弹簧管内的聚四氟乙烯套管以及可滑动插设在所述聚四氟乙烯套管内的钢丝，所述包芯线包括鞘管以及可滑动插设在所述鞘管内的牵引拉线；第一钢丝套索的钢丝的输入端与所述第一源输出端连接，第一钢丝套索的钢丝的输出端与所述上传动件的输入端连接，所述上传动件的输出端与所述第一包芯线的牵引拉线的输入端连接，所述第一包芯线的牵引拉线的输出端与1个单指套的指背部连接；第二钢丝套索的钢丝的输入端与所述第二源输出端连接，第二钢丝套索的钢丝的输出端与所述下传动件的输入端连接，所述下传动件的输出端与所述第二包芯线的牵引拉线的输入端连接，所述第二包芯线的牵引拉线的输出端与1个单指套的指腹部连接。5.根据权利要求4所述的具有意图感知功能的手功能康复装置，其特征在于，所述传动外壳包括上盖、下盖以及设置在所述上盖和下盖之间的安装块，所述上盖和下盖的内壁上均分别开设有至少5条第一T型滑槽，所述安装块的上下表面上均分别开设有至少5条第二T
型滑槽；所述上下相邻的第一T型滑槽和第二T型滑槽形成滑道；所述上传动件和下传动件结构相同，且上下对称设置在所述传动外壳内，所述上传动件和下传动件均包括一个第一滑块和一个第二滑块；所述第一滑块包括可滑动设置在所述第一T型滑槽内的T型滑块、连接在所述T型滑块前端的插块以及贯穿所述T型滑块和插块的用于与牵引拉线的输入端连接的第一连接孔；所述第二滑块包括呈T型状的底座、沿与所述插块平行的方向连接在所述底座上的两个挡条以及开设在所述底座上的用于与所述钢丝的输出端连接的第二连接孔；所述底座可滑动设置在所述第二T型滑槽内，两个挡条之间形成插槽，所述插块插入所述插槽后，所述挡条的端部与所述T型滑块的侧部接触，使得所述第一滑块和第二滑块能够一同在所述滑道内往复滑动，以实现钢丝套索和包芯线之间的牵引力的传递。6.根据权利要求5所述的具有意图感知功能的手功能康复装置，其特征在于，所述第一钢丝套索的钢丝的输出端与所述上传动件的第二滑块的第二连接孔连接，所述第一包芯线的牵引拉线的输入端与所述上传动件的第一滑块的第一连接孔连接；所述第二钢丝套索的钢丝的输出端与所述下传动件的第二滑块的第二连接孔连接，所述第二包芯线的牵引拉线的输入端与所述下传动件的第一滑块的第一连接孔连接。7.根据权利要求1所述的具有意图感知功能的手功能康复装置，其特征在于，所述主机还包括主机壳体、设置在所述主机壳体上的触摸显示屏以及与所述康复训练模块连接的电刺激模块，所述动力模块、意图感知模块、康复训练模块、评估分析模块以及控制模块均设置在所述主机壳体内；所述意图感知模块包括信号采集单元以及意图判断模型，所述信号采集单元包括设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，杨洪波，刘畅，李贞兰，卢景新，
申请(专利权)人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，
类型：发明
国别省市：