[發明專利]一種用于手部康復訓練的柔性外骨骼手套系統

有效

• 申請號: 201710366041.6
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107242958B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 陳文斌;熊蔡華;袁路林;李培民;張秦浩
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 周磊;曹葆青

本發明屬于上肢外骨骼康復機器人領域，并公開了一種用于手部康復訓練的柔性外骨骼手套系統，包括手指數據采集手套、決策驅動模塊和柔性外骨骼手套，所述手指數據采集手套包括第一手套本體及柔性傳感器和無線發送模塊；所述決策驅動模塊包括決策模塊和驅動模塊，所述決策模塊包括微控制器和與所述微控制器相連接的無線接收模塊；所述驅動模塊包括模塊支撐架及共同安裝在所述模塊支撐上的氣泵和電氣比例閥；所述柔性外骨骼手套包括第二手套本體以及柔性彎曲驅動器，所述的柔性彎曲驅動器包含凱夫拉纖維線、硅膠管、玻璃纖維布和氣動密封接頭。本發明中手指之間可以單獨運動也可以協調運動，提高患者手部康復訓練的效果和穿戴的舒適性。

技術領域

本發明屬于上肢外骨骼康復機器人領域，更具體地，涉及一種用于手部康復訓練的柔性外骨骼手套系統。

背景技術

如今社會人口老齡化加重，由于中風等疾病引起的偏癱的人數越來越龐大，同時，由生產事故、交通事故等意外造成的肢體運動功能受損的人數也逐年增加。這些患者往往因肢體運動功能障礙而生活不能自理，給家庭和社會都帶來了不小負擔。機器人輔助康復訓練能夠節約大量的人力物力，并能夠對患者康復水平進行實時量化的評估，根據患者的康復狀況循序漸進的進行訓練。

軟體外骨骼康復手采用氣動可彎曲驅動器來輔助偏癱患者進行相應的手部功能性運動，例如抓握運動等，從而幫助患者進行康復訓練。軟體外骨骼康復手可以輔助并替代康復醫師進行繁重的康復訓練，顯著提高康復訓練的效率和效果，具有重要的意義。

公開號為CN105496728A的專利公開了一種用于手部運動功能康復的軟體機器人手套，該手套能夠輔助手部運動功能受損或者喪失的病患進行康復性訓練，但該裝置存在一定的缺點：1)采用電機驅動，電機帶動鋼絲繩進行運動，從而帶動患者手部運動，會產生很大的瞬間負載，可能會對患者造成二次傷害；2)采用鮑登線,僅僅是安裝在普通手套上，不能在康復訓練中保證外骨骼的關節的中心始終和患者手部的重合，會給患者帶來一定不舒適性，減少患者的康復效果；3)整個驅動裝置多為剛性元器件，質量偏重，不利于攜帶。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種用于手部康復訓練的柔性外骨骼手套系統，其穿戴簡單，與日常生活中穿戴手套類似，不需要專業人士進行指導，使用方便，患者可獨立完成手部功能運動訓練。

為實現上述目的，按照本發明，提供了一種用于手部康復訓練的柔性外骨骼手套系統，其特征在于，包括手指數據采集手套、決策驅動模塊和柔性外骨骼手套，其中，

所述手指數據采集手套包括第一手套本體及共同安裝在所述第一手套本體上的柔性傳感器和無線發送模塊，所述柔性傳感器用于測量手指彎曲角度和指尖壓力，并且所述柔性傳感器與所述無線發送模塊連接；

所述決策驅動模塊包括決策模塊和驅動模塊，所述決策模塊包括微控制器和與所述微控制器相連接的無線接收模塊，所述無線接收模塊與所述無線發送模塊通過無線網絡連接，以用于將手指彎曲角度和指尖壓力傳送給所述微控制器；所述驅動模塊包括模塊支撐架及共同安裝在所述模塊支撐上的氣泵和電氣比例閥，所述電氣比例閥與所述氣泵相連接；

所述柔性外骨骼手套包括第二手套本體以及安裝在所述第二手套本體背面的柔性彎曲驅動器，所述的柔性彎曲驅動器包含凱夫拉纖維線、硅膠管、玻璃纖維布和氣動密封接頭，所述硅膠管的橫截面呈弓形，所述玻璃纖維布粘貼在所述硅膠管的平底面并鋪滿該平底面，所述硅膠管和玻璃纖維布共同構成硅膠纖維管，所述凱夫拉纖維線以雙向螺旋纏繞的方式纏繞在所述硅膠纖維管的外側，所述硅膠管的一端設置有密封接頭，所述密封接頭與所述電氣比例閥連接；

所述微控制器根據手指數據采集手套采集的手指彎曲角度信息和指尖壓力信息控制電氣比例閥的開閉，從而控制硅膠管內的氣體壓力，進而控制所述硅膠纖維管的彎曲程度。