[發明專利]軟體氣驅的手部康復裝置

有效

• 申請號: 201710578623.0
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107280915B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 程龍;侯增廣;譚民;李厚成;陳妙;王昂
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 11021 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 任巖

本公開提供了一種軟體氣驅的手部康復裝置，手部執行器穿戴于患者手部，用于帶動患者手部運動；氣驅系統與手部執行器通過氣管連通，用于向手部執行器提供氣體驅動，使得手部執行器帶動患者手部運動；微控制器連接氣驅系統，用于向氣驅系統發出控制信號以對氣驅系統進行控制。與現有的手部康復裝置相比，本公開的手部康復裝置具有價格低、穿戴舒適、安全有效的優點，克服了現有的手部康復裝置的價格高、笨重、穿戴不舒適、安全性不高的缺陷，可廣泛應用于中風患者手部偏癱康復訓練中。

技術領域

本發明屬于手部康復機器人領域，尤其涉及一種軟體氣驅的手部康復裝置。

背景技術

目前，我國人口老齡化現象愈發普遍，腦卒中患者也呈現逐年增加的趨勢。腦卒中是手功能失效的主要原因之一，腦卒中患者可出現多種神經功能缺損癥狀，其中偏癱和運動障礙最為常見，而上肢偏癱患者的手功能障礙臨床往往表現為手部的屈曲攣縮，手部的屈肌張力過高，指間關節和掌指關節伸展困難。目前針對腦卒中引起的手部偏癱問題只能依賴于醫護人員的手動訓練，而我國目前專業的康復醫療人員卻嚴重短缺。近幾十年來，國內外的機器人技術得到了飛速的發展，智能醫療康復機器人的出現能夠很好的解決了這一矛盾。

現有的手部康復機器人主要是采用剛性結構的手部外骨骼機器人。由于剛性結構導致整個機器人體積大、笨重、穿戴不舒適、價格高、以及由于結構的復雜性，導致整個機器人失去控制的風險很高，所以使用起來并不安全。以上因素都限制了它們在實際中的應用。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明旨在解決現有剛性外骨骼機器人笨重、不安全、穿戴不舒適等問題，提出一種軟體氣驅的手部康復裝置，以進一步發揮軟體外骨骼機器人在康復領域的優勢。

(二)技術方案

本發明提供了一種軟體氣驅的手部康復裝置，包括：手部執行器，穿戴于患者手部，用于帶動患者手部運動；氣驅系統，與所述手部執行器通過氣管連通，用于向所述手部執行器提供氣體驅動，使得所述手部執行器帶動患者手部運動；微控制器，連接所述氣驅系統，用于向所述氣驅系統發出控制信號以對所述氣驅系統進行控制。

在本發明的一些實施例中，還包括：傳感裝置，設置于所述手部執行器中，與所述微控制器連接，用于采集所述手部執行器的參數，與所述微控制器、氣驅系統和手部執行器組成閉環控制系統。

在本發明的一些實施例中，所述氣驅系統包括：氣泵驅動器，連接所述微控制器；微型真空泵，連接所述氣泵驅動器；閥門驅動電路，連接所述微控制器；閥門組件，連接所述閥門驅動電路，并通過氣管分別與所述微型真空泵和手部執行器連通；在所述微控制器的控制下，所述氣泵驅動器，用于向所述微型真空泵發出驅動信號；所述閥門驅動電路，用于向所述閥門組件發出驅動信號；所述微型真空泵和閥門組件，用于對所述手部執行器進行充放氣以控制所述手部執行器的運動。

在本發明的一些實施例中，所述微型真空泵具有進氣口和排氣口；所述閥門組件包括：第一閥門，其進氣口通過連接器和氣管與所述微型真空泵的排氣口連接；其排氣口通過連接器和氣管與所述手部執行器連通；第二閥門，其進氣口通過連接器和氣管與所述微型真空泵的排氣口連接，其排氣口通過連接器和氣管空接；第三閥門，其進氣口通過連接器和氣管與所述微型真空泵的進氣口連通，其排氣口通過連接器和氣管空接；第四閥門，其進氣口通過連接器和氣管與所述微型真空泵的進氣口連接，其排氣口通過連接器和氣管與所述手部執行器連接。

在本發明的一些實施例中，所述手部執行器包括：乳膠球、手套和連接組件；所述手套穿戴于患者手部；所述連接組件連接所述乳膠球和手套的手指；所述乳膠球，鑲嵌在所述手套的背面，通過軟管連通所述氣驅系統，在所述氣驅系統的氣體驅動下其形狀發生變化，從而通過所述連接組件帶動手套手指運動。