[實用新型]一種并指術后可穿戴康復機器人手套裝置

有效

• 申請號: 201720040898.4
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN206852764U
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 左超
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 朱小兵,劉莎

技術領域

本實用新型涉及一種并指術后可穿戴康復機器人手套裝置，屬于康復工程和機器人領域。

背景技術

并指是兩個以上手指部分或全部組織成分先天性病理相連，是僅次于多指畸形的常見手部先天性畸形。據世界衛生組織（World Health Organization簡稱WHO）資料統計并指的發病率為0.33‰至0.5‰，半數患兒為雙側性并指，男女比例為3：1。目前并指術后康復治療還停留在醫生和家長密切配合下，指導孩子進行功能鍛煉，有時還要配合中草藥熏洗、按摩等方法進行康復鍛煉，使手指各關節活動正常。康復訓練往往需要長期反復執行，而傳統的訓練方式對康復醫師具有依賴性，加上患者眾多，康復治療師數量有限。這樣就會導致一方面康復醫師的工作量增加，另一方面，訓練時間不能保障，而且長時間重復性訓練極易使康復治療師疲勞，有可能造成訓練誤差、對患者訓練強度不足等不利影響。因此傳統的訓練方式存在康復效率低，不利于開展臨床康復等缺點。

醫學研究表明，手部在大腦相應皮層投射區，可隨著手功能的改變發生漂移和轉換，即手部的大腦皮層投射區具有可塑性。同時，隨著大腦皮層投射區的可塑性變化．可引起手部功能的改變。對于先天性并指患者，術前作腦磁波描記圖顯示，并指在大腦皮層的代表區是融臺的，沒有分開，進行并指分離術后同法檢測，顯示相應的皮層代表區已經分離。大腦皮層區的可塑性變化。在很大程度上是訓練的結果。即獲得的功能強弱與訓練呈正相關。并指術后的恢復訓練應在積極的環境下進行，被動或不積極的訓練，對于促進皮層功能區的功能變化價值不大。并指患者手功能的恢復可以通過訓練手指抓握和精細動作的活動來進行。訓練的越好，功能恢復的越好，皮層代表區得到的反饋越多，則有用的功能重組發生越快。

實用新型內容

為了克服并指患者現有術后訓練方式康復效率低，不利于開展臨床康復等不足，本實用新型提供一種并指術后可穿戴康復機器人手套裝置。該手套裝置利用表面肌電信號作為控制信號，兩個指套分別佩戴于并指術后兩個手指上。手套上配有無線接收裝置，使患者使用更加方便。指套里有關節位置傳感器和PVDF壓電薄膜傳感器，可以測得患者訓練動作手指關節的位置和用力的大小。另外，患者可以根據自己手指關節的大小自行調節指套的大小，滿足了差異化的需要。

本實用新型為解決上述技術問題采用以下技術方案：

本實用新型提供一種并指術后可穿戴康復機器人手套裝置，包括用于供電的電源模塊以及肌電信號采集模塊、主控芯片模塊、運動控制模塊、可穿戴手套模塊、顯示模塊，其中：

肌電信號采集模塊，用于采集患者手臂肌肉的表面肌電信號；

可穿戴手套模塊包括兩個分別佩戴在患者兩并指上的指套，每個指套上還分別設有關節位置傳感器和PVDF壓電薄膜傳感器，關節位置傳感器和PVDF壓電薄膜傳感器分別用于采集訓練動作手部關節的位置和力的大小；

運動控制模塊，與可穿戴手套模塊連接，用于根據主控芯片模塊的控制指令控制兩個指套進行動作、接收關節位置傳感器和PVDF壓電薄膜傳感器采集到的數據；

主控芯片模塊，與肌電信號采集模塊連接，接收肌電信號采集模塊采集到的肌電信號；與運動控制模塊連接，用于根據接收到的肌電信號向運動控制模塊發出控制指令；與顯示模塊連接，用于將運動控制模塊傳輸的關節位置傳感器和PVDF壓電薄膜傳感器采集到的數據傳輸至顯示模塊進行顯示。

作為實用新型的進一步優化方案，肌電信號采集模塊包括依次連接的高密度矩陣式電極貼片、前置放大電路、濾波電路、工頻陷波電路、可變增益放大電路、A/D轉換電路和數據采集卡，數據采集卡與主控芯片模塊連接。

作為本實用新型的進一步優化方案，數據采集卡為AC6621 PCII數據采集卡。

作為本實用新型的進一步優化方案，運動控制模塊包括控制器以及分別與其連接的無線收發模塊、電機驅動模塊以及兩個分別與兩個指套連接的電機。

作為本實用新型的進一步優化方案，電源模塊包括電池、電流傳感器、蜂鳴器電路，電池、電流傳感器和主控芯片模塊依次連接，蜂鳴器電路與主控芯片連接。

作為本實用新型的進一步優化方案，PVDF壓電薄膜傳感器信號采集系統包括依次連接的壓電薄膜傳感器、放大電路、LC濾波電路和A/D轉換電路。

本實用新型采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

（1）改變并指患者康復訓練方式，不再依賴傳統的康復治療師，使之在家就能進行自主的康復訓練；