[發明專利]一種穿戴式外骨骼手部康復訓練機器系統及方法

在審

• 申請號: 201810907397.0
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN109289167A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 鄭友怡;王輝;宋紀元;李昊亮
• 申請（專利權）人: 昆山瑞諾德智能科技有限公司
• 主分類號: A63B23/16
• 分類號: A63B23/16;A63B21/00;A61H1/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種穿戴式外骨骼手部康復訓練機器系統及方法，包括運動控制模塊、人機交互模塊、推桿電機和手部康復機器人，能在日常生活輔助使用的輕型化穿戴式外骨骼式智能化手功能訓練，通過對拇指和四指運動控制，使其運動符合正常人手抓握運動規律，完成對手功能障礙患者進行手部康復訓練，并設置有主動康復模式、被動康復模式和手動康復模式三種模式，方便根據需要進行選擇，使用方便，便于廣泛推廣，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種穿戴式外骨骼手部康復訓練機器系統及方法，屬于康復訓練技術領域。

背景技術

我國針對如何提高國內現行殘疾人康復輔助器具技術水平，滿足用戶不同需要，提出了很高的要求。

但是，目前國內只有不到需求人數25％的殘疾人士人享受到各類型的假肢服務因此，若實現政府的規劃目標，我國假肢服務行業任重而道遠，但同樣也預示著未來假肢的可觀市場。

如何以仿生式靈巧手的深入研究與開發為中心，針對社會中手部重傷術后康復人群開發手部康復外骨骼以幫助弱勢群體營造和諧美好世界，是當前急需解決的問題。

發明內容

本發明目的是為了克服現有的如何以仿生式靈巧手的深入研究與開發為中心，針對社會中手部重傷術后康復人群開發手部康復外骨骼以幫助弱勢群體營造和諧美好世界的問題。本發明的穿戴式外骨骼手部康復訓練機器系統及方法，能在日常生活輔助使用的輕型化穿戴式外骨骼式智能化手功能訓練，通過對拇指和四指運動控制，使其運動符合正常人手抓握運動規律，完成對手功能障礙患者進行手部康復訓練，并設置有主動康復模式、被動康復模式和手動康復模式三種模式，方便根據需要進行選擇，使用方便，便于廣泛推廣，具有良好的應用前景。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種穿戴式外骨骼手部康復訓練機器系統，包括運動控制模塊、人機交互模塊、推桿電機和手部康復機器人，

所述運動控制模塊，包括控制器、傳感信息采集電路、電機驅動電路，所述控制器分別與傳感信息采集電路、電機驅動電路相連接，

所述控制器用于接收傳感信息采集電路實時檢測患者施加于手部康復機器人末端的指尖力數據、手部康復機器人的位移數據，進行處理后輸出每個指尖的控制信號，并通過電機驅動電路驅動推桿電機控制手部康復機器人進行動作；

所述傳感信息采集電路，包括指尖力傳感器和角度傳感器，所述指尖力傳感器用于實時檢測患者施加于手部康復機器人末端的指尖力數據；所述角度傳感器用于實時檢測手部康復機器人的位移數據；

所述推桿電機為五組，用于接收控制器對應指尖的輸出控制信號，并控制手部康復機器人各指尖進行康復動作；

所述手部康復機器人為手掌形狀，患者將需要康復的手掌插入手掌形狀內；

所述運動控制模塊與人機交互模塊之間通過藍牙通信模塊進行數據通信，所述人機交互模塊可通過患者康復需要，患者自行調整。

前述的一種穿戴式外骨骼手部康復訓練機器系統，所述運動控制模塊，還包括調試電路、RS232串口通信電路、電源電路和看門狗電路，所述調試電路、RS232串口通信電路、電源電路和看門狗電路分別與控制器相連接。

前述的一種穿戴式外骨骼手部康復訓練機器系統，所述控制器為STM32F407VET6ARM Cortex-M4內核芯片。

前述的一種穿戴式外骨骼手部康復訓練機器系統，所述指尖力傳感器為壓力薄膜傳感器，且型號為CP201，所述壓力薄膜傳感器貼放在手部康復機器人的指套內。

前述的一種穿戴式外骨骼手部康復訓練機器系統，所述壓力薄膜傳感器AD采樣電路與控制器相連接，所述AD采樣電路內設置有 AD7927芯片。