[发明专利]一种穿戴式外骨骼手部康复训练机器系统及方法

说明书

本发明公开了一种穿戴式外骨骼手部康复训练机器系统及方法，包括运动控制模块、人机交互模块、推杆电机和手部康复机器人，能在日常生活辅助使用的轻型化穿戴式外骨骼式智能化手功能训练，通过对拇指和四指运动控制，使其运动符合正常人手抓握运动规律，完成对手功能障碍患者进行手部康复训练，并设置有主动康复模式、被动康复模式和手动康复模式三种模式，方便根据需要进行选择，使用方便，便于广泛推广，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种穿戴式外骨骼手部康复训练机器系统及方法，属于康复训练技术领域。

背景技术

我国针对如何提高国内现行残疾人康复辅助器具技术水平，满足用户不同需要，提出了很高的要求。

但是，目前国内只有不到需求人数25％的残疾人士人享受到各类型的假肢服务因此，若实现政府的规划目标，我国假肢服务行业任重而道远，但同样也预示着未来假肢的可观市场。

如何以仿生式灵巧手的深入研究与开发为中心，针对社会中手部重伤术后康复人群开发手部康复外骨骼以帮助弱势群体营造和谐美好世界，是当前急需解决的问题。

发明内容

本发明目的是为了克服现有的如何以仿生式灵巧手的深入研究与开发为中心，针对社会中手部重伤术后康复人群开发手部康复外骨骼以帮助弱势群体营造和谐美好世界的问题。本发明的穿戴式外骨骼手部康复训练机器系统及方法，能在日常生活辅助使用的轻型化穿戴式外骨骼式智能化手功能训练，通过对拇指和四指运动控制，使其运动符合正常人手抓握运动规律，完成对手功能障碍患者进行手部康复训练，并设置有主动康复模式、被动康复模式和手动康复模式三种模式，方便根据需要进行选择，使用方便，便于广泛推广，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种穿戴式外骨骼手部康复训练机器系统，包括运动控制模块、人机交互模块、推杆电机和手部康复机器人，

所述运动控制模块，包括控制器、传感信息采集电路、电机驱动电路，所述控制器分别与传感信息采集电路、电机驱动电路相连接，

所述控制器用于接收传感信息采集电路实时检测患者施加于手部康复机器人末端的指尖力数据、手部康复机器人的位移数据，进行处理后输出每个指尖的控制信号，并通过电机驱动电路驱动推杆电机控制手部康复机器人进行动作；

所述传感信息采集电路，包括指尖力传感器和角度传感器，所述指尖力传感器用于实时检测患者施加于手部康复机器人末端的指尖力数据；所述角度传感器用于实时检测手部康复机器人的位移数据；

所述推杆电机为五组，用于接收控制器对应指尖的输出控制信号，并控制手部康复机器人各指尖进行康复动作；

所述手部康复机器人为手掌形状，患者将需要康复的手掌插入手掌形状内；

所述运动控制模块与人机交互模块之间通过蓝牙通信模块进行数据通信，所述人机交互模块可通过患者康复需要，患者自行调整。

前述的一种穿戴式外骨骼手部康复训练机器系统，所述运动控制模块，还包括调试电路、RS232串口通信电路、电源电路和看门狗电路，所述调试电路、RS232串口通信电路、电源电路和看门狗电路分别与控制器相连接。

前述的一种穿戴式外骨骼手部康复训练机器系统，所述控制器为STM32F407VET6ARM Cortex-M4内核芯片。

前述的一种穿戴式外骨骼手部康复训练机器系统，所述指尖力传感器为压力薄膜传感器，且型号为CP201，所述压力薄膜传感器贴放在手部康复机器人的指套内。

前述的一种穿戴式外骨骼手部康复训练机器系统，所述压力薄膜传感器AD采样电路与控制器相连接，所述AD采样电路内设置有 AD7927芯片。