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CN113576831A - 一种辅助手功能作业训练康复系统及操作方法 - Google Patents

一种辅助手功能作业训练康复系统及操作方法 Download PDF

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CN113576831A
CN113576831A CN202110850031.6A CN202110850031A CN113576831A CN 113576831 A CN113576831 A CN 113576831A CN 202110850031 A CN202110850031 A CN 202110850031A CN 113576831 A CN113576831 A CN 113576831A
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CN
China
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training
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Application number
CN202110850031.6A
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袁路林
杨瑞嘉
史志怀
苗盛巍
陈彬
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Nanjing Ruishide Medical Technology Co ltd
Nanjing Medical Technology Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Ruishide Medical Technology Co ltd
Nanjing Medical Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种辅助手功能作业训练康复系统及操作方法,包括:减重式手托、人机交互模块与软体手套控制模块:减重式手托包括手臂托架、旋转撑杆以及固定座,手臂托架与旋转撑杆转动连接,旋转撑杆与固定座转动连接;人机交互模块包括电连接的生理电刺激与肌电信号采集模块和电极片,电极片贴在待训练人员的上肢肌肉群上;软体手套控制模块包括软体手套、正负压活塞气泵和压力控制模块。本发明结合减重式手托给待训练人员手臂抬升提供助力,消除上肢本体重力影响,结合功能性电刺激和软体手套辅助待训练人员手部及上肢进行收缩运动,来完成整个上肢肩关节、肘关节、腕关节和手指关节主被动结合训练和作业训练。

Description

一种辅助手功能作业训练康复系统及操作方法
技术领域
本发明属于训练康复技术领域,具体涉及一种辅助手功能作业训练康复系统及操作方法。
背景技术
如今社会人口老龄化加重,由于中风等疾病引起的偏瘫的人数越来越庞大,因此运动康复越来越重要,现阶段,有很多的上肢康复设备都为主被动结合设备,采用电机进行驱动,带有肩关节和肘关节康复,设备价格昂贵,且大多数都是针对人的上肢做一些粗大的运动。但是在上肢康复领域内,作业训练是不可或缺的一部分,目前这块设备还是空白,大多数设备都仅仅是单纯的针对手功能康复或上肢康复,缺少能够辅助待训练的人员完成日常生活中常用的上肢及手功能动作的手功能康复、功能性电刺激和上肢结合设备。
中国专利公布号为CN107929939A、申请日期为2017年3月17日且专利名为“一种神经电刺激的上肢康复训练机器人机器使用方法”的专利申请,其记载的装置通过悬吊绳索固定用户的手腕和手肘,通过拉伸绳索实现手臂的上肢运动,在运动的过程中给与神经电刺激刺激待训练的人员的上肢肌肉。但是该关节训练装置没有涉及到手功能康复训练,同时装置使用繁琐,结构复杂,无法辅助待训练的人员完成作业训练治疗。
发明内容
发明目的:针对现有技术中存在的问题,本发明公开了一种辅助手功能作业训练康复系统及操作方法,结合减重式手托给待训练的人员手臂抬升提供助力,消除本体重力影响,结合功能性电刺激和软体手套辅助待训练的人员手部及上肢进行收缩运动,来完成整个上肢肩关节、肘关节、腕关节和手指关节主被动结合训练。
技术方案:为了实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:一种辅助手功能作业训练康复系统,包括:
用于支撑待训练人员手臂的减重式手托,所述减重式手托包括手臂托架、旋转撑杆以及固定座,手臂托架与旋转撑杆转动连接,旋转撑杆与固定座转动连接;
用于检测待训练人员的手部运动信息并实时给与电刺激助力的人机交互模块,所述人机交互模块包括生理电刺激与肌电信号采集模块和电极片,生理电刺激与肌电信号采集模块与电极片电连接,电极片贴在待训练人员的上肢肌肉群上;
用于通过正压和负压帮助待训练人员进行手部康复训练的软体手套控制模块,所述软体手套控制模块包括软体手套、正负压活塞气泵和压力控制模块,正负压活塞气泵与压力控制模块电连接,软体手套通过气管排线与正负压活塞气泵连接。
优选地,手臂托架包括手托、托杆和支撑架,其中:
托杆与支撑架转动连接,托杆采用杠杆装置,托杆与支撑架的连接点两侧的杠杆比为1:3;
手托设置于托杆上距离支撑架远的一端,手托为曲面形状,手托的表面粘贴有泡棉,手托的两端设置有松紧带。
优选地,手臂托架还包含助力调整装置,助力调整装置包括弹簧和设置于支撑架内的竖直卡槽,弹簧的一端与托杆上距离支撑架近的一端连接,弹簧的另一端与竖直卡槽连接;
支撑架内的竖直卡槽的前端还设有挡板。
优选地,托杆上设置有定位销,支撑架上设置有运动限位槽,定位销与运动限位槽相配合限制托杆与支撑架的转动范围。
优选地,固定座采用U型结构,固定座的一端面安装有螺纹杆,螺纹杆位于U型内的一端为平面,螺纹杆与固定座的另一端面相配合将固定座固定卡在桌面上。
优选地,支撑架底端安装有固定螺栓,旋转撑杆前端设有圆孔,圆孔与固定螺栓相匹配,将固定螺栓向下拧动插入圆孔,将手臂托架与旋转撑杆相互固定;
旋转撑杆后端安装有固定螺栓,固定座上设有圆孔,圆孔与固定螺栓相匹配,将固定螺栓向下拧动插入圆孔,将旋转撑杆与固定座相互固定。
优选地,生理电刺激与肌电信号采集模块包含有四个独立的通道,每个独立的通道分别与一个电极片连接,每个独立的通道用于进行电刺激或肌电信号采集。
优选地,软体手套包括软体手套基布和五个软体手指,五个软体手指分别设置于软体手套基布的每个手指处,软体手套中的除去作为大拇指的软体手指的其他四个软体手指各包含三个运动关节,该三个运动关节分别对应掌指关节、近端指关节和远端指关节,软体手套中作为大拇指的软体手指包含二个运动关节,该二个运动关节分别对应掌指关节和近端指关节;
软体手套的每个运动关节处和指尖处设置有固定块,每个软体手指的每两个固定块之间连接着一伸缩管,固定块与伸缩管之间气路连通,每个软体手指的固定块与伸缩管的外围包覆有特质单向弹力布;
软体手套中软体手指的掌指关节处的固定块通过气管排线与正负压活塞气泵相连接,气管排线的一端与各个软体手指中掌指关节处的固定块相连,且各个软体手指中的所有固定块和伸缩管与气管排线内部相通,气管排线的另一端与正负压活塞气泵的压力口相通,气管排线上设置有二位三通电磁阀和五位电磁开关阀组,二位三通电磁阀和五位电磁开关阀组上还设置有消音器,气管排线内还设置有压力传感器,正负压活塞气泵、压力传感器、二位三通电磁阀和五位电磁开关阀组均与作为压力控制模块电连接。
一种辅助手功能康复训练系统的操作方法,当所述辅助手功能康复训练系统用于手功能作业训练时,其操作如下:
步骤1-1:引导待训练人员坐到训练座上,将减重式手托的固定座固定在作业训练桌上,并在作业训练桌上放置日常生活物体;
步骤1-2:待训练人员手部穿戴好软体手套,前臂固定在减重式手托的手托上,并调整好松紧带,不固定固定螺栓,使减重式手托处于悬浮状态;
步骤1-3:在待训练人员的腕伸肌和腕屈肌上分别粘贴好电极片;
步骤1-4:通过调整助力调整装置中的弹簧的一端卡在竖直卡槽的位置来控制弹簧的力度,使待训练人员的整个上肢处于无重力状态;
步骤1-5:人机交互模块启动,设置好目标训练,通过动画演示和语音提示来引导待训练人员进行抓物体操作;
步骤1-6:待训练人员在医护人员的帮助下,上肢移动使手部移动到目标物上方,人机交互模块开始音视频刺激,待训练人员开始进行抓取目标物的动作,压力传感器检测气管排线中压力减小,识别待训练人员握拳意图,压力控制模块控制正负压活塞气泵对软体手套进行充气,软体手套辅助待训练人员手部进行握紧目标物;
生理电刺激与肌电信号采集模块采集到待训练人员的腕屈肌肌电动作信号,生理电刺激与肌电信号采集模块产生电刺激,生理电刺激模块和肌电信号采集模块将腕屈肌肌电动作信号发送给压力控制模块,压力控制模块控制正负压活塞气泵对软体手套进行充气,软体手套辅助待训练人员手部进行屈曲动作,辅助康复训练人员手部抓紧目标物;
步骤1-7:待训练人员上肢在减重式手托的辅助在移动到目标位置处,待训练人员手腕抬升,生理电刺激与肌电信号采集模块采集到待训练人员的腕伸肌肌电信号,生理电刺激与肌电信号采集模块将腕伸肌肌电信号发送给压力控制模块,压力控制模块控制正负压活塞气泵对软体手套进行吸气,软体手套辅助待训练人员手部进行伸展运动,待训练人员手部松开目标物,目标物掉落到作业训练桌的目标位置处。
优选地,所述辅助手功能康复训练系统用于上肢伸展时训练时,其操作如下:
步骤2-1:待训练人员手部穿戴好软体手套,前臂固定在减重式手托的手托上,并调整好松紧带;
步骤2-2:通过调整助力调整装置中的弹簧的一端卡在竖直卡槽的位置来控制弹簧的力度,使待训练人员的整个上肢处于无重力状态;
步骤2-3:确认待训练人员的上肢训练轨迹,通过调节减重式手托中的固定螺栓,使减重式手托固定在一个固定的体位上,同时将待训练人员的前臂固定在减重式手托的手托上,调整松紧带,使待训练人员的手部与减重式手托固定;
步骤2-4:设定待训练人员的肱二头肌进行手臂伸展,肱三头肌进行手臂弯曲,肩关节肌肉进行肩关节外展和腕关节肌肉进行腕关节伸展,并将电刺激片粘贴到对应运动肌肉群;
步骤2-5:人机交互模块启动,设置好目标训练,通过动画演示和语音提示来引导待训练人员上肢进行相应动作;
步骤2-6:待训练人员通过接受外界的音视频刺激,生理电刺激与肌电信号采集模块按照预设程序控制产生电刺激,电刺激刺激相应肌肉收缩,以及生理电刺激与肌电信号采集模块通过压力控制模块控制软体手套屈曲来辅助待训练人员上肢在减重式手托的助力辅助下运动到目标位置,完成上肢康复训练。
有益效果:与现有技术相比较,本发明具有如下有益效果:
本发明通过减重式手托能够使待训练人员的手臂处于无重力状态,克服待训练人员上肢运动过程中需要克服的重力因素,在待训练人员的三角肌处粘贴电极片,电刺激刺激待训练人员三角肌运动,在减重式手托和电刺激的综合作用下,待训练人员能够很轻松的抬升整个上肢手臂;
本发明通过气动式的软体手套可以辅助待训练人员手指进行弯曲和伸展运动,帮助待训练人员进行手部康复训练,在待训练人员腕伸肌处粘贴电极片,刺激腕伸肌进行收缩,使待训练人员打开手腕和手指;
在作业训练过程中,待训练人员的手部处于力量薄弱的康复阶段,本发明通过减重式手托可以极大的减轻待训练人员的运动阻碍,配合手功能和电刺激能够主动帮助待训练人员完成日常的生活训练,比如握水杯,移动水杯至嘴边;
本发明采集的肌电信号能够检测待训练人员的手部运动信息,能够实时给与待训练人员手指软体手套助力和手腕及手肘关节电刺激助力,帮助待训练人员,有效避免了现有技术中装置使用繁琐,结构复杂,无法辅助待训练人员完成作业训练治疗的缺陷。
附图说明
图1为本发明的辅助手功能作业训练康复系统的作业治疗示意图;
图2为本发明的辅助手功能作业训练康复系统的生理电刺激与肌电信号采集模块与软体手套控制模块的原理图;
图3为本发明的所述减重式手托的结构图;
图4为本发明的所述减重式手托的部分结构图;
图5为本发明的所述减重式手托的支撑架的部分结构图;
图6为本发明的所述软体手套的结构图;
其中,1-手臂托架,11-手托,12-托杆,13-支撑架,14-松紧带,15-弹簧,131-竖直卡槽,132-运动限位槽,133-挡板;2-旋转撑杆;3-固定座,31-螺纹杆;4-固定螺栓;5-软体手套,51-软体手套基布,52-固定块,53-伸缩管。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明实施例做进一步地说明。
如图1-图6所示,本发明公开了一种辅助手功能作业训练康复系统,包括:
用于支撑待训练人员手臂的减重式手托;
用于检测待训练人员的手部运动信息并实时给与电刺激助力的人机交互模块;
用于通过内部的正压和负压帮助待训练人员进行手部康复训练的软体手套控制模块。
其中,减重式手托包括手臂托架1、旋转撑杆2以及固定座3;手臂托架1与旋转撑杆2通过轴承转动连接,旋转撑杆2与固定座3通过轴承转动连接。优选的,旋转撑杆2两端均设有双轴承,旋转撑杆2通过双轴承再分别与手臂托架1和固定座3连接,这样能够保证整个旋转轴的同心。
手臂托架1中包括手托11、托杆12和支撑架13,其中,托杆12通过轴承与支撑架13转动连接,托杆12能够围绕支撑架9进行转动;托杆12采用杠杆装置,托杆12与支撑架13的连接点两侧的杠杆比为1:3,该比例用于保证待训练人员手臂的运动空间;手托11设置于托杆12上距离支撑架13较远的一端,手托11为曲面形状,优选为内凹的拱状结构,手托11的表面粘贴有泡棉,手托11的两端设置有松紧带14,松紧带14能够保持待训练人员的手臂与手托11之间相对固定,通过调节松紧带14能够调节对手臂的束缚力。
本发明的一种实施例中,手臂托架1还包含助力调整装置,助力调整装置包括弹簧15,弹簧15的一端与托杆12上距离支撑架13较近的一端连接,弹簧15的另一端与设置在支撑架13内的竖直卡槽131连接,通过调节弹簧15的一端卡在竖直卡槽131的位置来实现调整弹簧15的拉伸长度,从而使手臂托架1能够适应不同手臂重量的待训练人员。支撑架13内的竖直卡槽131的前端还设有挡板133,挡板133能够防止弹簧15卡在竖直卡槽131中的一端在极速运动中弹出,保护待训练人员。
托杆12上设置有定位销,支撑架13上设置有运动限位槽132,定位销与运动限位槽132相配合能够限制托杆12与支撑架13的转动范围,从而限制手托11的运动轨迹,防止弹簧15产生永久形变,保护待训练人员安全。
手臂托架1的支撑架13底端安装有固定螺栓4,旋转撑杆2前端设有12个圆孔,其角度间隔为30°,圆孔与固定螺栓4相匹配,当固定螺栓4向下拧动时,插入圆孔,可以将手臂托架1与旋转撑杆2相互固定,能够让待训练人员进行某一特定姿态的上肢康复训练。
固定座3采用U型结构,固定座3上端面设有若干圆孔,旋转撑杆2后端安装有固定螺栓4,圆孔与固定螺栓4相匹配,当固定螺栓4向下拧动时,插入圆孔,可以将旋转撑杆2与固定座3相互固定;固定座3的一端面安装有两个螺纹杆31,螺纹杆31位于U型内的一端为平面,螺纹杆31与固定座3的另一端面相配合能够将固定座3固定卡在桌面上,通过拧紧螺纹杆31,能将固定座3与桌面固定。
人机交互模块包括生理电刺激与肌电信号采集模块、蓝牙模块二和电极片,生理电刺激与肌电信号采集模块与作为电刺激片的电极片连接,电极片用于贴在待训练人员的上肢特定肌肉群上,上肢特定肌肉群可以是上臂肌;
生理电刺激与肌电信号采集模块采用控制器二实现,控制器二同蓝牙模块二以及电极片电连接;
生理电刺激与肌电信号采集模块包含有四个独立的通道,每个独立的通道与一个电极片连接,也就是有四个电极片,且每个独立的通道都是用于进行电刺激或肌电信号采集。
软体手套控制模块包括软体手套5,软体手套5用于通过内部的正压和负压来让待训练人员的手指张合提供助力。
软体手套5包括软体手套基布51和五个软体手指,软体手套基布51为与待训练人员的手指刚好适配的普通手套,五个软体手指分别设置于软体手套基布51的每个手指处,软体手指的大小长度和待训练人员的手指也刚好适配,其中,软体手套5中的除去作为大拇指的软体手指的其他四个软体手指各包含三个运动关节,该三个运动关节分别对应掌指关节、近端指关节和远端指关节,软体手套5中作为大拇指的软体手指包含二个运动关节,该二个运动关节分别对应掌指关节和近端指关节。
软体手套5的每个运动关节处和指尖处设置有作为受控端的固定块52,每个软体手指的每两个固定块52之间连接着一伸缩管53,伸缩管53可以采用波纹管,固定块52与伸缩管53之间气路连通,每个软体手指的固定块52与伸缩管53的外围包覆有特质单向弹力布6,固定块52、单向弹力布和软体手套基布51能够限制伸缩管53的运动范围,这样软体手套5在外部进入的气流带来的正压下产生弯曲运动,在抽出外部进入的气流带来的负压下产生伸展运动。
软体手套控制模块还包括压力控制模块和正负压活塞气泵,软体手套5中软体手指的掌指关节处的固定块52通过气管排线与正负压活塞气泵相连接,气管排线的一端与各个软体手指中掌指关节处的固定块52相连,且各个软体手指中的所有固定块52和伸缩管53与气管排线内部相通,气管排线的另一端与正负压活塞气泵的压力口相通,气管排线上从正负压活塞气泵到软体手套5依次设置有作为电控开关的二位三通电磁阀和五位电磁开关阀组,气管排线由五位电磁开关阀组分为五路且每一路再分别与一个软体手指中掌指关节处的固定块52相连,气管排线内还设置有压力传感器,正负压活塞气泵、压力传感器、二位三通电磁阀和五位电磁开关阀组均与作为压力控制模块的控制器一电连接,控制器一通过串口与蓝牙模块一连接,蓝牙模块一与蓝牙模块二通过无线蓝牙连接,即压力控制模块与生理电刺激模块和肌电信号采集模块通过蓝牙连接,压力控制模块通过控制作为真空泵的正负压活塞气泵工作和作为电控开关的二位三通电磁阀和五位电磁开关阀组工作来进行气路切换以此实现软体手套4的运动关节的弯曲和伸展。二位三通电磁阀和五位电磁开关阀组上还设置有消音器。压力控制模块控制二位三通电磁阀关闭,软体手套4、气管排线和压力传感器组成密闭容器;当待训练人员穿戴软体手套4后,其主动进行运动时,伸缩管5的体积发生变化:当待训练人员主动伸展运动时,伸缩管5体积变小,压力传感器压力数值增大,当待训练人员主动握拳时,伸缩管5体积变大,压力传感器压力数值减少,根据压力值的变化能够检测待训练人员的运动意图。
本发明中,减重式手托能够为待训练人员手臂提供无重力的状态;人机交互模块中包含与生理电刺激与肌电信号采集模块连接的四个电极片,即四个独立的通道,四个电极片能够粘贴到待训练人员的上肢一共四个部位的肌群,配合待训练人员的无重力手臂,能够实现待训练人员的整个上肢手臂的运动。
本发明公开了一种辅助手功能康复训练系统的操作方法,当用于手功能作业训练时,其操作如下:
步骤1-1:引导待训练人员坐到训练座上,将减重式手托的固定座固定在作业训练桌上,并在作业训练桌上放置水杯或其他日常生活物体;
步骤1-2:待训练人员手部穿戴好软体手套,前臂固定在减重式手托的手托上,并调整好松紧带,不固定固定螺栓,使减重式手托处于悬浮状态;
步骤1-3:在待训练人员的腕伸肌和腕屈肌上分别粘贴好电极片;
步骤1-4:通过调整助力调整装置中的弹簧的一端卡在竖直卡槽的位置来控制弹簧的力度,使待训练人员的整个上肢处于无重力状态;
步骤1-5:人机交互模块启动,设置好目标训练,通过动画演示和语音提示来引导待训练人员进行抓物体操作;
步骤1-6:待训练人员在医护人员的帮助下,上肢移动使手部移动到目标物上方,人机交互模块开始音视频刺激,用户开始进行抓取目标物的动作,压力传感器检测气管排线中压力减小,识别待训练人员握拳意图,压力控制模块控制正负压活塞气泵对软体手套进行充气,软体手套辅助待训练人员手部进行握紧目标物;生理电刺激与肌电信号采集模块采集到待训练人员的腕屈肌肌电动作信号并产生电刺激,同时生理电刺激模块和肌电信号采集模块通过蓝牙将腕屈肌肌电动作信号发送给压力控制模块,压力控制模块控制正负压活塞气泵对软体手套进行充气,软体手套辅助待训练人员手部进行屈曲动作,辅助待训练人员手部抓紧目标物;
步骤1-7:待训练人员上肢在减重式手托的辅助下移动到目标位置处,待训练人员手腕抬升,生理电刺激与肌电信号采集模块采集到待训练人员的腕伸肌肌电信号,生理电刺激与肌电信号采集模块通过蓝牙将腕伸肌肌电信号发送给压力控制模块,压力控制模块控制正负压活塞气泵对软体手套进行吸气,软体手套辅助待训练人员手部进行伸展运动,待训练人员手部松开目标物,目标物掉落到作业训练桌的目标位置处。
本发明公开了一种辅助手功能康复训练系统的操作方法,当用于上肢伸展时训练时,其操作如下:
步骤2-1:待训练人员手部穿戴好软体手套,前臂固定在减重式手托的手托上,并调整好松紧带;
步骤2-2:通过调整助力调整装置中的弹簧的一端卡在竖直卡槽的位置来控制弹簧的力度,使待训练人员的整个上肢处于无重力状态;
步骤2-3:确认待训练人员的上肢训练轨迹,通过调节减重式手托中的固定螺栓,使减重式手托固定在一个固定的体位上,同时将待训练人员的前臂固定在减重式手托的手托上,调整松紧带,使待训练人员的手部与减重式手托固定;
步骤2-4:设定待训练人员的肱二头肌进行手臂伸展,肱三头肌进行手臂弯曲,肩关节肌肉进行肩关节外展和腕关节肌肉进行腕关节伸展,并将电刺激片粘贴到对应运动肌肉群;
步骤2-5:人机交互模块启动,设置好目标训练,通过动画演示和语音提示来引导待训练人员上肢进行相应动作;
步骤2-6:待训练人员通过接受外界的音视频刺激,生理电刺激与肌电信号采集模块按照预设程序控制产生电刺激,电刺激刺激相应肌肉收缩,以及生理电刺激与肌电信号采集模块通过压力控制模块控制软体手套屈曲来辅助待训练人员上肢在减重式手托的助力辅助下运动到目标位置,完成上肢康复训练。
以上已用实施例说明的过程对本发明实施例作了描述,本领域的技术人员应当理解,本公开不限于以上描述的实施例,在不偏离本发明实施例的范围的状况下,能够做出每种变动、改变和替换。

Claims (10)

1.一种辅助手功能作业训练康复系统,其特征在于,包括:
用于支撑待训练人员手臂的减重式手托,所述减重式手托包括手臂托架(1)、旋转撑杆(2)以及固定座(3),手臂托架(1)与旋转撑杆(2)转动连接,旋转撑杆(2)与固定座(3)转动连接;
用于检测待训练人员的手部运动信息并实时给与电刺激助力的人机交互模块,所述人机交互模块包括生理电刺激与肌电信号采集模块和电极片,生理电刺激与肌电信号采集模块与电极片电连接,电极片贴在待训练人员的上肢肌肉群上;
用于通过正压和负压帮助待训练人员进行手部康复训练的软体手套控制模块,所述软体手套控制模块包括软体手套(5)、正负压活塞气泵和压力控制模块,正负压活塞气泵与压力控制模块电连接,软体手套(5)通过气管排线与正负压活塞气泵连接。
2.根据权利要求1所述的辅助手功能作业训练康复系统,其特征在于,手臂托架(1)包括手托(11)、托杆(12)和支撑架(13),其中:
托杆(12)与支撑架(13)转动连接,托杆(12)采用杠杆装置,托杆(13)与支撑架(13)的连接点两侧的杠杆比为1:3;
手托(11)设置于托杆(12)上距离支撑架(13)远的一端,手托(11)为曲面形状,手托(11)的表面粘贴有泡棉,手托(11)的两端设置有松紧带(14)。
3.根据权利要求2所述的辅助手功能作业训练康复系统,其特征在于,手臂托架(1)还包含助力调整装置,助力调整装置包括弹簧(15)和设置于支撑架(13)内的竖直卡槽(131),弹簧(15)的一端与托杆(12)上距离支撑架(13)近的一端连接,弹簧(15)的另一端与竖直卡槽(131)连接;
支撑架(13)内的竖直卡槽(131)的前端还设有挡板(133)。
4.根据权利要求2所述的辅助手功能作业训练康复系统,其特征在于,托杆(12)上设置有定位销,支撑架(13)上设置有运动限位槽(132),定位销与运动限位槽(132)相配合限制托杆(12)与支撑架(13)的转动范围。
5.根据权利要求2所述的辅助手功能作业训练康复系统,其特征在于,固定座(3)采用U型结构,固定座(3)的一端面安装有螺纹杆(31),螺纹杆(31)位于U型内的一端为平面,螺纹杆(31)与固定座(3)的另一端面相配合将固定座(3)固定卡在桌面上。
6.根据权利要求2所述的辅助手功能作业训练康复系统,其特征在于,支撑架(13)底端安装有固定螺栓,旋转撑杆(2)前端设有圆孔,圆孔与固定螺栓相匹配,将固定螺栓向下拧动插入圆孔,将手臂托架(1)与旋转撑杆(2)相互固定;
旋转撑杆(2)后端安装有固定螺栓,固定座(3)上设有圆孔,圆孔与固定螺栓相匹配,将固定螺栓向下拧动插入圆孔,将旋转撑杆(2)与固定座(3)相互固定。
7.根据权利要求1所述的辅助手功能作业训练康复系统,其特征在于,生理电刺激与肌电信号采集模块包含有四个独立的通道,每个独立的通道分别与一个电极片连接,每个独立的通道用于进行电刺激或肌电信号采集。
8.根据权利要求1所述的辅助手功能作业训练康复系统,其特征在于,软体手套(5)包括软体手套基布(51)和五个软体手指,五个软体手指分别设置于软体手套基布(51)的每个手指处,软体手套(5)中的除去作为大拇指的软体手指的其他四个软体手指各包含三个运动关节,该三个运动关节分别对应掌指关节、近端指关节和远端指关节,软体手套(5)中作为大拇指的软体手指包含二个运动关节,该二个运动关节分别对应掌指关节和近端指关节;
软体手套(5)的每个运动关节处和指尖处设置有固定块(52),每个软体手指的每两个固定块(52)之间连接着一伸缩管(53),固定块(52)与伸缩管(53)之间气路连通,每个软体手指的固定块(52)与伸缩管(53)的外围包覆有特质单向弹力布(6);
软体手套(5)中软体手指的掌指关节处的固定块(52)通过气管排线与正负压活塞气泵相连接,气管排线的一端与各个软体手指中掌指关节处的固定块(52)相连,且各个软体手指中的所有固定块(52)和伸缩管(53)与气管排线内部相通,气管排线的另一端与正负压活塞气泵的压力口相通,气管排线上设置有二位三通电磁阀和五位电磁开关阀组,二位三通电磁阀和五位电磁开关阀组上还设置有消音器,气管排线内还设置有压力传感器,正负压活塞气泵、压力传感器、二位三通电磁阀和五位电磁开关阀组均与作为压力控制模块电连接。
9.一种辅助手功能康复训练系统的操作方法,其特征在于,当所述辅助手功能康复训练系统用于手功能作业训练时,其操作如下:
步骤1-1:引导待训练人员坐到训练座上,将减重式手托的固定座固定在作业训练桌上,并在作业训练桌上放置日常生活物体;
步骤1-2:待训练人员手部穿戴好软体手套,前臂固定在减重式手托的手托上,并调整好松紧带,不固定固定螺栓,使减重式手托处于悬浮状态;
步骤1-3:在待训练人员的腕伸肌和腕屈肌上分别粘贴好电极片;
步骤1-4:通过调整助力调整装置中的弹簧的一端卡在竖直卡槽的位置来控制弹簧的力度,使待训练人员的整个上肢处于无重力状态;
步骤1-5:人机交互模块启动,设置好目标训练,通过动画演示和语音提示来引导待训练人员进行抓物体操作;
步骤1-6:待训练人员在医护人员的帮助下,上肢移动使手部移动到目标物上方,人机交互模块开始音视频刺激,待训练人员开始进行抓取目标物的动作,压力传感器检测气管排线中压力减小,识别待训练人员握拳意图,压力控制模块控制正负压活塞气泵对软体手套进行充气,软体手套辅助待训练人员手部进行握紧目标物;
生理电刺激与肌电信号采集模块采集到待训练人员的腕屈肌肌电动作信号,生理电刺激与肌电信号采集模块产生电刺激,生理电刺激模块和肌电信号采集模块将腕屈肌肌电动作信号发送给压力控制模块,压力控制模块控制正负压活塞气泵对软体手套进行充气,软体手套辅助待训练人员手部进行屈曲动作,辅助康复训练人员手部抓紧目标物;
步骤1-7:待训练人员上肢在减重式手托的辅助在移动到目标位置处,待训练人员手腕抬升,生理电刺激与肌电信号采集模块采集到待训练人员的腕伸肌肌电信号,生理电刺激与肌电信号采集模块将腕伸肌肌电信号发送给压力控制模块,压力控制模块控制正负压活塞气泵对软体手套进行吸气,软体手套辅助待训练人员手部进行伸展运动,待训练人员手部松开目标物,目标物掉落到作业训练桌的目标位置处。
10.一种辅助手功能康复训练系统的操作方法,其特征在于,所述辅助手功能康复训练系统用于上肢伸展时训练时,其操作如下:
步骤2-1:待训练人员手部穿戴好软体手套,前臂固定在减重式手托的手托上,并调整好松紧带;
步骤2-2:通过调整助力调整装置中的弹簧的一端卡在竖直卡槽的位置来控制弹簧的力度,使待训练人员的整个上肢处于无重力状态;
步骤2-3:确认待训练人员的上肢训练轨迹,通过调节减重式手托中的固定螺栓,使减重式手托固定在一个固定的体位上,同时将待训练人员的前臂固定在减重式手托的手托上,调整松紧带,使待训练人员的手部与减重式手托固定;
步骤2-4:设定待训练人员的肱二头肌进行手臂伸展,肱三头肌进行手臂弯曲,肩关节肌肉进行肩关节外展和腕关节肌肉进行腕关节伸展,并将电刺激片粘贴到对应运动肌肉群;
步骤2-5:人机交互模块启动,设置好目标训练,通过动画演示和语音提示来引导待训练人员上肢进行相应动作;
步骤2-6:待训练人员通过接受外界的音视频刺激,生理电刺激与肌电信号采集模块按照预设程序控制产生电刺激,电刺激刺激相应肌肉收缩,以及生理电刺激与肌电信号采集模块通过压力控制模块控制软体手套屈曲来辅助待训练人员上肢在减重式手托的助力辅助下运动到目标位置,完成上肢康复训练。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114206292A (zh) * 2021-11-11 2022-03-18 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 具有意图感知功能的手功能康复装置
CN114748311A (zh) * 2022-04-15 2022-07-15 五邑大学 手功能训练系统
CN116269434A (zh) * 2023-02-27 2023-06-23 江苏乐易智慧科技有限公司 一种脑电肌电信号采集装置
CN117771030A (zh) * 2024-02-23 2024-03-29 首都医科大学宣武医院 一种能够进行腕手部姿势控制的气动康复手套
CN119207180A (zh) * 2024-10-31 2024-12-27 中国中医科学院中医药信息研究所 一种中医药知识沉浸式学习系统及多策略抽取学习方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101433491A (zh) * 2008-12-05 2009-05-20 华中科技大学 多自由度的穿戴式手功能康复训练机器人及其控制系统
KR20140001038A (ko) * 2012-06-27 2014-01-06 전남대학교산학협력단 수동, 능동 훈련이 가능한 바이오피드백 상지 기능적 전기자극 장치
CN106667632A (zh) * 2017-02-13 2017-05-17 太仓市康辉科技发展有限公司 辅助手臂托架
CN106901945A (zh) * 2017-04-11 2017-06-30 安阳市翔宇医疗设备有限责任公司 康复治疗动态手臂支架
KR20170135459A (ko) * 2016-05-31 2017-12-08 울산과학기술원 환자 맞춤형 재활을 위한 거대자료 기반 지능형 로봇 치료사
CN107929939A (zh) * 2017-03-17 2018-04-20 重庆理工大学 一种神经电刺激的上肢康复训练机器人及其使用方法
CN108042315A (zh) * 2018-01-24 2018-05-18 上海卓道医疗科技有限公司 一种便携式上肢康复训练装置
CN110051501A (zh) * 2019-03-01 2019-07-26 南京航空航天大学 一种桌面式的上肢康复机器人及其使用方法
CN110251896A (zh) * 2019-06-25 2019-09-20 宁波宏健智能机器人有限公司 一种上肢辅助机械臂
CN110681126A (zh) * 2019-10-19 2020-01-14 江苏绿柏智能科技有限公司 一种康复训练辅助手托
CN111672025A (zh) * 2020-05-29 2020-09-18 南京锐诗得医疗科技有限公司 一种手功能康复训练装置及方法
WO2021118383A1 (ru) * 2019-12-09 2021-06-17 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "НАУЧНЫЙ ЦЕНТР НЕВРОЛОГИИ" Способ неинвазивной стимуляции нейропластических процессов после инсульта

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101433491A (zh) * 2008-12-05 2009-05-20 华中科技大学 多自由度的穿戴式手功能康复训练机器人及其控制系统
KR20140001038A (ko) * 2012-06-27 2014-01-06 전남대학교산학협력단 수동, 능동 훈련이 가능한 바이오피드백 상지 기능적 전기자극 장치
KR20170135459A (ko) * 2016-05-31 2017-12-08 울산과학기술원 환자 맞춤형 재활을 위한 거대자료 기반 지능형 로봇 치료사
CN106667632A (zh) * 2017-02-13 2017-05-17 太仓市康辉科技发展有限公司 辅助手臂托架
CN107929939A (zh) * 2017-03-17 2018-04-20 重庆理工大学 一种神经电刺激的上肢康复训练机器人及其使用方法
CN106901945A (zh) * 2017-04-11 2017-06-30 安阳市翔宇医疗设备有限责任公司 康复治疗动态手臂支架
CN108042315A (zh) * 2018-01-24 2018-05-18 上海卓道医疗科技有限公司 一种便携式上肢康复训练装置
CN110051501A (zh) * 2019-03-01 2019-07-26 南京航空航天大学 一种桌面式的上肢康复机器人及其使用方法
CN110251896A (zh) * 2019-06-25 2019-09-20 宁波宏健智能机器人有限公司 一种上肢辅助机械臂
CN110681126A (zh) * 2019-10-19 2020-01-14 江苏绿柏智能科技有限公司 一种康复训练辅助手托
WO2021118383A1 (ru) * 2019-12-09 2021-06-17 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "НАУЧНЫЙ ЦЕНТР НЕВРОЛОГИИ" Способ неинвазивной стимуляции нейропластических процессов после инсульта
CN111672025A (zh) * 2020-05-29 2020-09-18 南京锐诗得医疗科技有限公司 一种手功能康复训练装置及方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114206292A (zh) * 2021-11-11 2022-03-18 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 具有意图感知功能的手功能康复装置
CN114748311A (zh) * 2022-04-15 2022-07-15 五邑大学 手功能训练系统
CN116269434A (zh) * 2023-02-27 2023-06-23 江苏乐易智慧科技有限公司 一种脑电肌电信号采集装置
CN116269434B (zh) * 2023-02-27 2024-01-23 江苏乐易智慧科技有限公司 一种脑电肌电信号采集装置
CN117771030A (zh) * 2024-02-23 2024-03-29 首都医科大学宣武医院 一种能够进行腕手部姿势控制的气动康复手套
CN117771030B (zh) * 2024-02-23 2024-06-14 首都医科大学宣武医院 一种能够进行腕手部姿势控制的气动康复手套
CN119207180A (zh) * 2024-10-31 2024-12-27 中国中医科学院中医药信息研究所 一种中医药知识沉浸式学习系统及多策略抽取学习方法

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