一種基于霍爾壓力感應的柔性手指康復握力器制造技術

本發明專利技術屬于手指康復相關技術領域，其公開了一種基于霍爾壓力感應的柔性手指康復握力器，握力器包括多個導向機構、殼體、分別設置在殼體內的多個柔性霍爾壓力傳感器及采集模塊、以及微處理器，柔性霍爾壓力傳感器及采集模塊；導向機構活動地連接于殼體，且其與柔性霍爾壓力傳感器相接觸；采集模塊連接柔性霍爾壓力傳感器及微處理器；柔性霍爾壓力傳感器用于檢測使用者手指施加的力的數值，并將檢測到的力數據傳輸給采集模塊；采集模塊用于將接收到的力數據轉換后傳輸給微處理器；微處理器用于依據接收到的數據來控制康復活動中虛擬人物的動作，且將接收到的數據實時存儲，以對使用者進行康復評價。本發明專利技術結構緊湊，體積較小，適用性較強。

A kind of flexible finger rehabilitation grip force device based on Hall pressure induction

The invention belongs to the technical field of finger rehabilitation, and discloses a flexible finger rehabilitation grip force device based on Hall pressure induction. The grip force device includes a plurality of guiding mechanisms, a shell, a plurality of flexible hall pressure sensors and acquisition modules respectively arranged in the shell, a microprocessor, a flexible hall pressure sensor and acquisition module; the guiding mechanism is movably connected to the shell And it is in contact with the flexible hall pressure sensor; the acquisition module is connected with the flexible hall pressure sensor and microprocessor; the flexible hall pressure sensor is used to detect the value of the force exerted by the user's fingers and transmit the detected force data to the acquisition module; the acquisition module is used to convert the received force data and then transmit it to the microprocessor; the microprocessor is used to receive according to the The received data is used to control the action of virtual characters in rehabilitation activities, and the received data is stored in real time to evaluate the rehabilitation of users. The invention has the advantages of compact structure, small volume and strong applicability.

【技術實現步驟摘要】
一種基于霍爾壓力感應的柔性手指康復握力器
本專利技術屬于手指康復相關
，更具體地，涉及一種基于霍爾壓力感應的柔性手指康復握力器。
技術介紹
手是人體活動占比最大的部位，也是最容易受損傷的部位，手指康復治療在康復醫學領域中占有很大的比重，手功能的削弱和失效不但使患者不能參與社會勞動，甚至會失去自理能力，給社會和家庭造成極大的負擔。傳統的手指康復醫療主要采取的是專業的醫護人員對病人進行手部活動，并且根據病人不同的情況，施以針灸點穴等輔助治療，但是一方面，隨著老年人的增多，手指康復的需求也逐漸增多，而專業醫護人員的增長速度卻遠小于需求；另一方面，各個醫院也并沒有統一手指康復的各個細節，各自擁有不同的標準，使得患者的康復進程不直觀，且不能直接對于轉院病人等進行診斷。隨著科技的發展，有很多自動化的設備已經被開發來完成這一手指康復過程，對于手指康復來說，按照手指的運動是否有外力施加，可以分為被動康復及主動康復。被動康復常常用于康復早期，此時病人剛做完手術等，手指還不具備主動運動的能力，故需要有外力來幫助病人進行手指運動，被動康復的設備可以分為外骨骼式及平臺式；外骨骼式的手指康復設備，具有機械的結構，通過電機等控制每一個機械關節的轉動，穿戴在身上后便可以控制手指的運動，隨時隨地進行康復訓練，除此之外，還有利用軟體結構充氣后變形做成的外骨骼，根據充氣壓力的不同，該結構可以擺動不同的角度；如燕山大學的張楠等設計的手指康復機器人是一種固定平臺式的，它可以分別訓練病人的五個手指。主動康復則主要用于康復后期，這時手指已經具有一定的活動能力，但是可能存在無法使力、活動范圍較小等問題，相對于被動康復階段主要提供運動，主動康復階段則是主要提供“感知”功能，在手指訓練的同時來感知病人的康復情況。然而，現有的設備多過于龐大，不適用于日常生活中的康復訓練，并且大部分都不具有真實的變形反饋，當手指作用于較硬的物體上時反而更容易受傷。
技術實現思路
針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本專利技術提供了一種基于霍爾壓力感應的柔性手指康復握力器，其基于現有手指康復裝置的工作特點，研究及設計了一種結構緊湊的基于霍爾壓力感應的柔性手指康復握力器。所述柔性手指康復握力器適用于康復后期，其利用豐富的康復活動來激發病人的康復積極性，并且可以記錄手指康復數據以用于康復程度評價。同時，所述柔性手指康復握力器的結構緊湊，體積較小，適用性較好。為實現上述目的，按照本專利技術的一個方面，提供了一種基于霍爾壓力感應的柔性手指康復握力器，所述握力器包括多個導向機構、多個柔性霍爾壓力傳感器、殼體、采集模塊及微處理器，所述柔性霍爾壓力傳感器及所述采集模塊分別設置在所述殼體內；所述導向機構活動地連接于所述殼體，且其與所述柔性霍爾壓力傳感器相接觸，以用于將使用者手指的作用力傳遞給對應的所述柔性霍爾壓力傳感器；所述柔性霍爾壓力傳感器與所述采集模塊相連接，所述微處理器連接于所述采集模塊；所述柔性霍爾壓力傳感器用于檢測使用者手指施加的力的數值，并將檢測到的力數據傳輸給所述采集模塊；所述采集模塊用于將接收到的力數據自模擬電壓數值轉換成數字量后傳輸給所述微處理器；所述微處理器用于依據接收到的數據來控制康復活動中虛擬人物的動作，且將接收到的數據實時存儲，以對使用者進行康復評價。進一步地，所述柔性霍爾壓力傳感器為階梯狀的圓柱體，其包括第一底座、柔性體、永磁體及線性霍爾傳感器，所述第一底座朝向所述柔性體的一端開設有第五凹槽，所述第五凹槽的底面開設有第四凹槽，所述第五凹槽及所述第四凹槽分別用于收容所述柔性體及所述線性霍爾傳感器；所述柔性體的一端收容于所述第五凹槽內，另一端開設有第四凹槽；所述第四凹槽用于收容所述永磁體。進一步地，所述柔性體為圓柱體，其是由Ecoflex或PDMS通過模具加工而成的。進一步地，當外力作用于所述柔性霍爾壓力傳感器時，所述柔性體發生變形，并帶動所述永磁體朝向所述第一底座移動，此時所述線性霍爾傳感器處的磁通量發生改變，從而檢測到壓力信息。進一步地，所述導向機構呈I型，其包括T型的導向桿及T型的第二底座，所述導向桿朝向所述第二底座的一端開設有卡槽，所述卡槽用于收容所述第二底座。進一步地，所述導向機構的數量與所述柔性霍爾壓力傳感器的數量相等，且所述導向機構的數量為5個；所述導向桿遠離所述殼體的一端形成有按鍵。進一步地，所述殼體包括本體及一個蓋板，所述蓋板連接于所述本體的一側，以將所述柔性霍爾壓力傳感器及所述采集模塊封在所述本體內；所述本體開設有第一凹槽、第二凹槽及第三凹槽，所述第一凹槽、所述第二凹槽及所述第三凹槽分別用于收容所述采集模塊及多個所述柔性霍爾壓力傳感器。進一步地，所述第一凹槽、所述第二凹槽及所述第三凹槽互不連通；所述第二凹槽的長度方向與水平方向平行；所述第三凹槽與所述第一凹槽沿水平方向間隔設置。進一步地，所述本體還開設有五個間隔設置的導向槽，其中四個所述導向槽分別與所述第二凹槽相連通，剩余一個所述導向槽與所述第三凹槽相連通；所述導向機構的第二底座穿過所述導向槽后與所述柔性霍爾壓力傳感器相接觸。進一步地，所述微處理器設置有康復活動模塊及顯示屏，其依據接收到的力數據來控制所述康復活動模塊中虛擬人物的動作；所述顯示屏用于對所述康復活動模塊使用時的界面進行顯示。總體而言，通過本專利技術所構思的以上技術方案與現有技術相比，本專利技術提供的基于霍爾壓力感應的柔性手指康復握力器主要具有以下有益效果：1.所述柔性霍爾壓力傳感器及所述采集模塊分別設置在所述殼體內；所述導向機構活動地連接于所述殼體，且其與所述柔性霍爾壓力傳感器相接觸，使得所述握力器的結構緊湊且簡單，成本較低，方便攜帶，適用性較強。2.所述微處理器用于依據接收到的數據來控制康復活動中虛擬人物的動作，且將接收到的數據實時存儲，以對使用者進行康復評價，為康復訓練者的康復情況提供了數據支持，有利于合理調整康復者的康復方案。3.所述微處理器設置有康復活動模塊及顯示屏，其依據接收到的力數據來控制所述康復活動模塊中虛擬人物的動作；所述顯示屏用于對所述康復活動模塊使用時的界面進行顯示，由此可以調動使用者的積極性，且直觀，可視性強。4.所述握力器不僅可用于手指康復，也可以用于普通人釋放壓力，活動手指，緩解手部疲勞，還可以用于專業人員鍛煉手指，訓練反應能力、手指靈活性等。附圖說明圖1是本專利技術提供的基于霍爾壓力感應的柔性手指康復握力器的局部示意圖；圖2是圖1中的基于霍爾壓力感應的柔性手指康復握力器的柔性霍爾壓力傳感器的示意圖；圖3是圖2中的柔性霍爾壓力傳感器的剖視圖；圖4是圖1中的基于霍爾壓力感應的柔性手指康復握力器的導向機構的示意圖；圖5是圖1中的基于霍爾壓力感應的柔性手指康復握力器處于使用狀態的示意圖。在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中：1-永磁體，2-柔性體，3-第一底座，4-線性霍爾傳感器，5-導向機構，51-導向桿，52-第二底座，6本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種基于霍爾壓力感應的柔性手指康復握力器，其特征在于：/n所述握力器包括多個導向機構(5)、多個柔性霍爾壓力傳感器(6)、殼體(7)、采集模塊(8)及微處理器，所述柔性霍爾壓力傳感器(6)及所述采集模塊(8)分別設置在所述殼體(7)內；所述導向機構(5)活動地連接于所述殼體(7)，且其與所述柔性霍爾壓力傳感器(6)相接觸，以用于將使用者手指的作用力傳遞給對應的所述柔性霍爾壓力傳感器(6)；/n所述柔性霍爾壓力傳感器(6)與所述采集模塊(8)相連接，所述微處理器連接于所述采集模塊(8)；所述柔性霍爾壓力傳感器(6)用于檢測使用者手指施加的力的數值，并將檢測到的力數據傳輸給所述采集模塊(8)；所述采集模塊(8)用于將接收到的力數據自模擬電壓數值轉換成數字量后傳輸給所述微處理器；所述微處理器用于依據接收到的數據來控制康復活動中虛擬人物的動作，且將接收到的數據實時存儲，以對使用者進行康復評價。/n

【技術特征摘要】
1.一種基于霍爾壓力感應的柔性手指康復握力器，其特征在于：
所述握力器包括多個導向機構(5)、多個柔性霍爾壓力傳感器(6)、殼體(7)、采集模塊(8)及微處理器，所述柔性霍爾壓力傳感器(6)及所述采集模塊(8)分別設置在所述殼體(7)內；所述導向機構(5)活動地連接于所述殼體(7)，且其與所述柔性霍爾壓力傳感器(6)相接觸，以用于將使用者手指的作用力傳遞給對應的所述柔性霍爾壓力傳感器(6)；
所述柔性霍爾壓力傳感器(6)與所述采集模塊(8)相連接，所述微處理器連接于所述采集模塊(8)；所述柔性霍爾壓力傳感器(6)用于檢測使用者手指施加的力的數值，并將檢測到的力數據傳輸給所述采集模塊(8)；所述采集模塊(8)用于將接收到的力數據自模擬電壓數值轉換成數字量后傳輸給所述微處理器；所述微處理器用于依據接收到的數據來控制康復活動中虛擬人物的動作，且將接收到的數據實時存儲，以對使用者進行康復評價。


2.如權利要求1所述的基于霍爾壓力感應的柔性手指康復握力器，其特征在于：所述柔性霍爾壓力傳感器(6)為階梯狀的圓柱體，其包括第一底座(3)、柔性體(2)、永磁體(1)及線性霍爾傳感器(4)，所述第一底座(3)朝向所述柔性體(2)的一端開設有第五凹槽，所述第五凹槽的底面開設有第六凹槽，所述第五凹槽及所述第六凹槽分別用于收容所述柔性體(2)及所述線性霍爾傳感器(4)；所述柔性體(2)的一端收容于所述第五凹槽內，另一端開設有第四凹槽；所述第四凹槽用于收容所述永磁體(1)。


3.如權利要求2所述的基于霍爾壓力感應的柔性手指康復握力器，其特征在于：所述柔性體(2)為圓柱體，其是由Ecoflex或PDMS通過模具加工而成的。


4.如權利要求2所述的基于霍爾壓力感應的柔性手指康復握力器，其特征在于：當外力作用于所述柔性霍爾壓力傳感器(6)時，所述柔性體(2)發生變形，并帶動所述永磁體(1)朝向所述第一底座(3)移動，此時所述線性霍爾傳感器(4)處的磁通量...

【專利技術屬性】
技術研發人員：冀晶晶，國玉琦，李國民，
申請(專利權)人：華中科技大學，
類型：發明
國別省市：湖北;42