一種手部康復用氣動手套制造技術

本實用新型專利技術涉及一種手部康復用氣動手套，包括手套主體結構、傳動部件、氣動部件和控制部件，其中傳動部件和氣動部件均固定在手套主體結構上。還包括微控制器和電腦AI模塊等，實現手套的智能控制。使患者在使用過程中整體效果加以提升，并且避免患者長時間使用導致手部出現過敏或者受傷的情況的發生。還有本申請的技術方案可以通過電腦連接結構與電腦連接，并于電腦中的AI模塊實現互通，將數據交于AI模塊進行深度學習，通過AI模塊的深度學習，實現對不同患者的差異化對待，提高整體康復的科學性和針對性。和針對性。和針對性。

【技術實現步驟摘要】
一種手部康復用氣動手套


[0001]本技術涉及一種康復器械，具體是一種氣動手部康復用氣動手套。

技術介紹

[0002]中風或肌無力患者早起恢復對其很重要，通過使用經過驗證的高效促進康復的機器人，可以有效地整合上肢損傷的傳統方法，其中實現治療的關鍵執行部分就是患者使用的手套結構。
[0003]通常，患者在物理治療師或職業治療師的指導下在專門的康復中心進行康復鍛煉。然而，由于患者人數增加，預計物理治療師將缺乏協助康復過程。因此，將會有相對較少的治療時間，這最終將導致患者的恢復過程較慢。在過去的十年中，機器人技術的發展促進了康復過程，并顯示出幫助患者日常生活的潛力。這種裝置的一個例子是手外骨骼，其固定在手周圍以引導和輔助被包圍的關節的運動。然而，由于手的復雜性，設計手外骨骼仍然是一項具有挑戰性的任務。傳統的手外骨骼涉及使用基于剛性連桿的機制。在這種機構中，通常涉及剛性部件，例如線性致動器，旋轉電機，齒條和小齒輪以及剛性連桿。為了輔助具有高自由度（DOF）的手部運動，傳統的外骨骼可以與大量的致動器結合以實現該要求。然而，這意味著由于較高DOF的體積增大，它們的應用受到限制。因此，這些裝置通常在臨床環境中受到限制并且不適合進行家庭治療。另外，它們的剛度，重量和對接頭的非致動DOF的約束造成復雜性。結果，降低了患者的舒適度和安全性。鑒于此，顯然需要開發可用于臨床和家庭環境的外骨骼。
[0004]可穿戴機器人外骨骼的開發有助于提供滿足這種需求的替代方法。可穿戴外骨骼不是使用剛性連桿作為手和致動器之間的接口，而是通常使用柔軟的材料，如織物和軟充氣執行器，因此，與基于剛性連桿的機構相比，它們更加柔順和輕便。基于電纜驅動的外骨骼涉及使用連接到遠離手的電動機形式的致動器的電纜。通過在手背側和手掌側提供動作，雙向電纜驅動運動是可能的。這些電纜模仿人手的肌腱的能力，并且它們能夠傳遞所需的拉力以引起手指彎曲和伸展。然而，由于不同的手尺寸，電纜的摩擦，肌腱的脫軌以及電纜的不準確布線會影響系統中力傳遞的效率。同時，輔助設備的緊湊性和易用性嚴重影響其用戶接受度。

技術實現思路

[0005]為了克服上述現有技術中外骨骼結構中存在效率低、用戶使用不便等缺陷，本技術提供一種氣動手套，實現對中風患者手部康復效率高和使用便捷的效果。
[0006]本技術涉及的一種手部康復用氣動手套，包括手套主體結構、傳動部件、氣動部件和控制部件，其中傳動部件和氣動部件均固定在手套主體結構上。
[0007]進一步，所述手套主體結構包括手背貼合部分、手掌部固定帶和手腕部固定帶，傳動部件包括手指部件和傳導部件，氣動部件包括氣動部件主體和氣動傳輸部件。
[0008]進一步，所述手指部件包括手指關節部件、指關節貼合部件、遠端指關節貼合固定
部件、指關節固定帶；傳導部件包括近端掌指關節連接部件、指關節連接運動部件、中端指關節力傳導支撐桿、近端指關節力傳導支撐桿、中段力傳導桿、力傳導支撐桿固定和活動部件和近端力傳導桿。
[0009]進一步，氣動部件主體包括氣動部件主體和氣動部件加固結構，氣動傳輸部件包括氣動裝置推進桿、氣動裝置電源連接處、氣動部件底座和拇指部分氣動裝置。
[0010]進一步，控制部件與手套主體結構可拆卸連接，控制部件包括可拆卸電源結構、肌電感應裝置、五個氣壓傳感器、微控制器、五個微型電磁閥、電腦傳輸接口。
[0011]進一步，微控制器調節測量的空氣壓力以跟蹤所需的壓力和使用的脈沖寬度調制，以根據壓力傳感器的讀數控制閥門和泵的啟動和停用。
[0012]進一步，微控制器采用比例積分微分控制算法用于確保致動器的測量氣壓接近期望的氣壓。比例積分微分控制算法的控制方案在微控制器上實現，采樣頻率為100 Hz，閥門的標稱響應時間為20 ms，PWM頻率為50 Hz，控制參數選擇為Kp= 10，Ki= 0.7，并且Kd= 0.1，將期望壓力Pref設定為120kPa，其是基于ROM測試的結果對應于全手指彎曲的壓力，用于食指的加壓從0
?
120kPa，閉環系統的上升時間為1.36秒，穩定時間，為1.63秒。
[0013]進一步，手套主體結構和手指關節部件采用輕質材料，主體結構和手指關節部件中連接結構采用可拆卸固定結構連接，傳動部件采用輕質合金材質。
[0014]進一步，輕質材料為塑料，可拆卸固定結構為鉚釘連接。
[0015]進一步，手背貼合部分連接貼合層，指關節貼合部件包括貼合層，貼合層的長度與一般手指的長度一致。
[0016]進一步，貼合層為波紋織物層連接彈性織物層。
[0017]進一步，貼合層為布料襯墊縫合或者粘結海綿層。
[0018]進一步，手掌部固定帶、手腕部固定帶和指關節固定帶均采用可拆卸重復使用結構。
[0019]進一步，可拆卸重復使用結構為魔術貼或膠帶。
[0020]進一步，氣動部件主體包括可拆卸的微型隔膜氣動泵，提供氣體動力，可拆卸電源結構為12 V可充電鋰聚合物電池，提供電力。
[0021]進一步，整體手套重量控制在1500g
?
2500g之間，最優的重量是1700g或2000g。
[0022]進一步，控制部件還可以通過電腦傳輸接口與電腦連接。
[0023]進一步，電腦內設置控制模塊和AI模塊，通過采集多個不同患者的使用數據，分析和深度學習輸出和反饋的參數，通過學習得出不同患者類型對應的治療方案，AI模塊主要采用Torch學習方法或梯度下降算法，控制模塊根據AI模塊提供的控制方式，實現對手套的智能控制。
[0024]有益效果主要是能夠給中鋒肌無力或中風患者提供一個可穿戴式的手套結構，方便患者使用和操作，因為本手套集成度較高，各零部件選擇均采用小型化設備，目的是為了減少手套的重量，避免給患者帶來負擔和二次的傷害，同時，采用自動化程度較高的微處理器，實現對手套的自我控制，還包括與患者皮膚較為貼合的設計，使患者在使用過程中整體效果加以提升，并且避免患者長時間使用導致手部出現過敏或者受傷的情況的發生。還有本申請的技術方案可以通過電腦連接結構與電腦連接，并于電腦中的AI模塊實現互通，將數據交于AI模塊進行深度學習，通過AI模塊的深度學習，實現對不同患者的差異化對待，提
高整體康復的科學性和針對性。
附圖說明
[0025]附圖1為整體組成示意圖；
[0026]附圖2為整體手套的示意圖1；
[0027]附圖3為整體手套的示意圖2；
[0028]附圖4為整體手套的示意圖3；
[0029]附圖5為整體手套的示意圖4；
[0030]附圖6為整體手套的示意圖5；
[0031]附圖7為控制部件連接圖。
具體實施方式
[0032]下面將詳細描述本技術的具體實施例，應當注意，這里描述的實施例只用于舉例說明，并不用于限制本技術。在以下描述中，為了提供對本技術的透徹理解，闡述了大量特定細節。然而，對于本本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種手部康復用氣動手套，包括手套主體結構、傳動部件、氣動部件和控制部件，其特征在于，其中傳動部件和氣動部件均固定在手套主體結構上，所述手套主體結構包括手背貼合部分、手掌部固定帶和手腕部固定帶，傳動部件包括手指部件和傳導部件，氣動部件包括氣動部件主體和氣動傳輸部件。2.根據權利要求1所述的一種手部康復用氣動手套，其特征在于，所述手指部件包括手指關節部件、指關節貼合部件、遠端指關節貼合固定部件、指關節固定帶；傳導部件包括近端掌指關節連接部件、指關節連接運動部件、中端指關節力傳導支撐桿、近端指關節力傳導支撐桿、中段力傳導桿、力傳導支撐桿固定和活動部件和近端力傳導桿。3.根據權利要求2所述的一種手部康復用氣動手套，其特征在于，氣動部件主體包括氣動部件主體和氣動部件加固結構，氣動傳輸部件包括氣動裝置推進桿、氣動裝置電源連接處、氣動部件底座和拇指部分氣動裝置。4.根據權利要求3所述的一種手部康復用氣動手套，其特征在于，控制部件與手套主體結構可拆卸連接，控制部件包括可拆卸電源結構、肌電感應裝置、五個氣壓傳感器、微控制器、五個微型電磁閥、電腦傳輸接口，微控制器調節測量的空氣壓力以跟蹤所需的壓力和使用的脈沖寬度調制，以根據壓力傳感器的讀數控制閥門和泵的啟動和停用。5.根據權利要求2
?
4任一項所述的一種手部康復用氣...

【專利技術屬性】
技術研發人員：薛建琴，朱竹君，祁英杰，張瑜，呂琦，蘇建華，邱桂才，
申請(專利權)人：邱桂才，
類型：新型
國別省市：