CN110478195A - 一种传感器装置和一体式手指关节康复手套 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种传感器装置和一体式手指关节康复手套，所述传感器装置包括：手指部，所述手指部适于套设在使用者的手指上，随所述使用者的手指弯曲而弯曲；所述手指部具有手指传感器，所述手指传感器用于将所述手指部的动作传递给控制器；所述控制器在接收所述手指传感器发出的信号后发出触发信号；其中，所述控制器通过信号线和所述手指传感器连接。这样，控制信号是根据使用者的手指来控制产生的，可以是患者的家属甚至是患者本人，从而更加了解患者的实际情况，进而产生更加准确的控制信号。

Description

一种传感器装置和一体式手指关节康复手套
技术领域
本发明涉及运动辅助手套控制技术领域，特别涉及一种传感器装置和一体式手指关节康复手套。
背景技术
目前用于手功能康复方面的辅助用具效果比较好的主要为辅助运动手套，其穿戴在患者或者使用者需要恢复的手上，带动患者或使用者的手指进行运动，从而实现对患者或者使用者对应手指的恢复训练，达到促进康复的目的。但是目前对辅助运动手套的控制一般采用预先设定的方式，这种方式的控制比较死板，并不考虑不同患者或使用者的特殊情况，而是直接使用统一的或有限的节奏对辅助运动手套进行控制，这就降低了患者或使用者的手指康复效果。
对患者或使用者来说，如何产生对辅助运动手套的控制信号，是非常重要的事情，目前主要采取在电脑上进行运动手指以及运动频次的编辑，但是这种编辑需要专业的康复治疗师，以及对单个患者或使用者进行较长时间的手指检测和调整，这就浪费了大量的人力和物力。
因此，需要一种新的可以产生更准确控制信号的装置，以解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种传感器装置，以解决现有控制信号的产生困难且不准确的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种传感器装置，包括：
手指部，所述手指部适于套设在使用者的手指上，随所述使用者的手指弯曲而弯曲；
所述手指部具有手指传感器，所述手指传感器用于将所述手指部的动作传递给控制器；
所述控制器在接收所述手指传感器发出的信号后发出触发信号；
其中，所述控制器通过信号线和所述手指传感器连接。
进一步的，所述手指部包括指套，所述指套上设置有至少第一指节和第二指节，所述第一指节和所述第二指节沿着所述指套的轴向方向间隔设置。
进一步的，所述第一指节和所述第二指节与所述指套部分嵌合。
进一步的，所述第一指节和所述第二指节均具有与手指相配合的曲面弧度。
进一步的，所述手指传感器包括永磁体和霍尔开关，所述永磁体设置在第一指节内，所述霍尔开关设置在所述第二指节内，通过所述第一指节和所述第二指节的相对弯折触发所述霍尔开关的通断。
进一步的，还包括固定部，所述固定部和所述控制器连接，所述固定部适于套设在使用者的手腕上。
进一步的，所述固定部包括设置在所述控制器两侧的第一连接带和第二连接带，所述第一连接带与所述第二连接带粘贴连接。
进一步的，所述第一连接带为勾面或毛面，所述第二连接带为对应的毛面或勾面。
进一步的，所述固定部包括设置在所述控制器上的弹性腕带。
进一步的，所述手指传感器包括以下各传感器中的至少一个：拇指传感器，其传递拇指的弯曲动作；食指传感器，其传递食指的弯曲动作；中指传感器，其传递中指的弯曲动作；无名指传感器，其传递无名指的弯曲动作；以及小指传感器，其传递小指的弯曲动作；
所述至少一个传感器中的各个传感器彼此分离。
进一步的，所述指套为柔性布料或者编织填料制成。
相对于现有技术，本发明所述的传感器装置具有以下优势：
本发明所述的传感器装置，控制信号是根据使用者的手指来控制产生的，并不需要在电脑端等进行频次的编辑，对专业知识的要求低，可以是患者的家属甚至是患者本人，从而更加了解患者的实际情况，进而产生更加准确的控制信号。
一种一体式手指关节康复手套，包括所述的传感器装置，还包括手指运动辅助装置，所述传感器装置和所述手指运动辅助装置通信连接，所述传感器装置和所述手指运动辅助装置设置在同一手套上，所述手指运动辅助装置根据所述传感器装置传递的触发信号迫使手指进行运动。
所述一体式手指关节康复手套与所述传感器装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
一种分体式手指关节康复手套，包括所述的传感器装置，还包括手指运动辅助装置，所述传感器装置和所述手指运动辅助装置通信连接，所述传感器装置和所述手指运动辅助装置分别设置在不同手套上，所述手指运动辅助装置根据所述传感器装置传递的触发信号迫使手指进行运动。
所述分体式手指关节康复手套与所述传感器装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的传感器装置的立体结构示意图；
图2为本发明实施例所述的传感器装置的俯视图；
图3为本发明实施例所述的传感器装置的分解结构示意图。
附图标记说明：
1、手指部，11、手指传感器，110、永磁体，111、霍尔开关，11a、拇指传感器，11b、食指传感器，11c、中指传感器，11d、无名指传感器，11e、小指传感器，12、指套，13、第一指节，14、第二指节，2、控制器，3、固定部，31、第一连接带，32、第二连接带。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，其中，所述传感器装置，包括：
手指部1，所述手指部1适于套设在使用者的手指上，随所述使用者的手指弯曲而弯曲；
所述手指部1具有手指传感器11，所述手指传感器11用于将所述手指部1的动作传递给控制器2；
所述控制器2在接收所述手指传感器11发出的信号后发出触发信号；
其中，所述控制器2通过信号线和所述手指传感器11连接。
可以理解的，手指部的数量为5个，分别对应手掌上的5个手指，相应的，手指传感器的数量也为5个，分别对应各个手指部，包括拇指传感器11a、食指传感器11b、中指传感器11c、无名指传感器11d和小指传感器11e，控制器2上设有5个相同的电线插孔，拇指传感器11a、食指传感器11b、中指传感器11c、无名指传感器11d和小指传感器11e分别通过信号线与控制器2上的5个电线插孔相连；控制器2上还设置有电源开关，用于控制控制器2的电源通断；控制器2上还设置有电源插孔，与外部电源连接，给控制器2通电。
这样，作为控制人的使用者，将传感器装置穿戴在对应的手上，手指部1套设在手指上，想要产生某一个或某一些手指的运动控制信号，就弯曲这个或这些手指，手指弯曲后，套设在手指上的手指部1也会产生弯曲，所述手指部1具有手指传感器11，手指传感器会检测到手指部的弯曲，并将手指部的动作信号传递给控制器，使控制器发出触发信号，该触发信号就是控制信号。这样，将该控制手套戴在使用者的手上也可以是需要进行一只手需要进行恢复训练的患者的另一个完好的手上)，就可以通过使用者的手指弯曲产生控制信号，这种控制信号是根据使用者的手指来控制产生的，并不需要在电脑端等进行频次的编辑，对专业知识的要求低，可以是患者的家属甚至是患者本人，从而更加了解患者的实际情况，进而产生更加准确的控制信号。
并且该传感器整体简单，操作方便，应用了手指传感器进行手指运动的检测，具有极高的灵敏度。
较佳的，所述传感器装置还包括处理器(图中未画出)，其与所述控制器连接，接收所述触发信号并进行处理，从而可以对外置的其他辅助运动手套的运动进行控制。
可以理解的，由于使用者本身的手掌大小和手指的长短不同，很容易会出现一部分人穿戴该控制手套后可以自由控制，一部分人穿戴该控制手套后控制不便的情况。
本发明中控制器2通过信号线和所述手指传感器11连接，这样，对于手掌较小或手指较短的使用者，可以将信号线调节变短，以更加方便使用者穿戴，提高用户体验。由于信号线材质较为柔软，也可以不做处理，信号线会进行弯曲缩短手指部和控制器之间的距离，直接进行使用。对于手掌较大或者手指很长的使用者，可以将信号线进行更换，重新对控制器和手指部之间的信号线进行连接即可，其他零件不受影响，具有较高的普适性，可以同一标准规格进行生产，降低生产成本。使得无论是什么长度或大小的手掌，都可以在手指运动到相同或相近幅度时产生触发信号；同时，通过调整电路或者修改编程,对手指传感器的灵敏度进行修调,提高产品良率,并可通过调整传感器的灵敏度,产品调整至目标灵敏度,可有效的针对目标客户，从而防止触发不灵或者误触发，达到更好的产生触发信号的效果。
这样，可以使得所述控制手套可以适应不同手的大小，并可以调节触发信号产生的灵敏度，达到更好的控制效果。
在具体的使用中，很可能会采用一个患者一个控制手套的策略，也即是说，在实际应用中，控制手套主要是用于调节触发信号的灵敏度，而不是适应不同手的大小。
结合图2和图3所示，所述手指传感器11包括以下各传感器中的至少一个：拇指传感器11a，其传递拇指的弯曲动作；食指传感器11b，其传递食指的弯曲动作；中指传感器11c，其传递中指的弯曲动作；无名指传感器11d，其传递无名指的弯曲动作；以及小指传感器11e，其传递小指的弯曲动作；
所述至少一个传感器中的各个传感器彼此分离。
这样，可以根据使用者的需要，仅通过部分手指或单个手指产生触发信号，从而更加便于控制手套使用者根据实际需求进行选择；另外，各个传感器彼此分离，使得各个传感器之间的动作互不影响，独立触发，从而使得控制信号的产生不会彼此干扰，更加准确。
其中，拇指传感器11a设置在拇指部上，将拇指的弯曲动作传递给所述控制器2，产生触发信号。
食指传感器11b设置在食指部上，将食指的弯曲动作传递给控制器2，产生触发信号。
中指传感器11c设置在中指部上，将中指的弯曲动作传递给控制器2，产生触发信号。
无名指传感器11d设置在无名指部上，将无名指的弯曲动作传递给控制器2，产生触发信号。
小指传感器11e设置在小指传感器上，将小指的弯曲动作传递给控制器2，产生触发信号。
这样，使用者在使用时，可以根据需求，只选择拇指传感器11a、食指传感器11b、中指传感器11c、无名指传感器11d、小指传感器11e中的一个或多个，从而通过相应的手指来产生触发信号。
结合图2所示，所述手指部1包括指套12，所述指套12为柔性布料或者编织填料制成，其他符合指套特性的材质都可以使用，较佳的，指套具有一定的弹性，便于使用者进行佩戴，提高用户体验。所述指套12上设置有至少第一指节13和第二指节14，所述第一指节13和所述第二指节14沿着所述指套12的轴向方向间隔设置，由于指套为柔性材料制成，第一指节和第二指节之间可以相对进行弯曲，在使用这进行佩戴时，第一指节和第二指节分别套接在相邻的手指骨节上，便于进行检测手指的活动情况。所述手指传感器11包括永磁体110和霍尔开关111，所述永磁体110设置在所述第一指节13内，所述霍尔开关111设置在所述第二指节14内，永磁体和霍尔开关在指节内的位置较为稳定。通过所述第一指节13和所述第二指节14的相对弯折触发所述霍尔开关111的通断，当手指进行活动时，第一指节和第二指节相对运动，永磁体和霍尔开关发生相对运动，产生正比运动幅度的脉冲信号，根据脉冲信号列可以获得出该手指的位移信息，进而生成手指的康复锻炼数据。所述第一指节13和所述第二指节14与所述指套12部分嵌合，从而第一指节和第二指节与指套具有较高的连接强度，多次弯折也不会发生损坏。在用户佩戴手套时，第一指节和第二指节位于手背侧，避免阻碍手指骨节运动。
所述第一指节13和所述第二指节14均具有与手指相配合的曲面弧度，指节和手指贴合自然，从而使佩戴者更为舒适。
还包括固定部3，所述固定部3和所述控制器2连接，所述固定部3适于套设在使用者的手腕上，固定部和手指部的之间的位置相对较为稳定，进而，控制器和手指传感器的之间的位置相对较为稳定，便于信号的稳定传输，且结构简单，佩戴方便，使用灵活。
较佳的，所述固定部3包括设置在所述控制器2两侧的第一连接带31和第二连接带32，所述第一连接带31与所述第二连接带32粘贴连接，所述第二连接带32上与所述第一连接带31粘贴的相对位置可调。这里的相对位置可调，是指第二连接带32上的某个位置A与第一连接带31上的另一个位置B的相对位置是可以变化的，体现在连接带上，也就是第二连接带32可以与第一连接带31的前端粘贴，也可以与第一连接带31的后端粘贴，也可以是与第一连接带31整个粘贴在第一连接带31的中部，从而调整固定部松紧，提高用户体验。
其中，所述第二连接带32与所述第一连接带31粘贴的位置，其位置并非只是一点，而是连接带上的部分区域，在这里，可以指第二连接带32与第一连接带31粘贴的位置(第二连接带32和第一连接带31可能只是部分粘贴在一起，其余部分相互错开)。
较佳的，所述第一连接带31为勾面或毛面，所述第二连接带32为对应的毛面或勾面。这样，通过毛面和勾面实现粘贴连接，成本低，生产方便。
另外，通过毛面和勾面实现所述连接位置可调节，使得对松紧程度的调节更加方便，通过撕开、粘上就可以很快的完成松紧的调节，简单、快速、方便，更加便于使用者特别是患者本身使用时进行调节(特别是患者本人使用时，由于是单手或者仅仅通过口部进行操作，因此对是否简单、方便要求更加高)。
在另一个实施例中，所述固定部3包括设置在所述控制器2上的弹性腕带，弹性腕带具有弹性形变量，手掌撑开弹性腕带并且穿过之后，弹性腕带弹性收缩固定到手腕上，固定更加紧固。
较佳的，所述控制器2包括控制盒，控制盒内设置电路板对电路进行控制。
这样，通过控制盒可以将电路板容纳在控制盒中，对电路板进行容纳、规定和保护。
一种一体式手指关节康复手套，包括所述的传感器装置，还包括手指运动辅助装置，所述传感器装置和所述手指运动辅助装置通信连接，所述传感器装置和所述手指运动辅助装置设置在同一手套上，所述手指运动辅助装置根据所述传感器装置传递的触发信号迫使手指进行运动。
一种分体式手指关节康复手套，包括所述的传感器装置，还包括手指运动辅助装置，所述传感器装置和所述手指运动辅助装置通信连接，所述传感器装置和所述手指运动辅助装置分别设置在不同手套上，所述手指运动辅助装置根据所述传感器装置传递的触发信号迫使手指进行运动。
手指运动辅助装置包括手指套，驱动结构和控制器，手指套适于套接在康复手的手指上，驱动结构设置在手指套的外侧驱使手指弯曲，驱动结构和控制器之间电性连接。
具体的，传感器装置和手指运动辅助装置有两种布置方式：
传感器装置和手指运动辅助装置整合设置在同一手套上，具体的，传感器装置和手指运动辅助装置的控制器可以整合为一个，传感器装置和手指运动辅助装置的手指套可以整合为一个，驱动结构设在手指套的外侧，驱动手指运动。使用时，好手带上，传感器装置采集数据，储存起来，生成控制数据，并将控制数据传输给手指运动辅助装置，然后取下手套，康复手带上，手指运动辅助装置根据存储的控制数据控制康复手运动，进行恢复锻炼。
传感器装置和手指运动辅助装置分别设置在两只手套上，传感器装置佩戴在好手上，手指运动辅助装置佩戴在康复手上，通过传感器装置和手指运动辅助装置之间的数据传输，两只手套配合使用，传感器装置可以对手指运动辅助装置实时进行控制，好手对康复手实时进行锻炼。特别适合单手受伤的用户。
优选地，传感器装置根据手指运动辅助装置的锻炼数据还能监测手指的恢复状态，例如根据手指锻炼的动作幅度及相应的频次，进而可以分析得到手指的康复情况，为手指的进一步诊断提供帮助。
驱动结构包括动力源波纹管，该波纹管通过小支架、中支架和大支架固定在手指上的手指套上，波纹管内部中空，通过向波纹管里充气和抽气，控制波纹管内的气压，迫使波纹管做拉伸和压缩运动，从而使需要康复运动的手指骨骼在波纹管的拉伸和压缩运动的带动下进行被迫运动；波纹管材质是高压聚乙烯(HDPE)或乙烯(EVA)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种传感器装置，其特征在于，包括：
手指部(1)，所述手指部(1)适于套设在使用者的手指上，随所述使用者的手指弯曲而弯曲；
所述手指部(1)具有手指传感器(11)，所述手指传感器(11)用于监测所述手指部(1)的动作，并生成传感信号传递给控制器(2)；
所述控制器(2)与所述手指部(1)通信连接，用于接收所述手指传感器(11)发出的传感信号，并根据所述传感信号生成触发信号。
2.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，所述手指部(1)还包括指套(12)，所述指套(12)上设置有至少第一指节(13)和第二指节(14)，所述第一指节(13)和所述第二指节(14)沿着所述指套(12)的轴向方向间隔设置。
3.根据权利要求2所述的传感器装置，其特征在于，所述第一指节(13)和所述第二指节(14)与所述指套(12)部分嵌合。
4.根据权利要求2所述的传感器装置，其特征在于，所述第一指节(13)和所述第二指节(14)均具有与手指相配合的曲面弧度。
5.根据权利要求2所述的传感器装置，其特征在于，所述手指传感器(11)包括永磁体(110)和霍尔开关(111)，所述永磁体(110)设置在所述第一指节(13)内，所述霍尔开关(111)设置在所述第二指节(14)内，通过所述第一指节(13)和所述第二指节(14)的相对弯折触发所述霍尔开关(111)的通断。
6.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，还包括固定部(3)，所述固定部(3)和所述控制器(2)连接，所述固定部(3)适于套设在使用者的手腕上。
7.根据权利要求6所述的传感器装置，其特征在于，所述固定部(3)包括设置在所述控制器(2)两侧的第一连接带(31)和第二连接带(32)，所述第一连接带(31)与所述第二连接带(32)粘贴连接。
8.根据权利要求7所述的传感器装置，其特征在于，所述第一连接带(31)为勾面或毛面，所述第二连接带(32)为对应的毛面或勾面。
9.根据权利要求6所述的传感器装置，其特征在于，所述固定部(3)包括设置在所述控制器(2)上的弹性腕带。
10.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，所述手指传感器(11)包括以下各传感器中的至少一个：拇指传感器(11a)，其传递拇指的弯曲动作；食指传感器(11b)，其传递食指的弯曲动作；中指传感器(11c)，其传递中指的弯曲动作；无名指传感器(11d)，其传递无名指的弯曲动作；以及小指传感器(11e)，其传递小指的弯曲动作；
所述至少一个传感器中的各个传感器彼此分离。
11.根据权利要求2所述的传感器装置，其特征在于，所述指套(12)为柔性布料或者编织填料制成。
12.一种一体式手指关节康复手套，其特征在于，包括权利要求1-11中任一所述的传感器装置，还包括手指运动辅助装置，所述传感器装置和所述手指运动辅助装置通信连接，所述传感器装置和所述手指运动辅助装置设置在同一手套上，所述手指运动辅助装置根据所述传感器装置传递的触发信号迫使手指进行运动。
13.一种分体式手指关节康复手套，其特征在于，包括权利要求1-11中任一所述的传感器装置，还包括手指运动辅助装置，所述传感器装置和所述手指运动辅助装置通信连接，所述传感器装置和所述手指运动辅助装置分别设置在不同手套上，所述手指运动辅助装置根据所述传感器装置传递的触发信号迫使手指进行运动。
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