CN114631990A - 一种气动式软体气压康复系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气动式软体气压康复系统，属于医疗康复训练设备领域，包括硅橡胶气囊、外壳、生物中枢神经振荡信号检测收集模块和气动控制模块，气动控制模块的输出端与硅橡胶气囊的进气口分别对接安装，气动控制模块包括气泵、微流控阀门和开关电磁阀组，气泵、微流控阀门和开关电磁阀组均设置至少有四组，气泵的进气端和出气端分别与微流控阀门固定安装，微流控阀门的气路输出端均通过气压链路以并联的方式与开关电磁阀的进气阀口连接，开关电磁阀的出气阀口与穿戴式气囊接口连接，穿戴式气囊接口与硅橡胶气囊的进气口分别对接安装，采用多个气泵实现同步、异步工作，也可以同步、异步相互协调的工作，模拟完成人体细小关节的运动。
Description
技术领域
本发明属于医疗康复训练设备技术领域，更具体地说，尤其涉及一种气动式软体气压康复系统。
背景技术
目前大多数医疗康复训练设备是通过机械运动带动患者身体部位，使患者被动进行运动，来完成康复治疗的目的；由于机械、液压、肌腱等驱动系统所需组件的商业可用性，人体部位的被动性康复训练进行镜像的抓、握训练，刚性运动系统启停的局限性，且通过单一气泵不能分指让每个关节单独运动，导致募集的运动单元较少，运动感受较差，影响康复治疗效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气动式软体气压康复系统，采用多个气泵实现同步、异步工作，也可以同步、异步相互协调的工作，模拟完成人体细小关节的运动，以解决上述背景技术的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种气动式软体气压康复系统，包括硅橡胶气囊、外壳、生物中枢神经振荡信号检测收集模块和气动控制模块，所述生物中枢神经振荡信号检测收集模块与气动控制模块的控制端电性连接，所述气动控制模块的输出端与硅橡胶气囊的进气口分别对接安装，所述气动控制模块包括气泵、微流控阀门和开关电磁阀组，所述气泵、微流控阀门和开关电磁阀组均设置至少有四组，所述气泵的进气端和出气端分别与微流控阀门固定安装，所述微流控阀门的气路输出端均通过气压链路以并联的方式与开关电磁阀的进气阀口连接，所述开关电磁阀的出气阀口与穿戴式气囊接口连接，所述穿戴式气囊接口与硅橡胶气囊的进气口分别对接安装。
优选的，所述生物中枢神经振荡信号检测收集模块包括神经检测传感器和信号处理控制模块，所述神经检测传感器的检测端用于检测人体的中枢神经，所述神经检测传感器与信号处理控制模块的信号接收端电性连接。
优选的，所述信号处理控制模块包括震荡信号处理模块、康复训练程序、内嵌式运动步态程序，所述神经检测传感器发出的中枢神经震荡信号被震荡信号处理模块进行接收，所述震荡信号处理模块内置有康复训练程序和内嵌式运动步态程序，所述震荡信号处理模块通过内置的康复训练程序和内嵌式运动步态程序对气动控制模块发出对应的控制指令。
优选的，所述震荡信号处理模块与气泵的控制端电性连接。
优选的，所述微流控阀门的气路接口分别与进气消声罐以及出气消声罐连接。
优选的，所述气压链路靠近微流控阀门的一端安装有压力传感器。
优选的，所述气泵通过同步的方式对开关电磁阀组进行供气，且开关电磁阀组采用四进一出方式分别与气泵对应连接。
优选的，所述气泵通过异步的方式对开关电磁阀组进行供气，且开关电磁阀组采用三进一出方式分别与气泵对应连接。
本发明的技术效果和优点：
1.本发明提出实现机坪无动力车辆管理的系统，通过中枢神经振荡信号的检测和收集，根据振荡信号控制流体组件的气压回路，完成临床预防和治疗过程。有效的预防痉挛，提高运动能力，主动驱使运动力，加快肌力恢复和自主活动力量，加快血液流通和人脑运动皮层镜像神经元的激活；多用于中风、偏瘫、脑部损伤患者和术后康复治疗。
2.本发明提出实现机坪无动力车辆管理的系统，通过多泵气源输出驱动，配合使用柔性材料和结构的柔韧性来实现人体部位主动精细复杂的康复运动，通过简化与复杂情况和人机的交互，软体气动系统的驱动方式多种多样，适合人体各种关节运动；满足临床使用时需求的各种部位和运动方式；临床使用时通过循环和持续的压力募集更多的运动单元，提高本体的感受，促进平衡控制增强稳定性，辅助纠正姿势异常，辅助缓解疼痛。
附图说明
图1为本发明的生物中枢神经振荡信号检测收集模块流程框图；
图2为本发明的气动控制模块系统框图；
图3为本发明的气泵和开关电磁阀组连接系统框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供了一种气动式软体气压康复系统，包括硅橡胶气囊、外壳、生物中枢神经振荡信号检测收集模块和气动控制模块，生物中枢神经振荡信号检测收集模块与气动控制模块的控制端电性连接，生物中枢神经振荡信号检测收集模块包括神经检测传感器和信号处理控制模块，神经检测传感器的检测端用于检测人体的中枢神经，神经检测传感器与信号处理控制模块的信号接收端电性连接，信号处理控制模块包括震荡信号处理模块、康复训练程序、内嵌式运动步态程序，神经检测传感器发出的中枢神经震荡信号被震荡信号处理模块进行接收，震荡信号处理模块内置有康复训练程序和内嵌式运动步态程序，震荡信号处理模块通过内置的康复训练程序和内嵌式运动步态程序对气动控制模块发出对应的控制指令，震荡信号处理模块与气泵的控制端电性连接。
气动控制模块的输出端与硅橡胶气囊的进气口分别对接安装，气动控制模块包括气泵、微流控阀门和开关电磁阀组，气泵、微流控阀门和开关电磁阀组均设置至少有四组，气泵的进气端和出气端分别与微流控阀门固定安装，微流控阀门的气路输出端均通过气压链路以并联的方式与开关电磁阀的进气阀口连接，微流控阀门的气路接口分别与进气消声罐以及出气消声罐连接，气压链路靠近微流控阀门的一端安装有压力传感器，开关电磁阀的出气阀口与穿戴式气囊接口连接，穿戴式气囊接口与硅橡胶气囊的进气口分别对接安装。
气泵通过同步的方式对开关电磁阀组进行供气，气泵通过异步的方式对开关电磁阀组进行供气。
其中，开关电磁阀组采用四进一出方式分别与气泵对应连接，或者开关电磁阀组采用三进一出方式分别与气泵对应连接，气囊可单独控制每个输入通路的开关电磁阀组；开关电磁阀组的通路数与气泵的数量相匹配，示例的解决方案是四个气泵，开关电磁阀组是四进一出；也可以是三个气泵，则开关电磁阀组是三进一出。
实施例1
如图1所示，气泵采用同步工作方式对硅橡胶气囊进行供气时，硅橡胶气囊、外壳、生物中枢神经振荡信号检测收集模块和气动控制模块，生物中枢神经振荡信号检测收集模块与气动控制模块的控制端电性连接，生物中枢神经振荡信号检测收集模块包括神经检测传感器和信号处理控制模块，神经检测传感器的检测端用于检测人体的中枢神经，神经检测传感器与信号处理控制模块的信号接收端电性连接，信号处理控制模块包括震荡信号处理模块、康复训练程序、内嵌式运动步态程序，神经检测传感器发出的中枢神经震荡信号被震荡信号处理模块进行接收，震荡信号处理模块内置有康复训练程序和内嵌式运动步态程序，震荡信号处理模块通过内置的康复训练程序和内嵌式运动步态程序对气动控制模块发出对应的控制指令，震荡信号处理模块与气泵的控制端电性连接。
气动控制模块的输出端与硅橡胶气囊的进气口分别对接安装，气动控制模块包括气泵、微流控阀门和开关电磁阀组，气泵的进气端和出气端分别与微流控阀门固定安装，微流控阀门的气路输出端均通过气压链路以并联的方式与开关电磁阀的进气阀口连接，微流控阀门的气路接口分别与进气消声罐以及出气消声罐连接，气压链路靠近微流控阀门的一端安装有压力传感器，开关电磁阀的出气阀口与穿戴式气囊接口连接，穿戴式气囊接口与硅橡胶气囊的进气口分别对接安装。
气泵通过同步的方式对开关电磁阀组进行供气，多泵同时工作能在极短的时间提供目标压强，能有效的快速反应，类似人体肌肉或关节运动时的反应；有效挤压促进本体感受，机体运动，有助于改善机体的控制力和平衡力，激活镜像神经元，促进大脑自主恢复带动运动功能康复。
实施例2
如图2所示，气泵采用异步工作方式对硅橡胶气囊进行供气时，硅橡胶气囊、外壳、生物中枢神经振荡信号检测收集模块和气动控制模块，生物中枢神经振荡信号检测收集模块与气动控制模块的控制端电性连接，生物中枢神经振荡信号检测收集模块包括神经检测传感器和信号处理控制模块，神经检测传感器的检测端用于检测人体的中枢神经，神经检测传感器与信号处理控制模块的信号接收端电性连接，信号处理控制模块包括震荡信号处理模块、康复训练程序、内嵌式运动步态程序，神经检测传感器发出的中枢神经震荡信号被震荡信号处理模块进行接收，震荡信号处理模块内置有康复训练程序和内嵌式运动步态程序，震荡信号处理模块通过内置的康复训练程序和内嵌式运动步态程序对气动控制模块发出对应的控制指令，震荡信号处理模块与气泵的控制端电性连接。
气动控制模块的输出端与硅橡胶气囊的进气口分别对接安装，气动控制模块包括气泵、微流控阀门和开关电磁阀组，气泵、微流控阀门和开关电磁阀组均设置至少有四组，气泵的进气端和出气端分别与微流控阀门固定安装，微流控阀门的气路输出端均通过气压链路以并联的方式与开关电磁阀的进气阀口连接，微流控阀门的气路接口分别与进气消声罐以及出气消声罐连接，气压链路靠近微流控阀门的一端安装有压力传感器，开关电磁阀的出气阀口与穿戴式气囊接口连接，穿戴式气囊接口与硅橡胶气囊的进气口分别对接安装。
气泵通过异步的方式对开关电磁阀组进行供气，通过多气泵相互协调工作实现对硅橡胶气囊充气---挤压--放气根据硅橡胶气囊的气路循环的作用在患者运动部的不同位置，且作用时间或压强都是可控可调，更有效的改善肌张力，提高运动能力，研究表明，人脑运动皮层在镜像神经元系统，当人在执行某些运动时，人脑运动皮层的神经元会被激活。当人在进行运动想象、运动观察或听到、说出这一运动名称时，大脑皮层的神经元同样会被激活，与执行这一动作的神经元激活模式是相似的。运动功能障碍不仅只是运动部的问题，更多是脑部神经元损伤，异步工作模式可以同时对不同的肌肉或关节进行加压激活，驱动肌肉或关节活动，更大程度的激活人脑运动皮层的镜像神经元系统，促进大脑自主恢复及运动功能康复。
综上，本发明采用矩阵式压力检测，做气体软体肢；分别供给不同的压力，分别模拟骨骼，肌肉；来实现运动或是抓；气动软体机器人，使用压缩空气来移动柔软的橡胶肢体和抓手，在执行精细任务方面优于传统的刚性机器人。
可分指单独训练一个手指(通过手动旋转气阀开关，单独对每个手指进行单独训练，)，多泵空气波运动系统可带动单个关节来运动，更加贴合训练要求；仿生手部构造，人性化设计；缓解手部痉挛僵硬，中风偏瘫康复训练；
当人体运动时，关节运动时，每个关节运动方式不一样；需要气泵与微流控阀门组间相互协调配合进行充气放气，匹配运动频率；使人体达到运动的状态，激活镜像神经元，促进大脑自主恢复带动运动功能康复。通过不同的气泵作用于不同的部位，完成一个运动动作；运动动作的复杂程度直接决定了使用气泵的数量。动作越复杂，需要使用的气泵数越多，每个气泵进行相同或不同的工作状态来完成动作，即气泵的同步协调工作或者异步协调工作。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (8)
1.一种气动式软体气压康复系统，包括硅橡胶气囊、外壳、生物中枢神经振荡信号检测收集模块和气动控制模块，其特征在于：所述生物中枢神经振荡信号检测收集模块与气动控制模块的控制端电性连接，所述气动控制模块的输出端与硅橡胶气囊的进气口分别对接安装，所述气动控制模块包括气泵、微流控阀门和开关电磁阀组，所述气泵、微流控阀门和开关电磁阀组均设置至少有四组，所述气泵的进气端和出气端分别与微流控阀门固定安装，所述微流控阀门的气路输出端均通过气压链路以并联的方式与开关电磁阀的进气阀口连接，所述开关电磁阀的出气阀口与穿戴式气囊接口连接，所述穿戴式气囊接口与硅橡胶气囊的进气口分别对接安装。
2.根据权利要求1所述的一种气动式软体气压康复系统，其特征在于：所述生物中枢神经振荡信号检测收集模块包括神经检测传感器和信号处理控制模块，所述神经检测传感器的检测端用于检测人体的中枢神经，所述神经检测传感器与信号处理控制模块的信号接收端电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种气动式软体气压康复系统，其特征在于：所述信号处理控制模块包括震荡信号处理模块、康复训练程序、内嵌式运动步态程序，所述神经检测传感器发出的中枢神经震荡信号被震荡信号处理模块进行接收，所述震荡信号处理模块内置有康复训练程序和内嵌式运动步态程序，所述震荡信号处理模块通过内置的康复训练程序和内嵌式运动步态程序对气动控制模块发出对应的控制指令。
4.根据权利要求3所述的一种气动式软体气压康复系统，其特征在于：所述震荡信号处理模块与气泵的控制端电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种气动式软体气压康复系统，其特征在于：所述微流控阀门的气路接口分别与进气消声罐以及出气消声罐连接。
6.根据权利要求1所述的一种气动式软体气压康复系统，其特征在于：所述气压链路靠近微流控阀门的一端安装有压力传感器。
7.根据权利要求1所述的一种气动式软体气压康复系统，其特征在于：所述气泵通过同步的方式对开关电磁阀组进行供气，且开关电磁阀组采用四进一出方式分别与气泵对应连接。
8.根据权利要求1所述的一种气动式软体气压康复系统，其特征在于：所述气泵通过异步的方式对开关电磁阀组进行供气，且开关电磁阀组采用三进一出方式分别与气泵对应连接。
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