CN218552649U - 一种基于多电机驱动和红外传感器阵列的手部康复训练装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于多电机驱动和红外传感器阵列的手部康复训练装置，涉及医疗器械技术领域。包括电机安装底座，所述电机安装底座的内壁固定连接有腕部支撑板，位于所述电机安装底座的左侧外壁固定连接有肘部支撑板，所述电机安装底座和肘部支撑板的两侧外壁均固定连接绑带安装口。通过肘部支撑板和腕部支撑板用于放置使用者的肘部和腕部，避免使用者在长时间使用过程中小臂和手腕关节产生疲劳，为了提高舒适性，可以在肘部和腕部支撑结构内层垫上海绵垫层，肘部支撑板和腕部支撑板两侧分别设置了肘部绑带和腕部绑带，绑带可以穿过安装口装置将使用者的小臂和腕部固定在支撑结构上，便于使用者佩戴该装置后移动手臂。

Description

一种基于多电机驱动和红外传感器阵列的手部康复训练装置

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于多电机驱动和红外传感器阵列的手部康复训练装置。

背景技术

目前针对手部中风运动功能丧失的患者主要的治疗方法是采用持续性被动运动治疗，即对患者的患肢进行规律性地辅助运动，传统的康复治疗方法需要由医院的康复科医师协助进行，治疗周期长且费用高，因此低成本的居家手部康复设备具有较高的应用价值，市场上现有的手部康复设备大部分都采用机械连杆或者气动驱动模式，结构较复杂，加工及制作成本较高，使用不够舒适，此外很多居家手部康复设备无法对锻炼过程中的手指弯曲状态进行实时测量，缺少康复效果评估功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于多电机驱动和红外传感器阵列的手部康复训练装置，解决了背景技术中提出的传统装置使用者在长时间使用过程中小臂和手腕关节容易产生疲劳，舒适性较差和传统装置无法对锻炼过程中的手指弯曲状态进行实时测量，缺少康复效果评估功能的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于多电机驱动和红外传感器阵列的手部康复训练装置，包括电机安装底座，所述电机安装底座的内壁固定连接有腕部支撑板，位于所述电机安装底座的左侧外壁固定连接有肘部支撑板，所述电机安装底座和肘部支撑板的两侧外壁均固定连接安装口，位于所述电机安装底座处的两个所述安装口的内壁均活动连接有同一个腕部绑带，位于所述肘部支撑板处的两个所述安装口的内壁均活动连接有同一个肘部绑带。

优选的，所述电机安装底座的内壁开设有五个安装凹槽，五个所述安装凹槽的内壁均固定连接有直流旋转驱动电机，五个所述直流旋转驱动电机的输出端均固定连接有弹性牵引绳，五个所述弹性牵引绳远离电机安装底座的一端外壁均固定连接有连接块。

优选的，所述腕部支撑板和肘部支撑板的内壁均固定连接有海绵垫层。

优选的，五个所述连接块的外壁均开设有方形过孔，五个所述连接块的外壁且位于方形过孔的下方均开设有两个圆形过孔，五个所述连接块的底部外壁均固定连接有指扣。

优选的，所述电机安装底座的顶部外壁固定连接有弧形安装座，位于所述弧形安装座的右侧外壁活动连接有五个红外传感器。

优选的，五个所述直流旋转驱动电机和五个所述红外传感器分别对应拇指、食指、中指、无名指和小指。

与相关技术相比较，本实用新型提供的一种基于多电机驱动和红外传感器阵列的手部康复训练装置具有如下有益效果：

1、本实用新型提供一种基于多电机驱动和红外传感器阵列的手部康复训练装置，通过肘部支撑板和腕部支撑板用于放置使用者的肘部和腕部，避免使用者在长时间使用过程中小臂和手腕关节产生疲劳，为了提高舒适性，可以在肘部和腕部支撑结构内层垫上海绵垫层，肘部支撑板和腕部支撑板两侧分别设置了肘部绑带和腕部绑带，绑带可以穿过安装口装置将使用者的小臂和腕部固定在支撑结构上，便于使用者佩戴该装置后移动手臂，解决了传统装置使用者在长时间使用过程中小臂和手腕关节容易产生疲劳，舒适性较差的问题。

2、本实用新型提供一种基于多电机驱动和红外传感器阵列的手部康复训练装置，通过电机安装底座内部设置了五个安装凹槽，用于安装五个直流旋转驱动电机，五个直流旋转驱动电机分别对应拇指、食指、中指、无名指和小指，旋直流转驱动电机通过弹性牵引绳和指扣牵引五指实现弯曲和伸展，为了检测五根手指的弯曲程度，在安装底座上安装了五个红外传感器，五个红外传感器经过调整后正对五个手指的位置，通过检测手指与红外传感器的距离进而解算出手指的弯曲程度，指扣包括指环部分和过孔部分，过孔包括两个圆形过孔和一个方形过孔，方便安装不同形状的弹性牵引绳，该指扣可以按照使用者的手指粗细进行设计和调整，通过使用了带有蓝牙模块的单片机对直流旋转驱动电机以及红外传感器进行供电和控制，可以对单片机进行编程控制电机阵列的工作模式，或者接收红外传感器检测得到的手指弯曲信息并上传到上位机，解决了传统装置无法对锻炼过程中的手指弯曲状态进行实时测量，缺少康复效果评估功能的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型安装底座处的结构示意图；

图3为本实用新型图中A处的结构放大图；

图4为本实用新型的硬件结构图。

图中：1、电机安装底座；2、腕部支撑板；3、肘部支撑板；4、海绵垫层；5、安装底座；6、红外传感器；7、安装口；8、腕部绑带；9、肘部绑带；10、直流旋转驱动电机；11、弹性牵引绳；12、连接块；13、方形过孔；14、圆形过孔；15、指扣。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

请参阅图1-图2，本实用新型提供一种技术方案：一种基于多电机驱动和红外传感器阵列的手部康复训练装置，包括电机安装底座1，电机安装底座1的内壁固定连接有腕部支撑板2，位于电机安装底座1的左侧外壁固定连接有肘部支撑板3，电机安装底座1和肘部支撑板3的两侧外壁均固定连接安装口7，位于电机安装底座1处的两个安装口7的内壁均活动连接有同一个腕部绑带8，位于肘部支撑板3处的两个安装口7的内壁均活动连接有同一个肘部绑带9，腕部支撑板2和肘部支撑板3的内壁均固定连接有海绵垫层4。

本实施方案中，肘部支撑板3和腕部支撑板2用于放置使用者的肘部和腕部，避免使用者在长时间使用过程中小臂和手腕关节产生疲劳，为了提高舒适性，可以在肘部和腕部支撑结构内层垫上海绵垫层4，肘部支撑板3和腕部支撑板2两侧分别设置了肘部绑带9和腕部绑带8，绑带可以穿过安装口7将使用者的小臂和腕部固定在支撑结构上，便于使用者佩戴该装置后移动手臂。

实施例二：

请参阅图1-图4所示，在实施例一的基础上，本实用新型提供一种技术方案：电机安装底座1的内壁开设有五个安装凹槽，五个安装凹槽的内壁均固定连接有直流旋转驱动电机10，五个直流旋转驱动电机10的输出端均固定连接有弹性牵引绳11，五个弹性牵引绳11远离电机安装底座1的一端外壁均固定连接有连接块12，五个连接块12的外壁均开设有方形过孔13，五个连接块12的外壁且位于方形过孔13的下方均开设有两个圆形过孔14，五个连接块12的底部外壁均固定连接有指扣15，电机安装底座1的顶部外壁固定连接有弧形安装座5，位于弧形安装座5的右侧外壁活动连接有五个红外传感器6，五个直流旋转驱动电机10和五个红外传感器6分别对应拇指、食指、中指、无名指和小指。

本实施例中，电机安装底座1内部设置了五个安装凹槽，用于安装五个直流旋转驱动电机10，五个直流旋转驱动电机10分别对应拇指、食指、中指、无名指和小指，直流旋转驱动电机10通过弹性牵引绳11和指扣15牵引五指实现弯曲和伸展，为了检测五根手指的弯曲程度，在弧形安装座5上安装了五个红外传感器6，五个红外传感器6经过调整后正对五个手指的位置，通过检测手指与红外传感器6的距离进而解算出手指的弯曲程度，指扣15包括指环部分和过孔部分，过孔包括两个圆形过孔14和一个方形过孔13，方便安装不同形状的弹性牵引绳11，该指扣15可以按照使用者的手指粗细进行设计和调整，通过使用了带有蓝牙模块的单片机对直流旋转驱动电机10以及红外传感器6进行供电和控制，可以对单片机进行编程控制电机阵列的工作模式，或者接收红外传感器6检测得到的手指弯曲信息并上传到上位机。

工作原理：首先将直流旋转驱动电机10和红外传感器6连接到单片机上，单片机通过五伏特直流输出端口为直流旋转驱动电机10和红外传感器6供电，单片机可以控制直流旋转驱动电机10进行正向或者反向转动进而控制手指的弯曲和伸展，单片机同时可以接受红外传感器6的距离检测信息并将其转换为手指弯曲角度通过蓝牙通讯方式上传到上位机中；使用者手心向上将手臂穿过红外传感器6和电机安装底座1之间的中空部分，将小臂和手腕分别放置在肘部支撑板3以及腕部支撑板2上，并通过腕部绑带8和肘部绑带9将手臂固定在装置上；将符合使用者手指尺寸的指扣15套在使用者五指的指头部分，将弹性牵引绳11调整至刚好拉紧的状态；调整红外传感器6的指向位置，使得五个红外传感器6的检测区域正对五个手指的方向；对单片机进行编程，设置电机阵列驱动的方式，由于本装置的五个直流旋转驱动电机10可以进行独立驱动，因此可以灵活地实现多种方式的手指牵引方式，如五指同时进行屈伸操作或者单独某几根手指进行屈伸操作，或设定每根手指的屈伸锻炼次数，或通过改变直流旋转驱动电机10的转动角度设置手指的弯曲角度；

本装置可以通过改变指扣15以及弹性牵引绳11的尺寸及长度适应不同手指尺寸的使用者，与其他康复装置不同，只要更换指扣15和弹性牵引绳11，就可以交替用于左手和右手的牵引康复治疗。

本装置采用了红外传感器6用于检测手指的弯曲角度，安装在红外传感器6底座上的五个红外传感器6的指向角度可以进行调整，以适应不同手部尺寸的使用者，在第一次使用时需要对红外传感器6进行校准，得到各根手指的弯曲角度和距离之间的关系。

Claims (6)

1.一种基于多电机驱动和红外传感器阵列的手部康复训练装置，包括电机安装底座（1），其特征在于：所述电机安装底座（1）的内壁固定连接有腕部支撑板（2），位于所述电机安装底座（1）的左侧外壁固定连接有肘部支撑板（3），所述电机安装底座（1）和肘部支撑板（3）的两侧外壁均固定连接安装口（7），位于所述电机安装底座（1）处的两个所述安装口（7）的内壁均活动连接有同一个腕部绑带（8），位于所述肘部支撑板（3）处的两个所述安装口（7）的内壁均活动连接有同一个肘部绑带（9）。

2.根据权利要求1所述的一种基于多电机驱动和红外传感器阵列的手部康复训练装置，其特征在于：所述电机安装底座（1）的内壁开设有五个安装凹槽，五个所述安装凹槽的内壁均固定连接有直流旋转驱动电机（10），五个所述直流旋转驱动电机（10）的输出端均固定连接有弹性牵引绳（11），五个所述弹性牵引绳（11）远离电机安装底座（1）的一端外壁均固定连接有连接块（12）。

3.根据权利要求1所述的一种基于多电机驱动和红外传感器阵列的手部康复训练装置，其特征在于：所述腕部支撑板（2）和肘部支撑板（3）的内壁均固定连接有海绵垫层（4）。

4.根据权利要求2所述的一种基于多电机驱动和红外传感器阵列的手部康复训练装置，其特征在于：五个所述连接块（12）的外壁均开设有方形过孔（13），五个所述连接块（12）的外壁且位于方形过孔（13）的下方均开设有两个圆形过孔（14），五个所述连接块（12）的底部外壁均固定连接有指扣（15）。

5.根据权利要求2所述的一种基于多电机驱动和红外传感器阵列的手部康复训练装置，其特征在于：所述电机安装底座（1）的顶部外壁固定连接有弧形安装座（5），位于所述弧形安装座（5）的右侧外壁活动连接有五个红外传感器（6）。

6.根据权利要求5所述的一种基于多电机驱动和红外传感器阵列的手部康复训练装置，其特征在于：五个所述直流旋转驱动电机（10）和五个所述红外传感器（6）分别对应拇指、食指、中指、无名指和小指。

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