一种手指间协调性训练康复装置

摘要

本发明公开了一种平台式的手指间协调性训练康复装置，包含多个手指训练结构，通过闭环控制系统控制电机和磁流变液阻尼器进行混合驱动；利用机器人自学神经网络和存储数据库帮助患者完成被动训练；利用上位机内的虚拟场景和虚拟现实技术帮助患者完成主动训练。使用本发明装置时，患者的运动负担小，且可以多个手指协调运动，根据患者伤情，选择进行主/被动训练，更加有针对性；结合趣味游戏，诱导患者积极主动参与康复训练。

主权项

一种手指间协调性训练康复装置，其特征在于：包括支架底座平台（12）、手指训练机构和控制系统；所述手指训练机构按照人手指分为拇指组、食指组、中指组、无名指组和小指组，每组手指训练机构按照人手指的位置相应地布置于支架底座平台上；每组手指训练机构的结构相同，均包括手指活动装置、混合驱动器和传感装置；所述手指活动装置包括导轨（8）、滑块（9）和光轴（10），所述滑块（9）置于导轨（8）上，沿导轨（8）方向在滑块（9）的一端活动地设有固定手指的手指支撑架（11），沿导轨（8）方向在滑块（9）另一端设有轴承（19），所述轴承（19）通过销轴固定，且轴承（19）的中线在支撑底座平台上的投影与导轨（8）方向平行，所述光轴（10）套在轴承（19）内；所述混合驱动器包括电机（13）和磁流变液阻尼器（14），所述电机（13）与磁流变液阻尼器（14）均套在一根中心轴（15）上，中心轴（15）上靠近磁流变液阻尼器（14）的一端与光轴（10）固定连接；所述传感装置包括力传感器（16）和角度传感器（17），所述力传感器（16）和角度传感器（17）均套在中心轴（15）上，其中力传感器（16）套在中心轴（15）上且靠近磁流变液阻尼器（14）的一端处；所述控制系统包括上位机和下位机，其中下位机内包括机器人自学习神经网络、存储数据库和闭环控制系统，上位机内包括虚拟场景模块和虚拟现实反馈力模块；在被动训练时，患者首先在医生帮助下完成一个完整运动模式，在该过程中机器人自学习神经网络时刻采集力传感器（16）检测到的中心轴（15）上的力的信息和角度传感器（17）检测到中心轴（15）转过的角度信息进行学习训练并将上述信息记录在存储数据库中；学习完成后机器人自学习神经网络调取存储数据库中的信息并计算出重复该过程所需要的每个时刻电机（13）和磁流变液阻尼器（14）需要提供的转速和力，并通过闭环控制系统驱动电机（13）和磁流变液阻尼器（14）配合工作进而带动患者进行被动训练；在主动训练时，上位机内呈现虚拟场景，角度传感器（17）检测到当前中心轴（15）转过的角度，虚拟现实反馈力模块根据虚拟场景实时计算出对应的虚拟反馈力模拟现实环境中手指抓取动作，并通过闭环控制系统驱动电机（13）和磁流变液阻尼器（14）配合工作产生精确的反馈力，进而作用到患者手部。