一种用于实现手部康复训练的交互装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及医疗辅助器械设备技术领域，具体涉及一种用于实现手部康复训练的交互装置。
【背景技术】
[0002]手是人们探索和开发世界的重要工具，手功能的削弱和失效不但使患者不能参与社会劳动，甚至失去自理能力，给社会和家庭造成极大的负担。随着医疗技术的不断进步和医疗条件的不断改善，只要得到及时的救助，中风病人生还率比较高，但有三分之一的人失去手的运动功能，同样，手部意外伤害患者如断指再植成活率很高，但部分病人仍然丧失手部功能。研宄表明，持续的一定强度重复性训练能够恢复手的功能，而手功能和技巧的恢复又能很大程度上促进脑再学习能力，否则，容易造成手的永久性残疾。
[0003]目前，手部康复训练大多利用虚拟现实技术，通过康复训练交互装置和虚拟环境进行交互实施训练，该训练方法具有以下优势:
[0004](I)向患者提供实时直观的反馈信息，训练过程具有吸引力，患者能主动参与治疗，积极性高，训练效率高；
[0005](2)能精确控制和记录训练参数，有利于治疗方案的确定和改进；
[0006](3)能客观地评价康复程度和康复训练效果，有利于对患者康复规律的深入研宄；
[0007](4)医生能远程通过网络同时监控和指导多名患者的康复训练，节约医疗人力资源和提高患者参与康复的机会。
[0008]现有的用于手部康复训练的交互装置大多采用力反馈数据手套，如RutgersMaster II力觉手套、已经商业化的力反馈数据手套Cyber Glove等，还有部分其他类型的交互装置，如针对单个手指运动功能康复训练的装置等。但目前的手部康复训练交互装置存在以下一些问题:
[0009](I)伤残处需要保护，而力觉数据手套的力反馈装置一般都穿戴于手背或安装于手掌上，穿戴时容易引起伤残处的二次伤害；
[0010](2)根据患者手部伤残程度的不同，可能需要将主被动训练结合才能取得较好的效果，而现有的力觉数据手套基本上只能进行单独的主动训练或被动训练，无法实现主被动训练的结合；
[0011](3)单手指康复训练交互装置不能实现手指协调性的训练；
[0012](4)康复训练需要比较柔和的力，而目前的交互装置大多采用机械接触传动，机构刚度较大，无法产生相对柔和的力；
[0013](5)现有的力反馈数据手套或其他康复训练交互装置成本都比较高，普通人群根本无法承受。
[0014]康复训练分为主动训练和被动训练，被动训练设备大多用主动驱动器驱动如电机、气动、液压、电磁场等，这些装置稳定性差，容易产生振动，控制难度大，一旦出现故障会对患者造成二次伤害。主动康复训练利用被动执行器驱动，如制动器、阻尼器等，这些设备本身是能量耗散的，相对稳定性较好，但大多驱动器完全依赖于机械接触，所以摩擦力大，也有部分稳定性不好，最主要是被动驱动器无法实现对患者的被动训练。根据伤残程度不同，大多患者需要主动训练与被动训练相结合，而现存的康复训练交互装置基本上只能进行单独的主动训练或被动训练。因此，开发出集主、被动训练于一身的手部康复训练装置将具有很好的康复效果和广泛的应用前景。
【发明内容】
[0015]本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于实现手部康复训练的交互装置，本实用新型不但有效解决了现有的实现被动康复训练的设备大都采用主动驱动器驱动如电机、气动、液压、电磁场等，这些装置稳定性差，容易产生振动，控制难度大，一旦出现故障会对患者造成二次伤害的问题，而且有效解决了传统的实现主动康复训练的设备利用被动执行器驱动，如制动器、阻尼器等，这些设备本身是能量耗散的，相对稳定性较好，但大多驱动器完全依赖于机械接触，所以摩擦力大，也有部分稳定性不好，最主要是被动驱动器无法实现对患者的被动训练问题。
[0016]本实用新型通过以下技术方案实现:
[0017]一种用于实现手部康复训练的交互装置，包括框型安装底座(9)，安装底座(9)上设置有手指支撑组件，其特征在于:所述安装底座(9)上设置有多个主/被动混合驱动器，手指支撑组件通过主/被动混合驱动器以及连杆机构与手指支撑组件连接；
[0018]所述主/被动混合驱动器包括第一主/被动混合驱动器(15)、第二主/被动混合驱动器(8)以及第三主/被动混合驱动器(2);
[0019]所述手指支撑组件包括第一手指支撑组件(17)、第二手指支撑组件(18)以及第三手指支撑组件(12);
[0020]所述连杆机构包括第一连杆(14)、第二连杆(6)以及第三连杆(4)，第一连杆
(14)、第二连杆(6)以及第三连杆(4)上均设置有力度传感器(22);
[0021]所述第一主/被动混合驱动器(15)、第二主/被动混合驱动器(8)均固定设置于安装底座(9)内侧下面板上，第三主/被动混合驱动器(2)固定设置于安装底座(9)内侧上面板上，第一主/被动混合驱动器(15)通过输出轴(13)上设置的第一连杆(14)与第一手指支撑组件(17)连接，第二主/被动混合驱动器(8)通过输出轴(5)上设置的第二连杆(6)与第二手指支撑组件(18)连接，第三主/被动混合驱动器(2)通过输出轴(3)上设置的第三连杆(4)与第三手指支撑组件(12)连接；
[0022]所述第一主/被动混合驱动器(15)、第二主/被动混合驱动器(8)、第三主/被动混合驱动器(2 )、力度传感器(22 )均通过控制器与康复虚拟环境模块进行数据交互。
[0023]本实用新型进一步技术改进方案是:
[0024]所述手指支撑组件均由连接扣(19)、指套(21)构成，指套(21)通过柱销(20)与连接扣(19)转动连接，手指支撑组件通过连接扣(19)与连杆机构转动连接。
[0025]本实用新型进一步技术改进方案是:
[0026]所述主/被动混合驱动器包括驱动电机(7)、磁流变液阻尼器(16)串联构成，主/被动混合驱动器通过角度传感器经过控制器与康复虚拟环境模块进行数据交互。
[0027]本实用新型进一步技术改进方案是:
[0028]所述角度传感器包括第一角度传感器(11)、第二角度传感器(10)以及第三角度传感器(I)，第一角度传感器(11)、第二角度传感器(10)以及第三角度传感器(I)分别与输出轴(13)、输出轴(5)、输出轴(3)连接
[0029]本实用新型与现有技术相比，具有以下明显优点:
[0030]1、本实用新型的主/被动混合驱动器采用电机与磁流变液阻尼器串联组合的混合驱动方式使手部康复训练交互装置更具稳定性，当电机失控施加于患者手指上的力过大时利用磁流变液阻尼器的阻尼作用，可避免对患者伤残部位的再次伤害，当电机失控使手指张开角度过大时，也可通过磁流变液阻尼器的阻尼作用，使患者免受伤害。
[0031]2、本实用新型集手部主动和被动康复训练于一身，适合于不同伤残程度的患者的康复训练。
[0032]3、本实用新型结构相对简单、紧凑，机械加工精度要求也不高，具有便携性，适合于在医院、家庭或社区等各种场合开展康复训练。
[0033]4、本实用新型采用多个手指支撑组件不但能够适应于单手指的康复训练，而且能够实现多手指协调性的康复训练，如抓握动作的训练。
[0034]5、本实用新型无需将复杂繁重的机械机构安装于手背或手掌中，因此更具安全性，长时间训练也不会过于劳累，采用新兴的磁流变技术，不是通过机械接触，而是利用流体传递力矩，因此更为稳定和连续性。
[0035]6、本实用新型控制更精确，通过力传感器和角度传感器测量手指受力和伸展程度并作为反馈信号，由此形成闭环控制，因此使得对力和角度的控制更加精确。
[0036]7、本实用新型在对手部伤残患者进行康复训练的同时，能够通过角度传感器和力传感器分