一种基于脑机交互的康复装置的制作方法

本发明属于康复工程技术领域，尤其涉及一种基于脑机交互的康复装置。

背景技术：

脑机接口系统源于医疗康复领域的需求，主要将属于精神层面的人的意念转换为计算机或其他外部设备可以解读的指令。中风患者中很多语言表达存在困难，与护理人员交流存在障碍，甚至会耽误早期康复训练。肢体的早期康复训练大都采用被动训练，即护理人员帮助活动不受控肢体，并结合药物治疗，逐渐可以进行康复训练。这个过程较慢，病患可能错过最佳的恢复期，而且护理人员紧缺，甚至无法做到对每个病患及时护理。在后续的康复训练中，由于训练设备较为复杂，占地面积大，无法与日常生活相结合，只能定时定点的训练，于康复不利。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于脑机交互，结构合理，方便穿戴的康复装置，可帮助中风患者进行康复训练。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于脑机交互的康复装置，包括控制盒、康复训练机构、脑机交互的数据采集机构；所述的康复训练机构包括腰带，足底支撑，支撑杆，连接杆，传感器，分别设置在髋关节、膝关节、踝关节的蜗轮蜗杆电动机；连接杆一端与腰带连接，另一端与支撑杆一端活动铰接，支撑杆另一端与足底支撑活动铰接，足底支撑、连接杆、支撑杆上均固定有绑带，髋关节的蜗轮蜗杆电动机带动连接杆转动，膝关节的蜗轮蜗杆电动机带动支撑杆转动，踝关节的蜗轮蜗杆电动机带动足底支撑转动；传感器设置在足底支撑、支撑杆、连接杆上，传感器与控制盒相通讯；

所述的脑机交互的数据采集机构包括前束带、后束带、顶束带、处理机构、作用电极、参考电极、接地电极，前束带、后束带、顶束带汇接于处理机构，前束带上连接有作用电极，处理机构内设有脑电波传感器、微处理器、无线收发器一、电池，脑电波传感器的输入端分别连接作用电极、参考电极和接地电极，脑电波传感器的输出端连接微处理器的输入端，微处理器上连接有存储器、无线收发器一。

所述的脑机交互的数据采集机构通过控制盒与康复训练机构相通讯，所述的控制盒内设有无线收发器二。

所述的前束带、后束带、顶束带均设有调节锁扣、固定扣。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明利用脑机交互的数据采集机构采集数据信息，并与控制盒相通讯，再由控制盒驱动康复训练机构驱动病患的需要康复的肢体，以辅助完成某些基本运动。本装置整体结构灵活，占地面积较小，自身重量较轻，便于病人自主训练，减轻护理人员负担。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的电气原理图。

图中：1-控制盒2-腰带3-绑带4-蜗轮蜗杆电动机5-足底支撑6-上连接杆7-下连接杆8-上支撑杆9-下支撑杆10-电线11-前束带12-后束带13-顶束带14-处理机构15-作用电极16-参考电极17-接地电极。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

见图1、图2，一种基于脑机交互的康复装置，包括控制盒1、康复训练机构、脑机交互的数据采集机构；康复训练机构包括腰带2，足底支撑5，支撑杆，连接杆，传感器，分别设置在髋关节、膝关节、踝关节的蜗轮蜗杆电动机4；连接杆一端与腰带2连接，另一端与支撑杆一端活动铰接，支撑杆另一端与足底支撑5活动铰接，足底支撑5、连接杆、支撑杆上均固定有绑带3，髋关节的蜗轮蜗杆电动机4带动连接杆转动，膝关节的蜗轮蜗杆电动机4带动支撑杆转动，踝关节的蜗轮蜗杆电动机4带动足底支撑5转动；传感器设置在足底支撑5、支撑杆、连接杆上，传感器与控制盒1相通讯，传感器为角度传感器，用以采集腿部的运动位置信息；控制盒1内设有无线收发器二。实际使用中可以配合四脚医用拐杖使用，上肢利用四脚医用拐杖支撑躯体。

连接杆由上连接杆6、下连接杆7组成，下连接杆7上设有长孔，长孔上设有若干卡槽，上连接杆6上设有与卡槽相匹配的螺杆，上连接杆6与下连接杆7通过螺杆螺母固定连接，利用卡槽和螺杆的配合实现连接杆长度的调节。同样的，支撑杆由上支撑杆8、下支撑杆9组成，并采用相同的结构实现支撑杆长度的可调。使用时，利用绑带3将康复训练机构固定在腿部，脚部放置在足底支撑5上，并固定；三个蜗轮蜗杆电动机4可分别带动连接杆、支撑杆、足底支撑5运动。

见图1、图2，脑机交互的数据采集机构包括前束带11、后束带12、顶束带13、处理机构14、作用电极15、参考电极16、接地电极17，前束带11、后束带12、顶束带13汇接于处理机构14，前束带11上连接有作用电极15，处理机构14内设有脑电波传感器、微处理器、无线收发器一、电池，脑电波传感器的输入端分别连接作用电极15、参考电极16和接地电极17，脑电波传感器的输出端连接微处理器的输入端，微处理器上连接有存储器、无线收发器一。前束带11、后束带12、顶束带13均设有调节锁扣、固定扣。脑机交互的数据采集机构通过控制盒1与康复训练机构相通讯。无线收发器一可将采集的信息发送到计算机上进行处理分析，也可以直接将信息发送到控制盒1。其中，脑电波传感器包括thingkgearam芯片；微处理器采用arm芯片。

使用时，将前束带11、后束带12、顶束带13分别置于额头、后脑部、头顶，作用电极15贴覆在额头中央，前束带11可采用弹性材料制作，处理机构14置于双耳上，并通过调节锁扣、固定扣调整位置，以舒适为宜。处理机构14置于双耳上，可以降低外界声音的干扰。接地电极17用于排除外界电波干扰，参考电极16提供相对零电位，作用电极15感应微弱脑电波电位，脑电波传感器将作用电极15与参考电极16的电位差值作为采集到的微弱脑电波信号，并对其进行滤波、放大和模数转换等处理，最终生成数字化脑电波信息，微处理器对数字化脑电波信息进行进一步处理，当检测到特定信息或达到微弱脑电波信号的设定值时，将信号由无线收发器一传输出去，或由通讯线传出，由控制盒1接收，并触发康复训练机构运行。也可将数字化脑电波信息传输到计算机上进行处理。

见图2，控制盒1内设有控制系统，控制系统包括嵌入式微电脑、无线收发器二(可采用蓝牙无线收发器)、驱动器、锂电池，无线收发器二接收无线收发器一的信号，并通过嵌入式微电脑按照设定的延时时间延时后，发送到三个蜗轮蜗杆电动机4的驱动器上，驱动蜗轮蜗杆电动机4带动康复训练机构运动。嵌入式微电脑可采用arm芯片。锂电池为控制系统和蜗轮蜗杆电动机4供电，蜗轮蜗杆电动机4通过电线10与控制盒1连接。传感器将腿部的运动信息反馈到嵌入式微电脑上用以验证蜗轮蜗杆电动机4运行是否到位，也可检验病患的康复运动情况。脑机交互的数据采集机构与控制盒1也可采用有线通讯。

本发明结构简单，体积小，具有很好的便携性，病患可在家进行自主训练。利用脑机交互的数据采集机构采集数据信息，并与控制盒1相通讯，再由控制盒1驱动康复训练机构驱动病患的需要康复的肢体，以辅助完成某些基本运动。本装置整体结构灵活，占地面积较小，自身重量较轻，便于病人自主训练，减轻护理人员负担。