手部康复训练系统及训练方法
专利汇可以提供手部康复训练系统及训练方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种手部康复训练系统及训练方法，该系统包括 感知 设备和辅助运动设备，该方法包括如下步骤：将感知设备穿戴在使用者的健侧手部，辅助运动设备穿戴在使用者的患侧手部；使用者的健侧手自主运动，所述感知设备感知使用者健侧手部的运动参数并向所述辅助运动设备发送；所述辅助运动设备通过所述运动参数识别使用者的健侧手部的运动趋势；所述辅助运动设备的运动控制系统根据所述运动趋势发送控制 信号 ，以控制所述手形 外骨骼 动作实现训练。本发明通过感知设备与辅助运动设备之间的搭配使用，实现镜像康复训练模式，将使用者健侧手的真实训练运动意图有效映射到使用者患侧手，以增强使用者的康复信心，获得良好的训练效果。，下面是手部康复训练系统及训练方法专利的具体信息内容。
1.一种手部康复训练方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1，将感知设备穿戴在使用者的健侧手部，辅助运动设备穿戴在使用者的患侧手部；
步骤2，使用者的健侧手自主运动，所述感知设备感知使用者健侧手部的运动参数并向所述辅助运动设备发送；
步骤3，所述辅助运动设备通过所述运动参数识别使用者的健侧手部的运动趋势；
步骤4，所述辅助运动设备的运动控制系统根据所述运动趋势发送控制信号，以控制所述手形外骨骼动作实现训练。
2.一种适用于权利要求1所述手部康复训练方法的手部康复训练系统，其特征在于：包括感知设备和辅助运动设备，所述感知设备用于供使用者穿戴在健侧手部，所述辅助运动设备用于供使用者穿戴在患侧手部；
所述感知设备用于感知使用者健侧手部的运动参数；
所述感知设备与所述辅助运动设备无线通信，以发送运动参数；
所述辅助运动设备根据接收到运动参数执行康复训练运动。
3.根据权利要求2所述的手部康复训练系统，其特征在于：所述感知设备包括感知手套本体及用于采集健侧手部的运动参数的第一采集控制系统；
所述第一采集控制系统包括第一弯曲度传感器、第一电阻电压转换模块、第一AVR单片机、第一nRF24L01无线通信模块、第一蓝牙模块和电源模块；
所述第一弯曲度传感器，设置在感知手套本体每个手指处，通过所述第一电阻电压转换模块连接到所述第一AVR单片机，以采集手部的运动参数；
所述第一AVR单片机连接所述第一nRF24L01无线通信模块，以实现与所述辅助运动设备的无线通信；
所述第一AVR单片机连接所述第一蓝牙模块，以实现与其它外部设备无线通信，发送运动参数；
所述电源模块，用于为所述感知设备提供工作电源。
4.根据权利要求3所述的手部康复训练系统，其特征在于，对所述感知设备进行参数配置时执行以下操作：
所述弯曲度传感器检测掌指关节MCP和近指关节PIP的弯曲角度，指间关节IP的弯曲角度由公式 给出；
配合指关节角度测量仪，当手指关节每弯曲至一个角度，分别记录所述感知设备测量的AD值与指关节角度测量仪读数；
经过多次反复测量后，收集每根手指的MCP、PIP、IP关节数据；
结合线性回归算法，对每根手指的关节数据进行学习，得出AD值与实际弯曲角度的映射模型。
5.根据权利要求2所述的手部康复训练系统，其特征在于：所述辅助运动设备包括手形外骨骼及用于控制所述手形外骨骼动作的运动控制系统；
所述手形外骨骼包括手指外骨骼及用于为所述手指外骨骼提供动力的舵机，所述手指外骨骼包括涡轮、舵机座、第一指段、第一连杆、第二指段、第二连杆和第三指段；
所述舵机通过所述涡轮固定连接所述舵机座的一端，所述涡轮固定连接所述舵机的输出轴，所述涡轮安装在所述舵机座内；
所述第一指段的一端设置有能够与所述涡轮啮合的蜗杆，所述第一指段设置蜗杆的一端与所述舵机座另一端的下部铰接；
所述第二指段设计为倒三角形，所述第二指段的第一底角端与所述第一指段的另一端铰接，所述第二指段的第二底角端与所述第三指段铰接；
所述第一连杆的一端铰接在所述舵机座另一端的上部，所述第一连杆的另一端贯穿所述第一指段与所述第二指段的顶角端铰接；
所述第二连杆的一端铰接在所述第二指段的第一底角端，所述第二连杆的另一端贯穿所述第二指段与所述第三指段铰接；
所述运动控制系统包括电源单元、稳压单元、主控单元、舵机驱动板和第二nRF24L01无线通信单元；
所述主控单元通过所述舵机驱动板驱动连接各个手指外骨骼的舵机；
所述主控单元还连接所述第二nRF24L01无线通信单元，以接收所述感知设备发送的运动参数；
所述电源单元通过所述稳压单元向所述运动控制系统提供电源。
6.根据权利要求5所述的手部康复训练系统，其特征在于：
所述辅助运动设备的运动耦合关系为 ，其中，PIP为近指关节的弯曲角
度，IP为指间关节的弯曲角度。
7.根据权利要求6所述的手部康复训练系统，其特征在于：所述手指外骨骼贴近手指一侧设置有压力传感器，所述压力传感器与所述主控单元连接，用于采集训练时所述手指外骨骼与手指之间的作用力。
8.根据权利要求2所述的手部康复训练系统，其特征在于：该手部康复训练系统还包括康复评估设备，所述康复评估设备，在康复评估时佩戴在使用者的患侧手上以监测使用者的患侧手部的手指康复指标，通过与康复管理平台网络连接上传手指康复指标进行康复情况的可视化与智能评估。
9.根据权利要求8所述的手部康复训练系统，其特征在于：所述康复评估设备包括康复评估手套本体及用于手指康复指标监测的监测控制系统；
所述监测控制系统包括有第二弯曲度传感器、薄膜压力传感器、稳压电源模块、第二AVR单片机、第二蓝牙模块和第二电阻电压转换模块；
所述第二弯曲度传感器，设置在康复评估手套本体每个手指处；所述薄膜压力传感器，设置在康复评估手套本体的指尖处；所述第二弯曲度传感器和所述薄膜压力传感器通过所述第二电阻电压转换模块连接到所述第二AVR单片机，以采集手部的康复指标参数；
所述第二AVR单片机连接所述第二蓝牙模块，以实现与移动终端无线通信，并通过所述移动终端与康复管理平台网络连接，以发送康复指标参数；
所述稳压电源模块，用于为所述康复评估设备提供工作电源。
10.根据权利要求9所述的手部康复训练系统，其特征在于，通过康复管理平台进行康复情况的可视化与智能评估执行如下操作：
先确定使用者需要评测的左手或右手；
康复评估设备检测出使用者的运动参数数据，发送给移动终端，并通过移动终端应用程序上传至康复管理平台；
应用程序通过蓝牙实时接收使用者的运动参数数据并及时反馈显示；
使用者的运动参数数据通过智能评测模型评测使用者的每一次的运动是否正常，并且通过动态表格的方式实时显示给使用者及医生查看；
所述智能评测模型采用基于随机森林的决策方法，首先将使用者的多项运动参数数据分类为三部分：灵活度、肌力、运动时间；对该数据进行标注后划分为及格或不及格两类，根据以上数据集的属性及分类建立如下决策树表头：
将多组运动参数数据进行随机抽样的方式构建决策树的输入部分，对数据进行处理后计算出每个属性的信息熵、关联熵及互信熵，最终构建决策树模型；
随机抽取上百组该决策树模型之后组建随机森林模型，然后对使用者的每一组数据进行智能化分为合格及不合格，然后通过对每个手指的合格及不合格的数据进行求概率得到每个手指的功能恢复指数；
将功能恢复指数通过表格的方式显示给医生及使用者查看。
手部康复训练系统及训练方法
技术领域
背景技术
发明内容
步骤1，将感知设备穿戴在使用者的健侧手部，辅助运动设备穿戴在使用者的患侧手部；
步骤2，使用者的健侧手自主运动，所述感知设备感知使用者健侧手部的运动参数并向所述辅助运动设备发送；
步骤3，所述辅助运动设备通过所述运动参数识别使用者的健侧手部的运动趋势；
步骤4，所述辅助运动设备的运动控制系统根据所述运动趋势发送控制信号，以控制所述手形外骨骼动作实现训练。
所述感知设备与所述辅助运动设备无线通信，以发送运动参数；
所述辅助运动设备根据接收到运动参数执行康复训练运动。
所述第一弯曲度传感器，设置在感知手套本体每个手指处，通过所述第一电阻电压转换模块连接到所述第一AVR单片机，以采集手部的运动参数；
所述第一AVR单片机连接所述第一nRF24L01无线通信模块，以实现与所述辅助运动设备的无线通信；
所述第一AVR单片机连接所述第一蓝牙模块，以实现与其它外部设备无线通信，发送运动参数；
所述电源模块，用于为所述感知设备提供工作电源。
配合指关节角度测量仪，当手指关节每弯曲至一个角度，分别记录所述感知设备测量的AD值与指关节角度测量仪读数；
经过多次反复测量后，收集每根手指的MCP、PIP、IP关节数据；
结合线性回归算法，对每根手指的关节数据进行学习，得出AD值与实际弯曲角度的映射模型。
所述运动控制系统包括电源单元、稳压单元、主控单元、舵机驱动板和第二nRF24L01无线通信单元；所述主控单元通过所述舵机驱动板驱动连接各个手指外骨骼的舵机；所述主控单元还连接所述第二nRF24L01无线通信单元，以接收所述感知设备发送的运动参数；所述电源单元通过所述稳压单元向所述运动控制系统提供电源。
康复评估设备检测出使用者的运动参数数据，发送给移动终端，并通过移动终端应用程序上传至康复管理平台；
应用程序通过蓝牙实时接收使用者的运动参数数据并及时反馈显示；
使用者的运动参数数据通过智能评测模型评测使用者的每一次的运动是否正常，并且通过动态表格的方式实时显示给使用者及医生查看；
所述智能评测模型采用基于随机森林的决策方法，首先将使用者的多项运动参数数据分类为三部分：灵活度、肌力、运动时间；对该数据进行标注后划分为及格或不及格两类，根据以上数据集的属性及分类建立如下决策树表头：
将多组运动参数数据进行随机抽样的方式构建决策树的输入部分，对数据进行处理后计算出每个属性的信息熵、关联熵及互信熵，最终构建决策树模型；
随机抽取上百组该决策树模型之后组建随机森林模型，然后对使用者的每一组数据进行智能化分为合格及不合格，然后通过对每个手指的合格及不合格的数据进行求概率得到每个手指的功能恢复指数；
将功能恢复指数通过表格的方式显示给医生及使用者查看。
具体实施方式
所述第一弯曲度传感器，采用基于电阻的柔性传感器，设置在感知手套本体每个手指处，通过所述第一电阻电压转换模块连接到所述第一AVR单片机，以采集手部的运动参数；
所述第一AVR单片机连接所述第一nRF24L01无线通信模块，以实现与所述辅助运动设备的无线通信；
所述第一AVR单片机连接所述第一蓝牙模块，以实现与其它外部设备无线通信，发送运动参数；
所述电源模块，用于为所述感知设备提供工作电源。
在极限弯曲条件下的阻值。
经过多次反复测量后，收集每根手指的MCP、PIP、IP关节数据；
结合线性回归算法，对每根手指的关节数据进行学习，得出AD值与实际弯曲角度的映射模型。
6、第二连杆7和第三指段8；
所述舵机1通过所述涡轮2固定连接所述舵机座3的一端，所述涡轮2固定连接所述舵机
1的输出轴，所述涡轮2安装在所述舵机座3内；
所述第一指段4的一端设置有能够与所述涡轮2啮合的蜗杆，所述第一指段4设置蜗杆的一端与所述舵机座3另一端的下部铰接；
所述第二指段6设计为倒三角形，所述第二指段6的第一底角端与所述第一指段4的另一端铰接，所述第二指段6的第二底角端与所述第三指段8铰接；
所述第一连杆5的一端铰接在所述舵机座3另一端的上部，所述第一连杆5的另一端贯穿所述第一指段4与所述第二指段6的顶角端铰接；
所述第二连杆7的一端铰接在所述第一指段4的另一端，所述第二连杆7的另一端贯穿所述第二指段6与所述第三指段8铰接。
所述主控单元还连接所述第二nRF24L01无线通信单元，以接收所述感知设备发送的运动参数；
所述电源单元通过所述稳压单元向所述运动控制系统提供电源。
步骤2，使用者的健侧手自主运动，所述感知设备感知使用者健侧手部的运动参数并向所述辅助运动设备发送；
步骤3，所述辅助运动设备通过所述运动参数识别使用者的健侧手部的运动趋势；
步骤4，所述辅助运动设备的运动控制系统根据所述运动趋势发送控制信号，以控制所述手形外骨骼动作实现训练。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 利用多传感系统检测针灸技法的装置及相应的方法 | 2020-05-08 | 899 |
| 一种气压驱动的力反馈和触觉反馈装置 | 2020-05-12 | 142 |
| 一种基于多人互联的VR显示系统 | 2020-05-14 | 253 |
| 一种ESD防护用品的检测系统及方法 | 2020-05-14 | 624 |
| 一种基于机器人的全方位自我调教理疗系统及其控制方法 | 2020-05-12 | 72 |
| 泄露率检测装置以及手套箱 | 2020-05-08 | 710 |
| 一种智能手套 | 2020-05-11 | 482 |
| 一种虚拟现实头戴交流装置及虚拟现实头戴交流系统 | 2020-05-14 | 309 |
| 一种手套印花装置 | 2020-05-12 | 536 |
| 一种基于VR模拟系统操控的数据手套 | 2020-05-13 | 812 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
