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摘要:本发明涉及一种含有电刺激功能的上肢康复治疗训练的便携式装置,包括手臂固定装置、手腕动力传动机构、上臂动力传动机构、电刺激装置及上位机;手臂固定装置用于固定手臂和手掌,上臂动力传动机构内含有上臂转动电机以及传感器;手腕动力传动机构内含有手腕径向运动电机以及传感器;电刺激装置包括肌电信号采集组件和功能性电刺激组件;上臂转动电机、手腕径向运动电机、传感器、肌电信号采集组件和功能性电刺激组件均与上位机连接;上位机接收并处理传感器的反馈信息,并控制上臂转动电机与手腕径向运动电机的运作;上位机接收肌电信号采集组件采集的肌电信号,并反馈给功能性电刺激组件,实现多维度多方面的上肢电刺激康复治疗训练。
主权项:1.一种含有电刺激功能的上肢康复治疗训练的便携式装置,其特征在于,包括手臂固定装置(1)、手腕动力传动机构(2)、上臂动力传动机构(3)、电刺激装置及上位机(6);所述手臂固定装置(1)用于固定手臂和手掌,所述上臂动力传动机构(3)与手臂固定装置(1)连接,所述上臂动力传动机构(3)用于带动手臂在肘关节处转动;所述手腕动力传动机构(2)设置在手臂固定装置(1)上,所述手腕动力传动机构(2)用于带动手掌在手腕处转动;所述上臂动力传动机构(3)内含有上臂转动电机(19)以及传感器;所述手腕动力传动机构(2)内含有手腕径向运动电机(25)以及传感器;所述上臂转动电机(19)、手腕径向运动电机(25)及传感器均与上位机(6)连接;所述上位机(6)接收并处理传感器的反馈信息,并控制上臂转动电机(19)与手腕径向运动电机(25)的运作;所述电刺激装置包括肌电信号采集组件和功能性电刺激组件;所述肌电信号采集组件和功能性电刺激组件均与上位机(6)连接;所述上位机(6)接收肌电信号采集组件采集的肌电信号,并进行处理,且反馈给功能性电刺激组件,所述功能性电刺激组件基于所述上位机(6)的指令实施对肌肉进行电流刺激,实现多维度多方面的上肢电刺激康复治疗训练;所述手臂固定装置(1)包括上臂支撑杆(31)、手腕运动机构壳体、手掌运动支撑架(28)及固定带(29),所述上臂支撑杆(31)与手掌运动支撑架(28)由手腕运动机构壳体相连,所述固定带(29)设置在上臂支撑杆(31)及手掌运动支撑架(28)上,用于将手臂和手掌进行固定;所述手腕运动机构壳体包括固定支撑板(20)和固定支撑板外壳体(30),所述固定支撑板(20)的下端通过螺母与上臂支撑杆(31)的上端相连,所述手掌运动支撑架(28)与固定支撑板(20)的上端相连,所述固定支撑板外壳体(30)包括前外壳体与后外壳体,所述前外壳体用于对上臂起到支撑作用,后外壳体用于覆盖手腕动力传动机构(2);所述上臂动力传动机构(3)包括上臂转动电机(19)、联轴器(16)及手臂旋转轴(12),所述手臂旋转轴(12)通过手臂旋转轴固定轴承(13)及联轴器(16)和上臂转动电机(19)连接,所述手臂旋转轴(12)与上臂支撑杆(31)连接,所述上臂转动电机(19)用于驱动手臂旋转轴(12)及上臂支撑杆(31)转动;所述上臂动力传动机构(3)还包括扭矩传感器(14)、上臂角度传感机构(17)、上臂转动电机零位调整机构(18)、上臂角度限位机构(15);所述扭矩传感器(14)连接在手臂旋转轴固定轴承(13)和联轴器(16)之间,所述扭矩传感器(14)与手臂旋转轴(12)同轴设置;所述上臂角度传感机构(17)由角度传感器与传动带构成,所述传动带将上臂转动电机(19)的转动轴与角度传感器相连,实现转动角度的测量;所述上臂转动电机零位调整机构(18)由磁铁固定带与零位传感器构成,磁铁固定带与上臂转动电机(19)同轴心安置,通过零位传感器来判断上臂转动电机(19)的初始位置是否正确;所述上臂角度限位机构(15)由限位块和带两翅的圆环限位结构组成,所述限位块的位置在联轴器(16)与扭矩传感器(14)相连处的正下方,所述圆环限位结构与联轴器(16)和扭矩传感器(14)同轴心,所述圆环限位结构以螺纹钉紧的方式进行实现与联轴器(16)和扭矩传感器(14)的固定,通过调节螺钉能够调整圆环限位结构的位置,从而实现圆环限位结构初始位置的调整;在圆环限位结构的伸出两翅位置各安装一个螺钉,用以实现限位与调节限位的功能,在转动过程中,当螺钉触及底部限位块时,则停止运动,实现角度限位的功能;所述手腕动力传动机构(2)包括手腕径向运动电机(25)、手腕运动角度传感器(26)、手腕扭矩传感器(23)及传感器固定台(21),所述传感器固定台(21)固定于固定支撑板(20)上,所述手腕扭矩传感器(23)安装在传感器固定台(21)上,所述手腕扭矩传感器(23)上连接有手腕扭矩传感器固定支架(22),在手腕扭矩传感器固定支架(22)上安装手腕径向运动电机(25),所述手腕径向运动电机(25)与手掌运动支撑架(28)同轴心连接,所述手腕径向运动电机(25)用于转动带动手掌运动支撑架(28)进行转动;所述手腕扭矩传感器(23)用于侧量手腕轴向运动时产生的扭矩;所述手腕运动角度传感器(26)与手掌运动支撑架(28)和手腕径向运动电机(25)同轴心连接,用于对手掌运动进行角度测量;在手掌运动支撑架(28)上留有一个磁铁安装位置,在手掌径向运动电机(25)的外壳上安装有霍尔传感器(27),通过磁铁与霍尔传感器(27)的相对位置来判定初始位置;在手掌运动支撑架(28)上,与磁铁安装位置相对称的位置安装有机械限位杆(24),所述机械限位杆(24)伸入到手掌径向运动电机(25)外壳的机械限位凹槽中,从而实现手掌径向运动的机械限位;所述电刺激装置包括中低脉冲治疗仪(33)和贴片电极(34),所述贴片电极(34)包括肌电信号采集电极和电刺激电极,所述中低脉冲治疗仪(33)和肌电信号采集电极构成肌电信号采集组件,所述中低脉冲治疗仪(33)和电刺激电极构成功能性电刺激组件;所述中低脉冲治疗仪(33)与上位机(6)连接;所述中低脉冲治疗仪(33)具有内置芯片,能够实现以下算法:基于肌电信号采集组件采集的表面肌电,通过肌电反馈电刺激算法进行处理,通过肌电信号的大小阈值进行实时的对比,从而实时地动态调节电刺激输出地大小,动态调节会依据患者个体差异,确定电刺激强度,从而实现电刺激辅助治疗。
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