CN214181028U - 手部辅助康复机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了手部辅助康复机器人,属于康复设备技术领域，包括康复手套以及由多个柔性弯曲传感器、ADC数字转换器、第一STM32单片机和无线信号发射模块组成的动作感应器，还包括机械手本体以及由无线信号接收模块、第二STM32单片机以及AVR处理器组成的动作执行器，多个柔性弯曲传感器分别与康复手套的手指部固定连接，柔性弯曲传感器的信号输出端与ADC数字转换器电性连接，ADC数字转换器的输出端与第一STM32单片机的I/O接口电性连接。本实用新型，能够实现机械手指对人手指动作的映射与模拟，而且由患者自主控制康复训练动作，无需理疗师操作控制，进一步增强了康复效果，有利于辅助患者恢复患肢。
Description
技术领域
本实用新型涉及康复设备技术领域，尤其涉及手部辅助康复机器人。
背景技术
临床证实，在肢体手术后或者脑神经损伤的早期康复及自发恢复期间，实施连续被动运动可以补偿患者主动运动的不足，增大其肢体活动度，同时减少相应的并发症。如果可以辅助患者的手指进行运动，则可以增加患者手指的运动恢复速度手部功能障碍患者数量不容忽视，其对康复器材的需求也是多种多样，而目前普遍使用的镜像疗法是一种基于视觉刺激，利用平面镜成像原理，让患者想象患侧运动，结合康复训练项目而成的治疗手段。
目前，传统的手部恢复疗法需要有专业的医生或理疗师进行康复指导，且训练模式的规范性、统一性较难量化，影响康复效果的稳定性，并且用于辅助患者手部恢复的机器人也由理疗师进行操作，使得患者无法结合健肢自行进行恢复锻炼。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中训练模式的规范性、统一性较难量化，影响康复效果的稳定性，并且用于辅助患者手部恢复方机器人也由理疗师进行操作，使得患者无法结合健肢自行进行恢复锻炼的问题，而提出的手部辅助康复机器人。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
手部辅助康复机器人，包括康复手套以及由多个柔性弯曲传感器、ADC数字转换器、第一STM32单片机和无线信号发射模块组成的动作感应器，还包括机械手本体以及由无线信号接收模块、第二STM32单片机以及AVR处理器组成的动作执行器，多个所述柔性弯曲传感器分别与康复手套的手指部固定连接，所述柔性弯曲传感器的信号输出端与ADC数字转换器电性连接，所述ADC数字转换器的输出端与第一STM32单片机的I/O接口电性连接，所述无线信号发射模块与第一STM32单片机电性连接，所述无线信号接收模块与第二STM32单片机的I/O接口电性连接，所述AVR处理器的输入端与第二STM32单片机的I/O接口电性连接，所述AVR处理器的输出端与机械手本体上伺服微电机的电力输入端电性连接。
优选的，所述第一STM32单片机使用ADC数字转换器采集柔性弯曲传感器采集到的手指弯曲数据，经过卡尔曼滤波算法进行计算，得出手指的运动角度与位置的数据，对数据打包后使用第一STM32单片机写入的MQTT协议进行封装，所述第一STM32单片机通过无线信号发射模块将封装后的数据传输至无线信号接收模块。
优选的，所述无线信号接收模块与第二STM32单片机电性连接建立通讯，所述第二STM32单片机收到无线信号接收模块的信号后，将柔性弯曲传感器采集的信号传输至AVR处理器，所述AVR处理器将信号对应传输至机械手本体上的伺服微电机。
优选的，所述机械手本体上的AVR处理器对第二STM32单片机传输的数据进行解压分析，分析后通过各通信串口实时输出PWM波，输出的PWM波控制机械手本体上各个舵机伺服微电机运动。
与现有技术相比，本实用新型提供了手部辅助康复机器人，具备以下有益效果：
1、该手部辅助康复机器人，通过设有的康复手套和动作感应器，使用者的健康手佩戴装有柔性弯曲传感器柔性弯曲传感器、ADC数字转换器、第一STM32单片机和无线信号发射模块组成的动作感应器的手套做动作，第一STM32单片机使用ADC数字转换器采集弯曲传感器数据，经过卡尔曼滤波算法进行计算，得出手指的运动角度与位置，打包过后的数据使用MQTT协议封装，由第一STM32单片机通过无线信号发射模块传输到机器手本体上的第二STM32单片机上，机器手本体上的AVR处理器对ADC数字转换器打包的数据进行解压分析，通过串口通信实时输出PWM控制机器手本体上各个舵机的运动，实现机械手指对人手指动作的映射与模拟，而且由患者自主控制康复训练动作，在配合传统镜像疗法，进一步增强了康复效果，有利于辅助患者恢复患肢。
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本实用新型，能够实现机械手指对人手指动作的映射与模拟，而且由患者自主控制康复训练动作，无需理疗师操作控制，进一步增强了康复效果，有利于辅助患者恢复患肢。
附图说明
图1为本实用新型提出的手部辅助康复机器人的结构示意图；
图2为本实用新型提出的手部辅助康复机器人的***图。
图中：1动作感应器、2康复手套、3械手本体、4动作执行器、5柔性弯曲传感器、6ADC数字转换器、7第一STM32单片机、8无线信号发射模块、9无线信号接收模块、10第二STM32单片机、11 AVR处理器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
参照图1-2，手部辅助康复机器人，包括康复手套2以及由多个柔性弯曲传感器5、ADC数字转换器6、第一STM32单片机7和无线信号发射模块8组成的动作感应器1，还包括机械手本体3以及由无线信号接收模块9、第二STM32单片机10以及AVR处理器11组成的动作执行器4，多个柔性弯曲传感器5分别与康复手套2的手指部固定连接，柔性弯曲传感器5的信号输出端与ADC数字转换器6电性连接，ADC数字转换器6的输出端与第一STM32单片机7的I/O接口电性连接，第一STM32单片机7使用ADC数字转换器6采集柔性弯曲传感器5采集到的手指弯曲数据，经过卡尔曼滤波算法进行计算，得出手指的运动角度与位置的数据，对数据打包后使用第一STM32单片机7写入的MQTT协议进行封装，第一STM32单片机7通过无线信号发射模块8将封装后的数据传输至无线信号接收模块9，无线信号发射模块8与第一STM32单片机7电性连接，无线信号接收模块9与第二STM32单片机10的I/O接口电性连接，无线信号接收模块9与第二STM32单片机10电性连接建立通讯，第二STM32单片机10收到无线信号接收模块9的信号后，将柔性弯曲传感器5采集的信号传输至AVR处理器11，AVR处理器11将信号对应传输至机械手本体3上的伺服微电机，AVR处理器11的输入端与第二STM32单片机10的I/O接口电性连接，AVR处理器11的输出端与机械手本体3上伺服微电机的电力输入端电性连接，机械手本体3上的AVR处理器11对第二STM32单片机10传输的数据进行解压分析，分析后通过各通信串口实时输出PWM波，输出的PWM波控制机械手本体3上各个舵机伺服微电机运动。
本实用新型中，使用时，使用者的健康手佩戴装有柔性弯曲传感器5柔性弯曲传感器5、ADC数字转换器6、第一STM32单片机7和无线信号发射模块8组成的动作感应器1的手套做动作，第一STM32单片机7使用ADC数字转换器6采集弯曲传感器5数据，经过卡尔曼滤波算法进行计算，得出手指的运动角度与位置，打包过后的数据使用MQTT协议封装，由第一STM32单片机7通过无线信号发射模块8传输到机器手本体3上的第二STM32单片机10上，机器手本体3上的AVR处理器11对ADC数字转换器6打包的数据进行解压分析，通过串口通信实时输出PWM控制机器手本体3上各个舵机的运动，实现机械手指对人手指动作的映射与模拟，而且由患者自主控制康复训练动作，在配合传统镜像疗法，进一步增强了康复效果，有利于辅助患者恢复患肢。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.手部辅助康复机器人，其特征在于，包括康复手套(2)以及由多个柔性弯曲传感器(5)、ADC数字转换器(6)、第一STM32单片机(7)和无线信号发射模块(8)组成的动作感应器(1)，还包括机械手本体(3)以及由无线信号接收模块(9)、第二STM32单片机(10)以及AVR处理器(11)组成的动作执行器(4)，多个所述柔性弯曲传感器(5)分别与康复手套(2)的手指部固定连接，所述柔性弯曲传感器(5)的信号输出端与ADC数字转换器(6)电性连接，所述ADC数字转换器(6)的输出端与第一STM32单片机(7)的I/O接口电性连接，所述无线信号发射模块(8)与第一STM32单片机(7)电性连接，所述无线信号接收模块(9)与第二STM32单片机(10)的I/O接口电性连接，所述AVR处理器(11)的输入端与第二STM32单片机(10)的I/O接口电性连接，所述AVR处理器(11)的输出端与机械手本体(3)上伺服微电机的电力输入端电性连接。
2.根据权利要求1所述的手部辅助康复机器人，其特征在于，所述第一STM32单片机(7)使用ADC数字转换器(6)采集柔性弯曲传感器(5)采集到的手指弯曲数据，经过卡尔曼滤波算法进行计算，得出手指的运动角度与位置的数据，对数据打包后使用第一STM32单片机(7)写入的MQTT协议进行封装，所述第一STM32单片机(7)通过无线信号发射模块(8)将封装后的数据传输至无线信号接收模块(9)。
3.根据权利要求1所述的手部辅助康复机器人，其特征在于，所述无线信号接收模块(9)与第二STM32单片机(10)电性连接建立通讯，所述第二STM32单片机(10)收到无线信号接收模块(9)的信号后，将柔性弯曲传感器(5)采集的信号传输至AVR处理器(11)，所述AVR处理器(11)将信号对应传输至机械手本体(3)上的伺服微电机。
4.根据权利要求3所述的手部辅助康复机器人，其特征在于，所述机械手本体(3)上的AVR处理器(11)对第二STM32单片机(10)传输的数据进行解压分析，分析后通过各通信串口实时输出PWM波，输出的PWM波控制机械手本体(3)上各个舵机伺服微电机运动。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022413851.2U CN214181028U (zh) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | 手部辅助康复机器人 |
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| CN202022413851.2U CN214181028U (zh) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | 手部辅助康复机器人 |
Publications (1)
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| CN214181028U true CN214181028U (zh) | 2021-09-14 |
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ID=77643170
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| CN202022413851.2U Active CN214181028U (zh) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | 手部辅助康复机器人 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN214181028U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114161435A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-03-11 | 贵州大学 | 助老机械控制手套设备 |
| CN114404228A (zh) * | 2022-01-29 | 2022-04-29 | 福州大学 | 一种基于软体驱动器的康复手套 |
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2020
- 2020-10-27 CN CN202022413851.2U patent/CN214181028U/zh active Active
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| CN114161435A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-03-11 | 贵州大学 | 助老机械控制手套设备 |
| CN114404228A (zh) * | 2022-01-29 | 2022-04-29 | 福州大学 | 一种基于软体驱动器的康复手套 |
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