手部功能康复机器人研究最新进展

手指训练的康复机械手设计

2009机电工程技术年第38卷第02期图1 装置的各个机械部件手指训练的康复机械手设计梁字辉，周宏甫（华南理工大学，广东广州 560140）收稿日期：2008－09－13 ，协助患者完成指骨三个关节的屈伸运动，且三个关节的运动彼此独立。。；设计文献标识码：A 文章编号：1009－9492(2009)02－0084－02 1概述各种神经肌肉紊乱如中风等导致手部偏瘫功能丧失是很常见的，而手部的屈伸运动又是最经常受损的机动功能，这严重影响了患者的个人自理能力，给社会和家庭造成较大负担。研究表明除必要的药物介入外，适当的运动训练对患者肢体功能的恢复有很大的辅助作用［1］。机器人装置被引入以协助患者完成运动训练。康复机器人是工业机器人和医用机器人的结合，最终目标是恢复人体肌体组织的运动功能，实现肌体组织的自然化动作［2］。从功能上可分为康复训练机器人和辅助型康复机器人，康复训练机器人的主要功能是帮助患者完成各种运动功能恢复训练，如手臂运动训练、行走训练、脊椎训练运动等。康复机器人技术在欧美国家得到普遍重视［4］。本文针对手部偏瘫患者设计了一种手部辅助训练装置协助患者完成指骨的屈伸运动。该装置由电机驱动，可使指骨的三个关节各自独立运动。 2外骨胳康复机械手的体系结构该康复机械手由三个彼此独立的装置组成，三个部分设计基本相同，独立完成指骨一个关节的屈伸运动。每一部分主要由一对相互啮合的齿轮及其它附属零部件组成。整个装置的各个组成部分如图1所示。小齿轮由一个微型主流电机带动，利用齿轮的啮合运动带动大齿轮，大齿轮后方附有一连接臂随大齿轮一起作圆周运动。连接臂的另一端焊接在一对金属夹棒上，金属加持棒紧贴手指关节末端的上下两侧。正是加持棒随大齿轮的圆周运动实现手指关节的屈伸运动，电机的正反转动完成手指的屈伸运动，整个装置的装配图如图2所示，为组装后的完整装置。 3外骨胳康复机械手的外骨胳设计整个装置由三个相互独立的关节组成，实现整个手指的屈伸运动。如图3所示。图2单个完整装置研究与开发

手部功能康复训练

第六节手部一、手的解剖生理特点手有五指,即拇指、示指、中指、环指与小指。拇指无论就是解剖结构还就是运动轨迹,与其它四指都有明显不同,就是一个独立的功能单位。示、中、环、小指通称为手指。手指就是由掌骨与近、中、远三节指骨所组成。掌指关节就是一个多轴关节,可行屈伸、内收外展与回旋运动。其关节囊松弛,两侧由侧副韧带与副侧副韧带加强。远、近指间关节的软组织结构与掌指关节相似,也有关节囊、掌板、侧副韧带与副侧副韧带,但它们都就是单轴关节,只具有单一的屈伸运动。二、手部关节的功能位及活动范围 1.手部关节的正常体位 (1)手部关节的功能位:手指自然屈曲65°。 (2)手部关节的中立位:手指完全伸直。 2.手部关节的活动范围 (1) 拇指掌腕关节活动范围:拇指掌侧外展60°,内收0°。拇指桡侧外展60°,内收0°(图1-6-1)。图1-6-1(1) 图1-6-1(2) 图1-6-1拇指掌腕关节活动范围 (2)拇指掌指关节活动范围:拇指掌指关节屈曲30°～40°。拇指掌指关节伸展0°(图1-6-2)。图1-6-2(1) 图1-6-2(2) 图1-6-2拇指掌指关节活动范围 (2) 拇指指间关节活动范围:拇指指间关节屈曲80°～90°。拇指指间关节伸展0°(可过伸10～20°)(图1-6-3)。图1-6-3(1) 图1-6-3(2) 图1-6-3拇指指间关节活动范围 (3) 手指的活动范围:掌指关节屈曲90°,伸展0°(图1-6-4)。图1-6-4手指的活动范围 (4) 远侧指间关节屈曲110°,伸展0°(图1-6-5)。图1-6-5远侧指间关节活动范围 (5) 近侧指间关节屈曲80～90°,伸展0°(图1-6-6)。图1-6-6近侧指间关节三、手部关节的锻炼方法 1.手部关节的主动锻炼方法:(1)腕关节的背伸、掌屈。(2)桡偏、尺偏。(3)前臂旋前、旋后。 (4)掌指与指间关节的屈伸。(5)掌指与指间关节同时伸直、同时屈曲。(6)手指内收与外展。 (7)拇指外展与内收。(8)拇指与其它指的对指。(9)拇指屈伸。 2.应达到的功能:(1)拇指腕掌关节为一鞍状关节,有一定的屈、伸、内收、外展及旋转活动度。 (2)示、中、环、小指掌指关节可屈曲90°,并有内收及外展运动。(3)近侧及远侧指间关节分别可屈曲120°及60°。四、手的康复治疗: 手就是运动器官,在生活与劳动中最易遭受创伤。手外伤后的功能障碍就是因瘢痕挛缩、肌腱粘连、肿胀、关节僵直、肌肉萎缩、组织缺损、伤口长期不愈等造成的运动与感觉障碍,康复治疗的早期介入,使手外伤病人的手术效果与功能恢复有了明显的提高。 1.手内部肌力练习:采用皮球及橡皮筋练习,可对指屈、伸肌进行训练,也可对所有手内部肌进行训练,练习时,尽量用力捏皮球或挑动橡皮筋网,维持10s。 (1)捏皮球练习(图1-6-7)。

-功能锻炼及康复指导

功能锻炼及康复指导随着康复医学的发展，功能锻炼在骨折康复中的重要性越来越被人们广泛重视。对骨折或关节损伤后的患者应以恢复原有功能，降低致残率及残疾程度为根本目的。根据康复护理的原则，护理行为或护理程序，都是直接针对患者的具体情况而进行的。一、功能锻炼的意义及原则功能锻炼是通过患者主动活动和被动活动，维持肌肉、关节活动，防止肌肉萎缩、关节僵硬，促进血液循环，预防畸形，最大范围地恢复功能，最大程度地降低致残率。患肢是康复护理地重点，对骨折或关节损伤的患者虽然采取的主要治疗方法是复位固定，但是如果只注意固定而忽视了功能锻炼，可能会使患者本应该恢复的功能得不到恢复，甚至造成残疾，其严重程度远远超过原发损伤。康复锻炼必须积极地科学地进行，讲清原理，动作轻柔，由易到难，循序渐进。二、功能锻炼地临床作用 1、促进肿胀消失：肿胀是外伤后的炎症反应： (1)体液渗出→肌肉痉挛→静脉血液及淋巴淤滞→回流障碍→肿胀肢体。 (2)肌肉收缩→加速血液循环→肿胀消退→疼痛减轻。 2、减少肌肉萎缩程度：肢体废用必然导致肌肉萎缩，锻炼可避免肌肉萎缩，并使大脑始终保持对有关肌肉的支配。 3、防止关节僵硬粘连：肌肉不活动→静脉淋巴淤滞→水肿→浆液纤维蛋白渗出→滑膜粘连。 4、促进骨愈合过程的正常发展：肌肉代谢产生乳酸→刺激血管→血管扩张→促进循环→新生血管较快成长→促进骨痂形成、强固骨痂→骨折愈合、早期活动关节面。三、运动方案制定针对每个患者的运动能力、损伤性质、骨折的部位和类型、年龄及身体素质等制定运动方法及运动量。运动方案应做到个体化，对于运动的设计是按要达到目的来进行的。（一）基本步骤 1、骨折早期的功能康复锻炼（伤后1－2周）此期特点局部反应大，肿胀明显，骨痂尚未形成。骨折断端虽颈2整复，但不稳定，有时会有轻度侧方移位或成角畸形。骨折并发的软组织损伤尚需修复，局部疼痛，肢端肿胀仍存在。所以此期锻炼的方法是关节不活动的情况下，以肌肉的主动收缩和舒张练习为主，即静力练习。（1）锻炼上肢肌肉的方法：用力握拳和充分伸直五指，反复交替进行，增强手的握力。（2）锻炼下肢肌肉的方法：股四头肌的等长收缩，增强臀大肌、股四头肌和小腿三头肌的力量；用力做踝关节背伸、跖屈及伸屈足趾，促进血液回流，防止肌肉废用性萎缩。（3）被动活动：向心性按摩，改善血液循环，减轻肢体肿胀。 2、骨折中期的功能康复锻炼（伤后3－6周）此期特点是，骨折肢体肿胀和疼痛已明显减轻，软组织损伤基本修复，骨痂已逐步形成，骨折断端初步连接，接近临床愈合。（1）此期在医护人员或健肢的帮助下进行肢体活动，继续做肌肉舒缩锻炼，逐

康复机器人-设计工程规划书

设计题目：基于索驱动的康复训练仿人机械臂 1 项目的背景和意义近年来，由于各种原因导致肢体残障的人士越来越多。目前造成残障的主要原因有三。其一，由于灾害事故造成肢体残障。由中国康复研究中心完成的北京市脊髓损伤流行病学调查结果显示，我国每年有近十万新增肢体残疾病人，我国残疾人口总数为8296 万，占总人口的 6.34%，涉及 2.6 亿家庭人口。其二，由于人口老龄化导致瘫痪。据第六次人口普查报告可知，截止2010 年我国60 岁以上的老年人已超过 1.78 亿，占总人口的13.26%，比第五次人口普查上升2.93 个百分点；65 岁以上的老年人达到1.19 亿，占总人口的8.87%，比第五次人口普查上升1.91 个百分点。有关部门预计，从2011年到2015 年，全国60 岁以上老年人将由 1.78 亿增加到2.21 亿，平均每年增加老年人860 万；老年人口比重将由13.3%增加到16%，平均每年递增0.54 个百分点，到2030 年全国老年人口规模将会翻一番。并且我国老年人中，长期卧床、生活不能自理的约有2700 万人，半身不遂的约有70 万人，82 万老年性痴呆病人中约有24万人长期卧床。其三，由于中风、脊髓损伤等疾病引起的肢体残障。中风的世界平均发病率为200/10万，且根据世界卫生组织统计，中国的中风发病率排名世界第一；对于脊髓损伤，国外报道其年发病率为每百万人口15~40例，我国上海市1991年统计的脊髓损伤发生率为34.3人/百万人，北京市2002年脊髓损伤发病率为60人/百万人。由于以上三点的形势比较严峻，导致残障人士越来越多。而残障人士由于生活不能自理，不仅给其自身造成了痛苦，而且对于其家庭和社会而言都带来了极大的负担，因此，残障人士的康复治疗越来越受社会关注。早期的康复治疗方式主要是通过理疗师一对一指导进行指导，不仅需要大量的康复治疗中心和理疗师，需要很高的成本，同时由于康复治疗中心离患者有一段距离，而这些残障人士一般又难以独立出行，如此会给患者及其家属造成很大的不便。因此，早期康复治疗的发展一直受到了很大的限制。而随着机器人的发展和康复机器人这一理念的提出，这一限制得到的缓解。由于康复机器人体积小，不需要单独的理疗师辅助治疗，可以方便患者自主在家庭使用，可以降低治疗的费用并且相对方便。这在缓解残障人士给社会带来的压力方面和缓解残障人士的痛苦方面，有着重大的意义。 2 国内外研究发展现状 2.1 康复机器人发展现状康复机器人涉及机械、电子、控制、生物、传感等多个方面，起步于20世纪80年代，美国、英国和加拿大在康复机器人方面的研究处于世界的领先地位。1990 年以前全球的56 个研究中心分布在5 个工业区内：北美、英联邦、加拿大、欧洲大陆和斯堪的纳维亚半岛及日本。1990年以后康复机器人的研究进入到全面发展时期。目前康复机器人的研究主要集中在康复机械手、医院机器人系统、智能轮椅、假肢和康复治疗机器人等几个方面。国内康复机器人由于存在技术含量低、产学研脱节、机械加工水平低等原因，使得目前国内的康复机器人主要还处于研究阶段。虽然在“十二五”

手功能康复——肌力和肌张力的平衡知识讲解

手功能康复——肌力和肌张力的平衡

手功能康复——肌力和肌张力的平衡脑卒中后的肌张力异常是一种很常见的现象，其中上肢和手的肌张力障碍严重影响到了患者的上肢功能恢复，成为了影响患者生活质量的重要因素。研究表明，卒中后肌张力障碍发生率高达17%-38% ，而其中4%-9%的痉挛状态为致残性。此外，从范围上来看，上肢的痉挛状态更为常见。对于治疗师来说，让患者的肌张力控制在合理的范围内是一项很困难的任务。当肌张力太低时，患者将不能支持自己或对抗身体各部分所受到的重力。当肌张力太高时，肌肉的张力会掩盖其肌力的真实表现，患者只能以刻板的模式费力地运动，所以，在手功能训练中，是增加肌力还是控制肌张力，需要很好的评估来决定更需要的是什么。一、重要概念区分【肌力】肌力是指肌肉收缩时产生的最大力量；肌力测试也可作为评价康复治疗疗效的重要指标之一；【肌张力】肌张力是指人体在安静休息的情况下，肌肉保持一定紧张状态的能力，它是维持身体各种姿势以及正常活动的基础；许多疾病与损伤常导致肌张力发生变化，表现为肌张力降低或肌张力增高，而影响肢体运动功能；

【痉挛】关于痉挛，一般公认的最清楚的定义是 Lance(1980)所阐述的：“痉挛是与速度相关的紧张性牵张反射（肌张力）增高，伴过度的肌腱收缩为特征的运动障碍，缘于牵张反射亢进，是上运动神经元综合征的一种。”肌力和肌张力相互抑制、相互促进。脑卒中患者大多数病例大部分时间，这二者是我中有你，你中有我紧密相连；只有少数病例或者小部分时间，这两者的问题会单独出现。这幅图很生动得阐述了感觉，肌力和肌张力的相互关系。肌力和肌张力以及感觉是共建我们人体运动模式的三个主要成分，缺一不可。运动控制中的感觉的作用不可忽视，张力性问题很多都是感觉运动系统的问题。如果患者在日常的活动中没有从微小的变化中感觉到关于其身体的充分信息，他将尝试提高他的感觉输入。一种方式是增加肌肉的张力，很像我们在光滑的或不稳的表面行走时所表现的那样。例如：当患者失去平衡的时候，其腕和手指屈肌表现出明显的张力增高。二、肌力和肌张力的评定 1.肌力的简单评定方法1983年，美国医学研究委员会在Lovett的MMT徒手肌力测定基础上进一步分细，对于被测肌力比某级稍强或稍弱时，以“+”和“-”来表示，这弥补了MMT的分级不足。（详见下表）此外，若检查时有痉挛加

康复机器人的系统设计

康复机器人是康复设备的一种类型。康复机器人技术早已广受世界各国科研工作者和医疗机构的普遍重视，其中以欧美和日本的成果最为显著。在我国康复医学工程虽然得到了普遍的重视，而康复机器人研究仍处于起步阶段，一些简单康复器械远远不能满足市场对智能化、人机工程化的康复机器人的需求，有待进一步的研究和发展。由于康复训练机器人要与人体直接相连，来带动肢体进行康复训练，所以对驱动器的安全性、柔性的要求较高。近年来，以气动元件柔性驱动器逐渐引起人们的重视，在医疗康复器械领域中得到越来越多的应用。本课题的研究目的是设计一种用于脑损伤、中风等病人的步态康复训练系统，帮助病人更好地进行康复训练，减轻他人的帮助，挺高效果。 1.2康复机器人的国内外研究现状在对有运动障碍的老人或残疾人进行治疗和康复的过程中，使用康复机器人可以解决好多问题：机器人的使用可以解决专业护理人员缺乏和医疗费用昂贵的问题，可以避免由于训练方法不科学和专业护理人员个人疏忽等主观原因引起的对病人的伤害，可供病人在家或工作场所使用，使病人获得更多的独立生活能力，提高了病人的生活质量等。康复机器人是一种自动化医疗康复设备，它以医学理论为依据，帮助患者进行科学而有效的康复训练，使患者的运动机能得到更快更好的恢复。目

机械毕业设计1006康复机器人的系统设计

第1章绪论 1.1概述据报道，我国60岁以上的老年人已有1.43亿，占全国人口的11％，到2050年将达到4.37亿。在老龄人群众中有大量的脑血管疾病或神经系统疾病患者，这类患者多数伴有偏瘫症状[1]。近年由于患心脑血管疾病使中老年患者出现偏瘫的人数不断增多，而且在年龄上呈现年轻化趋势。同时，由于交通运输工具的迅速增长，因交通事故而造成神经心痛损伤或者肢体损伤的人数也越来越多。在美国数以百万计的有神经科疾病病史和受到过意外伤害的患者需要进行康复治疗，仅以中风为例，每年大约有600，000中风幸存者，其中的二百万病人在中风后存在长期的运动障碍。随着国民经济的发展，这个特殊群体已得到了更多人的关注，为了提高他们的生活质量，治疗、康复和服务于他们的产品的技术和质量也在相应地提高。随着机器人技术和康复医学的发展，在欧洲、美国和日本等国家，医疗康复机器人的市场占有率呈逐年上升的趋势，仅预测日本未来机器人市场，2005年医疗、护理、康复机器人的市场份额约为250，000美元，而到2010年将上升到1，050，000美元，其增长率在机器人的所有应用领域中占据首位。因此，服务于四肢的康复设备的研究和应用有着广阔的发展前景[2]。康复机器人是康复设备的一种类型。康复机器人技术早已广受世界各国科研工作者和医疗机构的普遍重视，其中以欧美和日本的成果最为显著。在我国康复医学工程虽然得到了普遍的重视，而康复机器人研究仍处于起步阶段，一些简单康复器械远远不能满足市场对智能化、人机工程化的康复机器人的需求，有待进一步的研究和发展。由于康复训练机器人要与人体直接相连，来带动肢体进行康复训练，所以对驱动器的安全性、柔性的要求较高。近年来，以气动元件柔性驱动器逐渐引起人们的重视，在医疗康复器械领域中得到越来越多的应用。本课题的研究目的是设计一种用于脑损伤、中风等病人的步态康复训练 1

康复训练类辅助器具大全

康复训练类辅助器具 1．上肢训练辅助器具上肢训练辅助器具用于肩、上臂、前臂和手部的康复训练。(1)肩关节回旋训练器：进行肩关节旋转运动，扩大活动度，增强肩部肌肉力量。 (2)肩抬举训练器：通过将棍棒放置于不同高度，训练上肢抬举功能。可在棍棒两端悬挂沙袋，以增加抗阻力。 (3)肩梯：通过手指沿着阶梯不断上移，逐渐提高肩关节的活动范围，减轻疼痛。 (4)滑轮吊环训练器：增加肩关节的活动度，也可进行关节牵引及肌力训练。 (5)上肢推举训练器：提高上肢伸肌肌力、上肢关节活动度及协调活动能力。 (6)肘关节牵引椅：对肘关节持续牵引，用于肘关节屈伸活动障碍者。牵引的重量和方向，座椅高度、固定部位可随需要调整。(7)前臂旋转训练器：训练关节活动度，预防和改善前臂旋转功能受限。同时通过患者在不同阻力下的抗阻运动进行肌力及耐力训练。 (8)腕关节屈伸训练器：训练腕部关节活动范围及肌力。 (9)腕关节旋转器：训练腕关节旋转，改善关节活动度及增加肌力、耐力。 (10)复式墙拉力器：通过抗阻主动运动，提高肌力。关节活动度

训练，预防畸形全身肌肉、关节训练。 (11)系列哑铃：用于增强肌力和耐力。 (12)体操棒与抛接球：提高上肢活动范围，提高肢体协调控制能力和平衡能力。分立式和卧式2种。 (13)手支撑器：训练上肢支撑能力及从床到轮椅的移乘(身体转移)训练。 (14)手指肌力训练桌：用于手指肌力和关节活动度的训练。2．下肢训练辅助器具下肢训练辅助器具是用于训练下肢的辅助器具。 (1)下肢康复训练器：用于训练下肢关节活动范围和协调功能 (2)重锤式髋关节训练器：用于训练髋关节外展、内收的肌力。 (3)髋关节旋转训练器：通过足的画圈运动，改善髋关节的旋转功能。 (4)股四头肌训练椅：增强肌力及关节活动度训练，适用于膝关节受限。 (5)踝关节屈伸训练器：训练踝关节的活动度，矫正足下垂，足内外翻等，对站立功能障碍者的站立功能训练。 (6)踝关节训练器：矫正下肢姿势，防止足下垂，足内翻、足外翻等畸形。也可以进行站立训练。· (7)踝关节矫正板：用于矫正防止足下垂、足内翻、足外翻等畸形。 (8)踏步器：用于训练下肢活动范围和协调功能，有立式和坐式2种。

上肢康复机器人的结构毕业设计

摘要康复机器人是康复设备的一种类型，康复机器人技术早已广受世界各国科研工作者和医疗机构的普遍重视，其中以欧美和日本的成果最为显著。在我国康复医学工程虽然得到了普遍的重视，但是康复机器人研究仍处于起步阶段，一些简单康复器械远远不能满足市场对智能化、人机工程化康复机器人的需求，有待进一步的研究和发展。本文从使用的角度对人体上肢的运动原理进行了分析，设计出了一种坐式上肢康复训练机器人，用于心脑血管疾病致瘫或者意外事故所造成上肢损伤的患者作上肢及其相关关节的康复训练。本设计的康复机器人机身是由放置于平台上的机座，两根可伸缩的立柱和上横梁及其手柄组成，并在其各个组成部分上分别装上上肢屈伸机构、前后摆机构、分合机构和手腕旋转机构；各运动机构由单独的电机和减速器驱动，而传动机构的主件分别是传动轴、丝杠螺母副、同步齿形带传动副。康复机器人的立柱主要采用薄壁套筒，这样既减轻了重量，也使得丝杠螺母副能构得到套筒的固定和定位。整个设计主要要注意的主要问题是减重和减噪，避免整体结构过于庞大笨重。关键词：康复；上肢；结构设计；减重；噪音

ABSTRACT Rehabilitation robot is a type of rehabilitation facilities. Rehabilitation robotics have long been well received by the world scientists and the general importance of medical institutions, in which Europe and the United States and Japan, the results are the most significant. Medical Engineering in our country has been received widespread attention though, and rehabilitation robotics still in its infancy, some simple rehabilitation equipment is far from meeting intelligence, ergonomics of the rehabilitation robot needs to be further research and development. This perspective on the human body from the use of upper limb movement principle is analyzed，the seated upper extremity rehabilitation robot is designed , for the paralysis caused by cardiovascular diseases or accidents. The design of the rehabilitation robot body is placed on the platform base, two scalable columns and beams of the handle on the composition and its components are installed on the upper limb flexion which include separate and close agency, before and after agency, lifting agency and the wrist rotation agency; the every movement is driven by the separate drive motor and reducer, and the main parts are the shaft, screw nut pairs, timing belt, deputy. Rehabilitation robot column mainly adopts the thin wall sleeve, so as to reduce weight, also makes the lead screw nut pair can be fixed and the positioning sleeve. The design of the main attention to the major problem is the weight loss and noise reduction, avoid the whole structure is too bulky. Key words：rehabilitation；upper limb；structural design；Weight loss; noise

【CN109674625A】一种手指功能康复机器人【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910177895.9 (22)申请日 2019.03.10 (71)申请人郑州大学地址 450001 河南省郑州市高新区科学大道100号 (72)发明人逯鹏　朱西昆　任海川　王汉章　郭亚盛　邵彩玲　李福洋　周明阳　陈海洋　韩坤峰　张媛　刘超　吉潮鹏　 (51)Int.Cl. A61H 1/02(2006.01) (54)发明名称一种手指功能康复机器人(57)摘要本发明公开了一种手指功能康复机器人，包括机械架构、驱动模块、动力模块、主控模块、检测模块、康复评测模块、安全模块构成；其特征在于：所述的机械架构包括底座、大拇指竖直支架、食指中指竖直支架、大拇指水平支架、食指中指水平支架；所述的驱动模块包括大拇指指环、食指指环、中指指环，大拇指指套、食指指套、中指指套、鲍登线；所述的动力模块包括电机、电机固定轴、齿轮、皮带、滑块；所述的主控模块为STM32；所述的检测模块为角度传感器；所述的康复评测模块为压力传感器；所述的安全模块为表面肌电传感器；安全模块与主控模块通过SPI进行通信，康复评测模块通过USB接口与主控模块进行连接；本发明公开了一种针对脑卒中患者手功能障碍的手指功能康复机器人，依据该手指功能康复机器人设计了一种手指康复训练方法。权利要求书1页说明书5页附图3页CN 109674625 A 2019.04.26 C N 109674625 A

权　利　要　求　书1/1页CN 109674625 A 1.一种手指功能康复机器人，包括机械架构、驱动模块、动力模块、主控模块、检测模块、康复评测模块、安全模块构成；其特征在于：所述的机械架构包括底座、大拇指竖直支架、食指中指竖直支架、大拇指水平支架、食指中指水平支架；所述的驱动模块包括大拇指指环、食指指环、中指指环，大拇指指套、食指指套、中指指套、鲍登线；所述的动力模块包括电机、电机固定轴、齿轮、皮带、滑块；所述的主控模块为STM32；所述的检测模块为角度传感器；所述的康复评测模块为压力传感器；所述的安全模块为表面肌电传感器；安全模块与主控模块通过SPI通信，康复评测模块通过USB接口与主控模块连接。 2.根据权利要求1所述的一种手指功能康复机器人，其特征在于：所述的动力模块中，采用电机(M1)控制大拇指水平支架带动大拇指在水平方向进行康复训练；采用电机(M2)控制食指中指水平支架带动食指中指在水平方向进行康复训练。 3.根据权利要求1所述的一种手指功能康复机器人，其特征在于：所述的康复评测模块，结合手指弯曲角度和手指指腹部位压力数据进行康复评测。 4.根据权利要求1所述的一种手指功能康复机器人，其特征在于：所述的控制算法为压力反馈控制算法，该算法的步骤如下：①输入康复训练水平的初始速度V0，保护位压力阈值F0和康复训练次数N；②检测肌肉疲劳，若检测到肌肉疲劳，则停止康复训练，若未检测到肌肉疲劳，则主控芯片分析压力传感器数据F1；③判断压力传感器数据是否小于预设值，若压力传感器数据小于预设值F0，则主控芯片控制电机增大转角，若压力传感器数据大于预设值F0，则主控芯片控制电机减小转角；④压力传感器采集压力数据F2，判断F2与F1的差值绝对值是否在误差范围内，若差值绝对值不在误差范围，则执行步骤②，若差值绝对值在误差范围内，则输入竖直康复训练的初始速度V1；⑤输入竖直康复训练的初始速度V1；⑥再次检测肌肉疲劳，若检测到肌肉疲劳，则停止康复训练，若未检测到肌肉疲劳，则判断康复训练次数是否小于N；⑦若康复训练次数小于N次，则执行步骤⑥，若康复训练次数大于N，则手指康复训练结束，算法结束。 2

上肢康复机器人说明书

0 生产许可证：粤食药监械生产许20030845号产品标准号：YZB/粤0824－2010 肢体智能反馈训练系统A2 （商品名称：上肢康复机器人）说明书广州一康医疗设备实业有限公司

目录 1. 适用范围 (1) 2. 治疗指导 (1) 3. 安全须知 (1) 4. 符号说明 (2) 5. 简介 (2) 6. 功能特点 (3) 7. 规格标准 (4) 8. 设备操作说明 (6) 9. 软件操作说明 (8) 9.1 系统主界面 (8) 9.2 选择患者 (9) 9.3 训练设置 (11) 9.4 进入训练 (12) 9.5 训练信息 (13) 9.6 评估系统 (14) 9.7 评估报告 (14) 10. 清洁及维护 (16) 11. 保修条款 (16)

1. 适用范围适应上肢偏瘫及功能障碍的患者针对脑血管疾病、严重脑外损伤或其它的神经系统疾病造成上肢功能障碍及手术后恢复上肢功能的患者，如脑卒中、帕金森、脑血栓等。级以上肌力等级的偏瘫患者。由于是主动训练系统，所以要求患者的上肢至少要有微弱运动能力。肢体智能反馈训练系统A2是用于治疗的训练仪器，而非以诊断为目的的医疗设备。 2. 治疗指导根据患者的不同，治疗的目的可以是保持活动（预防治疗），或者手术、受伤后的康复。我们建议肢体智能反馈训练系统作为医生或治疗师开出的训练方案的一个部分。为了提高训练的积极性和追求更好的训练效果，我们建议利用强化的反馈训练进行具体任务的功能训练治疗。 3. 安全须知 ●肢体智能反馈训练系统只可以连接在与标牌上的规格相符的电源上。将设备连接在合适的电源插座中。（电源插座必须要有接大地） ●主机的信号输出部分与计算机连接时，必须用配套的USB线相连。 ●电源线的放置应该不影响行人，不会触及可移动的结构，并且不会被其他设备所损坏。不得使用损坏的电源线，只可以使用设备原装的电源线。 ●为了防止触电，肢体智能反馈训练系统不可以在潮湿或高温等恶劣环境中使用：仪器工作温度应在5℃～40℃，环境相对湿度应小于80%。 ●在首次使用时，应由医生或供应商展示如何操作此设备。 ●在设备运转过程中，不要靠近或试图卸下活动着的部分。 ●若患者在训练过程中或训练之后出现任何异常症状，要立即与医生联络。 ●只有当电源线插头从电源插座中完全拔出来以后，训练器才完全断电。 ●在打开外设备外壳之前，一定要将插头从插座中拔出。外壳打开时设备不可使用。 ●维修只可以由授权的专业人士进行。若设备有任何损坏、任何噪声或气味异常，立即停止训练，把电源切断，联系服务工程师。

偏瘫手功能康复训练法

偏瘫手功能康复训练法正常情况下，手功能的恢复要比其他部位慢一些，所以在进行康复训练的过程中需要全面出动，不仅要被动活动，还要仰卧位主动活动、坐位主动活动，效果才最好。 ★1.被动活动偏瘫上肢的主动运动恢复比较缓慢，因此，早期给予患者被动活动锻炼是非常必要的。早期被动活动可以向大脑传递患肢的相关信息，能更好地促进大脑的功能重组，加快患肢功能的恢复。被动活动还可以防止上面所提及的偏瘫上肢问题的产生，同时也可以防止偏瘫上肢发展成为典型的痉挛模式。下面介绍几种简单实用的被动活动的方法： ⑴仰卧位肩外旋和臂上举 l 患者仰卧，患腿屈曲，膝关节直立(髋无内外旋转)

l 举起患者的患臂，肘部伸直，使其超过头部，同时使肩胛带向前活动 l 然后打开患者的患手，展开手指，使拇指与四指分开 ⑵侧卧位上举 l 患者健侧卧位 l 上肢伸直上举，肩向外旋转 l 手掌朝向床头，拇指指向身后 l 治疗者用握手的方式握住患者的手，使患者的拇指在最外

面，并使患者的手腕向上翘(背伸) ⑶侧卧位活动肩胛骨 l 患者健侧卧位 l 治疗者一只手放在患者患侧肩胛骨上面，用另一只手和前臂支持患者的上肢，并使肩向外旋转和向前伸 l 然后，治疗者将患者的患侧肩胛骨向前和向后活动 ★ 2.仰卧位主动活动一旦患者肌肉功能有所恢复，就要让他开始尝试进行主动活动练习。但一定要从小范围、不太用力的活动开始，以免引发其

它部位的不必要的肌肉活动。开始时，治疗者要给予充分地帮助，等到患者有所进步再逐渐减少辅助量。 ⑴推举活动治疗者站在患者的患侧，一手扶患者肘部，使患肘伸直，另一手与患者的患手十指交叉相握(患者拇指在最外面)，在掌跟部压患者的上肢。将患者的患侧上肢上举90°，手腕背伸，手掌朝上。让患者向正上方推治疗者压在掌跟的手。注意患者的肩和头不要抬起。 ⑵肘屈伸活动治疗者一手扶住患者患侧的上臂，使其保持90°屈曲，另一手扶住患者的患手。让患者伸直肘关节，用手触碰治疗者的前额。然后，让患者将手慢慢放到健侧的肩部。再让患者将肘伸直，再次用手触碰治疗者的前额。如此反复练习。注意在整个过程中，患者的手要放松，手指要尽量张开。

手部功能康复训练

第六节手部一、手地解剖生理特点手有五指，即拇指、示指、中指、环指和小指.拇指无论是解剖结构还是运动轨迹，与其它四指都有明显不同，是一个独立地功能单位.示、中、环、小指通称为手指.手指是由掌骨和近、中、远三节指骨所组成.掌指关节是一个多轴关节，可行屈伸、内收外展和回旋运动.其关节囊松弛，两侧由侧副韧带和副侧副韧带加强.远、近指间关节地软组织结构与掌指关节相似，也有关节囊、掌板、侧副韧带和副侧副韧带，但它们都是单轴关节，只具有单一地屈伸运动. 二、手部关节地功能位及活动范围．手部关节地正常体位 ()手部关节地功能位：手指自然屈曲°. ()手部关节地中立位：手指完全伸直. ．手部关节地活动范围（）拇指掌腕关节活动范围：拇指掌侧外展°，内收°.拇指桡侧外展°，内收°（图）. 图() 图() 图拇指掌腕关节活动范围（）拇指掌指关节活动范围：拇指掌指关节屈曲°～°.拇指掌指关节伸展°（图）. 图() 图() 图拇指掌指关节活动范围（）拇指指间关节活动范围：拇指指间关节屈曲°～°.拇指指间关节伸展°（可过伸～°）（图）. 图（）图（）图拇指指间关节活动范围（）手指地活动范围：掌指关节屈曲°，伸展°（图）. 图手指地活动范围（）远侧指间关节屈曲°，伸展°（图）. 图远侧指间关节活动范围（）近侧指间关节屈曲～°，伸展°（图）. 图近侧指间关节三、手部关节地锻炼方法．手部关节地主动锻炼方法：（）腕关节地背伸、掌屈.()桡偏、尺偏.()前臂旋前、旋后.()掌指和指间关节地屈伸.()掌指和指间关节同时伸直、同时屈曲.()手指内收和外展.()拇指外展和内收.()拇指与其它指地对指.()拇指屈伸. ．应达到地功能:（）拇指腕掌关节为一鞍状关节，有一定地屈、伸、内收、外展及旋转活动度.（）示、中、环、小指掌指关节可屈曲°，并有内收及外展运动.（）近侧及远侧指间关节分别可屈曲°及°. 四、手地康复治疗：手是运动器官，在生活和劳动中最易遭受创伤.手外伤后地功能障碍是因瘢痕挛缩、肌腱粘连、肿胀、关节僵直、肌肉萎缩、组织缺损、伤口长期不愈等造成地运动和感觉障碍，康复治疗地早期介入，使手外伤病人地手术效果和功能恢复有了明显地提高. ．手内部肌力练习：采用皮球及橡皮筋练习，可对指屈、伸肌进行训练，也可对所有手内部肌进行训练，练习时，尽量用力捏皮球或挑动橡皮筋网，维持. （）捏皮球练习（图）. 图捏皮球练习

康复机器人的系统设计

康复机器人的系统设计哈尔滨工程大学本科生毕业论文第1章绪论 1.1 概述据报道，我国60岁以上的老年人已有1.43亿，占全国人口的11％，到 2050年将达到4.37亿。在老龄人群众中有大量的脑血管疾病或神经系统疾病 [1]患者，这类患者多数伴有偏瘫症状。近年由于患心脑血管疾病使中老年患者出现偏瘫的人数不断增多，而且在年龄上呈现年轻化趋势。同时，由于交通运输工具的迅速增长，因交通事故而造成神经心痛损伤或者肢体损伤的人数也越来越多。在美国数以百万计的有神经科疾病病史和受到过意外伤害的患者需要进行康复治疗，仅以中风为例，每年大约有600，000中风幸存者，其中的二百万病人在中风后存在长期的运动障碍。随着国民经济的发展，这个特殊群体已得到了更多人的关注，为了提高他们的生活质量，治疗、康复和服务于他们的产品的技术和质量也在相应地提高。随着机器人技术和康复医学的发展，在欧洲、美国和日本等国家，医疗康复机器人的市场占有率呈逐年上升的趋势，仅预测日本未来机器人市场，2005年医疗、护理、康复机器人的市场份额约为250，000美元，而到2010年将上升到1，050，000美元，其增长率在机器人的所有应用领域中占据首位。因此，服务于四肢的康复设备的研究和应用有着广阔的发展前景 [2]。康复机器人是康复设备的一种类型。康复机器人技术早已广受世界各国科研工作者和医疗机构的普遍重视，其中以欧美和日本的成果最为显著。在我国康复医学工程虽然得到了普遍的重视，而康复机器人研究仍处于起步阶段，一些简单康复器械远远不能满足市场对智能化、人机工程化的康复机器

人的需求，有待进一步的研究和发展。由于康复训练机器人要与人体直接相连，来带动肢体进行康复训练，所以对驱动器的安全性、柔性的要求较高。近年来，以气动元件柔性驱动器逐渐引起人们的重视，在医疗康复器械领域中得到越来越多的应用。本课题的研究目的是设计一种用于脑损伤、中风等病人的步态康复训练 1 哈尔滨工程大学本科生毕业论文系统，帮助病人更好地进行康复训练，减轻他人的帮助，挺高效果。 1.2 康复机器人的国内外研究现状在对有运动障碍的老人或残疾人进行治疗和康复的过程中，使用康复机器人可以解决好多问题：机器人的使用可以解决专业护理人员缺乏和医疗费用昂贵的问题，可以避免由于训练方法不科学和专业护理人员个人疏忽等主观原因引起的对病人的伤害，可供病人在家或工作场所使用，使病人获得更多的独立生活能力，提高了病人的生活质量等。康复机器人是一种自动化医疗康复设备，它以医学理论为依据，帮助患者进行科学而有效的康复训练，使患者的运动机能得到更快更好的恢复。目前，康复机器人已经广泛地应用到康复护理、假肢和康复治疗等方面，这不仅促进了康复医学的发展，也带动了相关领域的新技术和新理论的发展。康复机器人有两种：辅助型康复机器人和康复训练机器人。辅助型康复机器人主要是帮助肢体运动有困难的患者完成各种动作，该类产品有机器人轮椅、机器人护士、机器人假肢、机械外骨骼等。康复训练机器人的主要功能是帮助患者完成各种运动功能的恢复训练，该类产品有行走训练、手臂运动训练、脊椎运动训练等。康复机器人是康复医学和机器人技术的完美结合，康复机器人技术在欧

康复训练机器人驱动系统的设计

本科毕业设计（论文）通过答辩摘要船舶艉轴密封是一类特殊密封，主要特点是轴管直径较大，存在较大的横向和轴向振动。随着舰船的大型化和高速化，我国六十年代初开始实船应用的“油润滑橡胶环艉轴密封装置”在实船使用中损坏漏油情况较为严重。而磁流体密封技术是一种新的密封技术，具有寿命长、泄露量低、磨损少、结构简单、适合旋转轴的密封等特点，是解决船舶艉轴防水防油密封较为理想的方法。在水箱中输入2MPa压力的海水，模拟船舶艉轴带动螺旋桨在水箱中旋转。水箱壁和壳体分别安装压力表，对实验中不同部位的压力进行测量，得到各磁极处密封压力，分析磁流体密封装置密封能力的影响因素。利用不同基液的磁流体分别进行测试，分析不同基液的磁流体的密封性能。对实验结果进行分析得出，密封装置的密封能力受磁环性能、磁极齿型、密封间隙、磁流体性能、密封级数和艉轴转速等因素影响。设计高性能磁环、合理的齿型，选择较小的密封间隙、烷烃基的磁流体及合适的密封级数和转速，能够使模拟船舶艉轴密封装置实现较好密封。关键词：磁流体密封；耐压公式；密封装置 1

本科毕业设计（论文）通过答辩 Abstract Shipping Tailshaft Seal is a kind of special seal，the main characteristic is that it has a big shaft tube diameter, and there is more lateral and axial vibration. In our country，the shipping application of the "oil-lubricated stern rubber ring shaft seal" started to be used on the ship in the early 1960s.Along with the appearance of a larger and high-speed ships, it has been damaged more and more seriously. The technology of Magnetic Fluid Seal is a new method of seal，and it has a lot of advantages，such as a long life, low reveal quantity, little wear and tear, simple structure,suitable for the sealing high speed revolve an so on. Therefore it’s a ideal method for Shipping tailshaft seal. Accordingly,an imitative equipment of magnetic fluid seal of Shipping Tailshaft is designed on the basic achievements of former studies.It will be used to carry on sounding out research on the Shipping Tailshaft Seal with magnetic fluid. The mainly research and relative results as following: 1.Certain the total project of the shipping tailshaft seal with magnetic fluid. 2.Design the imitate equipment of magnetic fluid seal of Shipping tailshaft according to the pressure of seal. 3.Analyse and compute the device of equipment for sealing,and deduce the equation of anti-pressure of the magnetic fluid seal. 4.Make use of an experiment data to analysis the impact factor of the ability of Shipping tailshaft seal. 5.Draw a assemble diagram and spare parts diagrams of the imitate 1