[发明专利]一种基于Leap Motion的健患侧协同手部训练系统

权利要求书

1.一种基于Leap Motion的健患侧协同手部训练系统，包括健侧信息采集模块、上位机控制模块、下位机控制模块和执行模块，其特征是：

所述的健侧信息采集模块包括用于采集人体健侧手部运动信息的Leap Mo tion设备，Leap Motion设备设于正对人体健侧手心下方的位置；

所述的执行模块是包含手部康复驱动装置和手部固定装置，手部固定装置是用于固定患者患侧手部的支架，手部康复驱动装置包括用于带动人体患侧手部运动的多个电机以及传动件；

上位机控制模块是用于对采集的健侧手部运动信息进行处理，同时完成坐标变换的控制系统，该系统是基于Processing开发环境，用于通过调用Leap Motion for Processing库函数实现对手部运动信息的提取，上位机控制模块与健侧信息采集模块通过数据线相连；

下位机控制模块是用于接收上位机控制模块采集的手部运动数据并转换为控制指令的控制电路，下位机控制模块包括依次相连的数控单元、传感单元和电机驱动单元，下位机控制模块与上位机控制模块通过串口相连，电机驱动单元与执行模块相连，传感单元设于手部固定装置上以检测手部康复驱动装置的运动状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于Leap Motion的健患侧协同手部训练系统，其特征是：所述的健侧信息采集模块还包括手部支撑装置，手部支撑装置是固定在桌面上的用于固定人体健侧小臂的硬质支架，Leap Motion设备在对应人体健侧手心下方的位置与手部支撑装置固定相连。

3.根据权利要求2所述的一种基于Leap Motion的健患侧协同手部训练系统，其特征是：所述的手部支撑装置上设有用于固定人体健侧手部的扎带，扎带上设有魔术贴。

4.根据权利要求1所述的一种基于Leap Motion的健患侧协同手部训练系统，其特征是：所述的执行模块还包含用于支撑和固定人体患侧小臂的复健支撑装置，复健支撑装置与固定康复驱动装置和手部固定装置固定相连，复健支撑装置固定在桌面上。

5.根据权利要求1所述的一种基于Leap Motion的健患侧协同手部训练系统，其特征是：所述的数控单元采用Arduino UNO作为控制器，用于接收上位机的手部运动信息，同时将手部运动信息转换为相应的控制指令。

6.根据权利要求5所述的一种基于Leap Motion的健患侧协同手部训练系统，其特征是：所述的Arduino UNO控制器还用于接收传感单元的信号，以实现整套设备的闭环控制。

7.根据权利要求5所述的一种基于Leap Motion的健患侧协同手部训练系统，其特征是：所述的电机驱动单元用于接收控制板发出的PWM波，控制电机进行运动，包括三个电机驱动器，分别与Arduino UNO控制板相连，每个电机驱动器与一个电机对应相连。

8.根据权利要求1所述的一种基于Leap Motion的健患侧协同手部训练系统，其特征是：所述的上位机控制系统可以对采集的手部运动信息中的异常值进行剔除，保证训练的安全性。

9.根据权利要求1所述的一种基于Leap Motion的健患侧协同手部训练系统，其特征是：所述的控制系统是电脑或者个人智能终端。

10.根据权利要求1所述的一种基于Leap Motion的健患侧协同手部训练系统，其特征是：所述的传感单元包括多个角度传感器、压力传感器、行程开关和电机编码器。