[发明专利]一种康复机械手多模态报警装置与方法

说明书

本发明专利描述了一种康复机械手多模态报警装置与方法，主要模块包括了主模块、监测模块、报警模块三大模块。所述的主模块包括机械手机构、控制器、直线电机；监测模块包括薄膜压力传感器、三维角度传感器、单片机计时器、模数转换器；报警模块包括蜂鸣器和发光二极管。该装置可采集关节压力、关节角度、运动速率三种信息，根据所采集的信息做出判断，当超过安全阈值时，可发出报警信号并停止康复机械手运动，从而让患者在治疗过程中得到有效的保护。

技术领域

本发明专利涉及机械手运动监测领域，具体涉及一种康复机械手多模态报警装置与方法。

背景技术

康复机械手替代康复治疗师对手部功能损伤患者进行手部康复治疗的过程中，机械手有可能对人体造成安全问题，比如：在手部关节运动机理中，指关节是有一定的可运动范围的，如超出可运动范围，则有可能会造成患者手部的损伤；另外，由于患者在治疗过程中，有可能会发生痉挛现象，如不采取保护措施，则会令患者手部的损伤程度更加严重；但现今的康复机械手无针对此两种情况做出相对应措施，所以特提出一种康复机械手多模态报警装置与方法，来确保患者的安全。

发明内容

针对现有产品的不足，本发明专利提供了一种康复机械手多模态报警装置与方法，当指关节的角度运动范围或运动速率或关节压力超过阈值时，控制器激发蜂鸣器和发光二极管，发出声音报警及光报警并停止直线电机运动。

本发明专利提供一种康复机械手多模态报警装置与方法，包括了主模块和监测模块；主模块包括机械手机构、控制器、直线电机；监测模块包括薄膜压力传感器、三维角度传感器、单片机计时器、模数转换器；报警模块包括蜂鸣器和发光二极管。其中薄膜压力传感器套接在近指端，三维角度传感器搭载在近指端，薄膜压力传感器、三维角度传感器、单片机计时器与模数转换器相连，模数转换器相连与控制器相连。

可选的，监测模块对康复机械手指关节的运动角度、运动时间、关节压力进行采集，通过模数转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号，传送给控制器，控制器将接收到的角度和时间信息运算为角度运动速率及运动范围信息，并与预先设置好的运动速率阈值、运动范围阈值及关节压力阈值进行比较，当运动速率或运动范围或关节压力超出阈值时，控制器停止直线电机运动，蜂鸣器发生报警声音，发光二极管发出光报警。

可选的，还包括报警模块，报警模块包括蜂鸣器和发光二极管，控制器分别与蜂鸣器和发光二极管电性连接。，报警模块中使用蜂鸣器和发光二极管进行报警，控制器在对接收到的运动范围、运动速率及关节压力进行阈值比对后，如超出阈值要求，报警模块报警。

一种康复机械手多模态报警方法，步骤方法：

S1：控制器控制机械手辅助人体手指关节运动；

S2：监测模块采集关节角度信息、时间信息及关节压力信息，传送到控制器；

S3：控制器将接收到的数据与预先设置好的运动速率阈值、运动范围阈值和关节压力阈值进行比较并判断；

S4：当运动范围或运动速率或关节压力其中之一超出阈值时，控制器激发蜂鸣器和发光二极管，发出声音报警及光报警并停止直线电机运动。

与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：

本发明可对康复机械手的关节运动进行实时监测，可防止运动角度过大、运动速率过快及关节压力过大，并对医护人员提示，保障患者安全，避免对患者造成意外伤害。

附图说明

图1为本发明一种康复机械手多模态报警装置与方法的原理示意图；

图2为本发明一种康复机械手多模态报警装置与方法的工作流程图；

图3为本发明一种康复机械手多模态报警装置与方法的硬件装置示意图。

附图说明：001：直线电机；002：机械手机构；003：薄膜压力传感器；004：三维角度传感器。

具体实施方式