[发明专利]一种手部精细动作能力测试与训练装置

权利要求书

1.一种手部精细动作能力测试与训练装置，其特征在于：

包括：手臂托架(1)、手部托架(2)、控制盒(3)、测力传感器(4)、程控阻力源(5)、支撑台面(6)和测评分析软件(7)；手臂托架(1)、手部托架(2)、控制盒(3)和程控阻力源(5)固定在支撑台面(6)上；

所述手臂托架(1)，用于固定受试者手臂，由上臂托架(1-1)、阻尼铰链(1-2)、前臂托架(1-3)、滑块(1-4)、导轨(1-5)组成；上臂托架(1-1)通过阻尼铰链(1-2)与前臂托架(1-3)连接，前臂托架(1-3)下部安装滑块(1-4)，沿导轨(1-5)滑动，导轨(1-5)固定在支撑台面(6)上；使用时，根据受试者位姿和动作习惯，将受试者手臂绑缚在手臂托架(1)上，调节阻尼铰链(1-2)角度、滑块(1-4)位置后锁止；

所述手部托架(2)，用于支撑受试者手部，由加力末端(2-1)、托架本体(2-2)、角度传感器(2-3)、轴承套件(2-4)组成；加力末端(2-1)安装在托架本体(2-2)上，前后调节位置，托架本体(2-2)通过轴承套件(2-4)固定在支撑台面(6)上，托架本体(2-2)与轴承套件(2-4)之间安装有角度传感器(2-3)；使用时，根据受试者位姿和动作习惯，将受试者手掌绑缚在托架本体(2-2)上，调节加力末端(2-1)位置后锁止，受试者单个或多个手指自主牵拉穿过加力末端(2-1)的绳结，手腕摆动角度带动角度传感器(2-3)转动；

所述控制盒(3)获取测力传感器(4)和角度传感器(2-3)输出的信号，传输到测评分析软件(7)；

所述程控阻力源(5)输出端安装有测力传感器(4)，测力传感器(4)的另一端通过弹性零件、牵拉绳、滑轮组后，穿过加力末端(2-1)，为手指的力量测试、抗阻训练提供柔顺阻力；

测评分析软件(7)根据控制盒(3)获取的数据，获取测力传感器、角度传感器、牵拉绳长度变化信号，控制阻力输出，计算分析受试者指关节、腕关节力量水平与活动能力，进而分析手部精细动作能力；

测试前，根据受试者位姿和动作习惯，将受试者手臂绑缚在手臂托架上，调节阻尼铰链角度、滑块，使得受试者手部处于自由活动的位置后锁止；然后用绑带将受试者手掌按测试要求绑缚在手部托架，调加力末端位置，使得受试者手指处于自由活动后锁止；

手指活动测试过程中，受试者单个或多个手指自主牵拉穿过加力末端的绳结，通过滑轮作用到测力传感器上，控制盒检测滑轮转动和测力传感器输出，获取手指活动范围和力量信息；

其中，所述程控阻力源通过测力传感器、弹性零件、牵拉绳、滑轮组为手指、手掌的力量测试、抗阻训练提供柔顺阻力；

控制盒获取测力传感器、角度传感器输出的信号，传输到测试分析软件，计算分析受试者指关节、腕关节力量水平与活动能力，进而分析手部精细动作能力；

康复训练时，测试分析软件和控制盒根据康复训练方案和受试者当前状况，在软件界面上给出训练动作引导、自动设定程控阻力源输出，通过调整阻力源输出的阻力，使得受试者的指关节、腕关节活动过程中，受到不同程度的阻力，实现抗阻训练效果，提高受试者的康复训练过程的安全性和有效性。

2.根据权利要求1所述的一种手部精细动作能力测试与训练装置，其特征在于：所述控制盒(3)由信号采集部分和控制部分组成，采集测力传感器(4)和角度传感器(2-3)信号，牵拉绳长度、依据信号变化率，输出控制信号，控制程控阻力源(5)输出的阻力大小。

3.根据权利要求1所述的一种手部精细动作能力测试与训练装置，其特征在于：所述测评分析软件(7)根据设定测试训练姿势下测力传感器(4)和角度传感器(2-3)信号、牵拉绳长度，分别计算拉力、屈伸幅度和摆动角度，进而加权计算分析手部精细动作能力；所述的设定测试训练姿势包括单个手指屈曲钩拉、食指和拇指对捏拉力、腕关节屈伸、腕关节摆动。

4.根据权利要求1所述的一种手部精细动作能力测试与训练装置，其特征在于：使用时，受试者使用逐个手指、腕关节进行力量和活动度测试训练，或使用多个手指同时进行力量和活动度测试训练。