本發(fā)明屬手部外骨骼，特別是涉及一種將壓力信號換位換模增加肢體感知的手部外骨骼。

背景技術(shù)：

1、中樞神經(jīng)系統(tǒng)或外周神經(jīng)系統(tǒng)損傷可導(dǎo)致肢體，特別是手部的感覺、運(yùn)動功能出現(xiàn)異常。中樞系統(tǒng)損傷如腦出血、腦梗等腦卒中會出現(xiàn)肢體偏癱，表現(xiàn)為一側(cè)肢體痙攣，特別是手部無法完成抓握、張開動作，手指的觸覺下降。周圍神經(jīng)系統(tǒng)損傷如全臂叢神經(jīng)損傷、單根神經(jīng)損傷，可出現(xiàn)手的整體或局部運(yùn)動、感覺功能喪失。

2、隨著康復(fù)器械的技術(shù)研發(fā)與更新，輔助手部運(yùn)動康復(fù)的外骨骼出現(xiàn)，可以對感覺運(yùn)動障礙的手進(jìn)行周期性康復(fù)治療，或在日常佩戴中提高手部的運(yùn)動能力以完成生活和工作所需行為。對于手部運(yùn)動的調(diào)控，感覺信息的傳入是重要的組成部分。對于感覺障礙的手指，如何將手指本應(yīng)獲得的感覺信息，有效地傳遞給大腦中樞，是需要解決的問題之一。否則，感覺信息僅反饋至外骨骼，僅能實現(xiàn)外骨骼層面的閉環(huán)調(diào)控；只有將感覺信息反饋至大腦中樞，才能實現(xiàn)人與外骨骼作為整體的閉環(huán)調(diào)控，達(dá)到外骨骼的本體化。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種將壓力信號換位換模增加肢體感知的手部外骨骼，能夠?qū)崿F(xiàn)人與外骨骼作為整體的閉環(huán)調(diào)控，達(dá)到外骨骼的本體化。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種將壓力信號換位換模增加肢體感知的手部外骨骼，包括帶有控制器的手部外骨骼，還包括設(shè)于所述手部外骨骼內(nèi)與皮膚相貼的內(nèi)襯，所述內(nèi)襯表面對應(yīng)感覺障礙指腹位置設(shè)有壓力傳感器、對應(yīng)較所述感覺障礙指腹更敏感的肢體位置設(shè)有刺激發(fā)生器、接受大腦中樞控制肢體肌電信號的肌電信號采集裝置，所述控制器用于將壓力傳感器接受到的壓力信號轉(zhuǎn)換為所述刺激發(fā)生器輸出的刺激信號、接收大腦中樞受到刺激后產(chǎn)生的肌電信號再行控制外骨骼活動、通過外骨骼控制感覺障礙的手部活動。

3、優(yōu)選地，所述手部外骨骼包括：機(jī)械結(jié)構(gòu)，與感覺障礙的手部相連，用于帶動感覺障礙的手部活動；驅(qū)動系統(tǒng)，與所述機(jī)械結(jié)構(gòu)相連，用于驅(qū)動所述機(jī)械結(jié)構(gòu)活動；控制器，用于接受各傳感器的信號并調(diào)整所述驅(qū)動系統(tǒng)的行為，使手部外骨骼可按預(yù)想活動；能源系統(tǒng)，與所述驅(qū)動系統(tǒng)及控制器相連，為其提供電力。

4、優(yōu)選地，所述刺激發(fā)生器為微電刺激器或振動刺激器。

5、優(yōu)選地，所述控制器可將壓力傳感器的電信號轉(zhuǎn)換為刺激信號，并且該刺激信號的強(qiáng)度可隨著壓力傳感器的電信號的增加為線性遞增或多級階梯式遞增。

6、優(yōu)選地，當(dāng)所述刺激發(fā)生器為微電刺激器時，所述微電刺激器提供的電刺激強(qiáng)度2ma~100ma，較所述感覺障礙指腹更敏感的肢體位置包括虎口、手背、前臂內(nèi)側(cè)或上臂內(nèi)側(cè)的皮膚。

7、優(yōu)選地，當(dāng)所述刺激發(fā)生器為振動刺激器時，所述振動刺激器的振動強(qiáng)度1hz~100hz，較所述感覺障礙指腹更敏感的肢體位置包括掌指關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)、手臂關(guān)節(jié)等關(guān)節(jié)。

8、有益效果在于：由于采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：1、將指腹壓力轉(zhuǎn)換為物理刺激作用于肢體表面較感覺障礙的指腹更為敏感的皮膚或關(guān)節(jié)，可增加大腦對肢體的感知，使大腦向肌肉輸出運(yùn)動意圖時具備感覺反饋信息；2、將指腹壓力轉(zhuǎn)換為物理刺激如微電刺激或振動刺激，壓力覺為淺感覺，電擊覺或振動覺為深感覺，實現(xiàn)了將淺感覺轉(zhuǎn)換為深感覺，可使感覺障礙的肢體獲得更多的感覺信息；感覺刺激經(jīng)肢體傳入給大腦中樞，與肌電控制運(yùn)動外骨骼的集成，實現(xiàn)人與外骨骼作為整體的閉環(huán)調(diào)控，達(dá)到外骨骼的本體化。

技術(shù)特征：

1.一種將壓力信號換位換模增加肢體感知的手部外骨骼，包括帶有控制器的手部外骨骼，其特征在于，還包括設(shè)于所述手部外骨骼內(nèi)與皮膚相貼的內(nèi)襯，所述內(nèi)襯表面對應(yīng)感覺障礙指腹位置設(shè)有壓力傳感器、對應(yīng)較所述感覺障礙指腹更敏感的肢體位置設(shè)有刺激發(fā)生器、接受大腦中樞控制肢體肌電信號的肌電信號采集裝置，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將壓力信號換位換模增加肢體感知的手部外骨骼，其特征在于，所述手部外骨骼包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將壓力信號換位換模增加肢體感知的手部外骨骼，其特征在于，所述刺激發(fā)生器為微電刺激器或振動刺激器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將壓力信號換位換模增加肢體感知的手部外骨骼，其特征在于，所述控制器可將壓力傳感器的電信號轉(zhuǎn)換為刺激信號，并且該刺激信號的強(qiáng)度可隨著壓力傳感器的電信號的增加為線性遞增或多級階梯式遞增。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種將壓力信號換位換模增加肢體感知的手部外骨骼，其特征在于，當(dāng)所述刺激發(fā)生器為微電刺激器時，所述微電刺激器提供的電刺激強(qiáng)度2ma~100ma，較所述感覺障礙指腹更敏感的肢體位置包括虎口、手背、前臂內(nèi)側(cè)或上臂內(nèi)側(cè)的皮膚。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種將壓力信號換位換模增加肢體感知的手部外骨骼，其特征在于，當(dāng)所述刺激發(fā)生器為振動刺激器時，所述振動刺激器的振動強(qiáng)度1hz~100hz，較所述感覺障礙指腹更敏感的肢體位置包括掌指關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)、手臂關(guān)節(jié)等關(guān)節(jié)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種將壓力信號換位換模增加肢體感知的手部外骨骼，包括帶有控制器的手部外骨骼，還包括設(shè)于所述手部外骨骼內(nèi)與皮膚相貼的內(nèi)襯，所述內(nèi)襯表面對應(yīng)感覺障礙指腹位置設(shè)有壓力傳感器、對應(yīng)較所述感覺障礙指腹更敏感的肢體位置設(shè)有刺激發(fā)生器、接受大腦中樞控制肢體肌電信號的肌電信號采集裝置，所述控制器用于將壓力傳感器接受到的壓力信號轉(zhuǎn)換為所述刺激發(fā)生器輸出的刺激信號、接收大腦中樞受到刺激后產(chǎn)生的肌電信號再行控制外骨骼活動。本發(fā)明對于因中樞神經(jīng)系統(tǒng)或外周神經(jīng)系統(tǒng)損傷等疾病造成感覺障礙的手指，可以通過換位換模刺激的方式，增加肢體感知，經(jīng)周圍神經(jīng)將感覺信息反饋至大腦中樞，實現(xiàn)人與外骨骼作為整體的閉環(huán)調(diào)控。

技術(shù)研發(fā)人員：徐文東,尹華偉,沈云東,邱彥群,馮俊濤,李鐵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：復(fù)旦大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8