基于腦電波和記憶合金結合的伸縮裝置及康復訓練系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫療器械，特別是涉及一種基于腦電波和記憶合金結合的伸縮裝置及康復訓練系統。
【背景技術】
[0002]記憶合金(shape memory alloy)的產生與發展有已有一定歷史。1932年，瑞典人奧蘭德在金鎘合金中首次觀察到〃記憶〃效應。1963年美國海軍軍械實驗室的比勒在研究中發現N1-Ti合金的形狀記憶效應。合金的這種記憶效應是由合金的相變來實現的，隨著溫度的改變，合金的結構從一相轉變到另一相。記憶合金的開發迄今不過20余年，但由于其在各領域的特效應用，正廣為世人所矚目，被譽為"神奇的功能材料〃。形狀記憶合金加熱之后會發生收縮形變，冷卻后會恢復形變的這一特性。使其在儀器儀表、自動控制、汽車、航空航天、生物醫學和機器人等領域有廣泛的應用。
[0003]例如利用記憶合金制成可以代替焊接的套管，利用其記憶效應，在低溫時在管內擴張，加熱后，管套收縮恢復回原來形狀，這樣的過程使接頭間的結合變得更緊密。1970年美國F-14戰斗機上的低溫配合連接器就使用了這樣的接頭，多年來都沒有發生漏油或損壞。
[0004]記憶合金也用于醫學，例如齒科用的矯齒絲，脊柱側彎矯形。利用TiNi形狀記憶合金制做各種骨連接器、血管夾、凝血濾器的等。而在康復治療領域鮮有應有。
[0005]現今，各類可穿戴電子設備開始興起，例如谷歌眼鏡，智能手環等的出現極大地改變了人們的生活，基于此提出可穿戴的記憶合金康復訓練裝置。形狀記憶合金的本身具有超彈性效應、高阻尼特性、電阻突變效應等一般金屬不具備的力學特性，而且其質量輕，便于可以隨意彎曲，便于人體穿戴。形狀記憶合金絲用于可穿戴的康復訓練裝置，將會有廣闊的市場前景。
[0006]傳統的康復訓練裝置通常龐大的機械設備，動作通過控制電機的運動來帶動完成。帶來復雜的機械結構與電氣連線。裝置的體積、重量等都比較大，不便于具體情況具體改裝。還有康復訓練者需要到特定的康復訓練中心去進行康復治療，并且通常需要在專家或相關人員的配合下才能完成。這樣一來就浪費了大量的人力、財力。

【發明內容】

[0007]本發明要解決的技術問題是提供一種基于腦電波和記憶合金結合的伸縮裝置及康復訓練系統，以解決現有技術中康復機械體積較大不方便使用，改裝性能差使用不夠靈活，需要有人監護下才能進行康復訓練的問題。
[0008]為解決上述技術問題，本發明采用下述技術方案:
[0009]基于腦電波和記憶合金結合的伸縮裝置，該裝置包括
[0010]腦電轉換單元，對實時采集得到的腦電波信號進行處理，獲得腦電控制信號，并將其轉換為模擬控制信號；
[0011]電流驅動單元，將所述模擬控制信號轉換為功率電流信號；
[0012]伸縮機構，基于所述功率電流信號，進行收縮運動，在無功率電流狀態下自然恢復初始狀態。
[0013]優選的，所述腦電轉換單元包括
[0014]腦電波信號采集模塊，用于實時采集用戶的腦電波信號；
[0015]腦電波處理模塊，用于將采集的得到的腦電波信號處理為多個不同的腦電控制信號;
[0016]多個數模轉換模塊，將不同的腦電控制信號，轉換為與其相對應的模擬控制信號。
[0017]優選的，所述電流驅動單元包括多個電流放大器。
[0018]優選的，所述伸縮機構包括多個記憶合金。
[0019]基于腦電波和記憶合金結合的康復訓練系統，該系統包括如權利要求1所述的伸縮裝置和可拆卸的仿生殼體，所述仿生殼體包括依次可活動連接的小臂部、手腕部和手部；
[0020]所述伸縮裝置中的伸縮機構與所述手腕和所述手部的手指連接。
[0021]優選的，所述小臂部和手部上分別設有用于固定支撐所述伸縮機構的支撐擋片。
[0022]優選的，所述手部的每個手指位置設有用于輔助伸縮機構牽引手指的滑輪。
[0023]優選的，所述伸縮機構包括多個并聯的記憶合金。
[0024]優選的，所述記憶合金為N1-Ti合金絲，其最大型變量為總長的5%。
[0025]優選的，所述伸縮機構的外部包裹有線纜套筒。
[0026]本發明的有益效果如下:
[0027]本發明所述技術方案基于腦電和記憶合金結合實現手指關節與手腕關節的可穿戴康復訓練，訓練系統體積小攜帶方便，簡單易行；本方案可根據用戶需求調整合適的訓練強度進行康復訓練，無需專人開戶，節省了人力物力的消耗。
【附圖說明】
[0028]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明；
[0029]圖1示出本發明所述伸縮裝置的示意圖；
[0030]圖2示出本發明所述康復訓練系統的示意圖；
[0031]圖3示出本發明所述伸縮機構的示意圖；
[0032]圖4示出本發明所述電流驅動器的示意圖。
[0033]附圖標號
[0034]1、線纜套筒；2、支撐擋片；3、記憶合金絲；4、滑輪；5、手部；6、小臂部。
【具體實施方式】
[0035]為了更清楚地說明本發明，下面結合優選實施例和附圖對本發明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發明的保護范圍。
[0036]如圖1所示，本發明公開了一種基于腦電波和記憶合金結合的伸縮裝置，該裝置包括對實時采集得到的腦電波信號進行處理分析，獲得腦電控制信號，并將該腦電控制信號轉換為模擬控制信號的腦電轉換單元；將所述模擬控制信號轉換為功率電流信號的電流驅動單元；以及，基于所述功率電流信號，進行伸縮運動的伸縮機構。其中，所述腦電轉換單元包括用于實時采集用戶的腦電波信號的腦電波信號采集模塊；用于將采集的得到的腦電波信號處理為多個不同的腦電控制信號的腦電波處理模塊；以及，將不同的腦電控制信號，轉換為與其相對應的模擬控制信號的多個數模轉換模塊。如圖2所示，所述電流驅動單元包括多個電流放大器，分別將腦電轉換單元輸出的多個模擬控制信號轉換為功率電流信號。本發明所述伸縮裝置中，所述伸縮機構包括多個記憶合金。本發明中所述腦電轉換單元采用STM32型處理器。
[0037]如圖3所示，本發明進一步公開了一種基于腦電波和記憶合金結合的康復訓練系統，該系統包括如上述的伸縮裝置和可拆卸的仿生殼體，所述仿生殼體包括依次可活動連接的小臂部6、手腕部和手部5 ;所述小臂部6、手腕和手部5的各關鍵間可自由活動；所述伸縮裝置的伸縮機構中的多個記憶合金分別與所述手腕和所述手部5的五根手指連接，通過記憶合金的收縮運動帶動手腕和手指進行收縮運動，待停止提供功率電流信號時，記憶合金會通過手腕和手指的自然力回復原始長度。該系統所述小臂部6和手部5上分別設有用于固定支撐所述伸縮機構的支撐擋片2，