基于Arduino和STM32的主动式手部训练系统

来源：电子测量技术杂志2023年第3期北京时间：

作者：董千恒，张秀再，许芝也

单位：1.南京信息工程大学电子与信息工程学院 南京 210044; 2 南京信息工程大学江苏省大气环境与 装备技术协同创新中心 南京 210044

摘要：手部功能障碍患者在家自行练习康复动作时，由于缺乏科学的指导，训练步骤混乱，动作的精度与强度难以得到保证，从而影响了康复效果。本文设计了一套基于Arduino和STM32的主动式手部训练系统，系统分为数据手套、动作指导手掌和上位机三大部分，数据手套通过传感器获取手指和手腕的转动角数据并进行处理，然后将数据无线传输给动作指导手掌，动作指导手掌中的控制器STM32将接收数据与标准动作数据库进行比对，分析动作标准度，然后通过语音指导患者做出调整。STM32根据运动数据驱动六个数字舵机带动仿生手掌运动，从而模仿人手动作，系统使用LD3320识别患者命令，进行人机交互。系统通过上位机将标准动作数据库下载至STM32外扩闪存中，用于患者手部动作数据比对。实验结果表明，该系统能够有效指导患者完成整套康复训练动作，数据读取准确，指导精准可靠，交互性强，可以帮助我国约600万脑卒中手部运动功能障碍患者进行康复训练，具有很强的应用价值。

关键词：手指康复训练;数据手套;人机交互;Arduino;STM32

基金资助：国家自然科学基金青年基金（11504176, 61601230）、江苏省自然科学基金青年基金（BK20141004）项目资助