CN105816299A - 一种基于3d打印的辅助康复仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于3D打印的辅助康复仪，包括手臂套、手掌套和长条，所述手臂套上设置有连接杆，所述连接杆和长条之间设置有转动销，所述连接杆和长条通过转动销转动连接，所述转动销一侧设置有第一舵机，所述第一舵机与连接杆固定连接，所述第一舵机与长条通过转动销连动，所述长条上设置有传动板和第二舵机，所述传动板与长条转动连接，所述传动板上设置有载板和第三舵机，所述载板上面设置有齿轮条，所述齿轮条呈弧形设置，所述第二舵机与载板通过齿轮条传动，所述手掌套与传动板铰接连接，所述手掌套上设置有齿轮杆，所述第三舵机上安装有塑料齿轮；该基于3D打印的辅助康复仪可以进行良好的被动关节活动训练。

Description

一种基于3D打印的辅助康复仪

技术领域

本发明涉及一种基于3D打印的辅助康复仪。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

但是目前用于3D打印用于医疗产业的并不多，被动关节活动度训练相关的仪器活动性能低，难以满足市场上的需求，而且3D打印未用于被动关节活动度训练相关的仪器中。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以进行良好的被动关节活动训练的基于3D打印的辅助康复仪。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于3D打印的辅助康复仪，包括手臂套、手掌套和长条，所述手臂套上设置有连接杆，所述连接杆和长条之间设置有转动销，所述连接杆和长条通过转动销转动连接，所述转动销一侧设置有第一舵机，所述第一舵机与连接杆固定连接，所述第一舵机与长条通过转动销连动，所述长条上设置有传动板和第二舵机，所述传动板与长条转动连接，所述传动板上设置有载板和第三舵机，所述载板上面设置有齿轮条，所述齿轮条呈弧形设置，所述第二舵机与载板通过齿轮条传动，所述手掌套与传动板铰接连接，所述手掌套上设置有齿轮杆，所述第三舵机上安装有塑料齿轮，所述手掌套和第三舵机通过齿轮杆和塑料齿轮联动，所述连接杆为中空设置，所述连接杆上镶嵌有控制装置。

作为优选，所述控制装置包含有单片机、电路板、储存器、USB接口、电容显示屏和无线模块。

作为优选，所述第二舵机嵌入于长条设置，第二舵机与长条牢固连接，结构稳定可靠。

作为优选，所述载板与齿轮条为一体式设置，整体性好，受力稳定，连接可靠。

作为优选，所述手臂套、手掌套和长条的背面均镶嵌有硅胶垫，可以提升舒适性。

作为优选，所述手掌套上设置有双向记忆合金棒，所述双向记忆合金棒上设置有通孔，所述通孔内设置有电热丝，所述双向记忆合金棒外表面套有硅胶隔热套，所述电热丝与控制装置电性连接，所述硅胶隔热套上面镶嵌有半导体制冷片，双向记忆合金棒热变形后与握拳后的手指的形状相似，可以通过电热丝和半导体制冷片的制热和制冷使得双向记忆合金棒不断变形和恢复，从而对手指关节进行活动训练。

作为优选，所述硅胶隔热套上设置有指环，手指可以插入指环内，起到定位的作用。

作为优选，所述手掌套上设置有电动卷线器和弹簧板，所述电动卷线器上设置有拉绳，所述弹簧板上面设置有布线环，所述弹簧板呈直角钩型，所述布线环上设置有金属丝，所述金属丝与拉绳固定连接，弹簧板呈直角钩型，电动卷线器带动拉绳拉紧金属丝使得弹簧板变直，从而带动手指进行活动。

作为优选，所述弹簧板下面设置有指扣，手指可以插入指扣内，起到定位的作用。

本发明要解决的另一技术问题为提供一种手臂套、手掌套和传动板的制造方法。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

包括以下步骤：

1）将患者的手臂、手掌和手腕通过3d扫描仪，将患者的手臂、手掌和手腕的形状转换成为可用于3D打印的数据，获得手臂、手掌和手腕的三维数据；

2）将步骤1）取得的三维数据进行处理和检测，然后将数据导入到3D打印机中分别进行打印，脱模，制得半成品；

3）将步骤2）中制得的半成品进行抛光设置，制得手臂套、手掌套和手腕。

本发明的有益效果为：通过设置有手臂套、手掌套和传动板，手臂套、手掌套和传动板均由3D打印成型，与人体的表面贴合，不仅可以起到良好的固定效果，而且与传统的设备相比不会影响到人体血液的流动，通过设置有第一舵机、第二舵机、第三舵机和控制装置，第一舵机与长条连动；第二舵机与载板通过齿轮条传动；手掌套和第三舵机通过齿轮杆和塑料齿轮联动，可以通过将被动关节活动的方式或者体操编写成单片机的C语言程序，然后导入到控制装置中进行被动关节活动度训练，训练效果好，能对手部的多个关节进行训练，此外，第二舵机嵌入于长条设置，第二舵机与长条牢固连接，结构稳定可靠，载板与齿轮条为一体式设置，整体性好，受力稳定，连接可靠，手臂套、手掌套和长条的背面均镶嵌有硅胶垫，可以提升舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于3D打印的辅助康复仪的整体结构示意图；

图2为本发明一种基于3D打印的辅助康复仪的控制装置与舵机的连接示意图；

图3为本发明一种基于3D打印的辅助康复仪的双向记忆合金棒的剖视图；

图4为本发明一种基于3D打印的辅助康复仪的弹簧板的侧视图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种基于3D打印的辅助康复仪，包括手臂套1、手掌套2和长条3，所述手臂套1上设置有连接杆4，所述连接杆4和长条3之间设置有转动销(未图示)，所述连接杆4和长条3通过转动销转动连接，所述转动销一侧设置有第一舵机5，所述第一舵机5与连接杆4固定连接，所述第一舵机5与长条3通过转动销连动，可以实现肘关节的活动，所述长条3上设置有传动板6和第二舵机7，所述传动板6与长条3转动连接，可以实现手腕关节的左右活动，所述传动板6上设置有载板8和第三舵机9，所述载板8上面设置有齿轮条10，所述齿轮条10呈弧形设置，所述第二舵机7与载板8通过齿轮条10传动，所述手掌套2与传动板6铰接连接，所述手掌套2上设置有齿轮杆11，所述第三舵机9上安装有塑料齿轮（未图示），所述手掌套2和第三舵机9通过齿轮杆11和塑料齿轮联动，可以实现手腕关节的上下运动，所述连接杆4为中空设置，所述连接杆4上镶嵌有控制装置12，通过设置有手臂套1、手掌套2和传动板6，手臂套1、手掌套2和传动板6均由3D打印成型，与人体的表面贴合，不仅可以起到良好的固定效果，而且与传统的设备相比不会影响到人体血液的流动，通过设置有第一舵机5、第二舵机7、第三舵机9和控制装置12，所述第一舵机5与长条3通过转动销连动；第二舵机7与载板8通过齿轮条10传动；手掌套2和第三舵机9通过齿轮杆11和塑料齿轮联动，可以通过将被动关节活动的方式或者体操编写成单片机的C语言程序，然后导入到控制装置12中进行被动关节活动度训练，训练效果好，能对手部的多个关节进行训练。

本发明要解决的另一技术问题为提供一种手臂套、手掌套和传动板的制造方法。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

包括以下步骤：

1）将患者的手臂、手掌和手腕通过3d扫描仪，将患者的手臂、手掌和手腕的形状转换成为可用于3D打印的数据，获得手臂、手掌和手腕的三维数据；

2）将步骤1）取得的三维数据进行处理和检测，然后将数据导入到3D打印机中分别进行打印，脱模，制得半成品；

3）将步骤2）中制得的半成品进行抛光设置，制得手臂套、手掌套和手腕。

本实施例的有益效果为：通过设置有手臂套、手掌套和传动板，手臂套、手掌套和传动板均由3D打印成型，与人体的表面贴合，不仅可以起到良好的固定效果，而且与传统的设备相比不会影响到人体血液的流动，通过设置有第一舵机、第二舵机、第三舵机和控制装置，第一舵机与长条连动；第二舵机与载板通过齿轮条传动；手掌套和第三舵机通过齿轮杆和塑料齿轮联动，可以通过将被动关节活动的方式或者体操编写成单片机的C语言程序，然后导入到控制装置中进行被动关节活动度训练，训练效果好，能对手部的多个关节进行训练。

实施例2

如图1-3所示，一种基于3D打印的辅助康复仪，包括手臂套1、手掌套2和长条3，所述手臂套1上设置有连接杆4，所述连接杆4和长条3之间设置有转动销(未图示)，所述连接杆4和长条3通过转动销转动连接，所述转动销一侧设置有第一舵机5，所述第一舵机5与连接杆4固定连接，所述第一舵机5与长条3通过转动销连动，可以实现肘关节的活动，所述长条3上设置有传动板6和第二舵机7，所述传动板6与长条3转动连接，可以实现手腕关节的左右活动，所述传动板6上设置有载板8和第三舵机9，所述载板8上面设置有齿轮条10，所述齿轮条10呈弧形设置，所述第二舵机7与载板8通过齿轮条10传动，所述手掌套2与传动板6铰接连接，所述手掌套2上设置有齿轮杆11，所述第三舵机9上安装有塑料齿轮（未图示），所述手掌套2和第三舵机9通过齿轮杆11和塑料齿轮联动，可以实现手腕关节的上下运动，所述连接杆4为中空设置，所述连接杆4上镶嵌有控制装置12，通过设置有手臂套、手掌套和传动板，手臂套、手掌套和传动板均由3D打印成型，与人体的表面贴合，不仅可以起到良好的固定效果，而且与传统的设备相比不会影响到人体血液的流动，通过设置有第一舵机5、第二舵机7、第三舵机9和控制装置12，所述第一舵机5与长条3通过转动销连动；第二舵机7与载板8通过齿轮条10传动；手掌套2和第三舵机9通过齿轮杆11和塑料齿轮联动，可以通过将被动关节活动的方式或者体操编写成单片机的C语言程序，然后导入到控制装置12中进行被动关节活动度训练，训练效果好，能对手部的多个关节进行训练，所述控制装置12包含有单片机、电路板、储存器、USB接口、电容显示屏和无线模块，所述第二舵机7嵌入于长条3设置，第二舵机7与长条3牢固连接，结构稳定可靠，所述载板8与齿轮条10为一体式设置，整体性好，受力稳定，连接可靠，所述手臂套1、手掌套2和长条3的背面均镶嵌有硅胶垫（未图示），可以提升舒适性，所述手掌套1上设置有双向记忆合金棒13，所述双向记忆合金棒13上设置有通孔（未图示），所述通孔内设置有电热丝14，所述双向记忆合金棒13外表面套有硅胶隔热套15，所述电热丝14与控制装置12电性连接，所述硅胶隔热套15上面镶嵌有半导体制冷片16，双向记忆合金棒13热变形后与握拳后的手指的形状相似，电热丝14和半导体制冷片16均通过USB接口与控制装置12电性连接，可以通过对电热丝14和半导体制冷片16的制热和制冷使得双向记忆合金棒13不断变形和恢复，从而对手指关节进行活动训练，所述硅胶隔热套15上设置有指环17，手指可以插入指环17内，起到定位的作用。

本实施例的有益效果为：通过设置有手臂套、手掌套和传动板，手臂套、手掌套和传动板均由3D打印成型，与人体的表面贴合，不仅可以起到良好的固定效果，而且与传统的设备相比不会影响到人体血液的流动，通过设置有第一舵机、第二舵机、第三舵机和控制装置，第一舵机与长条连动；第二舵机与载板通过齿轮条传动；手掌套和第三舵机通过齿轮杆和塑料齿轮联动，可以通过将被动关节活动的方式或者体操编写成单片机的C语言程序，然后导入到控制装置中进行被动关节活动度训练，训练效果好，能对手部的多个关节进行训练，第二舵机嵌入于长条设置，第二舵机与长条牢固连接，结构稳定可靠，载板与齿轮条为一体式设置，整体性好，受力稳定，连接可靠，手臂套、手掌套和长条的背面均镶嵌有硅胶垫，可以提升舒适性。

实施例3

如图1、2和4所示，一种基于3D打印的辅助康复仪，包括手臂套1、手掌套2和长条3，所述手臂套1上设置有连接杆4，所述连接杆4和长条3之间设置有转动销(未图示)，所述连接杆4和长条3通过转动销转动连接，所述转动销一侧设置有第一舵机5，所述第一舵机5与连接杆4固定连接，所述第一舵机5与长条3通过转动销连动，可以实现肘关节的活动，所述长条3上设置有传动板6和第二舵机7，所述传动板6与长条3转动连接，可以实现手腕关节的左右活动，所述传动板6上设置有载板8和第三舵机9，所述载板8上面设置有齿轮条10，所述齿轮条10呈弧形设置，所述第二舵机7与载板8通过齿轮条10传动，所述手掌套2与传动板6铰接连接，所述手掌套2上设置有齿轮杆11，所述第三舵机9上安装有塑料齿轮（未图示），所述手掌套2和第三舵机9通过齿轮杆11和塑料齿轮联动，可以实现手腕关节的上下运动，所述连接杆4为中空设置，所述连接杆4上镶嵌有控制装置12，通过设置有第一舵机5、第二舵机7、第三舵机9和控制装置12，所述第一舵机5与长条3通过转动销连动；第二舵机7与载板8通过齿轮条10传动；手掌套2和第三舵机9通过齿轮杆11和塑料齿轮联动，可以通过将被动关节活动的方式或者体操编写成单片机的C语言程序，然后导入到控制装置12中进行被动关节活动度训练，训练效果好，能对手部的多个关节进行训练，所述控制装置12包含有单片机、电路板、储存器、USB接口、电容显示屏和无线模块，所述第二舵机7嵌入于长条3设置，第二舵机7与长条3牢固连接，结构稳定可靠，所述载板8与齿轮条10为一体式设置，整体性好，受力稳定，连接可靠，所述手臂套1、手掌套2和长条3的背面均镶嵌有硅胶垫（未图示），可以提升舒适性，所述手掌套1上设置有电动卷线器（未图示）和弹簧板18，电动卷线器通过USB接口与控制装置12电性连接，所述电动卷线器上设置有拉绳（未图示），所述弹簧板18上面设置有布线环19，所述弹簧板18呈直角钩型，所述布线环19上设置有金属丝20，所述金属丝20与拉绳固定连接，弹簧板18呈直角钩型，电动卷线器带动拉绳拉紧金属丝20使得弹簧板18变直，从而带动手指进行活动，所述弹簧板18下面设置有指扣21，手指可以插入指扣21内，起到定位的作用。

本实施例的有益效果为：通过设置有手臂套、手掌套和传动板，手臂套、手掌套和传动板均由3D打印成型，与人体的表面贴合，不仅可以起到良好的固定效果，而且与传统的设备相比不会影响到人体血液的流动，通过设置有第一舵机、第二舵机、第三舵机和控制装置，第一舵机与长条连动；第二舵机与载板通过齿轮条传动；手掌套和第三舵机通过齿轮杆和塑料齿轮联动，可以通过将被动关节活动的方式或者体操编写成单片机的C语言程序，然后导入到控制装置中进行被动关节活动度训练，训练效果好，能对手部的多个关节进行训练，第二舵机嵌入于长条设置，第二舵机与长条牢固连接，结构稳定可靠，载板与齿轮条为一体式设置，整体性好，受力稳定，连接可靠，手臂套、手掌套和长条的背面均镶嵌有硅胶垫，可以提升舒适性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于3D打印的辅助康复仪，其特征在于：包括手臂套、手掌套和长条，所述手臂套上设置有连接杆，所述连接杆和长条之间设置有转动销，所述连接杆和长条通过转动销转动连接，所述转动销一侧设置有第一舵机，所述第一舵机与连接杆固定连接，所述第一舵机与长条通过转动销连动，所述长条上设置有传动板和第二舵机，所述传动板与长条转动连接，所述传动板上设置有载板和第三舵机，所述载板上面设置有齿轮条，所述齿轮条呈弧形设置，所述第二舵机与载板通过齿轮条传动，所述手掌套与传动板铰接连接，所述手掌套上设置有齿轮杆，所述第三舵机上安装有塑料齿轮，所述手掌套和第三舵机通过齿轮杆和塑料齿轮联动，所述连接杆为中空设置，所述连接杆上镶嵌有控制装置。

2.根据权利要求1所述的基于3D打印的辅助康复仪，其特征在于：所述控制装置包含有单片机、电路板、储存器、USB接口、电容显示屏和无线模块。

3.根据权利要求2所述的基于3D打印的辅助康复仪，其特征在于：所述第二舵机嵌入于长条设置。

4.根据权利要求3所述的基于3D打印的辅助康复仪，其特征在于：所述载板与齿轮条为一体式设置。

5.根据权利要求4所述的基于3D打印的辅助康复仪，其特征在于：所述手臂套、手掌套和长条的背面均镶嵌有硅胶垫。

6.根据权利要求1所述的基于3D打印的辅助康复仪，其特征在于：所述手掌套上设置有双向记忆合金棒，所述双向记忆合金棒上设置有通孔，所述通孔内设置有电热丝，所述双向记忆合金棒外表面套有硅胶隔热套，所述电热丝与控制装置电性连接，所述硅胶隔热套上面镶嵌有半导体制冷片。

7.根据权利要求6所述的基于3D打印的辅助康复仪，其特征在于：所述硅胶隔热套上设置有指环。

8.根据权利要求1所述的基于3D打印的辅助康复仪，其特征在于：所述手掌套上设置有电动卷线器和弹簧板，所述电动卷线器上设置有拉绳，所述弹簧板上面设置有布线环，所述弹簧板呈直角钩型，所述布线环上设置有金属丝，所述金属丝与拉绳固定连接。

9.根据权利要求8所述的基于3D打印的辅助康复仪，其特征在于：所述弹簧板下面设置有指扣。

10.一种如权利要求1或6或8所述的手臂套、手掌套和传动板的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将患者的手臂、手掌和手腕通过3d扫描仪，将患者的手臂、手掌和手腕的形状转换成为可用于3D打印的数据，获得手臂、手掌和手腕的三维数据；

2）将步骤1）取得的三维数据进行处理和检测，然后将数据导入到3D打印机中分别进行打印，脱模，制得半成品；

3）将步骤2）中制得的半成品进行抛光设置，制得手臂套、手掌套和手腕。