CN106236504B - 一种可搭载于康复轮椅的手指康复装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可搭载于康复轮椅的手指康复装置，包括手指抓握外骨骼结构和电机传动结构，手指抓握外骨骼结构包括三指抓握外骨骼、手臂垫板和侧电机板；电机传动结构包括五根钢丝绳、五个电机和相对应滑轮，三指抓握外骨骼包含各指节的手指底板；五个电机都固定在手臂垫板上，每个电机分别通过钢丝绳与对应指节的手指底板相连。本发明可安装于康复轮椅上，帮助患者进行手指康复治疗；且结构简单，体积小巧，便于修复和携带，适合患者日常使用。

Description

一种可搭载于康复轮椅的手指康复装置

技术领域

本发明属于康复医疗器械领域，具体涉及一种可搭载于康复轮椅的手指康复装置，特别适用于因脑中风等疾病而造成手指活动功能丧失的患者。

背景技术

手是人体重要的外侧肢体之一。日常生活大部分事物的完成及工作的进行，都需要人手指去完成。但在生活中，人手的肌腱极易受到外物的伤害。另一方面，在我国逐步迈入老龄化的社会中，因脑中风等心血管疾病而引起诸如偏瘫等病症的患者日益增多。这些病症会使患者丧失手指的活动能力，给病人的生活带来诸多不便。

现代的康复治疗已经证明，通过多次重复的肢体运动，可使肌体重建新的运动神经通道，使患者恢复已丧失的某部位肢体的活动能力。目前市面上的手指康复器械往往结构复杂、体积较大，零件精密易损，且造价昂贵、难以维修；另外他们大多没有考虑到患者在穿戴设备时的不便，即与手掌相连的手腕等部位因同样失去活动能力而在穿戴使用康复设备时的易疲劳感及手臂的不适感。

在日常生活中，手指在放松状态或是无知觉状态时，都会处于自然蜷缩状态，五根手指中使用频率较高的是大拇指、食指和中指。这三根手指的正常使用能够完成大部分日常生活中手所需要达到的动作。食指和中指的抓握一般有两种施力方式，食指一般只有一种施力方式。食指和中指的动作为：掌指关节转动施力，其他手指关节不施力；掌指关节、第一指间关节、第二指间关节，三个手指关节同时转动施力。食指的动作为：食指掌指关节和食指指间关节同时转动施力。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种结构简单、穿戴使用舒适且造价低廉的手指康复装置，以满足大多数因中风等疾病而有手指运动功能障碍的患者的手指康复需求。

本发明的技术方案是，一种可搭载于康复轮椅的手指康复装置，其特征在于：它包括手指抓握外骨骼结构和电机传动结构；所述的手指抓握外骨骼结构包括三指抓握外骨骼、手臂垫板和侧电机板，手臂垫板上部连接三指抓握外骨骼，手臂垫板侧面连接侧电机板；所述的电机传动结构包括五根钢丝绳、五个电机和相对应滑轮，每个电机通过电机输出轴连接一个螺线轮，缠绕在螺线轮上的钢丝绳通过滑轮连接至三指抓握外骨骼中设置的穿绳孔上；所述手臂垫板左右分别固定有穿戴环；所述电机都固定在侧电机板上；

所述的三指抓握外骨骼包括食指抓握外骨骼、中指抓握外骨骼和拇指抓握外骨骼；食指抓握外骨骼、中指抓握外骨骼结构相同，且并列安装于手臂垫板上；食指抓握外骨骼或中指抓握外骨骼的结构是由可伸缩手指底板通过圆柱销连接在手臂垫板上，第三指节手指底板与可伸缩手指底板相连，第二指节手指底板通过铆钉与第三指节手指底板相连，第一指节手指底板通过铆钉与第二指节手指底板相连，第一指节手指底板的下部和第三指节手指底板的下部分别设有穿绳孔，第二指节手指底板的两侧和第三指节手指底板的两侧分别设有穿戴孔；拇指抓握外骨骼的结构是由可伸缩手指底板通过圆柱销连接在手臂垫板上，第二指节手指底板通过圆柱销连接在可伸缩手指底板旁，第一指节手指底板通过铆钉与第二指节手指底板相连，穿绳孔装在第一指节手指底板的下部，第一指节手指底板的两侧和第二指节手指底板的两侧分别设有穿戴孔。

本发明的一种可搭载于康复轮椅的手指康复装置，其设计原理和特点是：

（1）在考虑到患者使用本机械效果的前提下，在手指抓握结构上使用三指设计，使本发明的结构尽可能简单。

（2）因在满足日常生活对手指的需求前提下，食指和中指大多有两种施力方式，拇指有一种施力方式。本发明在食指和中指上都有两个施力点，一个在第三指节，一个在第一指节：当在第三指节主要施力时，手指动作与正常手指只有掌指关节转动施力时动作相同；当在第一指节主要施力时，手指动作与正常手指三关节同时转动施力动作相同。本发明在拇指有一个施力点，在拇指的第一指节：当在第一指节施力时，拇指动作与正常拇指两关节同时转动施力动作相同。

（3）因考虑到因偏瘫等原因而失去手指活动能力的病人大多其手腕和手肘也活动不便，本发明添加了可将器械固定在轮椅等物件上的手臂垫板。并将本发明里的机械结构都固定在手臂垫板上。

（4）本发明里用钢丝绳将电机与三指抓握外骨骼里各手指关节相连，以实现远距离传动。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明里的机械结构都固定在手臂垫板上，使得本发明体积小巧，易于携带。

（2）本发明传动结构简单，总体来说装配快捷，面对不同患者易于修改，且各零件常用，总体造价低廉，适合普通患者的日常家庭使用。

（3）本发明可以将手臂垫板通过穿戴环安装于康复轮椅上，帮助患者进行手指康复治疗，使用方便。

附图说明

图1为本发明整体结构图。

图2为图1另一角度的整体结构图。

图3为本发明的可伸缩手指底板结构图。

图4为本发明的三指抓握外骨骼的食指与中指结构图。

图5为本发明的食指与中指对应钢丝孔的示意图。

图6为本发明的三指抓握外骨骼的拇指结构图。

图7为本发明的侧电机板结构图。

图8为本发明的电机A对应钢丝孔示意图。

在图中，101为穿戴环A，102为穿戴环B，103为穿戴环C，104为穿戴环D，201为拇指边线，202为圆柱销A，203为手臂底板，204为侧电机板，205为手掌边线，301为内侧底板，302为外侧底板，303为圆柱孔，401为铆钉A，402为铆钉B，403为铆钉C，404为铆钉D，405为穿戴孔A，406为曲线，407为穿戴孔B，408为第三指节手指底板A，409为穿绳孔A，410为钢丝绳A，411为边线，412为可伸缩手指底板A，413为圆柱销B，414为钢丝绳C，415为钢丝绳D，416为钢丝绳B，417为第二指节手指底板A，418为穿绳孔B，419为穿戴孔C，420为第一指节手指底板B；501为孔A，502为滑轮A，503为孔B，504为滑轮B，505为孔D，506为滑轮D，507为孔C，508为滑轮C；601为可伸缩手指底板B，602为第二指节手指底板B，603为圆柱销C，604为穿戴孔D，605为铆钉E，606为铆钉F，607为穿戴孔E，608为第一指节手指底板C，609为穿绳孔C，610为钢丝绳E，611为滑轮E，612为孔E；701电机A，702为电机B，703为电机C，704为电机D，705为电机E，706为孔F，707为滑轮F，708为孔G，709为滑轮G，710为孔H，711为滑轮H，712为孔I，713为滑轮I，714为孔J，715为滑轮J，716为电机输出轴，717为螺线轮。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

如图1及图2所示，穿戴环B（102）与穿戴环D（104）竖直固定在手臂底板（203）下侧靠近侧电机板（204）的边沿。便于将本器械固定在轮椅等物品的扶手上。穿戴环A（101）、穿戴环B（102）、穿戴环C（103）和穿戴环D（104）之间可穿插尼龙粘或布条等加强本器械的固定。

如图3所示，内侧底板（301）可与外侧底板（302）的内部贴合，外侧底板（302）旁接有圆柱孔（303），这三零件一起组合成可伸缩手指底板。

如图2所示，当病人穿戴本器械时，前手臂下侧可与手臂底板（203）贴合。在手做抓握动作时，食指、中指、无名指、小指，四根手指的掌指关节在手掌的对应位置会相连成一条直的掌纹边界，手掌边线（205）与这条掌纹边界贴合。拇指边线（201）与拇指旁的人们俗称的“生命线”贴合。手臂外侧与侧电机板（204）贴合。手臂底板（203）为中空结构，手臂底板的开口面与侧电机板（204）的侧面重合。

如图4所示，因在食指做抓握动作时，食指掌指关节下侧与食指第一指间关节下侧间的平面距离缩短，因而用圆柱销B（413）将可伸缩手指底板A（412）与手掌边线（205）相连。食指与手掌相连处下侧在食指做抓握动作时会形成一道沟线，边线（411）与这道沟线贴合。可伸缩手指底板的内侧底板与第三指节手指底板A（408）相连，穿戴孔B（407）中可穿入超薄尼龙粘，从而将第三关节手指底板A（408）与食指第三指节下侧贴合。在食指第一指间关节弯曲至近九十度时，此关节下侧出现的沟线达到最大，曲线（406）临近于这条沟线外侧。当食指第一指间关节与食指第二指间关节都为做出抓握动作而弯曲时，食指第二指节下侧面的宽度接近最小，第二指节手指底板A（417）与食指第二指节下侧贴合，且第二指节手指底板A（417）的宽度便接近于此最小宽度。穿戴孔A（405）中可穿入超薄尼龙粘，便于第二指节手指底板A（417）与食指第二指节贴合。铆钉D（404）与铆钉C（403）分别贴合在食指第一指间关节两侧，使第二指节手指底板A（417）与第三指节手指底板A（408）相关联。第一指节手指底板B（420）贴合在食指第一指节下侧，穿戴孔C（419）中可穿入超薄尼龙粘，便于第一指节手指底板B（420）与食指第一指节贴合。铆钉B（402）与铆钉A（401）分别贴合在食指第二指间关节两侧，使第一指节手指底板B（420）与第二指节手指底板A（417）相关联。第一指节手指底板B（420）下侧靠近食指第二指间关节方向固定有穿绳孔B（418），穿绳孔B（418）与钢丝绳B（416）相连。第三指节手指底板A（408）下侧靠近可伸缩手指底板A（412）方向固定有穿绳孔A（409），穿绳孔A（409）与钢丝绳A（410）相连。

中指抓握外骨骼的机械结构和各关节配合方式与食指抓握外骨骼相同。钢丝绳D（415）与中指第一指节下手指底板上的穿绳孔相连，钢丝绳C（414）与中指第三指节下手指底板上的穿绳孔相连。

如图5所示，钢丝绳A（410）从孔A（501）穿入，钢丝绳A（410）在孔内与孔A（501）的壁相接触位置安装有滑轮A（502）以减小摩擦。钢丝绳B（416）从孔B（503）穿入，钢丝绳B（416）在孔内与孔B（503）的壁相接触位置安装有滑轮B（504）以减小摩擦。钢丝绳C（414）从孔C（507）穿入，钢丝绳C（414）在孔内与孔C（507）的壁相接触位置安装有滑轮C（508）以减小摩擦。钢丝绳D（415）从孔D（505）穿入，钢丝绳D（415）在孔内与孔D（505）的壁相接触位置安装有滑轮D（506）以减小摩擦。

如图2和图6所示，在拇指做抓握动作时，拇指掌指关节下侧与拇指旁人们俗称的“生命线”间距离缩短，因而用圆柱销（202）将可伸缩手指底板（601）与手臂底板（203）连接于拇指边线（201）。可伸缩手指底板B（601）的内侧底板通过圆柱销C（603）与第二指节手指底板B（602）相连，第二指节手指底板B（602）与拇指第二指节下侧贴合，穿戴孔D（604）中可穿入超薄尼龙粘，便于第二指节手指底板B（602）与拇指第二指节贴合。铆钉E（605）与铆钉F（606）分别贴合在食指指间关节两侧，使第一指节手指底板C（608）与第二指节手指底板B（602）相关联。第一指节手指底板C（608）与拇指第一指节下侧贴合，穿戴孔E（607）中可穿入超薄尼龙粘，便于第一指节手指底板C（608）与拇指第一指节贴合。第一指节手指底板C（608）下侧靠近拇指指间关节方向固定有穿绳孔C（609），穿绳孔C（609）与钢丝绳E（610）相连。

如图8所示，钢丝绳A（410）从孔J（714）穿出，钢丝绳A（410）在孔内与孔J（714）的壁相接触位置安装有滑轮J（715）以减小摩擦。螺线轮（717）固定在电机A（701）的电机输出轴（716）上，并保持与电机输出轴（716）同轴线。钢丝绳A（410）穿出孔后环绕在螺线轮（717）的凹槽里。其余四个电机拉动钢丝绳的方式与电机A相似。

如图7所示，钢丝绳B（416）从孔I（712）穿出，钢丝绳B（416）在孔内与孔I（712）的壁相接触位置安装有滑轮I（713）以减小摩擦，钢丝绳B（416）穿出孔后环绕在与电机B（702）的输出相连的螺线轮的凹槽里。钢丝绳C（414）从孔H（710）穿出，钢丝绳C（414）在孔内与孔H（710）的壁相接触位置安装有滑轮H（711）以减小摩擦，钢丝绳C（414）穿出孔后环绕在与电机C（703）的输出相连的螺线轮的凹槽里。钢丝绳D（415）从孔G（708）穿出，钢丝绳D（415）在孔内与孔G（708）的壁相接触位置安装有滑轮G（709）以减小摩擦，钢丝绳D（415）穿出孔后环绕在与电机D（704）的输出相连的螺线轮的凹槽里。钢丝绳E（610）从孔F（706）穿出，钢丝绳E（610）在孔内与孔F（706）的壁相接触位置安装有滑轮F（707）以减小摩擦，钢丝绳E（610）穿出孔后环绕在与电机E（705）的输出相连的螺线轮的凹槽里。

当电机A（701）做主要转动，电机B（702）辅助转动时：食指动作与正常食指只有掌指关节转动施力时的动作相同，同时钢丝绳A（410）适当收缩一部分至孔B（503）内，以便其外部钢丝绳不影响其他手指的动作。当电机A（701）与电机B（702）分别以不同转速配合转动时：手指动作与正常手指三关节同时转动施力动作相同。电机C（703）与电机D（704）对中指动作的控制方式与电机A（701）和电机B（702）对食指动作的控制方式相同。当电机E（705）转动时：拇指动作与正常拇指两关节同时转动施力动作相同。通过五个电机间的配合转动，可使穿戴本器械的患者的食指、中指和拇指做出多种自然蜷缩基础上的抓握动作。

在电机停止施力转动后，由于钢丝绳环绕在螺线轮上，钢丝绳力矩大于电机里的阻力矩，而钢丝绳受到的其他阻力很小，因而手指可以轻易地返回到之前的手指自然蜷缩状态。

Claims (1)

1.一种可搭载于康复轮椅的手指康复装置，其特征在于：它包括手指抓握外骨骼结构和电机传动结构；所述的手指抓握外骨骼结构包括三指抓握外骨骼、手臂垫板和侧电机板，手臂垫板上部连接三指抓握外骨骼，手臂垫板侧面连接侧电机板；所述的电机传动结构包括五根钢丝绳、五个电机和十个滑轮，每个电机通过电机输出轴连接一个螺线轮， 缠绕在螺线轮上的钢丝绳经过一个滑轮穿入侧电机板上的孔， 并从手臂垫板上的孔穿出，再经过一个滑轮后连接至三指抓握外骨骼中设置的穿绳孔上；所述手臂垫板左右分别固定有穿戴环；所述电机都固定在侧电机板上；

所述的三指抓握外骨骼包括食指抓握外骨骼、中指抓握外骨骼和拇指抓握外骨骼；食指抓握外骨骼、中指抓握外骨骼结构相同，且并列安装于手臂垫板上；食指抓握外骨骼或中指抓握外骨骼的结构是由可伸缩手指底板通过圆柱销连接在手臂垫板上，第三指节手指底板与可伸缩手指底板相连，第二指节手指底板通过铆钉与第三指节手指底板相连，第一指节手指底板通过铆钉与第二指节手指底板相连，第一指节手指底板的下部和第三指节手指底板的下部分别设有穿绳孔，第二指节手指底板的两侧和第三指节手指底板的两侧分别设有穿戴孔；拇指抓握外骨骼的结构是由可伸缩手指底板通过圆柱销连接在手臂垫板上，第二指节手指底板通过圆柱销连接在可伸缩手指底板旁，第一指节手指底板通过铆钉与第二指节手指底板相连，穿绳孔装在第一指节手指底板的下部，第一指节手指底板的两侧和第二指节手指底板的两侧分别设有穿戴孔。