CN108354780A - 手腕康复训练装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种手腕康复训练装置，包括一手部托盘、一旋转轴、一扭矩传感器、一电机、一底座和一控制器；所述旋转轴架设在两支架上，所述手部托盘的一端与所述旋转轴固定连接，所述手部托盘的上部端面设置有用于捆扎患者手部的弹性带；所述扭矩传感器的转轴的一端与所述旋转轴固定连接、另一端与所述电机的转轴固定连接；所述控制器通过数据线分别与所述扭矩传感器和所述电机相连，所述扭矩传感器检测所述旋转轴的扭矩并将扭矩值传输至所述控制器。本发明构简单，安全实用，能够实现对手腕关节的主动与被动活动训练，有效解决了缺乏手腕关节康复训练装置、工作效率低或设备昂贵等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种康复训练装置，尤其涉及对患者手腕关节进行康复训练的装置。
背景技术
在每年的脑血管疾病患者中大约有50％的幸存者遗留上肢及手部的功能障碍，手腕关节常表现为痉挛屈曲状态。目前针对手部的康复训练器具较少，常见的有分指板、气动手套、弹力辅助手矫形器、末端牵引式康复机器人系统、外骨骼式康复机器人系统等。
分指板等器具能够纠正脑卒中患者的手部异常状态，降低患者的痉挛程度，但无法完成对手腕关节的纠正和训练。外骨骼式机器人系统能够实现每根手指及手腕的被动与主动活动，能够明显提高患者的主动参与度，提高康复疗效，但主要还是针对手指进行训练，手腕关节的训练不足，并且相关技术还不成熟，存在设备昂贵、性能稳定性差等问题。因此，临床中对患者手腕关节的活动主要还是依靠治疗师的人工牵引，工作效率较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中缺乏针对性的手腕关节康复训练装置、工作效率低等缺陷，提供一种手腕康复训练装置，该装置结构简单，安全实用，能够实现对手腕关节的主动与被动活动训练。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种手腕康复训练装置，包括一手部托盘、一旋转轴、一扭矩传感器、一电机、一底座和一控制器；
所述底座上设置有两凸起的支架，所述旋转轴架设在两所述支架上且所述旋转轴能够绕其中心轴旋转，所述手部托盘的一端与所述旋转轴固定连接，所述手部托盘的上部端面设置有用于捆扎患者手部的弹性带；
所述扭矩传感器的转轴的一端与所述旋转轴固定连接、另一端与所述电机的转轴固定连接，所述扭矩传感器与所述电机均固定安装于所述底座；
所述控制器通过数据线分别与所述扭矩传感器和所述电机相连，所述扭矩传感器检测所述旋转轴的扭矩并将扭矩值传输至所述控制器，一方面，所述控制器能够接收扭矩值并根据扭矩值的大小和方向控制所述电机的启动、停止和正反转，另一方面，所述控制器能够通过参数设置直接控制所述电机的启动、停止和正反转。
较佳地，两所述支架中均设置有滚动轴承，所述旋转轴的两端分别贯穿过两所述滚动轴承。
较佳地所述扭矩传感器的转轴与所述旋转轴之间通过联轴器固定连接，所述扭矩传感器的转轴与所述电机的转轴之间通过联轴器固定连接。
较佳地，其中一所述支架上设置有两凸起的限位块，两所述限位块的位置靠近所述旋转轴，所述旋转轴上设置有与两所述限位相匹配的挡块，且所述挡块阻挡所述旋转轴的旋转运动并使所述旋转轴只能旋转一定的角度。
本发明的积极进步效果在于：
(1)所述手腕康复训练装置中的手部托盘能够将患者手部固定，使患者的手部张开，并通过电机带动手部托盘使患者手腕关节做上下摆动式活动，从而达到纠正患者手部异常状态，并做手腕关节康复训练的目的；
(2)一方面，所述控制器能够接收扭矩值并根据扭矩值的大小和方向控制所述电机的启动、停止和正反转，实现对患者手腕关节的主动训练，另一方面，所述控制器能够通过参数设置直接控制所述电机的启动、停止和正反转，实现对患者手腕关节的被动训练。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为与图1中的A区域相对应的放大的结构示意图。
附图标记说明：
手部托盘：1 弹性带：11
旋转轴：2 挡块：21
扭矩传感器：3
电机：4
底座：5
支架：51 滚动轴承：52 限位块：53
控制器：6
联轴器：7
数据线：8
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种手腕康复训练装置，如图1所示，包括手部托盘1、旋转轴2、扭矩传感器3、电机4、底座5和控制器6。
底座5上设置有两凸起的支架51，两支架51中均设置有轴承孔，两轴承孔的中心轴线重合，轴承孔中安装有滚动轴承52，滚动轴承52如图2所示。旋转轴2架设在支架51上，且旋转轴2的两端分别贯穿过两滚动轴承52，并且旋转轴2能够绕其中心轴旋转。
手部托盘1的一端设置有与旋转轴2相配合的通孔，手部托盘1通过通孔套在旋转轴2上并通过紧配合与旋转轴2固定连接。手部托盘1的上部端面上设置有用于捆扎患者手部的弹性带11，患者手部被弹性带11捆扎后，手掌张开，可用于纠正患者手部的异常状态。
扭矩传感器3的转轴的一端与旋转轴2通过联轴器7固定连接、另一端与电机4的转轴也通过联轴器7固定连接。扭矩传感器3与电机4均固定安装于底座5。
控制器6通过数据线8分别与扭矩传感器3和电机4相连，扭矩传感器3实时检测旋转轴2的扭矩并将扭矩值传输至控制器6，一方面，控制器6接收扭矩值并根据扭矩值的大小和方向控制电机4的启动、停止和正反转。另一方面，控制器6能够通过参数设置直接控制电机4的启动、停止和正反转。其中，电机4可选用步进电机等低速、高精度电机。
此外，为了起到安全防护作用，如图2所示，其中一支架51上设置有两凸起的限位块53，两限位块53的位置靠近旋转轴2，旋转轴2上设置有与两限位相53匹配的挡块21，且挡块21阻挡旋转轴2的旋转运动并使旋转轴2只能旋转一定的角度。
该实施例的手腕康复训练装置可用于患者手腕关节的主动训练和被动训练。主动训练是指该训练装置能够配合结合患者的意图，配合患者完成康复训练。被动训练是指将该训练装置的参数提前设置，患者跟随训练装置完成康复训练。
主动训练的工作原理是：患者手部通过弹性带11固定在手部托盘1上，打开控制器6，此时由于患者手部痉挛具有向下按压的趋势，扭矩传感器3检测到一扭矩值，此扭矩值被传输至控制器6。
当患者预向上抬起手腕时，扭矩传感器3检测到的扭矩值将变小，此时，控制器6得到变小的扭矩值后会控制电机4带动手部托盘1向上摆动。当手部托盘1向上摆动到患者手腕关节的极限位置或限位块53卡住挡块21时，扭矩传感器3将检测到扭矩值突然增大，此时控制器6控制电机4停止运转。当患者预再向下活动手腕时，扭矩传感器3将检测到扭矩值变小或扭矩方向改变，此时控制器6控制电机4带动手部托盘1反向向下摆动。当手部托盘1向下摆动到患者手腕关节的极限位置或限位块53卡住挡块21时，扭矩传感器3将检测到扭矩值又突然增大，此时控制器6控制电机4停止运转。如此反复运行，即可实现针对患者手腕关节的主动训练。主动训练过程中，由于该训练装置的启动和停止主要是靠检测扭矩值的变化，因此，患者可根据自身情况自己把握训练的节奏和速度。
被动训练的工作原理是：根据患者实际情况，提前设置好电机4的启动、停止位置，且电机4停止后会自动反向旋转。其整个训练过程与主动训练类似，但扭矩传感器3检测到的扭矩值无法控制电机4，患者只能跟随装置完成康复训练。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种手腕康复训练装置，其特征在于，包括一手部托盘、一旋转轴、一扭矩传感器、一电机、一底座和一控制器；
所述底座上设置有两凸起的支架，所述旋转轴架设在两所述支架上且所述旋转轴能够绕其中心轴旋转，所述手部托盘的一端与所述旋转轴固定连接，所述手部托盘的上部端面设置有用于捆扎患者手部的弹性带；
所述扭矩传感器的转轴的一端与所述旋转轴固定连接、另一端与所述电机的转轴固定连接，所述扭矩传感器与所述电机均固定安装于所述底座；
所述控制器通过数据线分别与所述扭矩传感器和所述电机相连，所述扭矩传感器检测所述旋转轴的扭矩并将扭矩值传输至所述控制器，一方面，所述控制器能够接收扭矩值并根据扭矩值的大小和方向控制所述电机的启动、停止和正反转，另一方面，所述控制器能够通过参数设置直接控制所述电机的启动、停止和正反转。
2.根据权利要求1所述的手腕康复训练装置，其特征在于，两所述支架中均设置有滚动轴承，所述旋转轴的两端分别贯穿过两所述滚动轴承。
3.根据权利要求1所述的手腕康复训练装置，其特征在于，所述扭矩传感器的转轴与所述旋转轴之间通过联轴器固定连接，所述扭矩传感器的转轴与所述电机的转轴之间通过联轴器固定连接。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的手腕康复训练装置，其特征在于，其中一所述支架上设置有两凸起的限位块，两所述限位块的位置靠近所述旋转轴，所述旋转轴上设置有与两所述限位相匹配的挡块，且所述挡块阻挡所述旋转轴的旋转运动并使所述旋转轴只能旋转一定的角度。
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