CN108524197B - 一种手功能康复指节训练装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种手功能康复指节训练装置，包括两个以上的从前向后依次间隔分布的手部结合件，每相邻两个手部结合件之间均设置有用于携带所述每相邻两个手部结合件中的位于前侧的手部结合件相对于位于后侧的手部结合件进行往复转动的转动中心投影机构。使用时，每相邻两个手部结合件分别与一指关节的两骨块对应结合在一起，在转动中心投影机构的支持下，每相邻两个手部结合件中的位于前侧的手部结合件即可带动一骨块绕关节进行转动，长时间下，即可实现关节以及肌肉的锻炼和康复，可辅助患者自行进行康复训练，经济适用。
Description
技术领域
本发明涉及康复训练器械技术领域，具体地说涉及一种手功能康复指节训练装置。
背景技术
人的大部分日常活动需要手的参与才能完成，因此帮助偏瘫患者改善并恢复手部运动功能是偏瘫康复的一项重要内容。目前国内医疗资源紧张，而患者普遍存在术后康复不明显的现象。
但是因时间、经济等因素的影响，大多数患者都没有条件长时间待在康复中心进行康复矫正治疗，这样训练时间不够，对于患者的康复是极其不利的。
另外，目前现有的外骨骼设备存在辅助机构转动瞬心和手指转动瞬心不重合问题，会造成相对滑移现象；且目前的手部外骨骼在手指尺寸上不可调，患者在进行康复训练可能达不到预期效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能解决康复训练过程中相对滑移现象和适应患者指节长度的手功能康复指节训练装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种手功能康复指节训练装置，包括两个以上的从前向后依次间隔分布的手部结合件，每相邻两个手部结合件之间均设置有用于携带所述每相邻两个手部结合件中的位于前侧的手部结合件相对于位于后侧的手部结合件进行往复转动的转动中心投影机构。
进一步地，所述转动中心投影机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆以及设置在所述每相邻两个手部结合件中的位于后侧的手部结合件上的支撑件，所述第一连杆的一端与所述支撑件铰接相连，所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端铰接相连，所述第二连杆的另一端与所述每相邻两个手部结合件中的位于前侧的手部结合件铰接相连，所述第三连杆的一端与所述支撑件铰接相连，所述第三连杆的另一端与所述第二连杆的中部铰接相连，且所述第二连杆的一端铰接中心、另一端铰接中心、中部铰接中心位于同一直线上，所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆和所述支撑件构成平行四边形机构。
进一步地，所述支撑件位置可调地连接在所述手部结合件上。
进一步地，除位于最后方的支撑件外，至少一个支撑件与其后侧相邻的支撑件之间设置有用于调整所述至少一个支撑件与所述手部结合件之间的相对位置的长度调节机构。
进一步地，所述长度调节机构包括传力杆、第四连杆、第五连杆以及第六连杆，所述第六连杆的一端与所述第五连杆的一端铰接相连，所述第六连杆的另一端与所述至少一个支撑件铰接相连，所述传力杆的一端与所述至少一个支撑件的后侧相邻的所述支撑件铰接相连，所述第四连杆的一端与所述至少一个支撑件铰接相连，所述第四连杆的另一端与所述第五连杆、所述传力杆构成复合铰链，且所述第四连杆的一端与所述至少一个支撑件之间的铰接点以及所述第四连杆的另一端与所述第五连杆之间的铰接点均位置可调，所述第四连杆、所述第五连杆、所述第六连杆以及所述至少一个支撑件构成平行四边形机构。
进一步地，所述第四连杆的另一端与所述传力杆之间的铰接点位置可调。
进一步地，最后方的转动中心投影机构中的所述第一连杆的一端与所述支撑件用球铰铰接相连，最后方的转动中心投影机构中的所述第三连杆的一端与所述支撑件用球铰铰接相连。
进一步地，所述第六连杆的另一端与所述第一连杆的一端相连成一体而共用一铰接转动副与所述支撑件铰接相连。
进一步地，共设置四个所述手部结合件，用于从前向后分别一一对应与远节指骨、中节指骨、近节指骨和手掌相互固定。
进一步地，所述手部结合件用柔性绑带或弹性卡扣与手部相互固定。
本发明的有益效果体现在：
本发明使用时，每相邻两个手部结合件分别与一指关节的两骨块对应结合在一起，在转动中心投影机构的支持下，每相邻两个手部结合件中的位于前侧的手部结合件即可带动一骨块绕关节进行转动，长时间下，即可实现关节以及肌肉的锻炼和康复，可辅助患者自行进行康复训练，经济适用。
本发明通过设计转动中心投影机构和指骨长度调节机构，解决了康复训练过程中相对滑移现象和适应患者指节长度两大问题，满足了康复训练要求。
附图说明
图1是本发明一实施例的结构示意图。
图2是本发明一实施中中转动中心投影机构的作用原理图。
图3是本发明一实施中中长度调节机构的作用原理图。
附图中各部件的标记为：10手部结合件、201第一连杆、202第二连杆、203第三连杆、204支撑件、301传力杆、302第四连杆、303第五连杆、304第六连杆、01远节指骨、02中节指骨、03近节指骨、04手掌。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参见图1。
本发明手功能康复指节训练装置，包括两个以上的从前向后依次间隔分布的手部结合件10，每相邻两个手部结合件10之间均设置有用于携带所述每相邻两个手部结合件10中的位于前侧的手部结合件10相对于位于后侧的手部结合件10进行往复转动的转动中心投影机构。
使用时，每相邻两个手部结合件分别与一指关节的两骨块对应结合在一起，在转动中心投影机构的支持下，每相邻两个手部结合件中的位于前侧的手部结合件即可带动一骨块绕关节进行转动，长时间下，即可实现关节以及肌肉的锻炼和康复。
在一实施例中，所述转动中心投影机构包括第一连杆201、第二连杆202、第三连杆203以及设置在所述每相邻两个手部结合件10中的位于后侧的手部结合件10上的支撑件204，所述第一连杆201的一端与所述支撑件204铰接相连，所述第一连杆201的另一端与所述第二连杆202的一端铰接相连，所述第二连杆202的另一端与所述每相邻两个手部结合件10中的位于前侧的手部结合件10铰接相连，所述第三连杆203的一端与所述支撑件204铰接相连，所述第三连杆203的另一端与所述第二连杆202的中部(即第二连杆的一端与另一端之间的部分)铰接相连，且所述第二连杆202的一端铰接中心、另一端铰接中心、中部铰接中心位于同一直线上，所述第一连杆201、所述第二连杆202、所述第三连杆203和所述支撑件204构成平行四边形机构。
上述这种转动中心投影机构的作用原理是：参见图2，图中ABCD代表转动中心投影机构的平行四边形机构的各铰接中心，E为AC延长线上一点，代表第二连杆的另一端的铰接中心，当上述平行四杆机构运动时，E点会绕BD延长线上某点F做圆周运动(可双向)，其中虚拟杆件EF与AB、CD平行且相等，实施时只要将F点投影到手指关节运动中心，前侧的手部结合件相对后侧的手部结合件的转动中心就可以与手指关节运动中心重合，从而消除了滑移现象，称之为转动中心投影机构(也可称瞬心投影机构)，这样在相邻两个手部结合件的支撑和转动中心投影机构的作用下，即可实现关节反复转动，达到锻炼的目的。
现有的手功能康复装置往往因为外骨骼转动中心和手部关节转动中心不重合，会产生相对滑移现象，造成二次伤害，而本发明的外骨骼转动中心投影机构与手指关节契合度非常高，可适应关节转动中心特点而对指节进行康复训练，能够有效保证锻炼效果。
在一实施例中，所述支撑件204位置可调地连接在所述手部结合件10上。以适应不同的指节的长度。
具体实施中，可通过以下结构实现位置可调：所述支撑件204滑动连接在所述手部结合件10上，且所述支撑件204与所述手部结合件10的滑动配合方向垂直于所述转动中心投影机构的各铰接轴。待支撑件滑动至合适位置后，支撑件与手部连接件之间通过销钉固定。
在一实施例中，除位于最后方的支撑件204外，至少一个支撑件204与其后侧相邻的支撑件204之间设置有用于调整所述至少一个支撑件204与所述手部结合件10之间的相对位置的长度调节机构。因手部结合件是从前向后分布的，自然限定转动中心投影机构及其中的支撑件也是从前向后分布的。这样设计可用于适配不同程度指骨的锻炼需求。
在一实施例中，所述长度调节机构包括传力杆301、第四连杆302、第五连杆303以及第六连杆304，所述第六连杆304的一端与所述第五连杆303的一端铰接相连，所述第六连杆304的另一端与所述至少一个支撑件204铰接相连，所述传力杆301的一端与所述至少一个支撑件204的后侧相邻的所述支撑件204铰接相连，所述第四连杆302的一端与所述至少一个支撑件204铰接相连，所述第四连杆302的另一端与所述第五连杆303、所述传力杆301构成复合铰链，且所述第四连杆302的一端与所述至少一个支撑件204之间的铰接点以及所述第四连杆302的另一端与所述第五连杆303之间的铰接点均位置可调，所述第四连杆302、所述第五连杆303、所述第六连杆304以及所述至少一个支撑件204构成平行四边形机构。
上述这种长度调节机构的作用原理是：参见图3，假设初始指节长度对应的长度调节机构的平行四边形机构的各铰接中心为N-M-I-K，O为传力杆的一端的铰接中心，当近节指骨长度发生改变时，设按照指节长度调整后增加了距离h，机构的各铰接点变为N-M′-I′-K，仍为平行四边形机构，作为连接驱动部分的杆件l1，即传力杆的初始角度和杆件长度并没有变化，并且下级耦合运动连杆l2同样移动到l′2，整个过程等幅改变杆件KI和MN杆长而不改变杆件KN、IM杆长，结合平行四杆机构对边等速变化特点，改变后的平行四杆传力机构其运动规律并不发生改变，即不影响下级耦合机构的运动规律，因此可以轻松实现改变支撑件与手部结合件的相对位置，从而适应不同长度的指骨的锻炼需求。
现有的手功能康复装置在手指尺寸上基本不可调，做不到适应患者指节长度，而本发明通过滑动设置的支撑件以及长度调节机构能够适应患者指长，确保了外骨骼能和患者手指相适应，提高患者的手部康复训练效果。
另外，这种结构的长度调节机构能够与前侧相邻的转动中心投影耦合，从而形成联动。
具体实施中，通过在所述至少一个支撑件204和所述第五连杆303分别开设多个间隔分布的分别可供铰接轴穿过的调节孔实现与第四连杆302之间铰接点位置可调。
在一实施例中，考虑到工艺误差，在装配过程中可以适当调节，所述第四连杆302的另一端与所述传力杆301之间的铰接点位置可调，具体地可以通过在传力杆上开设多个间隔分布的分别可供铰接轴穿过的调节孔实现。
在一实施例中，最后方的转动中心投影机构中的所述第一连杆201的一端与所述支撑件204用球铰铰接相连，最后方的转动中心投影机构中的所述第三连杆203的一端与所述支撑件204用球铰铰接相连。这样设计，在手指弯曲伸展的同时，还可以实现手指的内收外展训练。
在一实施例中，所述传力杆301的一端与所述支撑件204、所述第三连杆203的一端共同构成复合铰链。这样设计，结构更加简洁。
在一实施例中，所述第六连杆304的另一端与所述第一连杆201的一端相连成一体而共用一铰接转动副与所述支撑件铰接相连。这样设计，可简化机构，而且能形成转动中心投影机构之间连动，具体实施中第六连杆与第一连杆成90°夹角，可使手指实现水平伸展状态。
在一实施例中，共设置四个所述手部结合件10，用于从前向后分别一一对应与远节指骨01、中节指骨02、近节指骨03和手掌04相互固定。这样设计，正好适用人体手指各指骨的锻炼需求，训练患者的每个指节。
在一实施例中，所述手部结合件10用柔性绑带或弹性卡扣与手部相互固定。
本发明解决了康复训练过程中相对滑移现象和适应患者指节长度两大问题，满足了和人手相适应的康复训练要求；通过机构之间相互耦合作用，外骨骼能够训练患者每个指节，极大地提高了患者的康复训练效果，在康复领域内具备良好的推广价值。
应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本发明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种手功能康复指节训练装置，其特征在于：包括两个以上的从前向后依次间隔分布的手部结合件，每相邻两个手部结合件之间均设置有用于携带所述每相邻两个手部结合件中的位于前侧的手部结合件相对于位于后侧的手部结合件进行往复转动的转动中心投影机构；
所述转动中心投影机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆以及设置在所述每相邻两个手部结合件中的位于后侧的手部结合件上的支撑件，所述第一连杆的一端与所述支撑件铰接相连，所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端铰接相连，所述第二连杆的另一端与所述每相邻两个手部结合件中的位于前侧的手部结合件铰接相连，所述第三连杆的一端与所述支撑件铰接相连，所述第三连杆的另一端与所述第二连杆的中部铰接相连，且所述第二连杆的一端铰接中心、另一端铰接中心、中部铰接中心位于同一直线上，所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆和所述支撑件构成平行四边形机构；
所述支撑件位置可调地连接在所述手部结合件上，除位于最后方的支撑件外，至少一个支撑件与其后侧相邻的支撑件之间设置有用于调整所述至少一个支撑件与所述手部结合件之间的相对位置的长度调节机构；
所述长度调节机构包括传力杆、第四连杆、第五连杆以及第六连杆，所述第六连杆的一端与所述第五连杆的一端铰接相连，所述第六连杆的另一端与所述至少一个支撑件铰接相连，所述传力杆的一端与所述至少一个支撑件的后侧相邻的所述支撑件铰接相连，所述第四连杆的一端与所述至少一个支撑件铰接相连，所述第四连杆的另一端与所述第五连杆、所述传力杆构成复合铰链，且所述第四连杆的一端与所述至少一个支撑件之间的铰接点以及所述第四连杆的另一端与所述第五连杆之间的铰接点均位置可调，所述第四连杆、所述第五连杆、所述第六连杆以及所述至少一个支撑件构成平行四边形机构；
最后方的转动中心投影机构中的所述第一连杆的一端与所述支撑件用球铰铰接相连，最后方的转动中心投影机构中的所述第三连杆的一端与所述支撑件用球铰铰接相连；
所述第一连杆的一端与所述第六连杆的另一端相连成一体而共用一铰接转动副与所述支撑件铰接相连。
2.如权利要求1所述的手功能康复指节训练装置，其特征在于：所述第四连杆的另一端与所述传力杆之间的铰接点位置可调。
3.如权利要求1所述的手功能康复指节训练装置，其特征在于：共设置四个所述手部结合件，用于从前向后分别一一对应与远节指骨、中节指骨、近节指骨和手掌相互固定。
4.如权利要求1所述的手功能康复指节训练装置，其特征在于：所述手部结合件用柔性绑带或弹性卡扣与手部相互固定。
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