CN108904215A - 一种手指康复训练器 - Google Patents
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Abstract
一种手指康复训练器，拇指左右运动组件固定在底座上，拇指左右运动组件的拇指底座的两侧与拇指上下运动组件的竖向拇指支撑板之间通过螺栓相连，四指弯曲/伸展运动组件固定在底座上，四指张开/合拢运动组件设在四指弯曲/伸展运动组件的四指底板上。本发明结构简单、训练形式丰富、成本低廉、康复效果明显。
Description
技术领域
本发明属于康复医疗设备技术领域，具体涉及一种手指康复训练器。
背景技术
手是人类生活和从事社会生产劳动的精细“工具”，手功能失效最主要的两个原因是手外伤和中风，对于这类患者除了必要的手术和药物治疗外，科学有效的康复训练对患者肢体功能的恢复起着不容忽视的作用。传统的手指康复训练是靠康复医师一对一进行手把手锻炼，而我国手指疾病患者众多，造成了康复医师的相对缺乏，手指康复装置能够辅助医生完成患者的手指康复治疗。
近年来，连续被动活动(CMP)理论被提出来，即通过对受伤手指连续被动地进行训练从而达到治疗效果，这一治疗被广大的临床医生所认可。医疗单位使用手指康复机器人进行手指康复训练，现在还仅仅处于起步阶段。就目前而言，与传统的依靠医疗人员进行肢体康复训练的方式相比，医疗机器人辅助患者进行肢体康复训练的形式具有非常明显的优点，并且也已经取得了比较好的效果。
但是现有手指康复机器人结构复杂或自由度少，仅能够实现四指的弯曲和伸展康复运动，训练形式单一、结构复杂、制造成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、训练形式丰富、成本低廉、康复效果明显的手指康复训练器。
本发明主要包括包括底座、拇指上下运动组件、拇指左右运动组件、四指张开/合拢运动组件和四指弯曲/伸展运动组件。
其中，拇指左右运动组件固定在底座上，拇指左右运动组件的拇指底座的两侧与拇指上下运动组件的竖向拇指支撑板之间通过螺栓相连。四指弯曲/伸展运动组件固定在底座上，四指张开/合拢运动组件设在四指弯曲/伸展运动组件的四指底板上。
拇指左右运动组件包括第二拇指电机、第二拇指电机支撑座、第二拇指电机架、第二拇指主动带轮、第一横向导轨支架、第二横向导轨支架、拇指横向导轨、第二拇指从动带轮、第二拇指皮带、拇指横向滑块组件、半牙螺栓、皮带压板。相互平行的第一横向导轨支架和第二横向导轨支架均固定在底座上，在第一横向导轨支架和第二横向导轨支架的外侧之间分别通过拇指横向导轨相连接。在第一横向导轨的外侧铰接第二拇指从动带轮，并通过半牙螺栓固定。第二拇指电机支撑座固定在底座上，在第二拇指电机支撑座上设有第二拇指电机架，第二拇指电机设在第二拇指电机架上，第二拇指电机的输出端插接第二拇指主动带轮，第二拇指主动带轮与第二拇指从动带轮之间通过第二拇指皮带连接。拇指底座的两侧分别设有滑槽，两侧的滑槽分别在两个拇指横向导轨上滑动。在拇指底座的两侧分别设有拇指横向滑块，拇指横向滑块的内侧面滑动连接在拇指横向导轨的外部，在拇指横向滑块的外部固定连接半工字形的拇指横向滑块连接板。拇指横向滑块和拇指横向滑块连接板组成拇指横向滑块组件。其中一个横向滑块连接板的外部设有两个皮带压板，两皮带压板之间通过螺栓相连，两皮带压板之间固定第二拇指皮带。
进一步的，第一横向导轨支架呈U型。
拇指上下运动组件包括拇指底座、第一拇指电机、第一拇指主动带轮、竖向拇指支撑板、拇指上支座、拇指竖向导轨、拇指带轮安装块、第一拇指从动带轮、第一拇指皮带、拇指竖向滑块组件、拇指套。拇指底座的两侧分别通过螺栓固定在竖向拇指支撑板、拇指竖向导轨上，拇指底座上设有电机架，第一拇指电机固定在电机架上，在第一拇指电机的输出端套接第一拇指主动带轮。竖向拇指支撑板的上端与拇指竖向导轨的上端之间通过拇指上支座相连。在拇指上支座的下部通过螺栓固定拇指带轮安装块，拇指带轮安装块的下部设有凹槽，第一拇指从动带轮通过插销设在拇指带轮安装块下部的凹槽内。第一拇指从动带轮与第一拇指主动带轮之间通过第一拇指皮带相连。拇指竖向滑块组件包括拇指竖向滑块和拇指竖向滑块连接板，拇指竖向滑块与拇指竖向导轨滑动连接，拇指竖向滑块连接板上具有皮带安装槽，第一拇指皮带穿过所述皮带安装槽，拇指竖向滑块压在第一拇指皮带上，通过螺栓将拇指套与拇指竖向滑块连接板拧紧，第一拇指皮带压紧在拇指竖向滑块与拇指竖向滑块连接板之间。
四指弯曲/伸展运动组件包括第二四指电机、连接板、第三四指电机、转动轴承、牛眼支撑杆、第二四指电机支架。第二四指电机支架固定在底座上，在第二四指电机支架的下部设有第二四指电机，第二四指电机的输出轴延伸至第二四指电机支架的上部，第二四指电机的输出轴穿过连接板的一端的通孔，与连接板相连，连接板的另一端上设有通孔，第三四指电机的输出端延伸至连接板的另一端的通孔外，第三四指电机的输出端与四指底板相连接，在四指底板的下部设有牛眼支撑杆，牛眼支撑杆的下部插接在转动轴承内，转动轴承的下部与底座相接。
进一步的，第二四指电机支架呈U型。
四指张开/合拢运动组件包括四指底板、第一四指电机、第一四指电机支架、第一四指主动带轮、第二四指主动带轮、竖向四指支撑板、四指上支座、四指竖向导轨、四指带轮安装块、第一四指从动带轮、第二四指从动带轮、第一四指皮带、第二四指皮带、四指竖向滑块组件、指套。第一四指电机支架设在四指底板的下部，第一四指电机固定在第一四指电机支架上。第一四指电机的输出端延伸至第一四指电机支架的外侧，第一四指电机的输出端同轴连接第一四指主动带轮、第二四指主动带轮。在四指底板的侧面设有竖向四指支撑板，竖向四指支撑板的上端固定四指上支座，在四指上支座与四指底板之间设有竖向导轨。在四指上支座的下部固定两个四指带轮安装块，第一四指从动带轮与第二四指从动带轮通过插销设在两个四指带轮安装块之间。第一四指从动带轮与第一四指主动带轮之间通过第一四指皮带相连，第二四指从动带轮与第二四指主动带轮之间通过第二四指皮带相连。四指竖向滑块组件滑动连接在四指竖向导轨上，四指竖向滑块组件包括食指竖向滑块连接件、中指竖向滑块连接件、无名指竖向滑块连接件和小指竖向滑块连接件，在食指竖向滑块连接件、中指竖向滑块连接件、无名指竖向滑块连接件和小指竖向滑块连接件上均固定指套。食指竖向滑块连接件和小指竖向滑块连接件分别与第一四指皮带相对的两边固定连接，中指竖向滑块连接件和无名指竖向滑块连接件分别与第二四指皮带相对的两边固定连接，第一四指皮带和第二四指皮带均与四指竖向导轨平行。
进一步的，第一四指主动带轮与第一四指从动带轮的直径相等。第二四指主动带轮与第二四指从动带轮的直径相等，且第一四指主动带轮的直径大于第二四指主动带轮的直径。
进一步的，第一四指主动带轮的直径与第二四指主动带轮的直径比为2:1。
本发明在使用时，第一拇指电机转动，通过套在电机轴上的第一拇指主动带轮和安装在拇指带轮安装块上的第一拇指从动带轮的传动，带动固连在第一拇指皮带上的拇指竖向滑块组件上下运动，从而进行拇指上下方向的康复运动。
当第二拇指电机转动时，通过带动套在第二拇指主动带轮和第二拇指从动带轮上的第二拇指皮带，进而牵引拇指横向滑块组件在左右方向运动，从而进行拇指左右方向的康复运动。
当第一四指电机转动时，带动套在电机轴上的第一四指主动带轮和第二四指主动带轮运动，通过第一四指皮带和第二四指皮带的传动，分别牵引食指竖向滑块和小指竖向滑块、中指竖向滑块和无名指竖向滑块张开/合拢，进而带动四指进行张开/合拢的康复运动。
当第二四指电机和第三四指电机分别驱动连接板和四指底板按照一定的规律转动时，可以带动伸在四指指套内的手指做四指弯曲/伸展康复运动。
拇指和四指可以根据患者的情况分别进行不同模式的组合训练；对于四指的张开/合拢运动和四指弯曲/伸展运动，可以进行单独训练，也可以进行复合训练。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、本发明能够实现四指的弯曲和伸展运动、四指的张开和闭合运动以及拇指的水平和上下方向的多自由度的康复运动。
2、采用一个电机同时控制四指的张合运动，结合四指张合的运动特点，巧妙的通过组合在一起的不同直径的带轮实现小指和食指、中指和无名指的同步不同速度的反复运动。
3、通过两个电机完成四指的弯曲运动使得对于四指的弯曲运动，相当于由二连杆机构组成，使得末端轨迹曲线多样化，更加符合人体手指关节的运动规律。
3、整个手指康复训练器左右部分完全对称，因此可以实现左手和右手的康复运动；四指和拇指可以分别进行不同模式的组合训练，训练方式简单，训练模式多样，不会对患者造成二次伤害。
4、结构简单，装置体积较小，制造成本低。
附图说明
图1是本发明实施例整体立体图；
图2是本发明实施例拇指上下运动组件立体图；
图3是拇指竖向滑块组件与第一拇指皮带连接剖视图；
图4是本发明实施例拇指水平运动组件立体图；
图5是本发明实施例四指张开/合拢运动组件立体图；
图6是本发明实施例四指张开/合拢运动组件左视图；
图7是本发明实施例四指弯曲/伸展运动组件立体图。
图中:1、底座，2、拇指上下运动组件，20、拇指底座，21、第一拇指电机，22、第一拇指主动带轮，23、竖向拇指支撑板，24、拇指上支座，25、拇指竖向导轨，26、拇指带轮安装块，27、第一拇指从动带轮，28、第一拇指皮带，29、拇指竖向滑块组件，291、拇指竖向滑块，292、拇指竖向滑块连接板，210、拇指套，3、拇指左右运动组件，30、第二拇指电机，30-1、第二拇指电机支撑座，30-2、第二拇指电机架，31、第二拇指主动带轮，32、第一横向导轨支架，33、第二横向导轨支架，34、拇指横向导轨，35、第二拇指从动带轮，36、第二拇指皮带，37、拇指横向滑块组件，371、拇指横向滑块，372、拇指横向滑块连接板，38、半牙螺栓，39、皮带压板，4、四指张开/合拢运动组件，40、四指底板，41-1、第一四指电机，41-2、第一四指电机支架，42、第一四指主动带轮，43、第二四指主动带轮，44、竖向四指支撑板，45、四指上支座，46、四指竖向导轨，47、四指带轮安装块，48、第一四指从动带轮，49、第二四指从动带轮，410、第一四指皮带，411、第二四指皮带，412、四指竖向滑块组件，4121、食指竖向滑块连接件，4122、中指竖向滑块连接件，4123、无名指竖向滑块连接件，4124、小指竖向滑块连接件，413、指套，5、四指弯曲/伸展运动组件，51、第二四指电机，52、连接板，53、第三四指电机，54、转动轴承，55、牛眼支撑杆，56、第二四指电机支架。
具体实施方式
在图1至图7所示的本发明示意简图中，拇指左右运动组件3固定在底座1上，拇指左右运动组件的拇指底座的两侧与拇指上下运动组件的竖向拇指支撑板23之间通过螺栓相连。四指弯曲/伸展运动组件5固定在底座1上，四指张开/合拢运动组件4设在四指弯曲/伸展运动组件的四指底板上。
拇指左右运动组件包括第二拇指电机、第二拇指电机支撑座、第二拇指电机架、第二拇指主动带轮、第一横向导轨支架、第二横向导轨支架、拇指横向导轨、第二拇指从动带轮、第二拇指皮带、拇指横向滑块组件、半牙螺栓、皮带压板。相互平行的第一横向导轨支架32和第二横向导轨支架33均固定在底座上，在第一横向导轨支架和第二横向导轨支架的外侧之间分别通过拇指横向导轨34相连接。在第一横向导轨的外侧铰接第二拇指从动带轮35，并通过半牙螺栓38固定。第二拇指电机支撑座30-1固定在底座上，在第二拇指电机支撑座上设有第二拇指电机架30-2，第二拇指电机30设在第二拇指电机架上，第二拇指电机的输出端插接第二拇指主动带轮31，第二拇指主动带轮与第二拇指从动带轮之间通过第二拇指皮带36连接。拇指底座20的两侧分别设有滑槽，两侧的滑槽分别在两个拇指横向导轨上滑动。在拇指底座的两侧分别设有连接拇指横向滑块371，拇指横向滑块371的内侧面滑动连接在拇指横向导轨的外部，在拇指横向滑块的外部固定连接半工字形的拇指横向滑块连接板372。拇指横向滑块371和拇指横向滑块连接板372组成拇指横向滑块组件37。其中一个横向滑块连接板372的外部设有两个皮带压板39，两皮带压板之间通过螺栓相连，两皮带压板之间固定第二拇指皮带。第一横向导轨支架呈U型。
拇指上下运动组件包括拇指底座、第一拇指电机、第一拇指主动带轮、竖向拇指支撑板、拇指上支座、拇指竖向导轨、拇指带轮安装块、第一拇指从动带轮、第一拇指皮带、拇指竖向滑块组件、拇指套。拇指底座的两侧分别通过螺栓固定在竖向拇指支撑板23、拇指竖向导轨25上，拇指底座上设有电机架，第一拇指电机21固定在电机架上，在第一拇指电机的输出端套接第一拇指主动带轮22。竖向拇指支撑板23的上端与拇指竖向导轨的上端之间通过拇指上支座24相连。在拇指上支座的下部通过螺栓固定拇指带轮安装块26，拇指带轮安装块26的下部设有凹槽，第一拇指从动带轮27通过插销设在拇指带轮安装块26下部的凹槽内。第一拇指从动带轮与第一拇指主动带轮之间通过第一拇指皮带28相连。拇指竖向滑块组件29包括拇指竖向滑块291和拇指竖向滑块连接板292，拇指竖向滑块与拇指竖向导轨滑动连接，拇指竖向滑块连接板上具有皮带安装槽，第一拇指皮带穿过所述皮带安装槽，拇指竖向滑块压在第一拇指皮带上，通过螺栓将拇指套210与拇指竖向滑块连接板拧紧，第一拇指皮带压紧在拇指竖向滑块与拇指竖向滑块连接板之间。
四指弯曲/伸展运动组件5包括第二四指电机、连接板、第三四指电机、转动轴承、牛眼支撑杆、第二四指电机支架。第二四指电机支架56固定在底座上，在第二四指电机支架的下部设有第二四指电机51，第二四指电机的输出轴延伸至第二四指电机支架的上部，第二四指电机的输出轴穿过连接板52的一端的通孔，与连接板相连，连接板的另一端上设有通孔，第三四指电机53的输出端延伸至连接板的另一端的通孔外，第三四指电机的输出端与四指底板40相连接，在四指底板的下部设有牛眼支撑杆55，牛眼支撑杆的下部插接在转动轴承54内，转动轴承的下部与底座相接。第二四指电机支架呈U型。
四指张开/合拢运动组件4包括四指底板、第一四指电机、第一四指电机支架、第一四指主动带轮、第二四指主动带轮、竖向四指支撑板、四指上支座、四指竖向导轨、四指带轮安装块、第一四指从动带轮、第二四指从动带轮、第一四指皮带、第二四指皮带、四指竖向滑块组件、指套。第一四指电机支架41-2设在四指底板的下部，第一四指电机41-1固定在第一四指电机支架上。第一四指电机的输出端延伸至第一四指电机支架的外侧，第一四指电机的输出端同轴连接第一四指主动带轮42、第二四指主动带轮43。在四指底板的侧面设有竖向四指支撑板44，竖向四指支撑板的上端固定四指上支座45，在四指上支座与四指底板之间设有竖向导轨46。在四指上支座的下部固定两个四指带轮安装块47，第一四指从动带轮48与第二四指从动带轮49通过插销设在两个四指带轮安装块之间。第一四指从动带轮48与第一四指主动带轮42之间通过第一四指皮带410相连，第二四指从动带轮49与第二四指主动带轮43之间通过第二四指皮带411相连。四指竖向滑块组件412滑动连接在四指竖向导轨46上，四指竖向滑块组件412包括食指竖向滑块连接件4121、中指竖向滑块连接件4122、无名指竖向滑块连接件4123和小指竖向滑块连接件4124，在食指竖向滑块连接件4121、中指竖向滑块连接件4122、无名指竖向滑块连接件4123和小指竖向滑块连接件4124上均固定指套413。食指竖向滑块连接件4121和小指竖向滑块连接件4124分别与第一四指皮带410相对的两边固定连接，中指竖向滑块连接件4122和无名指竖向滑块连接件4123分别与第二四指皮带411相对的两边固定连接，第一四指皮带410和第二四指皮带411均与四指竖向导轨46平行。第一四指主动带轮42与第一四指从动带轮48的直径相等。第二四指主动带轮43与第二四指从动带轮49的直径相等，且第一四指主动带轮42的直径大于第二四指主动带轮43的直径。第一四指主动带轮42的直径与第二四指主动带轮43的直径比为2:1。
Claims (9)
1.一种手指康复训练器，主要包括底座、拇指上下运动组件、拇指左右运动组件、四指张开/合拢运动组件和四指弯曲/伸展运动组件，其特征在于：拇指左右运动组件固定在底座上，拇指左右运动组件的拇指底座的两侧与拇指上下运动组件的竖向拇指支撑板之间通过螺栓相连，四指弯曲/伸展运动组件固定在底座上，四指张开/合拢运动组件设在四指弯曲/伸展运动组件的四指底板上。
2.根据权利要求1所述的一种手指康复训练器，其特征在于：拇指左右运动组件包括第二拇指电机、第二拇指电机支撑座、第二拇指电机架、第二拇指主动带轮、第一横向导轨支架、第二横向导轨支架、拇指横向导轨、第二拇指从动带轮、第二拇指皮带、拇指横向滑块组件、半牙螺栓、皮带压板，相互平行的第一横向导轨支架和第二横向导轨支架均固定在底座上，在第一横向导轨支架和第二横向导轨支架的外侧之间分别通过拇指横向导轨相连接，在第一横向导轨的外侧铰接第二拇指从动带轮，并通过半牙螺栓固定，第二拇指电机支撑座固定在底座上，在第二拇指电机支撑座上设有第二拇指电机架，第二拇指电机设在第二拇指电机架上，第二拇指电机的输出端插接第二拇指主动带轮，第二拇指主动带轮与第二拇指从动带轮之间通过第二拇指皮带连接，拇指底座的两侧分别设有滑槽，两侧的滑槽分别在两个拇指横向导轨上滑动，在拇指底座的两侧分别设有拇指横向滑块，拇指横向滑块的内侧面滑动连接在拇指横向导轨的外部，在拇指横向滑块的外部固定连接半工字形的拇指横向滑块连接板，拇指横向滑块和拇指横向滑块连接板组成拇指横向滑块组件，其中一个横向滑块连接板的外部设有两个皮带压板，两皮带压板之间通过螺栓相连，两皮带压板之间固定第二拇指皮带。
3.根据权利要求1所述的一种手指康复训练器，其特征在于：拇指上下运动组件包括拇指底座、第一拇指电机、第一拇指主动带轮、竖向拇指支撑板、拇指上支座、拇指竖向导轨、拇指带轮安装块、第一拇指从动带轮、第一拇指皮带、拇指竖向滑块组件、拇指套，拇指底座的两侧分别通过螺栓固定在竖向拇指支撑板、拇指竖向导轨上，拇指底座上设有电机架，第一拇指电机固定在电机架上，在第一拇指电机的输出端套接第一拇指主动带轮，竖向拇指支撑板的上端与拇指竖向导轨的上端之间通过拇指上支座相连，在拇指上支座的下部通过螺栓固定拇指带轮安装块，拇指带轮安装块的下部设有凹槽，第一拇指从动带轮通过插销设在拇指带轮安装块下部的凹槽内，第一拇指从动带轮与第一拇指主动带轮之间通过第一拇指皮带相连，拇指竖向滑块组件包括拇指竖向滑块和拇指竖向滑块连接板，拇指竖向滑块与拇指竖向导轨滑动连接，拇指竖向滑块连接板上具有皮带安装槽，第一拇指皮带穿过所述皮带安装槽，拇指竖向滑块压在第一拇指皮带上，通过螺栓将拇指套与拇指竖向滑块连接板拧紧，第一拇指皮带压紧在拇指竖向滑块与拇指竖向滑块连接板之间。
4.根据权利要求1所述的一种手指康复训练器，其特征在于：四指弯曲/伸展运动组件包括第二四指电机、连接板、第三四指电机、转动轴承、牛眼支撑杆、第二四指电机支架，第二四指电机支架固定在底座上，在第二四指电机支架的下部设有第二四指电机，第二四指电机的输出轴延伸至第二四指电机支架的上部，第二四指电机的输出轴穿过连接板的一端的通孔，与连接板相连，连接板的另一端上设有通孔，第三四指电机的输出端延伸至连接板的另一端的通孔外，第三四指电机的输出端与四指底板相连接，在四指底板的下部设有牛眼支撑杆，牛眼支撑杆的下部插接在转动轴承内，转动轴承的下部与底座相接。
5.根据权利要求1所述的一种手指康复训练器，其特征在于：四指张开/合拢运动组件包括四指底板、第一四指电机、第一四指电机支架、第一四指主动带轮、第二四指主动带轮、竖向四指支撑板、四指上支座、四指竖向导轨、四指带轮安装块、第一四指从动带轮、第二四指从动带轮、第一四指皮带、第二四指皮带、四指竖向滑块组件、指套，第一四指电机支架设在四指底板的下部，第一四指电机固定在第一四指电机支架上，第一四指电机的输出端延伸至第一四指电机支架的外侧，第一四指电机的输出端同轴连接第一四指主动带轮、第二四指主动带轮。在四指底板的侧面设有竖向四指支撑板，竖向四指支撑板的上端固定四指上支座，在四指上支座与四指底板之间设有竖向导轨，在四指上支座的下部固定两个四指带轮安装块，第一四指从动带轮与第二四指从动带轮通过插销设在两个四指带轮安装块之间，第一四指从动带轮与第一四指主动带轮之间通过第一四指皮带相连，第二四指从动带轮与第二四指主动带轮之间通过第二四指皮带相连，四指竖向滑块组件滑动连接在四指竖向导轨上，四指竖向滑块组件包括食指竖向滑块连接件、中指竖向滑块连接件、无名指竖向滑块连接件和小指竖向滑块连接件，在食指竖向滑块连接件、中指竖向滑块连接件、无名指竖向滑块连接件和小指竖向滑块连接件上均固定指套，食指竖向滑块连接件和小指竖向滑块连接件分别与第一四指皮带相对的两边固定连接，中指竖向滑块连接件和无名指竖向滑块连接件分别与第二四指皮带相对的两边固定连接，第一四指皮带和第二四指皮带均与四指竖向导轨平行。
6.根据权利要求1或2所述的一种手指康复训练器，其特征在于：第一横向导轨支架呈U型。
7.根据权利要求1或4所述的一种手指康复训练器，其特征在于：第二四指电机支架呈U型。
8.根据权利要求1或5所述的一种手指康复训练器，其特征在于：第一四指主动带轮与第一四指从动带轮的直径相等，第二四指主动带轮与第二四指从动带轮的直径相等，且第一四指主动带轮的直径大于第二四指主动带轮的直径。
9.根据权利要求1或5所述的一种手指康复训练器，其特征在于：第一四指主动带轮的直径与第二四指主动带轮的直径比为2:1。
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