CN109044740A - 一种气动手关节康复系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气动手关节康复系统，包括带有五个指套的手套、气泵和控制装置；每个指套的背面且沿其长度方向设置有一套针对插入该指套中的手指的气动气动伸缩调节机构，由控制装置通过气泵对每个指套上的气动伸缩调节机构进行充放气，以使插入该指套上的手指被动的产生屈伸动作，完成康复训练；通过控制装置：能够选定需要进行康复训练的手指，并设置康复训练时间和手指屈伸切换时间；能够对全部手指进行循环康复训练，并设置康复训练时间和手指的切换时间；能够完成由健手主动屈伸带动患手被动屈伸的镜像康复训练；能够调整手掌握合的程度。本发明能够自动驱使患者手指进行抓、握、伸展等被动训练，有效恢复手指灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及一种手关节康复器械技术领域，特别涉及一种气动手关节康复系统。
背景技术
随着心脑血管疾病发病率的提高，偏瘫患者数量的逐年增加,患者运动功能的康复越来越引起重视。手关节康复技术研究正是在这种需求形式下应运而生的一个崭新的研究领域，研究发现，利用康复器械对偏瘫患者的手指实施连续的抓、握、伸展等被动训练，可以增加患者手指的恢复速度。但是，现有的手关节康复器械对患者的手关节康复训练效果不是很好。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种康复训练效果好的气动手关节康复系统。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种气动手关节康复系统，包括带有五个指套的手套、气泵和控制装置；每个指套的背面且沿其长度方向设置有一套针对插入该指套中的手指的气动气动伸缩调节机构，由控制装置通过气泵对每个指套上的气动伸缩调节机构进行充放气，以使插入该指套上的手指被动的产生屈伸动作，完成康复训练；通过所述控制装置：能够选定需要进行康复训练的手指，并设置康复训练时间和手指的屈伸切换时间；能够对全部手指进行循环康复训练，从拇指开始逐个训练每个手指，并设置康复训练时间和手指的切换时间；能够完成由健手主动屈伸带动患手被动屈伸的镜像康复训练；能够调整手掌握合的程度。
进一步的，所述气动伸缩调节机构包括沿指套长度方向间隔设置的多个气囊以及连接相邻两个气囊的连接气管，并且每个气囊的两端均通过支架固定支设在指套的背面上；每个指套背面上的气囊的数目等于插入该指套中的手指的指节个数，并且气囊对应手指的指节设置；手套背面的手背部位设置有一个集气盒，集气盒的端部设置有一个主气管和五个分气管，主气管的外端与气泵的排气口相连，五个分气管分别与五个指套背面上的靠近手背部位的第一个气囊对应连接；所述控制装置的一个输出端与气泵的受控端相连。
进一步的，所述主气管和分气管上均设置有一个电磁阀。
进一步的，所述控制装置包括单片机控制器、蜂鸣器、指示灯、存储器、LCD显示器、电磁阀驱动电路和按键；按键的输出端与单片机控制器的输入端相连，单片机控制器的多个输出端分别与蜂鸣器、指示灯、存储器、电磁阀驱动电路和LCD显示器的输入端以及气泵的受控端对应相连，电磁阀驱动电路的多个输出端分别连接六个电磁阀的对应受控端。
进一步的，所述手套为一副，其中一个手套的指套上设置有用于检测插入该指套中的健手的主动屈伸动作的传感器，该传感器的输出端经镜像控制电路与控制装置的一个输入端相连接，该传感器检测到健手的主动屈伸动作后，由控制装置控制插入另一个手套的对应指套中的患手进行被动康复训练。
进一步的，所述集气盒为长条形且沿着手背部位宽度方向粘贴在手套的背面。
进一步的，所述手套的手心正面入口处设置有粘扣。
进一步的，所述连接气管、主气管和分气管均为PU管，气囊为PU波纹管。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明是基于对人手的结构与功能、手指的运动规律为研究基础,而设计的一种气动手关节康复系统。本发明具有较好的穿戴舒适性、运动柔顺性和较高的安全性。本发明基于气动的安全性，以气动为动力，自动驱使患者手指进行抓、握、伸展等被动训练，可以有效地抑制手指的痉挛，恢复手指灵活性，不仅提高了患者的康复效果和生活质量，而且节省了治疗师长时间做手部按摩的时间。
本发明的气动手关节康复系统具有四种工作模式，屈伸模式、循环模式、镜像模式、半屈模式。屈伸模式：可自主选择活动手指，并设置屈伸切换时间与训练时间；循环模式：从拇指开始逐个活动每个指头，可设置手指头的切换时间与训练时间；镜像模式：由健手带动患手活动，例如：健手拇指伸开，气动手拇指也执行伸开动作；半屈模式：可以调整手掌握合的程度，处于半屈状态；本发明适用科室为老年科、外科、康复科及神经内科等，适用于脑卒中、脑损伤、脊髓损伤、脑瘫、多发性硬化等神经系统疾病以及骨关节系统疾病术后的功能训练。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明气动伸缩调节机构在指套上的架设示意图；
图3是本发明的控制原理图；
图4是本发明的控制器和驱动部分的电路图；
图5是本发明按键显示及电磁阀部分的电路图；
图6是本发明镜像控制部分的电路图；
图7是本发明电源部分的电路图。
图中：1、手套，2、主气管，3、集气盒，4、指套，5、分气管，6、支架，7、气囊，8、连接气管，9、电磁阀，10、粘扣。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图所示，本发明公开了一种气动手关节康复系统，包括带有五个指套4的手套1、气泵和控制装置；手套1的手心正面入口处设置有粘扣10。每个指套4的背面且沿其长度方向设置有一套针对插入该指套4中的手指的气动气动伸缩调节机构，由控制装置通过气泵对每个指套4上的气动伸缩调节机构进行充放气，以使插入该指套4上的手指被动的产生屈伸动作，完成康复训练；通过控制装置：能够选定需要进行康复训练的手指，并设置康复训练时间和手指的屈伸切换时间；能够对全部手指进行循环康复训练，从拇指开始逐个训练每个手指，并设置康复训练时间和手指的切换时间；能够完成由健手主动屈伸带动患手被动屈伸的镜像康复训练；能够调整手掌握合的程度。
如图1-图2所示，本发明的气动伸缩调节机构包括沿指套长度方向间隔设置的多个气囊7以及连接相邻两个气囊7的连接气管8，并且每个气囊7的两端均通过支架6固定支设在指套4的背面上；每个指套4背面上的气囊7的数目等于插入该指套4中的手指的指节个数，并且气囊7对应手指的指节设置；手套1背面的手背部位设置有一个集气盒3，集气盒3的端部设置有一个主气管2和五个分气管5，主气管2的外端与气泵的排气口相连，五个分气管5分别与五个指套4背面上的靠近手背部位的第一个气囊7对应连接；主气管2和分气管5上均设置有一个电磁阀9。使用前首先通过控制装置打开主气管2上的电磁阀9，随后可以打开一个或几个指套上的电磁阀9，以对患者的一个或多个手指进行康复训练。
本发明使用的连接气管8、分气管5和主气管2能够承受一定的气压变化而不变形，气囊7能够在气压变化时在其长度方向上产生伸缩变化。连接气管8、主气管2和分气管5均为PU管，气囊7为PU波纹管。
本发明的集气盒3为长条形且沿着手背部位宽度方向粘贴在手套1的背面。气泵首先向集气盒3中充气和放气，再经由集气盒3向气囊7中充气和放气，由于气囊7在其长度方向上可伸缩，并且其两端均通过支架6固定支设在指套4的背面上，因此，在气囊7被充放气的过程中，其顶端的伸缩程度大于其底端的伸缩程度，因此就能够自动驱使气囊7对应的指节进行抓、握、伸展等被动训练，能够有效地抑制患者手指的痉挛，恢复患者手指的灵活性，提高患者的康复效果和生活质量。
如图3所示，本发明的控制装置包括单片机控制器、蜂鸣器、指示灯、存储器、LCD显示器、电磁阀驱动电路和按键；按键的输出端与单片机控制器的输入端相连，单片机控制器的多个输出端分别与蜂鸣器、指示灯、存储器、电磁阀驱动电路和LCD显示器的输入端以及气泵的受控端对应相连，电磁阀驱动电路的多个输出端分别连接六个电磁阀9的对应受控端。如图4所示，单片机控制器的主芯片U1采用ATmega16单片机，芯片U16为数模转换器AD5300，芯片U2为双电压比较器LM393，用于电压比较，调节强度。UD1-UD6为光耦TLP521，K1-K6为继电器SRD-24VDC-SL-C。如图5所示，P2为按键，P1为LCD显示器，U10-U15为24V的电磁阀。图7中，整流桥电路为各器件提供需要的直流电压信号。
本发明的手套1为一只，也可以是一副，每个手套1的每个指套上均设置有气动伸缩调节机构，以对患者的两只手都进行康复训练；手套1为一副时，其中一个手套1的指套4上设置有用于检测插入该指套4中的健手的主动屈伸动作的传感器，该传感器的输出端经镜像控制电路与控制装置的一个输入端相连接，该传感器检测到健手的主动屈伸动作后，由控制装置控制插入另一个手套1的对应指套中的患手进行被动康复训练，例如健手的拇指伸开，气动手拇指也执行伸开动作。如图6所示，U7为传感器，U4-U6为稳压放大芯片。
Claims (8)
1.一种气动手关节康复系统，其特征在于：包括带有五个指套（4）的手套（1）、气泵和控制装置；每个指套（4）的背面且沿其长度方向设置有一套针对插入该指套（4）中的手指的气动气动伸缩调节机构，由控制装置通过气泵对每个指套（4）上的气动伸缩调节机构进行充放气，以使插入该指套（4）上的手指被动的产生屈伸动作，完成康复训练；通过所述控制装置：能够选定需要进行康复训练的手指，并设置康复训练时间和手指的屈伸切换时间；能够对全部手指进行循环康复训练，从拇指开始逐个训练每个手指，并设置康复训练时间和手指的切换时间；能够完成由健手主动屈伸带动患手被动屈伸的镜像康复训练；能够调整手掌握合的程度。
2.根据权利要求1所述的一种气动手关节康复系统，其特征在于：所述气动伸缩调节机构包括沿指套长度方向间隔设置的多个气囊（7）以及连接相邻两个气囊（7）的连接气管（8），并且每个气囊（7）的两端均通过支架（6）固定支设在指套（4）的背面上；每个指套（4）背面上的气囊（7）的数目等于插入该指套（4）中的手指的指节个数，并且气囊（7）对应手指的指节设置；手套（1）背面的手背部位设置有一个集气盒（3），集气盒（3）的端部设置有一个主气管（2）和五个分气管（5），主气管（2）的外端与气泵的排气口相连，五个分气管（5）分别与五个指套（4）背面上的靠近手背部位的第一个气囊（7）对应连接；所述控制装置的一个输出端与气泵的受控端相连。
3.根据权利要求2所述的一种气动手关节康复系统，其特征在于：所述主气管（2）和分气管（5）上均设置有一个电磁阀（9）。
4.根据权利要求3所述的一种气动手关节康复系统，其特征在于：所述控制装置包括单片机控制器、蜂鸣器、指示灯、存储器、LCD显示器、电磁阀驱动电路和按键；按键的输出端与单片机控制器的输入端相连，单片机控制器的多个输出端分别与蜂鸣器、指示灯、存储器、电磁阀驱动电路和LCD显示器的输入端以及气泵的受控端对应相连，电磁阀驱动电路的多个输出端分别连接六个电磁阀（9）的对应受控端。
5.根据权利要求2所述的一种气动手关节康复系统，其特征在于：所述手套（1）为一副，其中一个手套（1）的指套（4）上设置有用于检测插入该指套（4）中的健手的主动屈伸动作的传感器，该传感器的输出端经镜像控制电路与控制装置的一个输入端相连接，该传感器检测到健手的主动屈伸动作后，由控制装置控制插入另一个手套（1）的对应指套（4）中的患手进行被动康复训练。
6.根据权利要求2所述的一种气动手关节康复系统，其特征在于：所述集气盒（3）为长条形且沿着手背部位宽度方向粘贴在手套（1）的背面。
7.根据权利要求2所述的一种气动手关节康复系统，其特征在于：所述手套（1）的手心正面入口处设置有粘扣（8）。
8.根据权利要求2所述的一种气动手关节康复系统，其特征在于：所述连接气管（8）、主气管（2）和分气管（5）均为PU管，气囊（7）为PU波纹管。
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