CN109700629A - 一种腕关节锻炼支具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种腕关节锻炼支具，包括前臂上支板、手掌护具、旋转驱动机构和屈伸驱动机构，所述前臂上支板沿前后方向水平设置，所述旋转驱动机构安装在所述前臂上支板的前端，所述手掌护具通过所述屈伸驱动机构与所述旋转驱动机构传动连接，并位于所述前臂上支板的前方，所述旋转驱动机构可驱动所述手掌护具旋转，且所述屈伸驱动机构可驱动所述旋转驱动机构带动所述手掌护具上下摆转。本发明公开的所述腕关节锻炼支具帮助因各种原因引起的腕关节功能障碍手术治疗后的功能锻炼，且能够有效模拟符合个体生理状态下的腕关节活动。
Description
技术领域
本发明涉及锻炼支具技术领域，特别涉及一种腕关节锻炼支具。
背景技术
由于先天性前臂畸形、外伤、肿瘤等疾病引起控制腕关节平面以下神经功能受损，会造成暂时或永久性腕关节活动障碍，腕关节在手术后，经过短时间的固定制动后，患者均需要进行特定的锻炼以恢复腕关节功能。
现有的腕关节支具，均为不带有动力系统的固定支具，或仅利用简单的橡皮筋等弹性装置对丧失功能的手腕及手指进行有限的功能锻炼和维持，使用不便，无法替代丧失的腕关节活动功能；部分带有动力系统的功能锻炼仪器，非常笨重，不便于携带，也无法实现长时间的功能锻炼，无法便捷的实现持续的功能锻炼。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的主要目的是提供一种轻便且带有动力系统的腕关节锻炼支具，采用的技术方案为：
一种腕关节锻炼支具，包括前臂上支板、手掌护具、旋转驱动机构和屈伸驱动机构，所述前臂上支板沿前后方向水平设置，所述旋转驱动机构安装在所述前臂上支板的前端，所述手掌护具通过所述屈伸驱动机构与所述旋转驱动机构传动连接，并位于所述前臂上支板的前方，所述旋转驱动机构可驱动所述手掌护具旋转，且所述屈伸驱动机构可驱动所述旋转驱动机构带动所述手掌护具上下摆转。
进一步地，还包括摆动机构，所述摆动机构安装在所述屈伸驱动机构的驱动端，所述手掌护具安装在所述摆动机构的驱动端。
进一步地，所述旋转驱动机构包括第一电机和滑环，所述滑环竖向并可转动的安装在所述前臂上支板的前端，所述屈伸驱动机构安装在所述滑环外缘，所述第一电机安装在所述前臂上支板的前端，其驱动端沿前后方向水平设置，并与所述滑环传动连接，并可驱动所述滑环旋转。
进一步地，所述屈伸驱动机构包括第二电机和两根短轴，两根所述短轴均沿左右方向水平设置，并分别分布在所述滑环的左右两侧，两根所述滑环相互靠近的一端分别与所述滑环左右两侧转动连接，两者的另一端分别与所述手掌护具后端的左右两侧转动连接，所述第二电机固定安装在所述前臂上支板的前端，其驱动端与任意一根所述短轴传动连接，并可驱动所述短轴带动所述手掌护具上下摆转，且所述手掌护具可相对于两根所述短轴左右摆转。
进一步地，还包括外旋压力传感器、内旋压力传感器、背伸压力传感器、屈腕压力传感器和控制器，所述外旋压力传感器安装在所述手掌护具的大拇指套内的手背侧，所述内旋压力传感器安装在所述手掌护具的大拇指套内的手掌侧，所述背伸压力传感器安装在所述手掌护具内手背侧的中部，所述屈腕压力传感器安装在所述手掌护具内手掌侧的中部，所述控制器分别与所述外旋压力传感器、内旋压力传感器、背伸压力传感器、屈腕压力传感器、所述第一电机和所述第二电机电连接。
进一步地，还包括第一气囊、第一电磁阀和第一充气装置，所述第一气囊安装并覆盖所述前臂上支板的下端面，所述第一气泵通过所述第一电磁阀与所述第一气囊的进气口连接并连通，所述第一电磁阀与所述控制器电连接。
进一步地，还包括第一压力传感器，所述第一压力传感器安装在所述前臂上支板的下端面，并位于所述第一气囊内部，所述第一压力传感器与所述控制器电连接。
进一步地，还包括第二气囊。第二电磁阀和第二充气装置，所述第二气囊安装并覆盖所述手掌护具内侧，所述第二气泵通过所述第二电磁阀与所述第二气囊的进气口连接并连通，所述第二电磁阀与所述控制器电连接。
进一步地，还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器安装在所述手掌护具内侧，并位于所述第二气囊内部，所述第二压力传感器与所述控制器电连接。
本发明公开的所述腕关节锻炼支具帮助因各种原因引起的腕关节功能障碍手术治疗后的功能锻炼，且能够有效模拟符合个体生理状态下的腕关节活动，甚至替代完全丧失的腕关节功能。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1所述腕关节锻炼支具手背侧结构示意图；
图2为本发明实施例1所述手掌护具手掌侧的结构示意图；
图3为本发明实施例1所述腕关节锻炼支具的侧视图；
图4为本发明实施例2所述腕关节锻炼支具手背侧结构示意图。
附图标记为：1-前臂上支板；2-手掌护具；3-旋转驱动机构；31-第一电机；32-滑环；4-屈伸驱动机构；41-第二电机；42-短轴；5-摆动机构；51-摆动件；6-外旋压力传感器；7-内旋压力传感器；8-背伸压力传感器；9-屈腕压力传感器；10-控制器；11-第一气囊。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
参照图1-3，本发明实施例1所述腕关节锻炼支具包括前臂上支板1、手掌护具2、旋转驱动机构3和屈伸驱动机构4，所述前臂上支板1沿前后方向水平设置，所述旋转驱动机构3安装在所述前臂上支板1的前端，所述手掌护具2通过所述屈伸驱动机构4与所述旋转驱动机构3传动连接，并位于所述前臂上支板1的前方，所述旋转驱动机构3可驱动所述手掌护具2旋转，且所述屈伸驱动机构4可驱动所述旋转驱动机构3带动所述手掌护具2上下摆转。
所述前臂上支板1可通过松紧带或者魔术贴安装在患者前侧的上侧，且所述前臂上支板1的竖截面呈弧形，且所述前臂上支板1的弧形开口朝下。
所述手掌护具2为硬质手套，所述前臂上支板1安装在患者前臂上侧，患者的手伸入硬质手套内部，所述旋转驱动机构3可驱动所述屈伸驱动机构4带动所述手掌护具2旋转，以模拟腕关节内旋和外旋的动作，所述屈伸驱动机构4可驱动所述手掌护具2上下摆转，以模拟腕关节背伸和屈腕的动作，以实现引起的腕关节功能障碍手术治疗后的功能锻炼。
作为优选，所述旋转驱动机构3包括第一电机31和滑环32，所述滑环32竖向并可转动的安装在所述前臂上支板1的前端，所述屈伸驱动机构4安装在所述滑环32外缘，所述第一电机31安装在所述前臂上支板1的前端，其驱动端沿前后方向水平设置，并与所述滑环32传动连接，并可驱动所述滑环32旋转。
所述前臂上支板1前端的外缘同轴固定安装有圆环形轨道，且所述圆环形轨道的上端弧度与所述前臂上支板1的弧度一致，所述滑环32同轴且转动安装在所述圆环形轨道的外缘，所述屈伸驱动机构4安装在所述滑环32的外缘。
所述前臂上支板1安装在患者的前臂上侧，患者的手穿过所述圆环形轨道和所述滑环32后并佩戴在所述手掌护具2内，所述第一电机31驱动所述滑环31带动所述屈伸驱动机构4和所述手掌护具2内旋或外旋一定角度，以模拟腕关节内旋和外旋的动作。
优选的，所述手掌护具2内旋或外旋的角度均不超过90°。
所述滑环32的周向外缘设有齿圈，所述第一电机31安装在所述前臂上支板1的前端，其驱动端沿前后方向水平设置，所述第一电机31的驱动端上同轴固定安装有与所述齿圈啮合的第一齿轮，所述第一电机31通过驱动所述第一齿轮带动所述滑环32旋转。
作为优选，所述屈伸驱动机构4包括第二电机41和两根短轴42，两根所述短轴42均沿左右方向水平设置，并分别分布在所述滑环32的左右两侧，两根所述短轴42相互靠近的一端分别与所述滑环32左右两侧转动连接，二者相互远离的一端分别与所述手掌护具2的后端的左右两侧固定连接，所述第二电机41固定安装在所述前臂上支板1的前端，其驱动端与任意一根所述短轴42传动连接，并可驱动所述短轴42带动和所述手掌护具2上下摆转。
其中，两根所述短轴42相互靠近的一端分别与所述滑环32前端的外缘转动连接，且两根所述短轴42相互靠近的一端之间留有供患者的手穿过的间隙，所述第二电机41安装在所述前臂上支板1的前端的左侧或右侧，其驱动端沿左右方向水平设置，所述第二电机41驱动端上同轴固定安装有第二齿轮，任意一根所述短轴42上同轴固定安装有第三齿轮，且所述第三齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二电机41通过驱动所述第二齿轮带动所述第二齿轮和该所述短轴42同步转动。
启动所述第二电机41，所述第二电机41的驱动端所述短轴42转动，以带动所述所述手掌护具2相对于所述滑环32上下摆转，所述第二电机41通过所述第二齿轮和所述第三齿轮驱动所述短轴42上下摆转，保证所述锻炼支具的上下摆转的精确度。
其中，所述手掌护具2后端具有通孔，所述前臂上支板1的前端由所述通孔伸入所述手掌护具2内部，两个所述短轴42远离所述滑环32的一端分别与所述手掌护具2的内部的左右两侧固定连接，所述第一电机31和所述第二电机41包覆在所述手掌护具2内部，提高所述手掌护具2外观的美观度。
作为优选，还包括外旋压力传感器6、内旋压力传感器7、背伸压力传感器8、屈腕压力传感器9和控制器10，所述外旋压力传感器6安装在所述手掌护具2的大拇指套内的上侧，所述内旋压力传感器7安装在所述手掌护具2的大拇指套内的下侧，所述背伸压力传感器8安装在所述手掌护具2内上侧的中部，所述屈腕压力传感器9安装在所述手掌护具2内下侧的中部，所述控制器10分别与所述外旋压力传感器6、内旋压力传感器7、背伸压力传感器8、屈腕压力传感器9、所述第一电机31和所述第二电机41电连接。
所述控制器10安装在所述前臂上支板1上端面的中部，为所述外旋压力传感器6、内旋压力传感器7、背伸压力传感器8、屈腕压力传感器9和控制器10提供电力的电源同时也安装在所述前臂上支板1的中部。
工作原理为：患者的大拇指向上转动并施加压力至所述外旋压力传感器6，所述外旋压力传感器6检测压力大小并发送压力大小的信号至所述控制器10，至所述外旋压力传感器6检测的压力大于预设值，所述控制器10发送信号至所述第一电机31，所述第一电机31启动，其驱动轴驱动所述滑环32带动所述外旋一定角度，以模拟并实现腕关节外旋的功能锻炼；
患者的大拇指向下转动，并施加压力至所述内旋压力传感器7，所述内旋压力传感器7检测压力并发送压力大小的信号至所述控制器10，至所述内旋压力传感器7检测到的压力带下大于预设值，所述控制器10发送信号至所述第一电机31，所述第一电机31启动，其驱动轴驱动所述滑环32带动所述手掌护具2内旋一定角度，以模拟并实现腕关节内旋的功能锻炼；
患者进行屈腕动作，患者的手背施加压力至背伸压力传感器8，所述背伸压力传感器8检测压力并将压力大小的信号至所述控制器10，至所述背伸压力传感器8上的压力大于预设值，所述控制器10发送信号至所述第二电机41，所述第二电机41启动，其驱动端驱动所述屈伸轴42带动所述手掌护具2向上摆转一定角度，以模拟实现屈腕动作的功能锻炼；
患者进行背伸动作，患者的手掌施加压力至所述屈腕压力传感器9，所述屈腕压力传感器9检测压力并将压力大小的信号发送至所述控制器10，至所述屈腕压力传感器9检测到的压力大于预设值，所述控制器10发送信号至所述第二电机41，所述第二电机41启动，其驱动端驱动所述屈伸轴42带动所述手掌护具2向下摆转一定角度，以模拟并实现背伸动作的功能锻炼。
医生可根据患者的身体状况设定外旋压力传感器6、内旋压力传感器7、屈腕压力传感器9和背伸压力传感器8的预设值，以使本发明所述锻炼支具更加符合患者的身体状况，有效的帮助患者的功能锻炼。
作为优选，还包括第一气囊11、第一电磁阀和第一充气装置，所述第一气囊11安装并覆盖所述前臂上支板1的下端面，所述第一充气装置通过所述第一电磁阀与所述第一气囊11的进气口连接并连通，且所述第一电磁阀与所述控制器电连接。
所述第一充气装置向所述第一气囊11内部充气，所述第一电磁阀开启，所述第一气囊11的体积增大至合适的体积后，所述第二电磁阀关闭，所述第一充气装置停止向所述第一气囊11内部充气，以使得所述前臂上支板1与患者前臂上侧充分接触，以使所述前臂上支板1稳定的安装在患者前臂上，同时避免所述前臂上支板1压迫患者的前臂。
还包括第一压力传感器，所述第一压力传感器安装在所述前臂上支板1的下端面，并位于所述第一气囊11内部，所述第一压力传感器与所述控制器10电连接。
所述第一电磁阀开启，所述第一充气装置启动并向所述第一气囊11内部充气，所述第一气囊11内部气压变大，所述第一压力传感器检测所述第一气囊11内部的气压，并将检测结果发送至所述控制器10，至所述第一气囊11内部气压达到预设值，所述控制器10发送信号至所述第一电磁阀，所述第一电磁阀关闭，所述第一充气装置停止向所述第一气囊11内部充气。
作为优选，还包括第二气囊、第二电磁阀和第二充气装置，所述第二气囊安装并覆盖所述手掌护具2内侧，所述第二充气装置通过所述第二电磁阀与所述第二气囊的进气口连接并连通，且所述第二电磁阀与所述控制器电连接。
所述第二充气装置向所述第二气囊内部充气，所述第二电磁阀开启，所述第二气囊的体积增大至合适的体积，所述第二充气装置停止向所述第二气囊内部充气，所述第二电磁阀关闭。
作为优选，还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器安装在所述手掌护具内侧，并位于所述第二气囊内部，所述第二压力传感器与所述控制器10电连接。
所述第二气囊保证所述手掌护具2与患者的手掌充分接触，保证所述锻炼支具的锻炼效果，同时适用于手掌大小不同的患者。
所述第一充气装置和所述第二充气装置均为气泵，且所述第一充气装置和所述第二充气装置分别与所述控制器电连接，通过所述控制器分别控制所述第一充气装置和所述第二充气装置是否分别向所述第一气囊11和所述第二气囊内部充气。
实施例2
作为优选，如图4所示，所述屈伸驱动机构4包括第二电机41和两根短轴42，两根所述短轴42均沿左右方向水平设置，并分别分布在所述滑环32的左右两侧，两根所述短轴42相互靠近的一端分别与所述滑环32左右两侧转动连接，二者相互远离的一端分别与所述手掌护具2的后端的左右两侧转动连接，所述第二电机41固定安装在所述前臂上支板1的前端，其驱动端与任意一根所述短轴42传动连接，并可驱动所述短轴42带动和所述手掌护具2上下摆转，，且所述手掌护具2可相对于两根所述短轴42左右摆转。
两根所述短轴42分别通过摆动机构5与所述手掌护具2的后端转动连接，所述摆动机构5包括两个条形的摆动件51和分别与两个所述条形的摆动件51对应的两个凸耳52，两个所述摆动件51均沿前后方向水平设置，并分别分布在所述滑环32的左右两侧，二者的后端分别与两根所述短轴42连接固定，两个所述凸耳52均呈条形，两个所述凸耳52均沿前后方向水平设置，两者的前端分别与所述手掌护具2的内侧壁连接固定，两者后端分别与对应的所述摆动件51的前端转动连接。
其中，所述手掌护具2的后端向后延伸且将所述第一电机31和所述第二电机41包覆在手掌护具2内部。
实施例2所述锻炼支具可实现腕关节的屈伸、旋转和摆转功能，能够有效模拟符合个体生理状态下的腕关节活动，且所述锻炼支具结构简单轻便，可替代完全丧失的腕关节功能。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种腕关节锻炼支具，其特征在于，包括前臂上支板(1)、手掌护具(2)、旋转驱动机构(3)和屈伸驱动机构(4)，所述前臂上支板(1)沿前后方向水平设置，所述旋转驱动机构(3)安装在所述前臂上支板(1)的前端，所述手掌护具(2)通过所述屈伸驱动机构(4)与所述旋转驱动机构(3)传动连接，并位于所述前臂上支板(1)的前方，所述旋转驱动机构(3)可驱动所述手掌护具(2)旋转，且所述屈伸驱动机构(4)可驱动所述旋转驱动机构(3)带动所述手掌护具(2)上下摆转。
2.根据权利要求1所述的腕关节锻炼支具，其特征在于，所述旋转驱动机构(3)包括第一电机(31)和滑环(32)，所述滑环(32)竖向并可转动的安装在所述前臂上支板(1)的前端，所述屈伸驱动机构(4)安装在所述滑环(32)外缘，所述第一电机(31)安装在所述前臂上支板(1)的前端，其驱动端沿前后方向水平设置，并与所述滑环(32)传动连接，并可驱动所述滑环(32)旋转。
3.根据权利要求2所述的腕关节锻炼支具，其特征在于，所述屈伸驱动机构(4)包括第二电机(41)和两根短轴(42)，两根所述短轴(42)均沿左右方向水平设置，并分别分布在所述滑环(32)的左右两侧，且两根所述短轴(42)相互靠近的一端分别与所述滑环(32)左右两侧转动连接，两者的另一端分别与所述手掌护具(2)后端的左右两侧转动连接，第二电机(41)固定安装在所述前臂上支板(1)的前端，其驱动端与任意一根所述短轴(42)传动连接，并可驱动所述短轴(42)带动所述手掌护具(2)上下摆转，且所述手掌护具(2)可相对于两根所述短轴(42)左右摆转。
4.根据权利要求3所述的腕关节锻炼支具，其特征在于，还包括外旋压力传感器(6)、内旋压力传感器(7)、背伸压力传感器(8)、屈腕压力传感器(9)和控制器(10)，所述外旋压力传感器(6)安装在所述手掌护具(2)的大拇指套内的手背侧，所述内旋压力传感器(7)安装在所述手掌护具(2)的大拇指套内的手掌侧，所述背伸压力传感器(8)安装在所述手掌护具(2)内手背侧的中部，所述屈腕压力传感器(9)安装在所述手掌护具(2)内手掌侧的中部，所述控制器(10)分别与所述外旋压力传感器(6)、内旋压力传感器(7)、背伸压力传感器(8)、屈腕压力传感器(9)、所述第一电机(31)和所述第二电机(41)电连接。
5.根据权利要求4所述的腕关节锻炼支具，其特征在于，还包括第一气囊(11)、第一电磁阀和第一充气装置，所述第一气囊(11)安装并覆盖所述前臂上支板(1)的下端面，所述第一充气装置通过所述第一电磁阀与所述第一气囊(11)的进气口连接并连通，且所述第一电磁阀与所述控制器电连接。
6.根据权利要求5所述的一种腕关节锻炼支具，其特征在于，还包括第一压力传感器，所述第一压力传感器安装在所述前臂上支板(1)的下端面，并位于所述第一气囊(11)内部，所述第一压力传感器与所述控制器(10)电连接。
7.根据权利要求4所述的腕关节锻炼支具，其特征在于，还包括第二气囊、第二电磁阀和第二充气装置，所述第二气囊安装并覆盖所述手掌护具(2)内侧，所述第二充气装置通过所述第二电磁阀与所述第二气囊的进气口连接并连通，且所述第二电磁阀与所述控制器电连接。
8.根据权利要求7所述的腕关节锻炼支具，其特征在于，还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器安装在所述手掌护具内侧，并位于所述第二气囊内部，所述第二压力传感器与所述控制器(10)电连接。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2019
- 2019-01-18 CN CN201910049661.6A patent/CN109700629A/zh active Pending
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