CN110141456A - 一种结合多种康复训练方式的软体手部康复手套 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种结合多种康复训练方式的软体手部康复手套。它包括训练手套、能实现双向弯曲同时便于拆卸的软体外骨骼手指和气动控制系统，同时公开了两种使用本发明完成的手部康复训练方式。本发明通过软体外骨骼手指的双向弯曲为使用者手指运动提供不同的作用力来完成两种训练模式。本发明目的是为手部功能障碍人群提供一种新型的康复训练设备，针对手部康复设备训练方式单一的问题提供了解决方案，同时具有安全性高、价格便宜、适应性良好等优点，便于投放市场。
Description
技术领域
本发明涉及一种软体康复训练手套，尤其涉及一种结合多种康复训练方式的软体手部康复训练手套结构。本发明属于康复医疗机器人技术领域。
背景技术
由于目前市场手部康复训练设备日益增长的需求以及现有康复训练设备的缺陷，急需一种全新的手部康复训练设备。传统的康复手套采用刚性材料、机械结构制成，价格昂贵且制作工艺复杂，容易对手指产生二次伤害；一对一的医师按摩、拉伸等康复训练，耗费人力，同时治疗费用高昂，无法满足大多数患者的需求。而基于软体的康复训练设备既能解决传统机械结构康复设备存在的不足，也能降低患者的治疗成本，且使得康复治疗家庭化和个性化，有十分重大的意义。
由于受到软体结构等方面的影响，现有软体康复设备只能为使用者手指弯曲提供动力，从而完成持续被动活动（continuous passive motion）。如授权号为201810979131.7一种气动康复手套，因受到所用柔性气动件结构的限制，即气动件只有一个方向的弯曲自由度，手套手指只能向抓握的方向弯曲。如授权号为201610802331.6的一种以EMG控制的的气动软体康复机械手，该专利将纤维缠绕在手指外部，并与限制应变层配合，实现充气时的手指弯曲。但由于纤维缠绕方式固定，手指只能向单方向作动。如已公开的201810814610.3A可穿戴软体康复手套及其控制方法、系统，通过的上下层的TPU涂层布料延展性不同，实现软体手指主体的单方向弯曲。但由于TPU材料无法更换，手指只能向一个方向弯曲。
综上所述，现有的软体康复设备康复训练方式较为单一，即只能提供持续性被动活动训练。而在康复医疗领域，需要进行手部康复训练的人群手部功能受损情况各异，所需训练形式各有不同。当手部功能障碍人群手部功能恢复至肌力等级3级以上时，持续性被动活动无法满足训练需求，需要进行抗阻训练（resistance exercise）。因此，需要一种能同时提供持续性被动活动和抗阻训练的设备满足使用者不同康复治疗阶段的训练需求。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结合多种康复训练方式的软体手部康复手套，能实现被动关节活动训练模式（passive range of motion exercise）和抗阻训练（resistance exercise）两种康复训练。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：一种结合多种康复训练方式的软体手部康复手套，包括训练手套、软体外骨骼和气动控制系统。训练手套上装配有用于固定软体外骨骼的手指固定绑带，能够牢固地固定软体外骨骼，同时使软体外骨骼施加作用力较好传递给使用者手指，令使用者较好完成康复训练。软体外骨骼在气动控制系统的充气控制下，能够实现两个方向的弯曲，为使用者手指提供两个方向的力。软体外骨骼通过其上的通气管道与气动控制系统连接，达成气压的供给。
所述训练手套包括手套主体、公魔术贴、母魔术贴、手腕固定搭扣、手指固定绑带。手套主体由柔软材料制成。公魔术贴和手腕固定搭扣通过缝制固定在腕部两侧，且母魔术贴固定在手腕朝手心一侧。通过将公魔术贴穿过手腕固定搭扣与母魔术贴粘合，将手套固定在手套穿戴者手腕处，使穿戴者能稳固穿戴手套。手指固定绑带通过缝制固定在手套主体的手背一面、每根手指的关节与关节之间，即大拇指处有3根手指固定绑带，食指、中指、无名指、小指各有4根手指固定绑带。手指固定绑带将软体外骨骼固定在手套上，并使得软体的运动契合人手的结构，使软体手指主体的运动能较好的传递。通过调节手指固定绑带的松紧程度可对软体外骨骼固定位姿进行调节，保证训练手套穿戴和训练过程的舒适。
所述软体外骨骼包括软体手指主体、固定槽和通气管道。软体手指主体通过通气管道接受气动控制系统输出的气压，能发生两个自由度的弯曲。两个自由度的弯曲指软体手指向穿戴者手心弯曲和向穿戴者手背弯曲，为穿戴者提供面向手心和面向手背的力。根据使用者手指运动方向的不同，软体外骨骼提供的两个方向的力能作为阻力或者动力。每根软体外骨骼固定槽数量与手套上对应手指的手指固定绑带相等，位置与手套上对应手指的手指固定绑带相对应，宽度与手指固定绑带宽度相等。
所述气动系统能通过与外界交互，通过所述软体外骨骼通气管道按一定规律输出或卸载气压，从而控制软体手指主体两个方向的弯曲。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著技术进步：通过软体外骨骼为使用者手指提供不同方向的作用力实现不同的训练效果。软体外骨骼提供训练动力时，使用者进行手指弯曲和舒张的被动关节活动度训练。软体外骨骼提供训练阻力时，使用者进行手指弯曲和舒张的抗阻训练。
本发明采用可双向弯曲的软体手指主体，满足训练模式多样化，同时满足各种强度的康复训练要求；提供了新型的抗阻训练康复训练方案，提高了康复训练效果，扩大了使用范围。
附图说明
图1 是一种结合多种康复训练方式的软体手部康复手套的整体示意图；
图2 是一种结合多种康复训练方式的软体手部康复手套中训练手套具体结构图；
图3是一种结合多种康复训练方式的软体手部康复手套的软体外骨骼手指具体结构图（其中（a）图为固定于食指、中指、无名指和小指处的软体外骨骼手指结构，（b）图为固定于大拇指处的软体外骨骼手指结构）；
图4是一种结合多种康复训练方式的软体手部康复手套软体外骨骼与训练手套固定方式示意图；
图5是一种结合多种康复训练方式的软体手部康复手套提供力示意图；
图6是一种结合多种康复训练方式的软体手部康复手套训练示意图。
附图标号说明
1.训练手套；2.软体外骨骼；3.气动控制系统；1-1.手套主体；1-2.公魔术贴；1-3.母魔术贴；1-4.手腕固定搭扣；1-5.手指固定绑带； 2-1软体手指主体；2-2.固定槽；2-3.通气管道。
具体实施方式
为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图和优选实施案例，对依据本发明提出的一种结合多种康复训练方式的软体手部康复手套具体实施方式及工作原理进行详细说明。
实施例一：
如图1-图4所示，一种结合多种康复训练方式的软体手部康复手套，包括训练手套1、软体外骨骼手指2和气动控制系统3，其特征在于：所述软体外骨骼手指2按需求固定在训练手套1的五个手指背面上，将软体外骨骼手指2的力传递给手套佩戴者；所述软体外骨骼手指2与气动控制系统3相连，且在气动控制系统3的充气控制下，能够实现两个方向的弯曲，为使用者手指施加两个方向的力。
实施例二：
所述训练手套1包括手套主体1-1、公魔术贴1-2、母魔术贴1-3、手腕固定搭扣1-4和手指固定绑带1-5，所述手套主体1-1由柔软材料制成，所述公魔术贴1-2和手腕固定搭扣1-4通过缝制固定在手套主体1-1腕部两侧，通过将公魔术贴1-2穿过手腕固定搭扣1-4与母魔术贴1-3粘合，使手套固定在手套穿戴者手腕处；所述手指固定绑带1-5通过缝制固定在手套主体1-1的手背一面、每根手指的关节与关节之间，则大拇指处有3根手指固定绑带1-5，食指、中指、无名指、小指各有4根手指固定绑带1-5。所述软体外骨骼手指2包括软体手指主体2-1和通气管道2-3。所述软体手指主体2-1通过通气管道2-3接受气动控制系统3输出的气压，能发生两个自由度的弯曲；根据使用者手指运动方向的不同，所述软体外骨骼手指2通过向穿戴者手心弯曲或向穿戴者手背弯曲为穿戴者手部提供的两个方向的力；每根软体外骨骼手指2上有固定槽2-2，所述固定槽2-2数量与手套上对应手指的手指固定绑带1-5相等，位置与手套上对应手指的手指固定绑带1-5相对应，宽度与手指固定绑带1-5宽度相等。
实施例三：
如图1所示，一种结合多种康复训练方式的软体手部康复手套，包括训练手套1、软体外骨骼2和气动控制系统3。所述软体外骨骼2固定在手套1的五指上，且软体外骨骼2的通气管道2-3与气动系统3相连。
如图2所示，所述训练手套包括手套主体1-1、公魔术贴1-2、母魔术贴1-3、手腕固定搭扣1-4和手指固定绑带1-5。公魔术贴1-2通过缝制固定在手套主体1-1手腕靠大拇指处，手腕固定搭扣1-4通过缝制固定在手套主体1-1手腕靠小指处，母魔术贴1-3固定在手套主体1-1手腕靠手心处。通过将公魔术贴1-2穿过手腕固定搭扣1-4与母魔术贴1-3粘合，将手套固定在手套穿戴者手腕处，使穿戴者能稳固穿戴手套。手指固定绑带1-5通过缝制固定在手套主体的手背一面、每根手指的关节与关节之间，即大拇指处有3根绑带，食指、中指、无名指、小指各有4根绑带，通过与软体外骨骼2的固定槽2-2配合，将软体外骨骼固定在手套上，并使得软体的运动契合人手的结构，使软体手指主体的运动能较好的传递。
如图3所示，所述软体外骨骼包括软体手指主体2-1、固定槽2-2和通气管道2-3软体手指主体2-1由柔性软体材料制成，共有5根，对应手套主体1-1的五根手指，且长度与对应手指相同。软体手指主体2-1因具备特殊的气腔结构能在对气腔充气时发生两个方向的弯曲。通气管道2-3传递由气动控制系统3输出的气压，从而控制软体手指主体2-1发生两个方向的弯曲。固定槽2-2宽度与手指固定绑带1-5宽度相等，位于软体手指主体不贴合手套面、对应手套主体1-1手指各关节之间处。即固定大拇指处的软体外骨骼2具有3个固定槽2-2，其余4根手指具有4个固定槽2-2，与手指固定绑带1-5一一对应。通过固定槽2-2和手指固定绑带1-5的配合，将软体外骨骼2与手套1联接在一起。
所述手指固定绑带1-5与固定槽2-2配合方式如图4所示。手指固定绑带1-5通过自身弹性形变增大长度贴合于固定槽2-2，使手套1和软体外骨骼2稳固联接。
如图5所示，所述一种结合抗阻训练被动关节活动度训练的软体康复手套为使用者手指提供的力分为弯曲动力、弯曲阻力、舒张阻力和舒张阻力。弯曲动力指使用者手指弯曲时与弯曲方向同向的力。弯曲阻力指使用者手指弯曲时与弯曲方向反向的力。舒张动力指使用者手指舒张时与舒张方向相同的力。舒张动力指使用者手指舒张时与舒张方向相反的力。
如图6所示，所述一种结合抗阻训练被动关节活动度训练的软体康复手套的训练方式包括被动关节活动度训练和抗阻训练，通过软体外骨骼2实现不同的训练效果。当软体外骨骼2提供弯曲动力时，使用者手指被动受力完成针对手指弯曲的被动关节活动度训练。当软体外骨骼2提供舒张动力时，使用者手指被动受力运动完成针对手指舒张的被动关节活动度训练。当软体外骨骼2提供弯曲阻力时，使用者手指主动运动完成针对手指弯曲的抗阻训练。软体外骨骼2提供舒张阻力时，使用者手指主动运动完成针对手指舒张的抗阻训练。被动关节活动度训练适用于手指功能损失较多、保留运动功能较少的人群。抗阻训练手指保留较多运动功能、需要更高强度训练的人群。
本发明一种具备新型训练方式的康复手套具体工作流程为：
使用者通过手指固定绑带1-6固定好软体外骨骼2，并将公魔术贴1-2绕手腕手背面穿过腕部固定搭扣1-3，与母魔术贴1-4相联接。固定好魔术贴后，在气动控制系统3上选择训练模式。若选择被动关节活动度训练，气动控制系统3输出气压控制软体外骨骼2的双向弯曲。当软体外骨骼2向使用者手指弯曲方向弯曲时，为使用者手指提供弯曲动力，使用者被动完成弯曲动作；软体外骨骼2向使用者手指舒张方向弯曲时，为使用者手指提供舒张动力，使用者被动完成舒张动作。若选择手指弯曲抗阻训练模式，气动控制系统3输出气压控制软体外骨骼2向使用者手指舒张方向弯曲，为使用者手指提供弯曲阻力，使用者通过自身手指用力主动完成弯曲动作。若选择手指舒张抗阻训练模式，气动控制系统3输出气压控制软体外骨骼2向使用者手指弯曲方向弯曲，为使用者手指提供舒张阻力，使用者通过自身手指用力主动完成舒张动作。以上三种模式的康复训练均具有一定的周期，保证达到相应的康复训练效果。
Claims (3)
1.一种结合多种康复训练方式的软体手部康复手套，包括训练手套（1）、软体外骨骼手指（2）和气动控制系统（3），其特征在于：所述软体外骨骼手指（2）按需求固定在训练手套（1）的五个手指背面上，将软体外骨骼手指（2）的力传递给手套佩戴者；所述软体外骨骼手指（2）与气动控制系统（3）相连，且在气动控制系统（3）的充气控制下，能够实现两个方向的弯曲，为使用者手指施加两个方向的力。
2.根据权利要求1所述的一种结合多种康复训练方式的软体手部康复手套，其特征在于：所述训练手套（1）包括手套主体（1-1）、公魔术贴（1-2）、母魔术贴（1-3）、手腕固定搭扣（1-4）和手指固定绑带（1-5），所述手套主体（1-1）由柔软材料制成，所述公魔术贴（1-2）和手腕固定搭扣（1-4）通过缝制固定在手套主体（1-1）腕部两侧，通过将公魔术贴（1-2）穿过手腕固定搭扣（1-4）与母魔术贴（1-3）粘合，使手套固定在手套穿戴者手腕处；所述手指固定绑带（1-5）通过缝制固定在手套主体（1-1）的手背一面、每根手指的关节与关节之间，则大拇指处有3根手指固定绑带（1-5），食指、中指、无名指、小指各有4根手指固定绑带（1-5）。
3.根据权利要求1所述的一种结合多种康复训练方式的软体手部康复手套，其特征在于，所述软体外骨骼手指（2）包括软体手指主体（2-1）和通气管道（2-3），所述软体手指主体（2-1）通过通气管道（2-3）接受气动控制系统（3）输出的气压，能发生两个自由度的弯曲；根据使用者手指运动方向的不同，所述软体外骨骼手指（2）通过向穿戴者手心弯曲或向穿戴者手背弯曲为穿戴者手部提供的两个方向的力；每根软体外骨骼手指（2）上有固定槽（2-2），所述固定槽（2-2）数量与手套上对应手指的手指固定绑带（1-5）相等，位置与手套上对应手指的手指固定绑带（1-5）相对应，宽度与手指固定绑带（1-5）宽度相等。
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