CN110812109A - 关节运动辅助器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种关节运动辅助器，其技术方案为：将第一关节部件、第二关节部件、第三关节部件和掌骨部件从上至下依次固定在柔软的手套背面；并在第一关节部件和第二关节部件之间、第二关节部件和第三关节部件之间、第三关节部件和掌骨部件之间分别设置折纸执行器；气泵包括气泵本体和充气管；折纸执行器设有充气腔，折纸执行器通过充气腔的充气、放气操作实现伸缩运动；第一关节部件、第二关节部件、第三关节部件以及掌骨部件与充气腔连通；掌骨部件远离第三关节部件的一端设有进气口，气泵本体通过充气管与进气口连通。其无需借助外人的帮助即可促使手部完成关节屈伸运动，在有效保证治疗效果的同时降低了治疗难度和治疗成本。

Description

关节运动辅助器

技术领域

本发明涉及运动器械及康复设备领域，尤其涉及一种关节运动辅助器。

背景技术

脑卒中具有发病率高、死亡率高和致残率高的特点。据统计，在中国大约1500万脑卒中患者。目前脑卒中是手功能失效的主要原因之一，脑卒中后患者可出现多种神经功能缺损症状，其中偏瘫和运动障碍最为常见，具体表现在屈肌的过度激活和对抗肌群间的力量不平衡而导致的手和手腕总是处在屈曲的状态，从而导致手指和手腕不能伸展。

目前，国内对因脑卒中引起的手部偏瘫运动功能受损的改善和康复治疗方法主要是修复或重塑受损神经，并加强肌肉肌腱的强度锻炼，完成运动学习来重建或改善脑卒中患者手部的运动功能，防止患者肌肉的废用性发生，从而促进脑神经代偿。

临床研究表明，强制性运动疗法是一种有效的神经康复手段，能够促进各期脑卒中患者手功能障碍的恢复。相关技术中，治疗师一般采用手把手地对患者进行一对一治疗的康复疗法，这种方法不仅劳动量大，费用昂贵，而且训练效率和强度难以保证。而随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，患者对手部功能康复效果的要求越来越高、需求越来越大，这种人工一对一的治疗方式难以满足人们的需求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种关节运动辅助器，包括：

手套，手套为柔软材质制成；

关节固定器，关节固定器包括第一关节部件、第二关节部件、第三关节部件和掌骨部件，第一关节部件、第二关节部件、第三关节部件和掌骨部件从上至下依次固定在手套背面；

折纸执行器，折纸执行器设置多个，折纸执行器分别设置在第一关节部件和第二关节部件之间、第二关节部件和第三关节部件之间、第三关节部件和掌骨部件之间；

充气管，充气管用于为折纸执行器输送气体；

其中，折纸执行器设有充气腔，折纸执行器通过充气腔的充气、放气操作实现伸缩运动；第一关节部件、第二关节部件、第三关节部件以及掌骨部件与充气腔连通；掌骨部件远离第三关节部件的一端设有进气口，充气管一端与进气口连通。

本发明提供了一种关节运动辅助器，其通过软质手套固定患者手部，并且利用关节固定器和折纸执行器共同对患者手部施加约束力，使患者的手部肌群能在有约束条件下执行强制性运动，其无需借助外人的帮助即可促使手部完成关节屈伸运动，在有效保证治疗效果的同时降低了治疗难度和治疗成本。

优选的，手套按照人体手掌五指的结构对应设置五个指套，关节固定器设置在指套背面。

优选的，第一关节部件包括拇指第一关节部件、食指第一关节部件、中指第一关节部件、无名指第一关节部件和小指第一关节部件；第二关节部件包括拇指第二关节部件、食指第二关节部件、中指第二关节部件、无名指第二关节部件和小指第二关节部件；第三关节部件包括食指第三关节部件、中指第三关节部件、无名指第三关节部件和小指第三关节部件；掌骨部件包括拇指掌骨部件、食指掌骨部件、中指掌骨部件、无名指掌骨部件和小指掌骨部件。

优选的，折纸执行器包括上盖、折纸结构和底盖，上盖与底盖通过折纸结构连接，上盖、折纸结构和底盖围合形成充气腔。

优选的，折纸结构设有褶皱，当充气腔内部气体排空时，折纸结构将沿褶皱折叠收缩。

优选的，手套、关节固定器、折纸执行器均采用轻质材料制成；手套均匀设有多个透气孔，掌骨部件还设有固定板，固定板设置在掌骨部件远离折纸执行器的一端并向掌根方向延长。

优选的，还包括控制开关，控制开关设置在充气管和进气口之间，控制开关用于控制拇指掌骨部件、食指掌骨部件、中指掌骨部件、无名指掌骨部件和小指掌骨部件的进气口开闭状态。

本发明的另一个目的在于提出一种关节运动辅助装置，包括：气泵和上述的关节运动辅助器，气泵与充气管远离进气口的一端连接，气泵通过充气管对关节运动辅助器执行充放气操作。

优选的，气泵为电动气泵。

优选的，气泵为小型脚动气泵。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明实施例关节运动辅助器的结构示意图；

图2是图1中A处放大细节图；

图3是人体手部骨骼及关节结构示意图；

图4是本发明实施例中关节固定器的具体结构框图；

图5是本发明实施例关节运动辅助器另一角度的结构示意图；

图6是本发明实施例中关节固定器的基本单元的结构示意图。

附图标记：手套1、关节固定器2、第一关节部件21、第二关节部件22、第三关节部件23、掌骨部件24、折纸执行器3、充气管42、进气口241、指套11、拇指第一关节部件121、食指第一关节部件221、中指第一关节部件321、无名指第一关节部件421、小指第一关节部件521、拇指第二关节部件122、食指第二关节部件222、中指第二关节部件322、无名指第二关节部件422、小指第二关节部件522、食指第三关节部件223、中指第三关节部件323、无名指第三关节部件423、小指第三关节部件523、拇指掌骨部件124、食指掌骨部件224、中指掌骨部件324、无名指掌骨部件424、小指掌骨部件524、上盖32、折纸结构33、底盖34、固定板240。

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

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”“轴向”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照附图详细描述本发明实施例的运动辅助器。

实施例1：参照图1至图6，根据本发明实施例提供的一种关节运动辅助器，包括：手套1、关节固定器2和折纸执行器3；具体的，关节固定器2包括第一关节部件21、第二关节部件22、第三关节部件23和掌骨部件24，第一关节部件21、第二关节部件22、第三关节部件23和掌骨部件24从上至下依次固定在手套1背面；手套1为柔软材质制成；折纸执行器3设置多个，折纸执行器3分别设置在第一关节部件21和第二关节部件22之间、第二关节部件22和第三关节部件23之间、第三关节部件23和掌骨部件24之间。

充气管42用于为折纸执行器3输送气体；其中，折纸执行器3设有充气腔(图未示)，而第一关节部件21、第二关节部件22、第三关节部件23以及掌骨部件24均与充气腔连通；掌骨部件24远离第三关节部件23的一端设有进气口241，充气管42的其中一端与进气口241连通。因此，当对充气腔进行充气、放气操作时，折纸执行器3也会随之进行伸缩运动，进而推动关节固定器2上下运动，从而带动手套1以及手套1内的手掌进行屈伸运动。

本发明提供了一种关节运动辅助器，其通过软质手套1固定患者手部，并且利用关节固定器2和折纸执行器3共同对患者手部施加约束力，使患者的手部肌群能在关节固定器2的约束下借助折纸执行器3的推动力而执行强制性运动，其无需借助外人的帮助即可促使手部完成关节屈伸运动，有效保证了治疗效果的同时还降低了治疗难度和治疗成本。

优选的，除了对整个手掌进行屈伸运动的方式外，还可以分别对每个手指进行关节屈伸运动，此时，手套1按照人体手掌五指的结构对应设置五个指套11，关节固定器2分别设置在各个指套11背面。

参照图1至图4，本发明主要技术原理依据为手部关节功效原理，因此本发明的各个结构均为针对性设计，具体的，第一关节部件21包括拇指第一关节部件121、食指第一关节部件221、中指第一关节部件321、无名指第一关节部件421和小指第一关节部件521；第二关节部件22包括拇指第二关节部件122、食指第二关节部件222、中指第二关节部件322、无名指第二关节部件422和小指第二关节部件522；第三关节部件23包括食指第三关节部件223、中指第三关节部件323、无名指第三关节部件423和小指第三关节部件523；掌骨部件24包括拇指掌骨部件124、食指掌骨部件224、中指掌骨部件324、无名指掌骨部件424和小指掌骨部件524。

参照图3，此图为人体手部骨骼及关节结构示意图，结合上述关节固定器2的具体结构，可知每一个手指关节均对应一个关节部件，而具备伸缩功能的折纸执行器3设置在每两个关节部件之间，即手指关节之间；因此，当折纸执行器3进行伸缩运动时，也将通过柔软的手套1带动手套1内部的手指进行屈伸运动，故能为手部关节运动提供一个辅助的力量，使其能够在有约束的条件下进行强制性运动，并且其采用气体驱动的方式，无需旁人辅助，方便易操作，大大减轻了医护人员的工作量。

参照图6，该图为本发明关节固定器2的其中一个手指单元的的结构示意图，在本实施例中，折纸执行器3设置在每两个关节部件之间，并通过关节部件固定在手套1上；其中，折纸执行器3包括上盖32、折纸结构33和底盖34，上盖32与底盖34通过折纸结构33连接，上盖32、折纸结构33和底盖34围合形成所述充气腔。

具体的，折纸结构3设有褶皱(图未示)，当充气腔内部气体排空时，折纸结构3将沿褶皱折叠收缩。

结合图5，进一步的，掌骨部件24还设有固定板240，固定板240设置在掌骨部件24远离折纸执行器3的一端并向掌根方向延长，其延长段具有一定长度。固定板240对固定在手套1背面的上述结构起到进一步的固定导向作用，并且该固定板240可以在充气腔充放气的过程中对患者的手部起到保护作用，因其限制了手指伸直的角度，避免了因为运动辅助器的失灵或是操作失误而导致的运动伤害。

本发明中，手套1、关节固定器2、折纸执行器3均采用轻质材料制成，因患者手部肌肉本身已出现运动障碍，轻质材料可在对患者提供运动辅助的同时尽量减少对患者手部施加负担。此外，手套1上均匀设有多个透气孔(图未示)，此透气孔避免了手部屈伸运动时出汗过多导致内部闷热的问题，具备良好的透气、排汗功能。

本实施例中，还包括控制开关(图未示)，控制开关设置在充气管42和进气口241之间，控制开关用于控制各个手指对应的关节部件的进气口开闭状态，此控制开关使本发明实现了对手部任一手指进行运动辅助的功能。其具体结构为具有多个通路控制的调节阀(图未示)，调节阀对应五个手指的进气口，通过控制目标手指的进气口的通断来控制该目标手指处折纸执行器的伸缩，从而实现对该目标手指的运动进行控制的目的。

此外，该控制开关上还设有力度调节区，力度调节区对应控制的是充气管42内进气量的大小，通过控制充气管42的进气量大小对折纸执行器3伸缩运动的伸缩量及频率进行控制，从而使患者能根据手部患病情况、治疗需求选择不同的运动辅助力度。

实施例2：根据本发明实施例提出的一种关节运动辅助装置，包括：气泵(图未示)和上述的关节运动辅助器，气泵与充气管42远离进气口241的一端连接，气泵通过充气管42对关节运动辅助器执行充放气操作。

在本实施例中，气泵可采用电动气泵，电动气泵操作简易，气源稳定，有利于患者获得持续、稳定的气体动力，从而保证关节运动辅助装置能为患者带来稳定的治疗效果。

在另外的实施例中，本发明中的气泵还可以采用小型脚动气泵，因充气腔体积较小，其所需的气体量也很小，因此，也可以采用脚动气泵，由患者本人脚动充气，实现手部屈伸运动治疗，此设置不仅能够起到同时锻炼患者腿部的作用，并且便携环保。

工作原理：本发明为模拟人体手部骨骼结构设计的关节运动辅助器，其相当于手外骨骼，固定在手的周围，用以引导并施加一定的辅助力使手部关节实现屈伸运动。具体的，当患者使用本关节运动辅助器时，先将充气管与气泵连接，并打开气泵开关，结合控制开关，对关节运动辅助器进行试调节，以避免患者直接使用时因力度调节失误或该关节运动辅助器失灵而造成进一步损伤的情况；试调节结束后，将关节运动辅助器的调节力度调至较低档位后，使患者手掌穿戴进手套中；此时，可根据患者手部治疗需要对关节运动辅助器的运动力度进行调节。

本关节运动辅助器实现屈伸运动辅助的原理是通过强制地从折纸执行器排出空气的情况下，通过折纸执行器的收缩，从而对从关节弯曲状态向关节伸展状态变化的关节运动进行辅助；反之，在强制地向折纸执行器供给空气的情况下，通过折纸执行器的膨胀，从而对从关节伸展状态向关节弯曲状态变化的关节运动进行辅助。以上就是关节运动辅助器工作过程。

本发明所提出的关节运动辅助器使用方式简单，轻量便携，治疗效果显著，使患者能够随时随地进行手部康复运动治疗，使物理治疗变得更容易获得；并且其成本较低，经济实惠，有利于市场推广使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种关节运动辅助器，其特征在于，包括：

手套，所述手套为柔软材质制成；

关节固定器，所述关节固定器包括第一关节部件、第二关节部件、第三关节部件和掌骨部件，所述第一关节部件、所述第二关节部件、所述第三关节部件和所述掌骨部件从上至下依次固定在所述手套背面；

折纸执行器，所述折纸执行器设置多个，所述折纸执行器分别设置在所述第一关节部件和所述第二关节部件之间、所述第二关节部件和所述第三关节部件之间、所述第三关节部件和所述掌骨部件之间；

充气管，所述充气管用于为所述折纸执行器输送气体；

其中，所述折纸执行器设有充气腔，所述折纸执行器通过所述充气腔的充气、放气操作实现伸缩运动；所述第一关节部件、所述第二关节部件、所述第三关节部件以及所述掌骨部件与所述充气腔连通；所述掌骨部件远离所述第三关节部件的一端设有进气口，所述充气管一端与所述进气口连通。

2.根据权利要求1所述的关节运动辅助器，其特征在于：所述手套按照人体手掌五指的结构对应设置五个指套，所述关节固定器设置在所述指套背面。

3.根据权利要求2所述的关节运动辅助器，其特征在于：所述第一关节部件包括拇指第一关节部件、食指第一关节部件、中指第一关节部件、无名指第一关节部件和小指第一关节部件；所述第二关节部件包括拇指第二关节部件、食指第二关节部件、中指第二关节部件、无名指第二关节部件和小指第二关节部件；所述第三关节部件包括食指第三关节部件、中指第三关节部件、无名指第三关节部件和小指第三关节部件；所述掌骨部件包括拇指掌骨部件、食指掌骨部件、中指掌骨部件、无名指掌骨部件和小指掌骨部件。

4.根据权利要求3所述的关节运动辅助器，其特征在于：所述折纸执行器包括上盖、折纸结构和底盖，所述上盖与所述底盖通过所述折纸结构连接，所述上盖、所述折纸结构和所述底盖围合形成所述充气腔。

5.根据权利要求4所述的关节运动辅助器，其特征在于：所述折纸结构设有褶皱，当所述充气腔内部气体排空时，所述折纸结构将沿所述褶皱折叠收缩。

6.根据权利要求5所述的关节运动辅助器，其特征在于：所述手套、所述关节固定器、所述折纸执行器均采用轻质材料制成；所述手套均匀设有多个透气孔，所述掌骨部件还设有固定板，所述固定板设置在所述掌骨部件远离所述折纸执行器的一端并向掌根方向延长。

7.根据权利要求1至6任一项所述的关节运动辅助器，其特征在于：还包括控制开关，所述控制开关设置在所述充气管和所述进气口之间，所述控制开关用于控制所述拇指掌骨部件、所述食指掌骨部件、所述中指掌骨部件、所述无名指掌骨部件和所述小指掌骨部件的进气口开闭状态。

8.一种关节运动辅助装置，其特征在于，包括：气泵和权利要求1至7任一项所述的关节运动辅助器，所述气泵与所述充气管远离所述进气口的一端连接，所述气泵通过所述充气管对所述关节运动辅助器执行充放气操作。

9.根据权利要求8所述的关节运动辅助装置，其特征在于：所述气泵为电动气泵。

10.根据权利要求8所述的关节运动辅助装置，其特征在于：所述气泵为小型脚动气泵。

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