CN111803331A - 一种手部康复训练仪 - Google Patents

Abstract

本发明属于医疗器械技术领域，尤其为一种手部康复训练仪，底壳、上壳、PCB控制板、PCB电源板、5联电磁阀、气泵、内接底盖；PCB控制板和PCB电源板通过螺丝固定在上壳内顶部上，在上壳顶部上黏贴设有铭牌控制面板，气泵上套设有气泵橡胶套，且通过M3*10的带垫片螺丝固定在底壳上，电池通过电池固定板和螺丝锁紧固定在底壳上，5联电磁阀通过电磁阀固定板和螺丝固定在底壳上，5联电磁阀上插接有5根硅胶管。本发明使用5联电磁阀加2个单联电磁阀来实现开控制单指或多指不同模式伸屈功能组合；通过5联电磁阀开关闭合来控制单指或多指伸屈；2个单阀来控制出气和吸气，促进脑功能重塑，诱发运动功能恢复，改善血液循环、扩展活化血管的效果。

Description

一种手部康复训练仪

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种手部康复训练仪。

背景技术

现有的国内外手部康复训练仪产品，基本都是只能单一的五指同时伸屈功能，伸缩手套是单一根连接管来控制五指伸缩。

手部康复训练仪是一种智能手部康复训练器,用于手指运动功能有待恢复的患者进行康复训练，属医疗保健器械。它包括气泵控制部分，电磁阀控制部分，面板控制部分，气嘴控制部分，电池控制部分，伸屈手套控制部分，镜像手套控制部分，气囊套筒控制部分。

手部康复训练仪用于帮助手功能障碍患者通过运动学习重建手功能，智能模仿手部动作，模拟人体运动学机理，单指或多指训练，自主独立锻炼抓握，智能模仿手部抓握，伸屈等动作，缓解手部痉挛，无力、僵硬等问题。气动式手套帮助手部障碍患者通过运动再学习，从神经、大脑、肌肉三个层面，提高手部活动能力。主机可调节导向柔触伸缩手套的气压，当伸缩手套受到大气压时就会沿着手指长度提供分散式力量，帮助手指做抓/握/伸/屈等动作，收放自如不费力。手指的屈伸运动由使用者设定,本发明操作简便，可供患者自主地进行康复训练。

气囊按摩模式用于治疗肢体淋巴水肿、静脉回流不畅、促进血液循环、血液抗凝的仪器，又是中医活血化瘀，按摩原理的典范，缓解肢体水肿，预防偏瘫、截瘫及瘫痪等长期卧床或制动患者下肢静脉血栓形成以及解除肌肉疲劳、缓解疼痛等方面均有明显疗效。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种手部康复训练仪，使用5联电磁阀加2个单联电磁阀来实现开控制单指或多指不同模式伸屈功能组合；通过5联电磁阀开关闭合来控制单指或多指伸屈；2个单阀来控制出气和吸气；可以进行任意单指或多指伸屈功能；以达到促进脑功能重塑，诱发运动功能恢复的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种手部康复训练仪，包括底壳、上壳、PCB控制板、PCB电源板、5联电磁阀、气泵、电池、手套、导气管、外接头、内接底盖、内接上盖、挂钩、气泵橡胶套和电池固定板；

PCB控制板和PCB电源板通过螺丝固定在上壳内顶部上，在上壳顶部上黏贴设有铭牌控制面板 ，气泵上套设有气泵橡胶套，且通过M3*10的带垫片螺丝固定在底壳上，电池通过电池固定板和螺丝锁紧固定在底壳上，5联电磁阀通过电磁阀固定板和螺丝固定在底壳上，5联电磁阀上插接有5根硅胶管，5根硅胶管的另一端插入内接底盖中，内接底盖上扣接有内接上盖，5联电磁阀通过三通硅胶管连接有两个单联电磁阀，其中一个单联电磁阀通过硅胶管和小三通与气泵的出气口相连接，另一个单联电磁阀通过硅胶管和小三通与气泵的进气口相连接，气泵的进气口和出气口上通过硅胶管分别连接设置有吸气阀和出气阀；

底盖上安装有用于控制5联电磁阀和气泵启停的电源开关，底盖上还安装有与内接底盖相接的微动开关，底盖上还安装有数据DC接口；

底盖和上壳之间通过卡扣和螺丝相互组装连接。

作为优选，所述内接底盖上通过外接头和导气管连接设置有康复训练的手套；康复训练的手套内部设置有5组分别与导气管相连接的伸缩康复结构，伸缩康复结构包括伸缩管和与伸缩管相连接的伸缩管保护盖。

作为优选，所述PCB控制板、PCB电源板、5联电磁阀、气泵分别与电池电性连接。

作为优选，所述铭牌控制面板上集成设置有时间设置按钮、压力设置按钮、模式设置按钮、镜像模式设置按钮、按摩模式设置按钮、按摩部位设置按钮以及按摩模式选择压力档位与暂停、启动按钮。

作为优选，所述电池采用7.4V-6000mAh的锂电池。

作为优选，所述底盖底部通过螺钉安装有挂钩，在底盖底部还设置有脚垫。

作为优选，所述5联电磁阀、气泵分别与PCB控制板电性连接。

作为优选，还包括MCU控制单元、降压稳压及开关机控制单元、充电管理单元、压力检测单元、数码管及LED驱动单元、气泵和电磁阀驱动控制单元、触摸按键驱动单元。

作为优选，所述MCU控制单元包含多路I/O输出、I2C通讯、AD检测端口及PWM气泵电机控制模块；

降压稳压及开关机控制单元将7.4V输入电池电压及USB输入电压降为5V为MCU控制单元供电，通过按键控制开机及关机操作；

充电管理单元采用多节锂电池充电管理芯片，可自动检测电池实时电压，达到满电状态时便切断充电路径，停止充电；

压力检测单元采用高精度压力传感器与比较器配合，通路两路检测分别检测低压与高压，检测值反馈到MCU控制单元的ADC IO口，MCU根据检测值控制气泵的动作；

数码管及LED驱动单元使用了多颗LED灯珠与多位数码管显示定时时间、伸屈力度、工作模式、电池电量以及按键背景灯，LED灯珠与数码管由驱动芯片TM1650驱动；

气泵和电磁阀驱动控制单元采用7.4V工作气泵，MCU控制单元通过IO口控制气泵及电磁阀动作为康复训练的手套内部的气囊充放气；

触摸按键驱动单元由驱动芯片RH6030和XW12A驱动组成的13位触摸按键，可设置定时时间、气囊开关、屈伸力度、开始暂停、模式切换功能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明使用5联电磁阀加2个单联电磁阀来实现开控制单指或多指不同模式伸屈功能组合；通过5联电磁阀开关闭合来控制单指或多指伸屈；2个单阀来控制出气和吸气，通过在内接处增加一个微动开关来自动识别穿戴手套或手部气囊。

2、本发明帮助手功能障碍患者通过运动学习重建手功能，智能模仿手部动作，模拟人体运动学机理，单指或多指训练，自主独立锻炼抓握，智能模仿手部抓握，伸屈等动作，缓解手部痉挛，无力、僵硬等问题. 间接训练反射脑补神经及血管，增强脑部损伤或神经损伤后保守治疗效果和缩短术后的康复周期。

3、本发明按摩模式主要通过对多腔气囊套筒有顺序的反复充放气，形成了对肢体和组织的循环压力，对肢体的远端到肢体的近端进行均匀有序的挤压，促进血液和淋巴的流动及改善微循环的作用，加速肢体组织液回流，有助于预防血栓的形成、预防肢体水肿,能够直接或间接治疗与血液淋巴循环相关的诸多疾病。通过被动均匀的按摩作用，随着血液循环的加速，可以加速血液中代谢废弃物、炎症因子、致痛因子的吸收；可以防止肌肉萎缩，防止肌肉纤维化，加强肢体的含氧量，有助于解决因血液循环障碍引起的疾病（如骨股头坏死等）。

4、本发明可以进行任意单指或多指伸屈功能，伸缩手套连接管是5排连接管控制五指伸缩，带镜像模式，利用镜像原理，使健手伸屈带动患手伸屈动作，通过不断模仿训练及学习，以达到促进脑功能重塑，诱发运动功能恢复的目的。

5、本发明按摩模式，手指康复训练完再进行按摩模式，根基气囊反复膨胀和收缩作用，可以达到改善血液循环、提高皮肤表面温度、扩展活化血管的效果等。

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为本发明一种手部康复训练仪的爆炸结构示意图；

图2为本发明一种手部康复训练仪的总装结构示意图；

图3为本发明一种手部康复训练仪中气泵控制的结构示意图；

图4为本发明一种手部康复训练仪中电磁阀控制的结构示意图；

图5为本发明一种手部康复训练仪中铭牌控制面板控制的结构示意图；

图6为本发明一种手部康复训练仪中内接底盖与外接头连接的结构示意图；

图7为本发明一种手部康复训练仪中的结构示意图；

图8为本发明一种手部康复训练仪中控制电路板的原理框图；

图9为本发明一种手部康复训练仪中MCU控制单元的电路示意图；

图10为本发明一种手部康复训练仪中降压稳压及开关机控制单元的电路示意图；

图11为本发明一种手部康复训练仪中充电管理单元的电路示意图；

图12为本发明一种手部康复训练仪中压力检测单元的电路示意图；

图13为本发明一种手部康复训练仪中数码管及LED驱动单元的电路示意图；

图14为本发明一种手部康复训练仪中气泵和电磁阀驱动控制单元的电路示意图；

图15为本发明一种手部康复训练仪中触摸按键控制单元的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1

请参阅图1-7，本发明提供以下技术方案：一种手部康复训练仪，包括底壳1、上壳2、PCB控制板3、PCB电源板4、5联电磁阀5、气泵6、电池7、手套8、导气管9、外接头10、内接底盖12、内接上盖11、挂钩15、气泵橡胶套63和电池固定板71；

PCB控制板3和PCB电源板4通过螺丝固定在上壳2内顶部上，在上壳2顶部上黏贴设有铭牌控制面板 21，气泵6上套设有气泵橡胶套63，且通过M3*10的带垫片螺丝固定在底壳1上，电池7通过电池固定板71和螺丝锁紧固定在底壳1上，5联电磁阀5通过电磁阀固定板17和螺丝固定在底壳1上，5联电磁阀5上插接有5根硅胶管52，5根硅胶管52的另一端插入内接底盖12中，内接底盖12上扣接有内接上盖11，5联电磁阀5通过三通硅胶管53连接有两个单联电磁阀51，其中一个单联电磁阀51通过硅胶管52和小三通18与气泵6的出气口相连接，另一个单联电磁阀51通过硅胶管52和小三通18与气泵6的进气口相连接，气泵6的进气口和出气口上通过硅胶管分别连接设置有吸气阀61和出气阀62；

底盖1上安装有用于控制5联电磁阀5和气泵6启停的电源开关13，底盖1上还安装有与内接底盖12相接的微动开关14，底盖1上还安装有数据DC接口16；

底盖1和上壳2之间通过卡扣和螺丝相互组装连接。

具体的，所述内接底盖12上通过外接头10和导气管9连接设置有康复训练的手套8；康复训练的手套8内部设置有5组分别与导气管9相连接的伸缩康复结构，伸缩康复结构包括伸缩管81和与伸缩管81相连接的伸缩管保护盖82；

康复训练的手套8仿手部构造贴合手形的手套，根据气动式工作原理来控制手套伸屈抓握；按照设定功能充气吸气对手部进行仿生训练；仿手部构造贴合手形的手套，根据手套内部电路板和软件来控制另一只手套的伸屈功能；仿手部构造贴合手形的手套，根据手套内部按键来控制另一只手套的伸屈功能,另外可根据手套或者气囊不同的接口触发按键来自动切换，方便用户使用过程使用模式选择。

具体的，所述PCB控制板3、PCB电源板4、5联电磁阀5、气泵6分别与电池7电性连接。

具体的，所述铭牌控制面板21上集成设置有时间设置按钮、压力设置按钮、模式设置按钮、镜像模式设置按钮、按摩模式设置按钮、按摩部位设置按钮以及按摩模式选择压力档位与暂停、启动按钮；使用者可以根据自身的需求来进行选择，达到最适合自己的按摩体验。

具体的，所述电池7采用7.4V-6000mAh的锂电池。

具体的，所述底盖1底部通过螺钉安装有挂钩15，在底盖1底部还设置有脚垫151。

具体的，所述5联电磁阀5、气泵6分别与PCB控制板3电性连接。

本发明铭牌控制面板21上丝印了PCB控制板3具有的所有功能，用户通过铭牌介质，可对功能一目了然，底壳1、上壳2将所有部件及控制板封装在一起，组装成完整设备，避免部件受损伤；电源开关13用于控制设备的启动及关闭；PCB控制板3用于实现设备功能控制；PCB电源板4用于电池充电，气泵6用来产生气体；5联电磁阀5控制气体的输送；数据DC接口16用于外部镜像手套对伸缩手套进行数据传输；电池固定板71用于保护电池7固定在底壳1保证其在内不会晃动；

5联电磁阀5通过三通硅胶管53连接有两个单联电磁阀51，其中一个单联电磁阀51通过硅胶管52和小三通18与气泵6的出气口相连接，另一个单联电磁阀51通过硅胶管52和小三通18与气泵6的进气口相连接，以达到从气泵6气体出来经过单联电磁阀51进气阀，然后再将气体传输到5联电磁阀5上，通过5联电磁阀5开关闭合来控制对外接的气体传输，控制任意单指气囊充气吸气；另外气泵6的进气口和出气口上通过硅胶管分别连接设置有吸气阀61和出气阀62；气泵6所产生的气体会通过内接底盖12传输到外接头10再经过导气管9对手套套筒进行充放气；使用5联电磁阀5加2个单联电磁阀51来实现开控制单指或多指不同模式伸屈功能组合；通过5联电磁阀开关闭合来控制单指或多指伸屈；2个单阀来控制出气和吸气，通过在内接底盖12处增加一个微动开关14来自动识别穿戴康复训练的手套8或手部气囊。

外接穿戴康复训练部分分别提供了伸缩的手套、数据手套和气囊套筒，可根据使用者的需求选择手套或气囊，手套可进行单指训练或多指抓握训练，可配合数据手套辅助训练效果更佳，且单个气囊套筒分割为多个气室，循环按压的部位更为密集，使用者的使用体验更舒适；气囊套筒可分别包裹腿部、腰部或手部，按照设定功能充气后对这些身体部位进行按摩。

按摩模式，手指康复训练完再进行按摩模式，根基气囊反复膨胀和收缩作用，可以达到改善血液循环、提高皮肤表面温度、扩展活化血管的效果等。

本发明一种手部康复训练仪，还包括MCU控制单元、降压稳压及开关机控制单元、充电管理单元、压力检测单元、数码管及LED驱动单元、气泵和电磁阀驱动控制单元、触摸按键驱动单元。

如图8-9所示，所述MCU控制单元包含多路I/O输出、I2C通讯、AD检测端口及PWM气泵电机控制模块。

如图10所示，降压稳压及开关机控制单元将7.4V输入电池电压及USB输入电压降为5V为MCU控制单元供电，通过按键控制开机及关机操作。

如图11所示，充电管理单元采用多节锂电池充电管理芯片，可自动检测电池实时电压，达到满电状态时便切断充电路径，停止充电。

如图12所示，压力检测单元采用高精度压力传感器与比较器配合，通路两路检测分别检测低压与高压，检测值反馈到MCU控制单元的ADC IO口，MCU根据检测值控制气泵的动作。

如图13所示，数码管及LED驱动单元使用了多颗LED灯珠与多位数码管显示定时时间、伸屈力度、工作模式、电池电量以及按键背景灯，LED灯珠与数码管由驱动芯片TM1650驱动；采用专用LED驱动控制芯片控制数码管及LED灯珠，抗干扰能力强，在家用电器领域广泛使用。

如图14所示，气泵和电磁阀驱动控制单元采用7.4V工作气泵，MCU控制单元通过IO口控制气泵及电磁阀动作为康复训练的手套8内部的气囊充放气。

如图15所示，触摸按键驱动单元由驱动芯片RH6030和XW12A驱动组成的13位触摸按键，可设置定时时间、气囊开关、屈伸力度、开始暂停、模式切换功能。

本发明包含多种预设功能的直流款气动式康复仪，可提供多种模式的工作方式.

镜像模式：利用镜像原理，使健手伸屈带动患手伸屈动作，通过不断模仿训练及学习，以达到促进脑功能重塑，诱发运动功能恢复的目的。

自动模式：可根据使用者的使用感觉调节伸屈时间，可调节单指气动式伸屈、或多指气动式伸屈来达到抓握训练等功能，还可调节定时时间减少护理人员的工作量。

按摩模式：可根据使用者的使用感觉调节压力值来达到使用舒适度等功能。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种手部康复训练仪，其特征在于：包括底壳（1）、上壳（2）、PCB控制板（3）、PCB电源板（4）、5联电磁阀（5）、气泵（6）、电池（7）、手套（8）、导气管（9）、外接头（10）、内接底盖（12）、内接上盖（11）、挂钩（15）、气泵橡胶套（63）和电池固定板（71）；

PCB控制板（3）和PCB电源板（4）通过螺丝固定在上壳（2）内顶部上，在上壳（2）顶部上黏贴设有铭牌控制面板 （21），气泵（6）上套设有气泵橡胶套（63），且通过M3*10的带垫片螺丝固定在底壳（1）上，电池（7）通过电池固定板（71）和螺丝锁紧固定在底壳（1）上，5联电磁阀（5）通过电磁阀固定板（17）和螺丝固定在底壳（1）上，5联电磁阀（5）上插接有5根硅胶管（52），5根硅胶管（52）的另一端插入内接底盖（12）中，内接底盖（12）上扣接有内接上盖（11），5联电磁阀（5）通过三通硅胶管（53）连接有两个单联电磁阀（51），其中一个单联电磁阀（51）通过硅胶管（52）和小三通（18）与气泵（6）的出气口相连接，另一个单联电磁阀（51）通过硅胶管（52）和小三通（18）与气泵（6）的进气口相连接，气泵（6）的进气口和出气口上通过硅胶管分别连接设置有吸气阀（61）和出气阀（62）；

底盖（1）上安装有用于控制5联电磁阀（5）和气泵（6）启停的电源开关（13），底盖（1）上还安装有与内接底盖（12）相接的微动开关（14），底盖（1）上还安装有数据DC接口（16）；

底盖（1）和上壳（2）之间通过卡扣和螺丝相互组装连接。

2.根据权利要求1所述的一种手部康复训练仪，其特征在于：所述内接底盖（12）上通过外接头（10）和导气管（9）连接设置有康复训练的手套（8）；康复训练的手套（8）内部设置有5组分别与导气管（9）相连接的伸缩康复结构，伸缩康复结构包括伸缩管（81）和与伸缩管（81）相连接的伸缩管保护盖（82）。

3.根据权利要求1所述的一种手部康复训练仪，其特征在于：所述PCB控制板（3）、PCB电源板（4）、5联电磁阀（5）、气泵（6）分别与电池（7）电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种手部康复训练仪，其特征在于：所述铭牌控制面板（21）上集成设置有时间设置按钮、压力设置按钮、模式设置按钮、镜像模式设置按钮、按摩模式设置按钮、按摩部位设置按钮以及按摩模式选择压力档位与暂停、启动按钮。

5.根据权利要求1所述的一种手部康复训练仪，其特征在于：所述电池（7）采用7.4V-6000mAh的锂电池。

6.根据权利要求1所述的一种手部康复训练仪，其特征在于：所述底盖（1）底部通过螺钉安装有挂钩（15），在底盖（1）底部还设置有脚垫（151）。

7.根据权利要求1所述的一种手部康复训练仪，其特征在于：所述5联电磁阀（5）、气泵（6）分别与PCB控制板（3）电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种手部康复训练仪，其特征在于：还包括MCU控制单元、降压稳压及开关机控制单元、充电管理单元、压力检测单元、数码管及LED驱动单元、气泵和电磁阀驱动控制单元、触摸按键驱动单元。

9.根据权利要求8所述的一种手部康复训练仪，其特征在于：所述MCU控制单元包含多路I/O输出、I2C通讯、AD检测端口及PWM气泵电机控制模块；

降压稳压及开关机控制单元将7.4V输入电池电压及USB输入电压降为5V为MCU控制单元供电，通过按键控制开机及关机操作；

充电管理单元采用多节锂电池充电管理芯片，可自动检测电池实时电压，达到满电状态时便切断充电路径，停止充电；

压力检测单元采用高精度压力传感器与比较器配合，通路两路检测分别检测低压与高压，检测值反馈到MCU控制单元的ADC IO口，MCU根据检测值控制气泵的动作；

数码管及LED驱动单元使用了多颗LED灯珠与多位数码管显示定时时间、伸屈力度、工作模式、电池电量以及按键背景灯，LED灯珠与数码管由驱动芯片TM1650驱动；

气泵和电磁阀驱动控制单元采用7.4V工作气泵，MCU控制单元通过IO口控制气泵及电磁阀动作为康复训练的手套（8）内部的气囊充放气；

触摸按键驱动单元由驱动芯片RH6030和XW12A驱动组成的13位触摸按键，可设置定时时间、气囊开关、屈伸力度、开始暂停、模式切换功能。

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