CN112603768A - 一种可穿戴手指康复器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可穿戴手指康复器，包括：远指端、中指端、近指端、远指关节、近指关节、驱动模块和固定绑带，其特征在于：所述远指端的远指固定端下端面和所述中指端的中指固定端下端面为符合人体工学中手指远节指关节弧度的曲面，所述远指关节弧形滑槽和近指关节弧形滑槽的滑槽曲线符合人体工学中手指远指关节屈伸运动曲线，手指康复器通过电机带动绳驱动和弹簧驱动；本发明通过仿照人体本身手指生理结构的设计与柔性驱动的方式提高了康复训练准确度，避免了二次伤害。

Description

一种可穿戴手指康复器
技术领域
本发明涉及康复训练器械技术领域，特别涉及一种可穿戴手指康复器。
背景技术
脑卒中又称“中风”，是一种急性脑血管疾病。目前在我国中风患者人数约为1300万人，随着老龄化和残疾人口比例的加重，每年新增脑卒中患者高达200万人，且85%左右的人群第一次中风都伴随有偏瘫症状，康复前期对肢体大关节（如肘关节、肩关节、髋关节和腿关节等）的康复训练恢复较快，中后期对肢体小关节（如手指关节）的康复训练恢复较慢，且一般都难以实现精细康复训练，如申请号为201610880466.4的发明专利公布了一种《一种医疗康复机械手》，主体包括底座、左机械手、右机械手和滑轨等，只能实现手部、腕部大关节的康复训练，不能对手指关节进行精细的屈伸训练；
因此需要设计一种能够对单根手指进行康复训练的可穿戴康复器械来解决上述问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种可穿戴手指康复器，患者通过将可穿戴手指康复器穿戴在对应的需要康复训练的手指上，即可开展康复训练，手指康复器依靠符合人体工学的弧形滑槽设计能够模拟人手指的屈伸动作曲线，实现对单根手指的屈伸动作辅助，避免对患者造成二次伤害；手指康复器通过电机带动传动绳进行手指弯曲运动的驱动，通过弹簧对手指伸展运动进行驱动，属于柔性驱动，进一步保障了患者训练的安全进行，提高了手指康复训练效率。
本发明所使用的技术方案是：一种可穿戴手指康复器，包括：远指端、中指端、近指端、远指关节、近指关节、驱动模块和固定绑带；
所述远指端包括远指固定端和远指连接孔，所述远指固定端下端面为符合人体工学中手指远节指关节弧度的曲面，并留有穿带孔用于穿入手指绑带固定手指远节指关节，所述远指连接孔通过穿入轴销与所述远指关节的远指关节弧形滑槽滑动配合；
所述中指端包括中指固定端和中指连接滑槽，所述中指固定端下端面为符合人体工学中手指中节指关节弧度的曲面，并留有穿带孔用于穿入手指绑带固定手指中节指关节，所述中指连接滑槽分别与所述近指端的近指导轨、所述远指关节的远指关节弧形滑槽滑动配合；
所述近指端包括：近指导轨、近指连接孔和驱动输入轴，所述近指导轨与所述中指连接滑槽滑动配合，所述近指连接孔通过穿入轴销与所述近指关节的近指关节弧形滑槽滑动配合，所述驱动输入轴用于固连所述驱动模块的传动绳、弹簧；
所述远指关节包括：远指关节弧形滑槽、远指关节连杆、远指关节连架杆和远指关节调节块，所述远指关节弧形滑槽的滑槽曲线符合人体工学中手指远指关节屈伸运动曲线，所述远指关节弧形滑槽的滑槽与所述远指端的远指连接孔通过轴销滑动配合，所述远指关节弧形滑槽的后端留有轨道用于与所述中指连接滑槽滑动配合，所述远指关节连杆一端与所述远指连接孔通过轴销铰接，另一端与所述远指关节连架杆铰接，所述远指关节连架杆一端与所述远指关节连杆铰接，另一端与所述远指关节调节块的螺母块铰接，所述远指关节调节块包括螺母块和双头螺栓，通过旋转所述双头螺栓可以调节所述远指关节调节块的整体长度，实现对整根手指康复器的长度调整，所述螺母块一端留有铰接孔与所述远指关节连架杆、所述近指端的近指关节弧形滑槽铰接，一端留有螺纹孔与所述双头螺栓螺纹连接；
所述近指关节包括：近指关节弧形滑槽、定滑轮杆和机架，所述近指关节弧形滑槽固连在所述机架上，所述近指关节弧形滑槽的滑槽曲线符合人体工学中手指近指关节屈伸运动曲线，所述近指关节弧形滑槽的滑槽与所述近指端的近指连接孔通过轴销滑动配合，所述定滑轮杆固连在近指关节弧形滑槽中间，其上固定了一个定滑轮，用于对所述驱动模块的传动绳进行导向，所述机架包括电机平台和弹簧固定平台，所述电机平台用于固定电机，所述弹簧固定平台用于固定弹簧的一端；
所述驱动模块包括：电机、传动绳和弹簧，所述电机固定在所述电机固定平台上，并与所述传动绳的一端固连，驱动所述传动绳对整个手指康复器进行弯曲动作的驱动，所述传动绳另一端固定在所述驱动输入轴上，所述弹簧一端固定在所述弹簧固定平台上，另一端固定在所述驱动输入轴上，用于在所述电机停止工作后对手指康复器的伸展运动进行驱动；
所述固定绑带固连在所述机架的后端，用于束紧患者手部，是的整个手指康复器固定在患者手部对应位置；
患者穿戴手指康复器，所述电机启动时，由所述传动绳经所述近指关节的定滑轮导向，带动所述驱动输入轴向前运动，推动所述近指端向前打开，此时所述近指端在所述近指关节弧形滑槽的限位下做符合人体工学的曲线运动，通过所述中指端与所述远指关节将运动传递到所述远指端，此时所述远指端在所述远指关节弧形滑槽的限位下做符合人体工学的曲线运动，从而实现了对整根手指的弯曲动作辅助，当所述电机卸荷时，由所述弹簧拉动所述驱动输入轴向后运动，拉动所述近指端向后收回，此时所述近指端在所述近指关节弧形滑槽的限位下做符合人体工学的曲线运动，通过所述中指端与所述远指关节将运动传递到所述远指端，此时所述远指端在所述远指关节弧形滑槽的限位下做符合人体工学的曲线运动，从而实现了对整根手指的伸展动作辅助。
本发明的有益效果：
（1）本发明通过弧形滑槽的设计对各驱动关节进行运动限位，实现符合人体工学的运动曲线，避免了二次伤害，提高了康复训练准确度；
（2）通过仿照人体本身手指生理结构设计了远指端、中指端和近指端，实现对单根手指各个小关节的带动训练，提高了康复训练的精度；
（3）采用绳驱动和弹簧驱动方式进行驱动，实现了柔性驱动，避免了刚性驱动对人体的二次伤害，提高了康复训练的安全性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的远指端结构示意图。
图3为本发明的中指端结构示意图。
图4为本发明的近指端结构示意图。
图5和图6为本发明的远指关节结构示意图。
图7为本发明的近指关节结构示意图。
图8位本发明的驱动模块结构示意图。
附图标号：1-远指端；2-中指端；3-近指端；4-远指关节；5-近指关节；6-驱动模块；7-固定绑带；11-远指固定端；12-远指连接孔；21-中指固定端；22-中指连接滑槽；31-近指导轨；32-近指连接孔；33-驱动输入轴；41-远指关节弧形滑槽；42-远指关节连杆；43-远指关节连架杆；44-远指关节调节块；441-双头螺栓；442-螺母块；51-近指关节弧形滑槽；52-定滑轮杆；521-定滑轮；53-机架；531-电机固定平台；532-弹簧固定平台；61-电机；62-传动绳；63-弹簧。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，一种可穿戴手指康复器，包括：远指端1、中指端2、近指端3、远指关节4、近指关节5、驱动模块6和固定绑带7，远指端1包括远指固定端11和远指连接孔12，远指固定端11下端面为符合人体工学中手指远节指关节弧度的曲面，并留有穿带孔用于穿入手指绑带固定手指远节指关节，远指连接孔12通过穿入轴销与远指关节4的远指关节4弧形滑槽滑动配合；
进一步地，中指端2包括中指固定端21和中指连接滑槽22，中指固定端21下端面为符合人体工学中手指中节指关节弧度的曲面，并留有穿带孔用于穿入手指绑带固定手指中节指关节，中指连接滑槽22分别与近指端3的近指导轨31、远指关节4的远指关节弧形滑槽41滑动配合；
进一步地，近指端3包括：近指导轨31、近指连接孔32和驱动输入轴33，近指导轨31与中指连接滑槽22滑动配合，近指连接孔32通过穿入轴销与近指关节5的近指关节弧形滑槽51滑动配合，驱动输入轴33用于固连驱动模块6的传动绳62、弹簧63。
本发明实施例的一个可选实施方式中，除与上述实施例相同的结构外，远指关节4包括：远指关节弧形滑槽41、远指关节连杆42、远指关节连架杆43和远指关节调节块44，远指关节弧形滑槽41的滑槽曲线符合人体工学中手指远指关节屈伸运动曲线，远指关节弧形滑槽41的滑槽与远指端1的远指连接孔12通过轴销滑动配合，远指关节弧形滑槽41的后端留有轨道用于与中指连接滑槽22滑动配合，远指关节连杆42一端与远指连接孔12通过轴销铰接，另一端与远指关节连架杆43铰接，远指关节连架杆43一端与远指关节连杆42铰接，另一端与远指关节调节块44的螺母块442铰接，远指关节调节块44包括螺母块442和双头螺栓441，通过旋转双头螺栓441可以调节远指关节调节块44的整体长度，实现对整根手指康复器的长度调整，螺母块442一端留有铰接孔与远指关节连架杆43、近指端3的近指关节弧形滑槽51铰接，一端留有螺纹孔与双头螺栓441螺纹连接。
本发明实施例的一个可选实施方式中，除与上述实施例相同的结构外，近指关节5包括：近指关节弧形滑槽51、定滑轮杆52和机架53，近指关节弧形滑槽51固连在机架53上，近指关节弧形滑槽51的滑槽曲线符合人体工学中手指近指关节屈伸运动曲线，近指关节弧形滑槽51的滑槽与近指端3的近指连接孔32通过轴销滑动配合，定滑轮杆52固连在近指关节弧形滑槽51中间，其上固定了一个定滑轮521，用于对驱动模块6的传动绳62进行导向，机架53包括电机固定平台531和弹簧固定平台632，电机固定平台531用于固定电机61，弹簧固定平台632用于固定弹簧63的一端；
进一步地，驱动模块6包括：电机61、传动绳62和弹簧63，电机61固定在电机固定平台531上，并与传动绳62的一端固连，驱动传动绳62对整个手指康复器进行弯曲动作的驱动，传动绳62另一端固定在驱动输入轴33上，弹簧63一端固定在弹簧固定平台632上， 另一端固定在驱动输入轴33上，用于在电机61停止工作后对手指康复器的伸展运动进行驱动；
固定绑带7固连在机架53的后端，用于束紧患者手部，是的整个手指康复器固定在患者手部对应位置。
本发明工作原理为：患者穿戴手指康复器，电机61启动时，由传动绳62经近指关节5的定滑轮521导向，带动驱动输入轴33向前运动，推动近指端3向前打开，此时近指端3在近指关节弧形滑槽51的限位下做符合人体工学的曲线运动，通过中指端2与远指关节4将运动传递到远指端1，此时远指端1在远指关节弧形滑槽41的限位下做符合人体工学的曲线运动，从而实现了对整根手指的弯曲动作辅助，当电机61卸荷时，由弹簧63拉动驱动输入轴33向后运动，拉动近指端3向后收回，此时近指端3在近指关节弧形滑槽51的限位下做符合人体工学的曲线运动，通过中指端2与远指关节4将运动传递到远指端1，此时远指端1在远指关节弧形滑槽41的限位下做符合人体工学的曲线运动，从而实现了对整根手指的伸展动作辅助。
在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员能够在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

Claims (3)

1.一种可穿戴手指康复器，其特征在于，包括：远指端（1）、中指端（2）、近指端（3）、远指关节（4）、近指关节（5）、驱动模块（6）和固定绑带（7），所述远指端（1）包括远指固定端（11）和远指连接孔（12），远指固定端（11）下端面为符合人体工学中手指远节指关节弧度的曲面；
所述中指端（2）包括中指固定端（21）和中指连接滑槽（22），中指固定端（21）下端面为符合人体工学中手指中节指关节弧度的曲面，并留有穿带孔用于穿入手指绑带固定手指中节指关节，远指关节弧形滑槽（41）的滑槽曲线符合人体工学中手指远指关节屈伸运动曲线；
所述近指端（3）包括：近指导轨（31）、近指连接孔（32）和驱动输入轴（33），近指导轨（31）与中指连接滑槽（22）滑动配合，近指连接孔（32）通过穿入轴销与近指关节（5）的近指关节弧形滑槽（51）滑动配合，驱动输入轴（33）用于固连驱动模块（6）的传动绳（62）、弹簧（63）；中指连接滑槽（22）分别与近指端（3）的近指导轨（31）、远指关节（4）的远指关节弧形滑槽（41）滑动配合；
所述近指关节（5）包括：近指关节弧形滑槽（51）、定滑轮杆（52）和机架（53），近指关节弧形滑槽（51）固连在机架（53）上，近指关节弧形滑槽（51）的滑槽曲线符合人体工学中手指近指关节屈伸运动曲线，近指关节弧形滑槽（51）的滑槽与近指端（3）的近指连接孔（32）通过轴销滑动配合，定滑轮杆（52）固连在近指关节弧形滑槽（51）中间，其上固定了一个定滑轮（521），用于对驱动模块（6）的传动绳（62）进行导向，机架（53）包括电机固定平台（531）和弹簧固定平台（632），电机固定平台（531）用于固定电机（61），弹簧固定平台（632）用于固定弹簧（63的一端。
2.根据权利要求1所述的一种可穿戴手指康复器，其特征在于：远指关节（4）包括：远指关节弧形滑槽（41）、远指关节连杆（42）、远指关节连架杆（43）和远指关节调节块（44），远指关节弧形滑槽（41）的滑槽与远指端（1）的远指连接孔（12）通过轴销滑动配合，远指关节弧形滑槽（41）的后端留有轨道用于与中指连接滑槽（22）滑动配合，远指关节连杆（42）一端与远指连接孔（12）通过轴销铰接，另一端与远指关节连架杆（43）铰接，远指关节连架杆（43）一端与远指关节连杆（42）铰接，另一端与远指关节调节块（44）的螺母块（442）铰接，远指关节调节块（44）包括螺母块（442）和双头螺栓（441），通过旋转双头螺栓（441）可以调节远指关节调节块（44）的整体长度，实现对整根手指康复器的长度调整，螺母块（442）一端留有铰接孔与远指关节连架杆（43）、近指端（3）的近指关节弧形滑槽（51）铰接，一端留有螺纹孔与双头螺栓（441）螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一种可穿戴手指康复器，其特征在于：驱动模块（6）包括：电机（61）、传动绳（62）和弹簧（63），电机（61）固定在电机固定平台531上，并与传动绳（62）的一端固连，驱动传动绳（62）对整个手指康复器进行弯曲动作的驱动，传动绳（62）另一端固定在驱动输入轴（33）上，弹簧（63）一端固定在弹簧固定平台（632）上，另一端固定在驱动输入轴（33）上，用于在电机（61）停止工作后对手指康复器的伸展运动进行驱动。
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