CN115137615A - 一种手和腕关节康复一体机 - Google Patents

一种手和腕关节康复一体机 Download PDF

Info

Publication number
CN115137615A
CN115137615A CN202210883811.5A CN202210883811A CN115137615A CN 115137615 A CN115137615 A CN 115137615A CN 202210883811 A CN202210883811 A CN 202210883811A CN 115137615 A CN115137615 A CN 115137615A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hand
guide rail
wrist joint
bracket
connecting piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210883811.5A
Other languages
English (en)
Inventor
程钢
王忠雷
李增勇
王芳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Jianzhu University
Original Assignee
Shandong Jianzhu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Jianzhu University filed Critical Shandong Jianzhu University
Priority to CN202210883811.5A priority Critical patent/CN115137615A/zh
Publication of CN115137615A publication Critical patent/CN115137615A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0274Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the upper limbs
    • A61H1/0285Hand
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0218Drawing-out devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0274Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the upper limbs
    • A61H1/0285Hand
    • A61H1/0288Fingers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/12Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles
    • A63B23/14Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles for wrist joints
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/12Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles
    • A63B23/16Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles for hands or fingers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/12Driving means
    • A61H2201/1238Driving means with hydraulic or pneumatic drive
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • A61H2201/5069Angle sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • A61H2201/5071Pressure sensors

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

本发明公开了一种手和腕关节康复一体机,涉及康复器械技术领域,解决了现有技术中一对一康复治疗成本高,康复训练设备无法实现手部整体多个自由度康复训练的问题,具有使用方便、使用性能好,训练功能丰富全面的有益效果,具体方案如下:一种手和腕关节康复一体机,包括用于支撑圆环导轨的导轨支架,导轨支架与底座转动连接,动作支架与圆环导轨滑动配合,动作支架上设有摆动连接件,其一端配合转动机构,另一端通过同步机构与动作支架上的编码器连接,气动手套固定于摆动连接件上并连接气泵,气动手套的内侧底面设置第一压力传感器,顶面设置第二压力传感器,气泵、编码器和转动机构均连接控制器。

Description

一种手和腕关节康复一体机
技术领域
本发明涉及康复器械技术领域,尤其是涉及了一种手和腕关节康复一体机。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
现阶段的脑卒中(中风)在老龄化群体中发病率比较普遍,偏瘫是其主要表现症状。近年来因中风偏瘫、交通事故等引起的肢体运动功能丧失的人群逐渐增多,其中就包括手部运动功能障碍。手部包括腕部、掌部和指部,是我们身体最重要的器官之一,在日常生活中发挥着重要作用。
发明人发现,目前手部康复治疗大多是通过理疗师实行一对一康复治疗,需要占用大量的医疗和人力资源,并且患者的治疗成本高,同时该治疗方式不能提供稳定地、适应患者康复水平的运动输入量。现有的针对手部的康复训练设备的功能有限,虽然具有手腕训练和手指训练的功能,但是只能实现手腕的背伸和屈曲,不能完成手腕的旋内、旋外等动作,无法实现手部整体多个自由度的康复训练。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种手和腕关节康复一体机,解决现有技术中患者通过理疗师进行一对一康复治疗成本高,而康复训练设备的功能有限,无法实现手部整体多个自由度康复训练的技术问题。
为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:
一种手和腕关节康复一体机,包括用于支撑圆环导轨的导轨支架,导轨支架与底座转动连接,动作支架与圆环导轨滑动配合,动作支架上设有摆动连接件,其一端配合转动机构,另一端通过同步机构与动作支架上的编码器连接,气动手套固定于摆动连接件上并连接气泵,气动手套的内侧底面设置第一压力传感器,顶面设置第二压力传感器,气泵、编码器和转动机构均连接控制器。
如上所述的一种手和腕关节康复一体机,所述底座横向设置,底座上设有回转轴承,导轨支架底部通过回转轴承与底座转动连接。
如上所述的一种手和腕关节康复一体机,所述导轨支架为U型,圆环导轨包括结构相同且固定于导轨支架两侧的第一圆环导轨和第二圆环导轨,第一圆环导轨和第二圆环导轨平行设置。
如上所述的一种手和腕关节康复一体机,所述动作支架为U型,其第一侧壁外侧面固定转动机构,转动机构通过滚轮与圆环导轨配合,其第二侧壁上设有调节螺钉,调节支架与调节螺钉固定连接,滚轮通过滚轮支架安装于调节支架上并与圆环导轨配合。
如上所述的一种手和腕关节康复一体机,所述转动机构的法兰端面固定连接法兰盘,所述摆动连接件垂直固定于法兰盘上,法兰盘与所述第一侧壁和第二侧壁平行。
如上所述的一种手和腕关节康复一体机,所述摆动连接件上设有滑槽,滑槽的延伸方向与摆动连接件的轴线方向垂直设置,手掌支撑板通过底部的凸台设于摆动连接件上并与滑槽滑动配合,凸台底部通过固定件实现对手掌支撑板的固定,手掌支撑板顶部用于支撑所述气动手套。
如上所述的一种手和腕关节康复一体机,所述编码器固定于动作支架底部的编码器支架上,编码器端部设置第一同步带轮,所述摆动连接件远离转动机构的一端设置第二同步带轮,同步带配合第一同步带轮和第二同步带轮。
如上所述的一种手和腕关节康复一体机,所述气动手套上设置五个气管,气管末端连接五个手指部上的气囊,五个手指部的侧面设置角度传感器,五个手指部的上表面设有多个LED灯,角度传感器和LED灯连接所述控制器。
如上所述的一种手和腕关节康复一体机,所述摆动连接件远离转动机构一侧设置摆动角度指示杆,摆动角度指示杆与所述第二侧壁垂直并与第二侧壁上的角度指示槽滑动配合,角度指示槽为圆弧形,第二侧壁上的角度指示槽处设置角度刻度。
如上所述的一种手和腕关节康复一体机,所述气泵设置于底座一侧,所述动作支架的第二侧壁上还设有同步带轮安装辅助孔。
上述本发明的有益效果如下:
1.本发明通过导轨支架与底座转动连接,动作支架与圆环导轨滑动配合,摆动连接件一端与转动机构连接,另一端通过同步带与编码器连接,气动手套固定于摆动连接件上,可以完成手腕的背伸、屈曲、内收、外展动作训练,可以完成手掌的旋外、中立和旋内动作训练,还可以完成手指的弯曲和伸张训练,实现手部整体多个自由度康复训练,编码器能够实时获取手腕背伸、屈曲的训练数据发送控制器,以便控制器对旋转气缸作出下一步指示。
2.气动手套的内侧底面和顶面设置压力传感器,能够根据压力传感器的数值来识别患者的运动意图,从而实现康复一体机的主动训练模式、助力训练模式、被动训练模式、阻抗训练模式之间的切换。
3.气动手套连接气泵,并且手套上的角度传感器和LED灯,可以根据患者的手指弯曲程度,判断患者的运动情况,从而实现助力模式和主动训练模式之间的切换,LED灯根据患者的训练进程依次亮起,对患者具有良性刺激,起到了鼓励作用。
4.本发明不仅可以对手指进行训练,还可以对手腕进行训练,又能对手指和手腕协同训练,以及单个手指的训练,是一种使用方便、使用性能好,且占用空间小的手部功能运动康复训练装置。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,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。
图1是本发明一种手和腕关节康复一体机的整体结构示意图。
图2是本发明一种手和腕关节康复一体机的整体结构爆炸图。
图3是本发明动作支架部分的结构示意图。
图4是本发明动作支架部分的侧视图。
图5是本发明动作支架的整体结构示意图。
图6是本发明气动手套的结构示意图。
图7是本发明气动手套内压力传感器的布置示意图。
图8是本发明手掌支撑板的结构示意图。
图9是本发明摆动连接件的结构示意图。
图10是本发明康复一体机腕关节屈曲动作示意图。
图11是本发明康复一体机腕关节背伸动作示意图。
图12是本发明康复一体机腕关节中立动作示意图。
图13是本发明康复一体机腕关节旋内或旋外动作示意图。
图中:为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸,示意图仅作示意。
其中:1.底座,2.回转轴承,3.导轨支架,4.第一圆环导轨,5.第二圆环导轨,6.滚轮,7.动作支架,7-1.旋转气缸安装孔,7-2.法兰配合孔,7-3.调节支架安装孔,7-4.调节螺钉安装螺纹孔,7-5.角度指示槽,7-6.同步带轮安装辅助孔,7-7.编码器支架安装孔,8.气动手套,8-1.气管,8-2.气囊,8-3.角度传感器,8-4.LED灯,8-5.第一压力传感器,8-6.第二压力传感器,8-7.指套,9.旋转气缸,10.编码器,11.滚轮支架,12.调节支架,13.调节螺钉,14.摆动角度指示杆,15.手掌支撑板,15-1.凸台,15-2.螺纹孔,16.法兰盘,17.摆动连接件,17-1.螺纹头,17-2.滑槽,17-3.摆动角度指示杆安装螺纹孔,17-4.同步带轮轴安装螺纹孔,18.挡片,19.防脱螺钉,20.编码器支架,21.同步带,22.第一同步带轮,23.同步带轮轴,24.第二同步带轮。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术所介绍的,现有技术中患者通过理疗师进行一对一康复治疗成本高,而康复训练设备的功能有限,无法实现手部整体多个自由度康复训练的问题,为了解决如上的技术问题,本发明提出了一种手和腕关节康复一体机。
实施例一
本发明的一种典型的实施方式中,参考图1-图13所示,一种手和腕关节康复一体机,包括底座1,底座1横向设置,其作为康复一体机的支撑体,在底座1顶部中间设置设有回转轴承2,回转轴承2的外环固定在底座上,导轨支架3底部固定在回转轴承2的内环上,导轨支架3与底座通过回转轴承2转动连接,底座1水平安放在桌面上,实现导轨支架3在底座上顺时针和逆时针转动,可完成手腕的外展和内收动作训练。
如图1所示,导轨支架为U型,U型的导轨支架两端分别固定圆环导轨,圆环导轨竖向设置,第一圆环导轨4和第二圆环导轨5结构相同、平行设置且固定在U型的导轨支架开口两端,并且导轨支架3的顶部弧形设置,靠近导轨支架3弧形设置处均匀设置三个圆环导轨安装孔,通过固定件与圆环导轨的侧面固定连接,固定件可以采用螺栓连接。
进一步的,导轨支架3顶部弧形设置的弧度与圆环导轨的弧度相同,从而实现圆环导轨与导轨支架配合处重合,导轨支架3弧形设置,不会对圆环导轨内的动作支架7的运动过程造成阻碍,保证动作支架沿着第一圆环导轨和第二圆环导轨顺利活动。
如图1-图5所示,动作支架7两端位于圆环导轨内并与圆环导轨滑动配合,动作支架上设有摆动连接件,其一端配合转动机构,另一端通过同步带与动作支架上的编码器10连接,具体的,动作支架7形状也为U型,其内侧作为患者手部训练区,动作支架两端的侧壁都为矩形,图5所示,动作支架7左边的侧壁配合转动机构,左边侧壁上的四角处设置四个旋转气缸安装孔7-1,用于通过螺钉与转动机构固定,本实施例的转动机构为旋转气缸,四个旋转气缸安装孔7-1中间设置法兰配合孔7-2,左边侧壁的外侧固定旋转气缸,旋转气缸9的法兰端面位于法兰配合孔7-2处,法兰盘与旋转气缸9的法兰端面配合并随之转动,法兰盘16远离旋转气缸一侧的摆动连接件17通过螺纹头17-1用螺母垂直固定安装在法兰盘16中心孔位置,摆动连接件17随着法兰盘的转动而沿着自身轴线转动。
进一步的,动作支架右端侧壁如图5所示,在其横向的两端设置调节螺钉安装螺纹7-4,用于安装调节螺钉13,调节螺钉安装螺纹7-4的上方和下方设置调节支架安装孔7-3,用于通过螺钉固定调节支架,调节螺钉13与调节支架12配合,调节支架12外端设置滚轮支架11,滚轮支架11穿过调节支架12上的调节孔与调节螺钉外端固定,滚轮支架上设置滚轮6,两个调节支架12之间的距离等于第一圆环导轨和第二圆环导轨之间的距离,通过拧动调节螺钉13可调整它的伸出长度,进而顶紧滚轮支架11的端面,从而使滚轮6贴紧在圆形导轨上实现滚轮与圆环导轨精确配合。
可以理解的是,旋转气缸外端同样按照上述方式设置两个调节螺钉、两个调节支架和两个滚轮,实现动作支架的两侧壁通过滚轮与圆环导轨滑动配合,实现了动作支架能够在圆环导轨内沿着自身的中心转动,便于患者完成手部的旋内、中立和旋外动作训练。
在另一实施例中,旋转气缸9外端可以不设置调节螺钉,在安装动作支架时,可以先将旋转气缸上的滚轮与圆环导轨配合,然后调节右边侧壁上的滚轮6与圆环导轨配合,动作支架7以及滚轮的大小设置,保证动作支架7的中心与第一圆环导轨4和第二圆环导轨5的圆心连线中点重合,保证动作支架7转动过程中的稳定性。
摆动连接件17的结构如图9所示,包括呈柱状的转动部和转动部一侧的半椭圆形配合部,配合部上设置有滑槽17-2,滑槽与转动部垂直设置,滑槽贯通整个配合部,手掌支撑板15的结构如图8所示,其底部设有柱状的凸台15-1,凸台的截面形状与滑槽17-2的截面形状相同,凸台15-1插入滑槽中,凸台底部伸出滑槽底部,位于滑槽内的凸台15-1可沿滑槽17-2的长度方向往复滑动。
凸台15-1底部设有螺纹孔15-2,在将手掌支撑部固定在摆动连接件上的配合部处时,在凸台15-1底部放置挡片18,挡片的面积大于滑槽的面积,可以为圆形,防脱螺钉19穿过挡片上的通孔与螺纹孔15-2配合。
考虑到患者在进行腕关节的转动动作进行康复训练时,腕关节转动的轴线会发生变动,不是一条固定直线,为了防止腕关节转动时带动手掌在手掌支撑板上来回摩擦,让手掌支撑板可以在摆动连接件的滑槽中来回移动,防脱螺钉的设置可以防止手掌支撑板从摆动连接件上脱落。
如图3、图4、图5和图9所示,摆动连接件的一端通过同步机构与动作支架上的编码器连接,同步机构可以采用同步带,在摆动连接件的转动部远离螺纹头17-1的端面上设有同步带轮轴安装螺纹孔17-4,用于配合同步带轮轴23,同步带轮轴周侧设置第二同步带轮24,动作支架的底板上设有编码器支架安装孔7-7,编码器支架20通过螺钉和编码器支架安装孔7-7固定在动作支架底部,编码器固定在编码器支架20上,编码器的外端的中心轴上固定有第一同步带轮22,第一同步带轮22和第二同步带轮24位置对应,二者通过配合同步带21实现同步运动。
上述过程实现了编码器对摆动连接件的运动数据采集,编码器连接计算机的控制器界面,可以通过计算机实时获得患者的手部运动训练信息。
在另一示例中,同步机构也可以采用链轮形式,对应的摆动连接件上的轮轴可以配合第一齿轮与编码器轮轴处的第二齿轮通过链条的形式配合,本实施例优选同步机构为同步带。
如图6和图7所示,手掌支撑板上固定气动手套8,气动手套顶部设置五个气管8-1,气管8-1末端连接五个手指部上的气囊8-2,五个手指部为五个指套8-7,用于配合患者五个手指,手指部的侧面设置角度传感器8-3,五个手指部的上表面设有多个LED灯8-4,LED灯8-4数量根据指套的长度设置,LED灯8-4之间间距相同,角度传感器和LED灯连接控制器。
气动手套8内侧的大鱼际和小鱼际部位处设置第一压力传感器8-5,用于感受患者掌面压力,内侧顶面设置第二压力传感器8-6,用于感受患者手背压力。第一压力传感器8-5和第二压力传感器8-6连接控制器,气动手套连接气泵,气泵为现有技术,设置于底座一侧,用于通过气管8-1向气囊8-2内充气。
在使用气动手套8进行康复训练时,掌心朝下放置在气动手套8内,这样通过测量第一压力传感器8-5和第二压力传感器8-6的数值大小,可以判断患者的腕关节意图背伸还是屈曲,从而实现患者的运动意图识别。例如,当第一压力传感器8-5的压力数值大于第二压力传感器8-6时,可判断为使用人意图腕关节屈曲;当第一压力传感器8-5的压力数值小于第二压力传感器8-6时,可判断为使用人意图腕关节背伸。在判断出使用人运动意图后,可驱动旋转气缸9实现助力模式或阻抗模式。
本实施例的角度传感器8-3用于检测患者每一根手指弯曲角度值,LED灯的设置,抓握动作时,可随着手指弯曲角度的变化,LED灯8-4从指尖处向手掌方向依次亮起来。做手指伸展动作时,LED灯8-4从手掌处向指尖随着伸展角度变化依次亮起来。从而给患者一个良性刺激,起到鼓励作用。五个手指可同时做抓握、伸展动作,也可以分别单独每一根手指做弯曲、伸展动作。
可以理解的是,气泵和转动机构均连接控制器。
如图5和图9所示,摆动连接件上设置摆动角度指示杆安装螺纹孔17-3,在动作支架右侧壁中心处设置同步带轮安装辅助孔7-6,便于通过此操作空间对第二同步带轮进行安装。同步带轮安装辅助孔7-6右侧设置半圆弧型的角度指示槽7-5,在动作支架右侧壁上沿着角度指示槽7-5设置有角度刻度,角度指示槽7-5中心位置处为0°,到向上的末端角度刻度值从0增加到90°,到向下的末端角度刻度值从0到-90°。
摆动角度指示杆与动作支架的侧壁垂直设置,其固定在摆动角度指示杆安装螺纹孔17-3上,其末端与角度指示槽7-5滑动配合,通过摆动角度指示杆的位置,可以读取对应的摆动连接件以及气动手套的转动角度。
本实施例的康复一体机在对患者进行训练时,有如下几种情况;
第一,单独手腕关节运动康复训练。
使用时,摆动连接件17和手掌支撑板15处于水平位置,患者将手放在手掌支撑板15上,上下缓缓转动摆动连接件17,摆动角度指示杆14可以在角度指示槽7-5中上下摆动,可以得到该患者腕关节的目前允许的活动范围。在控制器界面中设置好腕关节背伸、屈曲运动角度范围,开始训练,控制器为计算机中的控制软件。
带好气动手套8,用绑带将手固定在手掌支撑板15上,接通气泵,开始训练。
被动训练模式下,驱动旋转气缸9在控制器设定的角度范围内上下摆动,带动腕关节进行背伸、屈曲动作的训练,并在系统控制下在背伸、屈曲的极限位置处停顿一定时间,达到牵引效果,增强康复运动功效,手指上的LED灯会同时随着腕关节转动角度的增大或减小依次逐个亮起。
主动训练模式下,使用人具有一定的自主运动能力和协调性,这个阶段的患者手功能逐渐恢复,患者运动的主观意识强,可通过控制器加入运动速度的训练,来满足患者的需求,并在系统控制下在背伸、屈曲的极限位置处停顿一定时间,达到牵引效果,增强康复运动功效。手指上的LED灯8-4会同时随着腕关节转动角度的增大或减小依次逐个亮起。
助力训练模式下,患者手掌面的大鱼际和小鱼际部位与第一压力传感器8-5接触,手的背面与第二压力传感器8-6接触。如果手掌面的压力传感器的数值大于手背的压力传感器数值,系统判定为使用人意图手腕向上做背伸动作,当手掌与第一压力传感器接触增大到一定阈值时,系统认为使用人腕关节肌肉力量不足,控制器驱动旋转气缸给予一定助力,帮助使用人完成腕关节背伸动作;
反之,如果手掌面的压力传感器的数值小于手背的压力传感器数值,系统判定为使用人意图手腕向下做屈曲动作,当手背部位与第二压力传感器接触压力增大到一定阈值时,系统认为使用人腕关节肌肉力量不足,控制器驱动旋转气缸9给予一定助力,帮助使用人完成腕关节屈曲动作。在系统和旋转气缸9控制下在背伸、屈曲的极限位置处停顿一定时间,达到牵引效果,增强康复运动功效。手指上的LED灯8-4会同时随着腕关节转动角度的增大或减小依次逐个亮起。
第二,单独手指运动康复训练。
使用时,摆动连接件17和手掌支撑板15处于水平位置,患者将手放在手掌支撑板15上。在控制软件界面中设置好手指抓握运动角度范围,带好气动手套8,用绑带将手固定在手掌支撑板15上,接通气泵,开始训练。
被动训练模式下,气泵充气时,手指弯曲抓握,可实现完全抓握和完全伸展;手指套上固定的角度传感器可实时测量记录手指弯曲角度,在控制软件中设定手指弯曲角度后,可实现任意角度抓握中间位置停顿,实现手指抓握和伸展的牵引功能。在手指做抓握或伸展动作时,手套上的LED灯会同时随着手指弯曲角度的增大或减小依次逐个亮起。
主动训练模式下,使用人具有一定的自主运动能力和协调性,这个阶段的患者手功能逐渐恢复,患者运动的主观意识强,可加入运动速度的训练,来满足患者的需求。手指上的LED灯会同时随着腕关节转动角度的增大或减小依次逐个亮起。
助力训练模式下,如果手指侧面的角度传感器向掌心方向弯曲,系统判定为使用人意图作抓握动作,当角度传感器向掌心方向弯曲发生停顿时间达到一定阈值时,系统认为使用人手指肌肉力量不足,控制器驱动气泵给手指套上的气囊充气,给予手指弯曲一定助力,帮助使用人完成抓握动作;反之,如果手指侧面的角度传感器背离掌心方向弯曲,系统判定为使用人意图作手指伸展动作,当角度传感器背离掌心方向弯曲发生停顿时间达到一定阈值时,系统认为使用人手指肌肉力量不足,控制器驱动气泵给手指套上的气囊抽气,给予手指伸展一定助力,帮助使用人完成伸展动作。手指上的LED灯8-4会同时随着指关节转动角度的增大或减小依次逐个亮起。另外,5个手指可分别单独进行弯曲和伸展动作训练。
第三,腕关节与手指可协同运动康复训练。
腕关节背伸到设定角度位置后,开始手指抓握和伸展动作训练。腕关节屈曲到设定角度位置后,开始手指抓握和伸展动作训练。以上协同训练动作进行多个循环。
进一步的,在配备镜像手套后,患者健侧手穿戴好手套,可健手带动患手,双手同步运动,激活大脑神经元,促进大脑神经自主恢复。可实现5指训练、单指训练、双指训练、多指训练。
本实施例还带有阻抗模式,控制器控制旋转气缸控制摆动连接件的运动与患者的运动意图相反即可,上述训练的具体结构参数可根据患者自身的训练情况而适应性调整,以达到最佳的治疗效果。
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,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种手和腕关节康复一体机,其特征在于,包括用于支撑圆环导轨的导轨支架,导轨支架与底座转动连接,动作支架与圆环导轨滑动配合,动作支架上设有摆动连接件,摆动连接件一端配合转动机构,另一端通过同步机构与动作支架上的编码器连接,气动手套固定于摆动连接件上并连接气泵,气动手套的内侧底面设置第一压力传感器,顶面设置第二压力传感器,气泵、编码器和转动机构均连接控制器。
2.根据权利要求1所述的一种手和腕关节康复一体机,其特征在于,所述底座横向设置,底座上设有回转轴承,导轨支架底部通过回转轴承与底座转动连接。
3.根据权利要求1所述的一种手和腕关节康复一体机,其特征在于,所述导轨支架为U型,圆环导轨包括结构相同且固定于导轨支架两侧的第一圆环导轨和第二圆环导轨,第一圆环导轨和第二圆环导轨平行设置。
4.根据权利要求1所述的一种手和腕关节康复一体机,其特征在于,所述动作支架为U型,其第一侧壁外侧面固定转动机构,转动机构通过滚轮与圆环导轨配合,其第二侧壁上设有调节螺钉,调节支架与调节螺钉固定连接,滚轮通过滚轮支架安装于调节支架上并与圆环导轨配合。
5.根据权利要求4所述的一种手和腕关节康复一体机,其特征在于,所述转动机构的法兰端面固定连接法兰盘,所述摆动连接件垂直固定于法兰盘上,法兰盘与所述第一侧壁和第二侧壁平行。
6.根据权利要求1所述的一种手和腕关节康复一体机,其特征在于,所述摆动连接件上设有滑槽,滑槽的延伸方向与摆动连接件的轴线方向垂直设置,手掌支撑板通过底部的凸台设于摆动连接件上并与滑槽滑动配合,凸台底部通过固定件实现对手掌支撑板的固定,手掌支撑板顶部用于支撑所述气动手套。
7.根据权利要求1所述的一种手和腕关节康复一体机,其特征在于,所述编码器固定于动作支架底部的编码器支架上,编码器端部设置第一同步带轮,所述摆动连接件远离转动机构的一端设置第二同步带轮,同步带配合第一同步带轮和第二同步带轮。
8.根据权利要求1所述的一种手和腕关节康复一体机,其特征在于,所述气动手套上设置五个气管,气管末端连接五个手指部上的气囊,五个手指部的侧面设置角度传感器,五个手指部的上表面设有多个LED灯,角度传感器和LED灯连接所述控制器。
9.根据权利要求4所述的一种手和腕关节康复一体机,其特征在于,所述摆动连接件远离转动机构一侧设置摆动角度指示杆,摆动角度指示杆与所述第二侧壁垂直并与第二侧壁上的角度指示槽滑动配合,角度指示槽为圆弧形,第二侧壁上的角度指示槽处设置角度刻度。
10.根据权利要求4所述的一种手和腕关节康复一体机,其特征在于,所述气泵设置于底座一侧,所述动作支架的第二侧壁上还设有同步带轮安装辅助孔。
CN202210883811.5A 2022-07-26 2022-07-26 一种手和腕关节康复一体机 Pending CN115137615A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210883811.5A CN115137615A (zh) 2022-07-26 2022-07-26 一种手和腕关节康复一体机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210883811.5A CN115137615A (zh) 2022-07-26 2022-07-26 一种手和腕关节康复一体机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115137615A true CN115137615A (zh) 2022-10-04

Family

ID=83414088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210883811.5A Pending CN115137615A (zh) 2022-07-26 2022-07-26 一种手和腕关节康复一体机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115137615A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117898915A (zh) * 2024-03-18 2024-04-19 长春工业大学 一种末端可调节的仿生腕关节康复训练装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117898915A (zh) * 2024-03-18 2024-04-19 长春工业大学 一种末端可调节的仿生腕关节康复训练装置
CN117898915B (zh) * 2024-03-18 2024-05-14 长春工业大学 一种末端可调节的仿生腕关节康复训练装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109481225A (zh) 一种轻量仿生式上肢外骨骼康复机器人系统
CN108478391B (zh) 一种可穿戴式外骨骼康复机械手
CN105250116B (zh) 一种上肢康复训练机器人机械手
CN110179633A (zh) 上肢一体化康复训练装置
CN115137615A (zh) 一种手和腕关节康复一体机
CN202982558U (zh) 一种上肢康复训练机器人
CN111616921B (zh) 连杆往复机构驱动腕部训练装置
CN107233190A (zh) 一种用于偏瘫患者的多自由度拇指康复训练装置
CN110037890A (zh) 一种基于双四杆机构的手功能康复外骨骼机器人
CN104257487B (zh) 一种捆绑式手指康复训练器
CN204092502U (zh) 一种捆绑式手指康复训练器
CN109077894A (zh) 一种双向液压控制的上肢康复装置及其控制方法
CN110302019B (zh) 车载式柔性踝关节训练器
CN105534678A (zh) 一种基于互联网数据管理的康复训练系统
CN210131070U (zh) 一种混合驱动仿生上肢康复训练装置
CN104257488A (zh) 一种三指节牵引式手指康复训练器
CN108272597B (zh) 一种穿戴式手部康复训练与辅助运动设备
CN110974600A (zh) 一种基于柔性触觉的可穿戴式脑卒中康复装置
CN110169894A (zh) 牵拉式上肢一体化训练装置
CN2596978Y (zh) 肢体运动康复机
CN109528446A (zh) 一种用于肘关节康复训练的机械设备
CN205548932U (zh) 腕关节训练器
CN211610623U (zh) 一种类风湿关节炎用手指恢复训练器
CN211433988U (zh) 一种基于柔性触觉的可穿戴式脑卒中康复装置
CN207898639U (zh) 一种医用骨科膝关节术后活动器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination