CN116966503A - 一种手部外骨骼训练辅佐装备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗康复器械技术领域，具体涉及一种手部外骨骼训练辅佐装备，包括底板，所述底板的一端底面安装有固定夹具，所述底板的一端顶面转动连接有旋转座，所述旋转座的顶端一侧固连有棘轮一，所述旋转座的顶端另一侧转动连接有座板，所述座板的顶面滑动连接有小臂板，所述小臂板的弧形内壁等距设置有多个气囊。本发明中，通过充放气机构和滑杆的设置，通过小臂带动小臂板的前后移动，完成对气囊的充气和放气，通过小臂的弯曲带动小臂板的仰俯角调整，从而实现单手操作，并简化操作动作，便于手指活动不便的患肢进行操作，方便使用。

Description

一种手部外骨骼训练辅佐装备

技术领域

本发明涉及医疗康复器械技术领域，具体涉及一种手部外骨骼训练辅佐装备。

背景技术

外骨骼机器人是一类广泛应用于医疗、工程机械等多个领域的辅助装置，相对于传统的工作模式，可以为用户提供持续辅助，降低用户的工作负荷。但在辅助时用户要与康复装置长期接触，其使用舒适度和姿势将直接影响到康复情况，在手部穿戴外骨骼，进行手部抓握等动作训练时，为了减轻手臂负荷，方便将注意力集中在手部训练时，一般会对患肢小臂进行外力支撑。

现有的小臂支撑装置，在对患肢小臂进行固定和仰俯角度调整时，一般还需要通过另一侧手部或他人进行辅助操作，并不方便，需要一种单手即可操作的手部外骨骼训练辅佐装备。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种手部外骨骼训练辅佐装备，通过充放气机构和滑杆的设置，通过小臂带动小臂板的前后移动，完成对气囊的充气和放气，当小臂板前移时，通过切换模块放开对挤压模块的限制，使得挤压模块往复挤压囊球，对气囊充气，小臂板后移，使得切换模块将放气阀打开，从而对气囊进行放气，通过小臂的弯曲带动小臂板的仰俯角调整，从而实现单手操作，并简化操作动作，便于手指活动不便的患肢进行操作，方便使用。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种手部外骨骼训练辅佐装备，包括底板，所述底板的一端底面安装有固定夹具，所述底板的一端顶面转动连接有旋转座，所述旋转座的顶端一侧固连有棘轮一，所述旋转座的顶端另一侧转动连接有座板，所述座板的顶面滑动连接有小臂板，所述小臂板的弧形内壁等距设置有多个气囊，且多个气囊之间相互连通，所述底板的端面固连有充放气机构，所述充放气机构用于对气囊内进行充放气，所述座板的底面之间位置开设有滑槽，所述座板的底面滑动连接有滑杆，所述滑杆的顶部穿过滑槽与小臂板的底面固连，所述座板的一端底面滑动连接有卡块二，所述卡块二与棘轮一啮合，所述卡块二与滑杆的一端之间固连有弹簧伸缩杆二，所述充放气机构包括外壳，所述外壳内部安置有囊球，所述囊球的两端均安装有单向气阀，且囊球的一端与一个气囊之间连通有气管，且气管靠近囊球的一端连通有放气阀，所述外壳的一侧设置有挤压模块，所述底板的顶面中间位置固连有固定架，所述固定架的一侧设置有切换模块和限位模块，通过小臂带动小臂板的前后移动，完成对气囊的充放气，当小臂板前移时，通过切换模块放开对挤压模块的限制，使得挤压模块往复挤压囊球，对气囊充气，小臂板后移，使得切换模块将放气阀打开，从而对气囊进行放气，通过小臂的弯曲带动小臂板的仰俯角调整，从而实现单手操作，并简化操作动作，便于手指活动不便的患肢进行操作，方便使用。

进一步在于：所述挤压模块包括轴杆，所述轴杆的底端与底板顶面转动连接，所述轴杆的中间位置外侧壁固定套接有单向轴承，且单向轴承外侧壁固定套接有齿轮一，所述齿轮一的一侧设置有托件，所述托件的截面为工型，所述托件的内顶面和内底面之间转动连接有外环板，所述外环板与托件中间位置之间固连有涡状弹簧，所述轴杆的顶端固定套接有圆盘，所述圆盘的顶面外沿转动连接有连杆，所述外壳大于底板顶面固连，所述外壳的内部一侧滑动连接有压板，且外壳的一侧外壁开设有窗口，所述连杆的一端穿过窗口与压板转动连接，所述外环板的外侧壁开设有齿槽，且齿轮一与外环板啮合，所述外壳的外侧壁固连有固定座，所述固定座的一端与轴杆转动套接，涡状弹簧通过外环板带动齿轮一反向转动，齿轮一通过单向轴承带动轴杆转动，从而使得圆盘和棘轮二转动，圆盘周转通过连杆带动压板往复挤压囊球，结合囊球两端的单向气阀，从而使得囊球对多个气囊内充气，多个气囊对小臂进行挤压和包围。

进一步在于：所述底板的顶面转动连接有圆杆二，所述圆杆二的中间位置固定套接有齿轮二，所述齿轮二与外环板啮合，所述圆杆二的顶端固连有手轮,方便手动对涡状弹簧进行蓄力。

进一步在于：所述限位模块包括弹簧伸缩杆一，所述弹簧伸缩杆一的一端固连有卡块一，所述轴杆的顶端外侧壁固定套接有棘轮二，所述卡块一与棘轮二契合，所述弹簧伸缩杆一的另一端与切换模块固连，通过卡块一与棘轮二的啮合，从而限制轴杆的转动，进而停止挤压囊球，停止对气囊充气。

进一步在于：所述切换模块包括定位板，所述定位板的一侧与固定架的顶端一侧滑动连接，所述定位板的一端固连有折杆，所述折杆的一端与弹簧伸缩杆一的另一端固连，所述折杆的另一端与固定架的顶侧一端之间固连有复位弹簧二，所述定位板的顶面中间位置开设有定位孔，所述滑杆的另一端底面固连有弹簧伸缩杆三，所述弹簧伸缩杆三的底端转动连接有滚轮，滑杆通过滚轮与定位孔的卡接带动定位板前后移动，通过滚轮的设置，减小弹簧伸缩杆三底端与定位板之间的摩擦。

进一步在于：所述放气阀包括连通管，所述连通管与固定架固定插接，所述连通管的一端与气管连通，所述连通管的另一端固连有阀管，所述阀管的外侧壁中间位置开设有外通孔，所述阀管的内壁滑动连接有阀塞，所述阀塞的一端与阀管的一端之间固连有复位弹簧一，所述阀塞的外侧壁另一端开设有圆孔，所述折杆的另一端固连有圆杆一，滑杆带动定位板后移，定位板带动圆杆一推动阀塞后移，使得连通管通过阀塞和外通孔与外界连通，从而对气囊放气，使得气囊放开对小臂的抱持。

进一步在于：所述气囊的外侧壁固连有弧板，所述弧板与小臂板的内侧壁转动连接，且相邻两个的气囊之间设置有间隙，且两个紧邻的气囊之间均固定连通有软管，方便将置于软管位于间隙内，通过弧板的设置，使得不同位置的气囊跟随小臂进行扭转，从而方便扭转小臂调整手部位置。

进一步在于：所述座板的另一端底面固连有V型杆，所述底板的顶面另一端固连有对位板，所述对位板的顶端开设有V型槽，通过对位板对座板进行支撑，同时方便座板回落时位置对齐，便于后续滚轮卡入定位孔内。

本发明的有益效果：

1、通过充放气机构的设置，通过小臂推动小臂板前移，小臂板前移带动滑杆前移，滑杆带动卡块二与棘轮一脱离接触，同时滑杆通过底端与定位孔卡接的弹簧伸缩杆三带动定位板前移，定位板带动折杆克服复位弹簧二的弹力前移，折杆通过弹簧伸缩杆一带动卡块一前移与棘轮二脱离卡接，涡状弹簧通过外环板带动齿轮一反向转动，齿轮一通过单向轴承带动轴杆转动，从而使得圆盘和棘轮二转动，圆盘周转通过连杆带动压板往复挤压囊球，结合囊球两端的单向气阀，从而使得囊球对多个气囊内充气，后移小臂，通过小臂板带动滑杆后移，使得滑杆带动定位板后移，定位板带动圆杆一推动阀塞后移，使得连通管通过阀塞和外通孔与外界连通，从而对气囊放气，使得气囊放开对小臂的抱持，完成小臂与装置的脱离；

2、通过滑杆和卡块二的设置，当需要调整座板的仰俯角时，向上调整则直接向上弯曲小臂，向下调整则前移小臂，使得卡块二与棘轮一脱离，再通过小臂带动小臂板向下偏转，最后后移小臂，时卡块二与棘轮一重新卡接

3、通过弧板的设置，使得不同位置的气囊跟随小臂进行扭转，从而方便扭转小臂调整手部位置，例如掌心朝上或掌心朝下，通过旋转座与底板的转动连接，方便水平偏转小臂位置。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明中整体俯视结构示意图；

图3是本发明中座板结构示意图；

图4是本发明中充放气机构结构示意图；

图5是本发明中整体使用状态结构示意图；

图6是本发明中外壳内部结构示意图；

图7是本发明中挤压模块结构示意图；

图8是本发明中限位模块结构示意图；

图9是图5的A处局部放大图；

图10是图8的B处局部放大图。

图中：100、底板；110、对位板；120、旋转座；130、棘轮一；140、固定夹具；200、充放气机构；210、外壳；220、囊球；230、压板；240、挤压模块；241、托件；242、外环板；243、涡状弹簧；244、轴杆；245、齿轮一；246、固定座；247、圆盘；248、连杆；250、限位模块；251、棘轮二；252、卡块一；253、弹簧伸缩杆一；260、放气阀；261、阀管；262、阀塞；263、外通孔；264、复位弹簧一；265、连通管；270、切换模块；271、折杆；272、圆杆一；273、复位弹簧二；274、定位板；275、定位孔；280、圆杆二；281、齿轮二；282、手轮；290、固定架；300、座板；310、V型杆；320、滑杆；330、卡块二；340、弹簧伸缩杆二；350、弹簧伸缩杆三；351、滚轮；400、小臂板；410、弧板；420、气囊。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10所示，一种手部外骨骼训练辅佐装备，包括底板100，底板100的一端底面安装有固定夹具140，底板100的一端顶面转动连接有旋转座120，旋转座120的顶端一侧固连有棘轮一130，旋转座120的顶端另一侧转动连接有座板300，座板300的顶面滑动连接有小臂板400，小臂板400的弧形内壁等距设置有多个气囊420，且多个气囊420之间相互连通，底板100的端面固连有充放气机构200，充放气机构200用于对气囊420内进行充放气，座板300的底面之间位置开设有滑槽，座板300的底面滑动连接有滑杆320，滑杆320的顶部穿过滑槽与小臂板400的底面固连，座板300的一端底面滑动连接有卡块二330，卡块二330与棘轮一130啮合，卡块二330与滑杆320的一端之间固连有弹簧伸缩杆二340，充放气机构200包括外壳210，外壳210内部安置有囊球220，囊球220的两端均安装有单向气阀，且囊球220的一端与一个气囊420之间连通有气管，且气管靠近囊球220的一端连通有放气阀260，外壳210的一侧设置有挤压模块240，底板100的顶面中间位置固连有固定架290，固定架290的一侧设置有切换模块270和限位模块250，通过小臂带动小臂板400的前后移动，完成对气囊420的充放气，当小臂板400前移时，通过切换模块270放开对挤压模块240的限制，使得挤压模块240往复挤压囊球220，对气囊420充气，小臂板400后移，使得切换模块270将放气阀260打开，从而对气囊420进行放气，通过小臂的弯曲带动小臂板400的仰俯角调整，从而实现单手操作，并简化操作动作，便于手指活动不便的患肢进行操作，方便使用。

挤压模块240包括轴杆244，轴杆244的底端与底板100顶面转动连接，轴杆244的中间位置外侧壁固定套接有单向轴承，且单向轴承外侧壁固定套接有齿轮一245，齿轮一245的一侧设置有托件241，托件241的截面为工型，托件241的内顶面和内底面之间转动连接有外环板242，外环板242与托件241中间位置之间固连有涡状弹簧243，轴杆244的顶端固定套接有圆盘247，圆盘247的顶面外沿转动连接有连杆248，外壳210大于底板100顶面固连，外壳210的内部一侧滑动连接有压板230，且外壳210的一侧外壁开设有窗口，连杆248的一端穿过窗口与压板230转动连接，外环板242的外侧壁开设有齿槽，且齿轮一245与外环板242啮合，外壳210的外侧壁固连有固定座246，固定座246的一端与轴杆244转动套接，涡状弹簧243通过外环板242带动齿轮一245反向转动，齿轮一245通过单向轴承带动轴杆244转动，从而使得圆盘247和棘轮二251转动，圆盘247周转通过连杆248带动压板230往复挤压囊球220，结合囊球220两端的单向气阀，从而使得囊球220对多个气囊420内充气，多个气囊420对小臂进行挤压和包围。

底板100的顶面转动连接有圆杆二280，圆杆二280的中间位置固定套接有齿轮二281，齿轮二281与外环板242啮合，圆杆二280的顶端固连有手轮282,方便手动对涡状弹簧243进行蓄力，限位模块250包括弹簧伸缩杆一253，弹簧伸缩杆一253的一端固连有卡块一252，轴杆244的顶端外侧壁固定套接有棘轮二251，卡块一252与棘轮二251契合，弹簧伸缩杆一253的另一端与切换模块270固连，通过卡块一252与棘轮二251的啮合，从而限制轴杆244的转动，进而停止挤压囊球220，停止对气囊420充气。

切换模块270包括定位板274，定位板274的一侧与固定架290的顶端一侧滑动连接，定位板274的一端固连有折杆271，折杆271的一端与弹簧伸缩杆一253的另一端固连，折杆271的另一端与固定架290的顶侧一端之间固连有复位弹簧二273，定位板274的顶面中间位置开设有定位孔275，滑杆320的另一端底面固连有弹簧伸缩杆三350，弹簧伸缩杆三350的底端转动连接有滚轮351，滑杆320通过滚轮351与定位孔275的卡接带动定位板274前后移动，通过滚轮351的设置，减小弹簧伸缩杆三350底端与定位板274之间的摩擦，放气阀260包括连通管265，连通管265与固定架290固定插接，连通管265的一端与气管连通，连通管265的另一端固连有阀管261，阀管261的外侧壁中间位置开设有外通孔263，阀管261的内壁滑动连接有阀塞262，阀塞262的一端与阀管261的一端之间固连有复位弹簧一264，阀塞262的外侧壁另一端开设有圆孔，折杆271的另一端固连有圆杆一272，滑杆320带动定位板274后移，定位板274带动圆杆一272推动阀塞262后移，使得连通管265通过阀塞262和外通孔263与外界连通，从而对气囊420放气，使得气囊420放开对小臂的抱持。

气囊420的外侧壁固连有弧板410，弧板410与小臂板400的内侧壁转动连接，且相邻两个的气囊420之间设置有间隙，且两个紧邻的气囊420之间均固定连通有软管，方便将置于软管位于间隙内，通过弧板410的设置，使得不同位置的气囊420跟随小臂进行扭转，从而方便扭转小臂调整手部位置，座板300的另一端底面固连有V型杆310，底板100的顶面另一端固连有对位板110，对位板110的顶端开设有V型槽，通过对位板110对座板300进行支撑，同时方便座板300回落时位置对齐，便于后续滚轮351卡入定位孔275内。

工作原理：使用时，通过固定夹具140将底板100与外界固定，转动手轮282，手轮282通过齿轮二281带动外环板242转动，外环板242带动涡状弹簧243蓄力，外环板242转动时带动齿轮一245正向转动，此时单向轴承的外圈并不带动内圈和轴杆244转动，对涡状弹簧243蓄力完成后，将小臂放入小臂板400内的多个气囊420上，通过小臂推动小臂板400前移，小臂板400前移带动滑杆320前移，滑杆320带动卡块二330与棘轮一130脱离接触，同时滑杆320通过底端与定位孔275卡接的弹簧伸缩杆三350带动定位板274前移，定位板274带动折杆271克服复位弹簧二273的弹力前移，折杆271通过弹簧伸缩杆一253带动卡块一252前移与棘轮二251脱离卡接，涡状弹簧243通过外环板242带动齿轮一245反向转动，齿轮一245通过单向轴承带动轴杆244转动，从而使得圆盘247和棘轮二251转动，圆盘247周转通过连杆248带动压板230往复挤压囊球220，结合囊球220两端的单向气阀，从而使得囊球220对多个气囊420内充气，多个气囊420对小臂进行挤压和包围；

直接向上弯曲小臂，带动座板300偏转，调整好座板300的仰俯角后，后移小臂，使得小臂板400和滑杆320后移，卡块二330与棘轮一130卡接，完成对座板300的角度支撑，座板300向上偏转后，滚轮351从定位孔275内撤出，复位弹簧二273推动定位板274和折杆271复位，从而使得卡块一252与棘轮二251卡接，阻止轴杆244转动，从而停止向气囊420内充气，当需要再次调整座板300的仰俯角时，向上调整则直接向上弯曲小臂，向下调整则依次前移、向下弯曲、后移小臂，通过弧板410的设置，使得不同位置的气囊420跟随小臂进行扭转，从而方便扭转小臂调整手部位置，例如掌心朝上或掌心朝下，通过旋转座120与底板100的转动连接，方便水平偏转小臂位置；

锻炼完成后，水平偏移座板300使得V型杆310与对位板110大致对齐，前移小臂并带动座板300向下偏转，使得座板300回到水平状态，滚轮351落在定位板274上，弹簧伸缩杆三350被压缩，后移小臂，通过小臂板400带动滑杆320后移，从而带动滚轮351后移，滚轮351在经过定位孔275时被弹簧伸缩杆三350弹出，从而与定位板274卡接，使得滑杆320带动定位板274后移，定位板274带动圆杆一272推动阀塞262后移，使得连通管265通过阀塞262和外通孔263与外界连通，从而对气囊420放气，使得气囊420放开对小臂的抱持，完成小臂与装置的脱离。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种手部外骨骼训练辅佐装备，包括底板(100)，所述底板(100)的一端底面安装有固定夹具(140)，其特征在于，所述底板(100)的一端顶面转动连接有旋转座(120)，所述旋转座(120)的顶端一侧固连有棘轮一(130)，所述旋转座(120)的顶端另一侧转动连接有座板(300)，所述座板(300)的顶面滑动连接有小臂板(400)，所述小臂板(400)的弧形内壁等距设置有多个气囊(420)，且多个气囊(420)之间相互连通，所述底板(100)的端面固连有充放气机构(200)，所述充放气机构(200)用于对气囊(420)内进行充放气，所述座板(300)的底面之间位置开设有滑槽，所述座板(300)的底面滑动连接有滑杆(320)，所述滑杆(320)的顶部穿过滑槽与小臂板(400)的底面固连，所述座板(300)的一端底面滑动连接有卡块二(330)，所述卡块二(330)与棘轮一(130)啮合，所述卡块二(330)与滑杆(320)的一端之间固连有弹簧伸缩杆二(340)，所述充放气机构(200)包括外壳(210)，所述外壳(210)内部安置有囊球(220)，所述囊球(220)的两端均安装有单向气阀，且囊球(220)的一端与一个气囊(420)之间连通有气管，且气管靠近囊球(220)的一端连通有放气阀(260)，所述外壳(210)的一侧设置有挤压模块(240)，所述底板(100)的顶面中间位置固连有固定架(290)，所述固定架(290)的一侧设置有切换模块(270)和限位模块(250)。

2.根据权利要求1所述的一种手部外骨骼训练辅佐装备,其特征在于，所述挤压模块(240)包括轴杆(244)，所述轴杆(244)的底端与底板(100)顶面转动连接，所述轴杆(244)的中间位置外侧壁固定套接有单向轴承，且单向轴承外侧壁固定套接有齿轮一(245)，所述齿轮一(245)的一侧设置有托件(241)，所述托件(241)的截面为工型，所述托件(241)的内顶面和内底面之间转动连接有外环板(242)，所述外环板(242)与托件(241)中间位置之间固连有涡状弹簧(243)，所述轴杆(244)的顶端固定套接有圆盘(247)，所述圆盘(247)的顶面外沿转动连接有连杆(248)，所述外壳(210)大于底板(100)顶面固连，所述外壳(210)的内部一侧滑动连接有压板(230)，且外壳(210)的一侧外壁开设有窗口，所述连杆(248)的一端穿过窗口与压板(230)转动连接，所述外环板(242)的外侧壁开设有齿槽，且齿轮一(245)与外环板(242)啮合，所述外壳(210)的外侧壁固连有固定座(246)，所述固定座(246)的一端与轴杆(244)转动套接。

3.根据权利要求2所述的一种手部外骨骼训练辅佐装备,其特征在于，所述底板(100)的顶面转动连接有圆杆二(280)，所述圆杆二(280)的中间位置固定套接有齿轮二(281)，所述齿轮二(281)与外环板(242)啮合，所述圆杆二(280)的顶端固连有手轮(282)。

4.根据权利要求3所述的一种手部外骨骼训练辅佐装备,其特征在于，所述限位模块(250)包括弹簧伸缩杆一(253)，所述弹簧伸缩杆一(253)的一端固连有卡块一(252)，所述轴杆(244)的顶端外侧壁固定套接有棘轮二(251)，所述卡块一(252)与棘轮二(251)契合，所述弹簧伸缩杆一(253)的另一端与切换模块(270)固连。

5.根据权利要求4所述的一种手部外骨骼训练辅佐装备,其特征在于，所述切换模块(270)包括定位板(274)，所述定位板(274)的一侧与固定架(290)的顶端一侧滑动连接，所述定位板(274)的一端固连有折杆(271)，所述折杆(271)的一端与弹簧伸缩杆一(253)的另一端固连，所述折杆(271)的另一端与固定架(290)的顶侧一端之间固连有复位弹簧二(273)，所述定位板(274)的顶面中间位置开设有定位孔(275)，所述滑杆(320)的另一端底面固连有弹簧伸缩杆三(350)，所述弹簧伸缩杆三(350)的底端转动连接有滚轮(351)。

6.根据权利要求5所述的一种手部外骨骼训练辅佐装备,其特征在于，所述放气阀(260)包括连通管(265)，所述连通管(265)与固定架(290)固定插接，所述连通管(265)的一端与气管连通，所述连通管(265)的另一端固连有阀管(261)，所述阀管(261)的外侧壁中间位置开设有外通孔(263)，所述阀管(261)的内壁滑动连接有阀塞(262)，所述阀塞(262)的一端与阀管(261)的一端之间固连有复位弹簧一(264)，所述阀塞(262)的外侧壁另一端开设有圆孔，所述折杆(271)的另一端固连有圆杆一(272)。

7.根据权利要求1所述的一种手部外骨骼训练辅佐装备,其特征在于，所述气囊(420)的外侧壁固连有弧板(410)，所述弧板(410)与小臂板(400)的内侧壁转动连接，且相邻两个的气囊(420)之间设置有间隙，且两个紧邻的气囊(420)之间均固定连通有软管。

8.根据权利要求1所述的一种手部外骨骼训练辅佐装备,其特征在于，所述座板(300)的另一端底面固连有V型杆(310)，所述底板(100)的顶面另一端固连有对位板(110)，所述对位板(110)的顶端开设有V型槽。