CN212973477U - 一种指掌康复训练仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种指掌康复训练仪，包括支撑机构和联动机构，支撑机构设置于掌心位置,支撑机构动作带动联动机构弯曲,联动机构包括设置在指掌关节处的连接杆和设置在近指关节和指掌关节之间的第一支杆以及设置在近指关节位置的第二支杆，第一支杆和第二支杆之间设置第三支杆，第一支杆和第二支杆通过第三支杆铰接，手套包括指掌形状的套层、设置于套层上用于手指限位的气囊以及沿套层内侧面设置的加热、按摩机构，支撑机构和加热、按摩机构连接有用于进行复健的控制系统。本实用新型设置的支撑机构通过手套带动联动机构使指掌弯曲及复位，同时设置有控制系统实现弯曲力度智能调节，从而提高了复健的舒适度及复健效果。

Description

一种指掌康复训练仪

技术领域

本实用新型涉及指掌复健领域，具体涉及一种指掌康复训练仪。

背景技术

人手的运动可以由关节和肌腱的配合来反映，人手的主要关节为四指的近指关节和掌指关节，拇指的指间关节和掌指关节以及控制整个手部转动的腕掌关节，在手掌运动时，前臂肌肉通过肌腱将力量传递到手指，带动手指完成弯曲和伸展动作。肌肉起点和止点起到固定作用且均与肌腱相连，环状韧带起到滑轮作用，限制并改变肌腱的路径，肌肉收缩时可带动手指完成相应的运动。

依据上述运动机理现有的指掌复健设备，多为拉伸带结构，将拉伸带套设在指尖位置通过改变拉伸带长度从而完成手指屈伸，如专利公开号为CN201910930463.0名为《一种手掌康复训练器》的专利文献中公开的一种康复训练器，使用时将手套戴在手上，手套上手掌固定环组件与手套上指部固定环组件之间通过弹性橡胶带连接，患者手指被弹性橡胶带拉住收缩蜷曲，患者通过手部用力展开手指及手掌，再缓慢卸力通过重复训练从而达到锻炼手部肌肉的目的。

此类设备在使用时存有一定的不足，首先训练硬度过大，重复的训练使患者产生强烈的不适感，导致后续训练难以坚持，其次该种设备适配性较差，由于人的手指长度、粗细不同这类设备无法准确定位关节位置，导致训练位置会出现偏差从而影响治疗效果，再者该种设备使用前需要患者进行一些准备训练，促进手部血液循环，从而导致训练时间延长。

发明内容

本实用新型为解决现有手掌康复训练器使用不便的问题，提供了一种指掌康复训练仪，设置有用于复健的支架和与支架配合用于增加复健舒适度的手套，支架包括支撑机构和联动机构，联动机构设置于指掌关节位置，支撑机构通过手套带动联动机构使指掌弯曲及复位，同时设置有控制系统实现弯曲力度智能调节，从而提高了复健的舒适度及复健效果。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种指掌康复训练仪，包括用于复健的支架和与支架配合用于增加复健舒适度的手套，所述支架包括支撑机构和联动机构，所述支撑机构和联动机构均与手套固定，支撑机构设置于掌心位置，支撑机构动作带动联动机构弯曲，所述联动机构包括设置在指掌关节处的连接杆和设置在近指关节和指掌关节之间的第一支杆以及设置在近指关节位置的第二支杆，所述第一支杆和第二支杆之间设置第三支杆，第一支杆和第二支杆通过第三支杆铰接，所述手套五指位置均设置第一支杆、第二支杆和第三支杆，所述手套四指位置第一支杆分别与所述连接杆固定，连接杆与支撑机构固定，所述手套的大拇指位置的第一支杆与支撑机构固定；

所述手套包括指掌形状的套层、设置于套层上用于手指限位的气囊以及沿套层内侧面设置的加热、按摩机构，所述支撑机构和加热、按摩机构连接有用于进行复健的控制系统。

进一步地，支杆包括支撑部和连接部，所述支撑部设置于近指关节和指掌关节之间，支撑部为方形板体，支撑部与套层底部的外侧面粘合固定，支撑部与连接部铰接，所述第二支杆包括第二支撑部和第二连接部，所述第二连接部一端与连接部的中部铰接、另一端铰接第二支撑部，所述第二支撑部为方形板体，第二支撑部与套层底部的外侧面粘合固定，第二支撑部设置于近指关节位置，用于支撑手掌近指关节与远指关节间部位，第二支撑部的中部铰接第三支杆，所述第三支杆的中部与连接部另一端铰接。

进一步地，所述连接杆包括上部和下部，所述上部和下部为等长的长条状弧形板，上部横设于指掌关节位置，上部与下部平行设置，上部与支撑部固定连接，下部与第三支杆远离第二支撑部的一端铰接。

进一步地，所述支撑机构包括第一托盘、第二托盘和固定杆，所述第一托盘包括第一伸缩杆和对称设置于第一伸缩杆两端的圆形固定块，两个所述圆形固定块分别与上部和下部固定连接，第一伸缩杆通过改变上部和下部间的距离完成指掌四指部位联动机构弯曲；

所述第二托盘包括第二伸缩杆和对称设置于第二伸缩杆两端的圆形固定块，第二托盘上部圆形固定块与所述大拇指位置的第一支杆固定，第二托盘下部圆形固定块与所述大拇指位置的第三支杆铰接，第二伸缩杆通过改变上大拇指位置的第一支杆和大拇指位置的第三支杆间的距离完成大拇指位置联动机构弯曲，所述第二托盘设置于手掌虎口位置；

分别沿第一托盘和第二托盘中线设置固定杆，所述固定杆均与所述第一托盘和第二托盘的上部圆形固定块铰接，固定杆为长条状结构，固定杆中部与第一托盘和第二托盘的上部圆形固定块底部间设置有弹簧，固定杆用于减震。

进一步地，所述套层的四指部位与手背位置开设有连通的孔洞，所述孔洞内设置有气囊，所述气囊开设有充气口，气囊充气后从所述套层开设的孔洞露出，从而使套层贴紧手掌。

进一步地，所述加热、按摩机构，包括加热层和半球形凸起，所述加热层为两层TPU薄膜包夹碳纤维丝形成的柔性薄膜层，所述加热层沿套层内壁贴设，加热层与套层固定，加热层另一侧密集布设半球形凸起，所述半球形凸起的平面与加热层固定。

进一步地，所述控制系统包括主控单元、驱动单元和通信单元，所述套层底部设置有温度传感器，所述主控单元包括MCU芯片，所述MCU芯片与温度传感器通过ADC串口通信，主控单元根据温度传感器检测参数控制驱动单元工作，所述驱动单元连接有充气泵，驱动单元输入端与MCU芯片的IO口连接，驱动单元的输出端分别与第一托盘和第二托盘伸缩杆、充气泵以及加热层连接。

进一步地，所述通信单元包括蓝牙芯片，所述蓝牙芯片与MCU芯片通过UART串口通信，所述主控单元通过通信单元连接有外部蓝牙设备，所述外部蓝牙设备用于对主控单元发出控制指令，主控单元根据外部蓝牙设备控制指令模拟PWM信号控制第一托盘和第二托盘伸缩杆的伸展速度。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型设置有用于复健的支架和与支架配合用于增加复健舒适度的手套，所述支架包括支撑机构和联动机构，所述支撑机构和联动机构均与手套固定，支撑机构设置于掌心位置，支撑机构动作带动联动机构弯曲，所述联动机构包括设置在指掌关节处的连接杆和设置在近指关节和指掌关节之间的第一支杆以及设置在近指关节位置的第二支杆，所述第一支杆和第二支杆之间设置第三支杆，第一支杆和第二支杆通过第三支杆铰接，所述手套五指位置均设置第一支杆、第二支杆和第三支杆，所述手套四指位置第一支杆分别与所述连接杆固定，连接杆与支撑机构固定，所述手套的大拇指位置的第一支杆与支撑机构固定；

使用时将手套戴在手上，支撑机构驱动第一支杆和第二支杆以及第三支杆位置发生变化，此时手套内的手随第一支杆和第二支杆以及第三支杆的联动进行弯曲和复位，通过机器带动手指关节进行康复训练，从而缓和训练产生的不适感。

2.本实用新型设置有手套，手套包括指掌形状的套层、设置于套层上用于手指限位的气囊以及沿套层内侧面设置的加热、按摩机构；

将手套戴在手上后，对气囊进行充气，当气囊填充指掌未触及空间时，套层与手掌贴紧，此时调整支架与手套粘合位置使联动机构处于指掌关节处，从而避免复健位置出现偏差，造成不良效果。

3.本实用新型设置的支撑机构和加热、按摩机构连接有用于进行复健的控制系统，通过控制系统调节支撑机构改变训练强度，在训练时控制系统调节加热、按摩机构使指掌在训练的同时得到活血的理疗效果，提高复健的舒适度。

4.本实用新型为便于携带，联动机构的结构仿照雨伞的伞骨设计，在训练结束后将联动机构折叠，可减小设备体积。

附图说明

图1是一种指掌康复训练仪的结构示意图之一。

图2是一种指掌康复训练仪的结构示意图之二。

图3是一种指掌康复训练仪的结构示意图之三。

图4是一种指掌康复训练仪的结构示意图之四。

图5是一种指掌康复训练仪的模拟动作原理图之一。

图6是一种指掌康复训练仪的模拟动作原理图之二。

图7是一种指掌康复训练仪的结构示意图之五。

图8是一种指掌康复训练仪的控制系统原理图。

附图中标号为：1为支撑机构，2为连接杆，3为第三支杆，4为第一支杆，5为第二支杆，6为套层，7为气囊，8为加热、按摩机构，9为主控单元，10为驱动单元，11为通信单元，12为温度传感器，13为外部蓝牙设备，101为第一托盘，102为第二托盘，103为固定杆，201为上部，202为下部，401为支撑部，402为连接部，501为第二支撑部，502为第二连接部，801为加热层，802为半球形凸起。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

如图1～图8所示，一种指掌康复训练仪，包括用于复健的支架和与支架配合用于增加复健舒适度的手套，所述支架包括支撑机构1和联动机构，所述支撑机构1和联动机构均与手套固定，支撑机构1设置于掌心位置，支撑机构1动作带动联动机构弯曲，所述联动机构包括设置在指掌关节处的连接杆2和设置在近指关节和指掌关节之间的第一支杆4以及设置在近指关节位置的第二支杆5，所述第一支杆4和第二支杆5之间设置第三支杆3，第一支杆4和第二支杆5通过第三支杆3铰接，所述手套五指位置均设置第一支杆4、第二支杆5和第三支杆3，所述手套四指位置第一支杆4分别与所述连接杆2固定，连接杆2与支撑机构1固定，所述手套的大拇指位置的第一支杆4与支撑机构1固定；

所述手套包括指掌形状的套层6、设置于套层6上用于手指限位的气囊7以及沿套层6内侧面设置的加热、按摩机构8，所述支撑机构1和加热、按摩机构8连接有用于进行复健的控制系统。

为了便于手指支撑和弯曲训练，以及便于折叠携带，所述第一支杆4包括支撑部401和连接部402，所述支撑部401设置于近指关节和指掌关节之间，支撑部401为方形板体，支撑部401与套层6底部的外侧面粘合固定，支撑部401与连接部402铰接，所述第二支杆5包括第二支撑部501和第二连接部502，所述第二连接部502一端与连接部402的中部铰接、另一端铰接第二支撑部501，所述第二支撑部501为方形板体，第二支撑部501与套层6底部的外侧面粘合固定，第二支撑部501设置于近指关节位置，用于支撑手掌近指关节与远指关节间部位，第二支撑部501的中部铰接第三支杆3，所述第三支杆3的中部与连接部402另一端铰接。

为便于指掌四指同步训练，所述连接杆2包括上部201和下部202，所述上部201和下部202为等长的长条状弧形板，上部201横设于指掌关节位置，上部201与下部202平行设置，上部201与支撑部401固定连接，下部202与第三支杆3远离第二支撑部501的一端铰接。

为实现助力训练从而减轻复健强度，所述支撑机构1包括第一托盘101、第二托盘102和固定杆103，所述第一托盘101包括第一伸缩杆和对称设置于第一伸缩杆两端的圆形固定块，两个所述圆形固定块分别与上部201和下部202固定连接，第一伸缩杆通过改变上部201和下部202间的距离完成指掌四指部位联动机构弯曲；

所述第二托盘102包括第二伸缩杆和对称设置于第二伸缩杆两端的圆形固定块，第二托盘102上部圆形固定块与所述大拇指位置的第一支杆4固定，第二托盘102下部圆形固定块与所述大拇指位置的第三支杆3铰接，第二伸缩杆通过改变上大拇指位置的第一支杆4和大拇指位置的第三支杆3间的距离完成大拇指位置联动机构弯曲，所述第二托盘102设置于手掌虎口位置；

分别沿第一托盘101和第二托盘102中线设置固定杆103，所述固定杆103均与所述第一托盘101和第二托盘102的上部圆形固定块铰接，固定杆103为长条状结构，固定杆103中部与第一托盘101和第二托盘102的上部圆形固定块底部间设置有弹簧，固定杆103用于减震。

为增加使用舒适度以及为使指掌与手套最大程度配合，所述套层6的四指部位与手背位置开设有连通的孔洞，所述孔洞内设置有气囊7，所述气囊7开设有充气口，气囊7充气后从所述套层6开设的孔洞露出，从而使套层6贴紧手掌。

为进一步提高舒适度起到活血理疗效果，所述加热、按摩机构8，包括加热层801和半球形凸起802，所述加热层801为两层TPU薄膜包夹碳纤维丝形成的柔性薄膜层，所述加热层801沿套层6内壁贴设，加热层801与套层6固定，加热层801另一侧密集布设半球形凸起802，所述半球形凸起802的平面与加热层801固定。

为便于智能控制，所述控制系统包括主控单元9、驱动单元10和通信单元11，所述套层6底部设置有温度传感器12，所述主控单元9包括MCU芯片，所述MCU芯片与温度传感器12通过ADC串口通信，主控单元9根据温度传感器12检测参数控制驱动单元10工作，所述驱动单元10连接有充气泵，驱动单元10输入端与MCU芯片的IO口连接，驱动单元10的输出端分别与第一托盘101和第二托盘102伸缩杆、充气泵以及加热层801连接。

为优化电路结构，所述通信单元11包括蓝牙芯片，所述蓝牙芯片与MCU芯片通过UART串口通信，所述主控单元9通过通信单元11连接有外部蓝牙设备13，所述外部蓝牙设备13用于对主控单元9发出控制指令，主控单元9根据外部蓝牙设备13控制指令模拟PWM信号控制第一托盘101和第二托盘102伸缩杆的伸展速度。

在本实施例中，控制系统连接有电源模块，电源模块包括电源和整流模块，电源为220V市电，通过整流模块输出DC12V和DC3.3V电压为控制系统供电。

MCU芯片具体为STM32F103RBT6型单片机，加热层801在 40℃～60℃的温度间运行，通过热传导的方式和辐射远红外方式给受热体导热。驱动电路包括一块L289N芯片，所述L289N芯片的输出端与分别与第一托盘101的伸缩杆和第二托盘102的伸缩杆连接，使第一托盘101的伸缩杆和第二托盘102伸缩杆通电作业、输入端连接MCU芯片的PWM引脚，所述伸缩杆额定推力为30N，驱动电路还包括两条光耦驱动电路，所述光耦驱动电路一端连接MCU芯片的输出端口另一端分别与加热层801和充气泵连接，当MCU芯片对应输出引脚输出高电平信号时光耦驱动电路导通加热层801和充气泵通电工作，当MCU芯片输出低电平信号，光耦驱动电路截止加热层801和充气泵停止工作，所述温度传感器12具体为DS18B20数字温度采集器。

所述五指位置支撑部401和第二支撑部501通过魔术贴与套层6粘合，所述外部蓝牙设备13为手机，手机上设有相关App。

进行训练时，手套戴在手上，指掌处于套层6内部，将充气泵与气囊7的充气口连接对气囊7进行充气，由于指掌在套层6内部气囊7部分因充气处于套层6开设的孔洞外部，另一方面气囊7体积变大压紧套层6与指掌，使二者相对固定，接着通过魔术贴将支撑部401固定在近指关节和指掌关节之间，将第二支撑部501固定在近指关节位置，调整后使指掌处于舒适状态，同理将大拇指位置支架固定在虎口及近指关节和指掌关节各处。

主控单元9通电，MCU芯片输出PWM信号控制L289N芯片使其两个伸缩杆同步工作，通过手机App可调节伸缩杆的伸展速度；

如图5所示，在初始位置时，支撑部401与第二支撑部501支撑手指，使手指处于平直状态，此时连接部402与第二连接部502以及第三支杆3和上部201、下部202处于极限位置，指掌处于伸展状态，当第一托盘101和第二托盘102同步动作，伸缩杆伸长，指掌四指位置上部201和下部202间的间距随随第一托盘101伸长而变大，进而如图6所示，第三支杆3随下部202向下移动，第二连接部502受第三支杆3影响与第二支撑部501间的角度从钝角变为锐角，第二连接部502与支撑部401间的距离变短，第二连接部502与第二支撑部501铰接位置向上顶起，使四指处于弯曲状态，此时第二托盘102带动指掌大拇指位置的第一支杆4、第二支杆5和第三支杆3按上述动作联动，从而使大拇指处于弯曲状态，此时指掌处于握拳状态，当随着主控单元9通过L289N芯片调节伸缩杆内电机进行反转复位，指掌又处于伸展状态，通过重复伸展和握拳来锻炼指掌肌肉；

固定杆103在指掌弯曲时，受挤压产生应力与手掌贴合，从而减缓伸缩杆对手掌产生的冲击。

在进行伸展和握拳动作的同时，主控单元9控制加热层801通电工作，对套层6内部进行加热，温度传感器12检测套层6表面温度，MUC芯片内写有程序，当套层6内温度高于50℃时，MUC芯片控制加热层801断电；

在支撑机构带动联动机构动作时，套层6也随之动作，半球形凸起802随套层6动作与指掌产生摩擦进而对指掌进行按摩，达到活血的效果。

以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (8)

1.一种指掌康复训练仪，包括用于复健的支架和与支架配合用于增加复健舒适度的手套，其特征在于，所述支架包括支撑机构（1）和联动机构，所述支撑机构（1）和联动机构均与手套固定，支撑机构（1）设置于掌心位置，支撑机构（1）动作带动联动机构弯曲，所述联动机构包括设置在指掌关节处的连接杆（2）和设置在近指关节和指掌关节之间的第一支杆（4）以及设置在近指关节位置的第二支杆（5），所述第一支杆（4）和第二支杆（5）之间设置第三支杆（3），第一支杆（4）和第二支杆（5）通过第三支杆（3）铰接，所述手套五指位置均设置第一支杆（4）、第二支杆（5）和第三支杆（3），所述手套四指位置第一支杆（4）分别与所述连接杆（2）固定，连接杆（2）与支撑机构（1）固定，所述手套的大拇指位置的第一支杆（4）与支撑机构（1）固定；

所述手套包括指掌形状的套层（6）、设置于套层（6）上用于手指限位的气囊（7）以及沿套层（6）内侧面设置的加热、按摩机构（8），所述支撑机构（1）和加热、按摩机构（8）连接有用于进行复健的控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种指掌康复训练仪，其特征在于，所述第一支杆（4）包括支撑部（401）和连接部（402），所述支撑部（401）设置于近指关节和指掌关节之间，支撑部（401）为方形板体，支撑部（401）与套层（6）底部的外侧面粘合固定，支撑部（401）与连接部（402）铰接，所述第二支杆（5）包括第二支撑部（501）和第二连接部（502），所述第二连接部（502）一端与连接部（402）的中部铰接、另一端铰接第二支撑部（501），所述第二支撑部（501）为方形板体，第二支撑部（501）与套层（6）底部的外侧面粘合固定，第二支撑部（501）设置于近指关节位置，用于支撑手掌近指关节与远指关节间部位，第二支撑部（501）的中部铰接第三支杆（3），所述第三支杆（3）的中部与连接部（402）另一端铰接。

3.根据权利要求2所述的一种指掌康复训练仪，其特征在于，所述连接杆（2）包括上部（201）和下部（202），所述上部（201）和下部（202）为等长的长条状弧形板，上部（201）横设于指掌关节位置，上部（201）与下部（202）平行设置，上部（201）与支撑部（401）固定连接，下部（202）与第三支杆（3）远离第二支撑部（501）的一端铰接。

4.根据权利要求3所述的一种指掌康复训练仪，其特征在于，所述支撑机构（1）包括第一托盘（101）、第二托盘（102）和固定杆（103），所述第一托盘（101）包括第一伸缩杆和对称设置于第一伸缩杆两端的圆形固定块，两个所述圆形固定块分别与上部（201）和下部（202）固定连接，第一伸缩杆通过改变上部（201）和下部（202）间的距离完成指掌四指部位联动机构弯曲；

所述第二托盘（102）包括第二伸缩杆和对称设置于第二伸缩杆两端的圆形固定块，第二托盘（102）上部圆形固定块与所述大拇指位置的第一支杆（4）固定，第二托盘（102）下部圆形固定块与所述大拇指位置的第三支杆（3）铰接，第二伸缩杆通过改变上大拇指位置的第一支杆（4）和大拇指位置的第三支杆（3）间的距离完成大拇指位置联动机构弯曲，所述第二托盘（102）设置于手掌虎口位置；

分别沿第一托盘（101）和第二托盘（102）中线设置固定杆（103），所述固定杆（103）均与所述第一托盘（101）和第二托盘（102）的上部圆形固定块铰接，固定杆（103）为长条状结构，固定杆（103）中部与第一托盘（101）和第二托盘（102）的上部圆形固定块底部间设置有弹簧，固定杆（103）用于减震。

5.根据权利要求1所述的一种指掌康复训练仪，其特征在于，所述套层（6）的四指部位与手背位置开设有连通的孔洞，所述孔洞内设置有气囊（7），所述气囊（7）开设有充气口，气囊（7）充气后从所述套层（6）开设的孔洞露出，从而使套层（6）贴紧手掌。

6.根据权利要求5所述的一种指掌康复训练仪，其特征在于，所述加热、按摩机构（8），包括加热层（801）和半球形凸起(802)，所述加热层（801）为两层TPU薄膜包夹碳纤维丝形成的柔性薄膜层，所述加热层（801）沿套层（6）内壁贴设，加热层（801）与套层（6）固定，加热层（801）另一侧密集布设半球形凸起(802)，所述半球形凸起（802）的平面与加热层（801）固定。

7.根据权利要求4和权利要求6任一所述的一种指掌康复训练仪，其特征在于，所述控制系统包括主控单元（9）、驱动单元（10）和通信单元（11），所述套层（6）底部设置有温度传感器（12），所述主控单元（9）包括MCU芯片，所述MCU芯片与温度传感器（12）通过ADC串口通信，主控单元（9）根据温度传感器（12）检测参数控制驱动单元（10）工作，所述驱动单元（10）连接有充气泵，驱动单元（10）输入端与MCU芯片的IO口连接，驱动单元（10）的输出端分别与第一托盘（101）和第二托盘（102）伸缩杆、充气泵以及加热层（801）连接。

8.根据权利要求7所述的一种指掌康复训练仪，其特征在于，所述通信单元（11）包括蓝牙芯片，所述蓝牙芯片与MCU芯片通过UART串口通信，所述主控单元（9）通过通信单元（11）连接有外部蓝牙设备（13），所述外部蓝牙设备（13）用于对主控单元（9）发出控制指令，主控单元（9）根据外部蓝牙设备（13）控制指令模拟PWM信号控制第一托盘（101）和第二托盘（102）伸缩杆的伸展速度。

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