CN219646177U - 一种刚柔耦合可调节手部康复机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刚柔耦合可调节手部康复机构，具体包括：上承载模块、下承载模块、五指运动模块和驱动模块；五指运动模块包括拇指运动机构、食指运动机构、中指运动机构、无名指运动机构和小指运动机构；除拇指运动机构外，其余手指运动机构结构相同，均包括三个指套与三个弹簧缸；指套上部为可调的多孔连接槽，下部为可调的手指穿戴环；驱动模块包括牵拉机构、转台和电机；牵拉机构通过柔性组件将动力传递到五指运动模块，实现手指弯伸运动；转台与五指运动模块的末端铰接，实现手指横向张开运动。本方案可进行多种手部康复训练，并有较好的尺寸调节能力，且通过柔性组件配合以减少手部二次损伤，对脑卒中患者的手部康复有积极作用。

Description

一种刚柔耦合可调节手部康复机构

技术领域

本发明涉及康复医疗器械领域，具体涉及一种刚柔耦合可调节手部康复机构。

背景技术

手是人体结构最复杂的器官之一，由脑卒中所导致的手功能障碍严重影响独立生活的能力，且手的灵敏度高，神经分布密集，康复难度较大。目前临床主要依赖康复理疗师辅助手部康复训练，存在成本高昂，极度依赖理疗师等问题，制约患者进行足够有效的康复训练。基于此，手部康复机构应运而生。

现有的手康复机构主要是极端的柔性或刚性结构，然而完全的刚性机构往往结构复杂且难以根据患者手部形状进行个性化调节，难以保证安全性和舒适性且易造成手部二次损伤；此外完全的柔性机构主要依赖于绳索传动或者气动，往往无法精准地传递力。对于刚性或者柔性结构往往采用电机驱动并需要手部承受电机重力，会让患者手部产生负重感。此外现有的康复机构大都是训练手部抓握，训练方式单调。

实用新型内容

本发明的目的在于提供一种手部康复机构，其既有较高的尺寸调节能力，又有多种手部康复训练模式。为达到上述目的，本发明提供了一种刚柔耦合可调节手部康复机构，包括上承载模块、下承载模块、五指运动模块和驱动模块。

所述上承载模块包括承载托板和调节丝杆，承载托板用于承载五指运动模块和驱动模块的重量。

进一步的，所述承载托板与手部接触面按照手部形状设计，并且在与手部的接触面上有柔性内衬。

进一步的，所述调节丝杆用于连接下承载模块和承载托板，通过丝杆可将承载托板重力传递到下承载模块，同时调节丝杆可以调节承载托板与下承载模块之间的距离来适应患者手掌厚度并调节手背承受的压力。

所述下承载模块包括小臂承载座、手掌承载板和拇指尾端承载板，分别用于承受小臂、手掌和拇指尾端的重量，并且还承受由调节丝杆传递来的重量。

所述驱动模块包括五个相同的牵拉机构、五个相同的转台和电机，分别用于控制相应手指的运动机构。

所述驱动模块安装在承载托板上，用于控制电机运动，进而控制牵拉机构和转台运动，从而推动五指运动模块产生相应的弯曲、伸展和横向张开运动。

所述牵拉机构包括牵引绳和绞盘，其中牵引绳通过压板固定在绞盘上，绞盘通过齿轮与电机形成齿轮传动。

进一步的，所述牵引绳包括钢丝绳与锁环，通过牵引绳限位孔与指套和弹簧缸连接，锁环可调节钢丝绳与限位孔之间的长度；所述转台通过轴承与轴承座配合，并且通过螺栓与上承载模块的承载托板连接；所述转台均安装有角度传感器，用于测量转台旋转角度。

所述电机包括五个相同的第一电机和五个相同的第二电机；第一电机用于给牵拉机构提供动力，第二电机用于给转台提供动力；所述电机均通过螺栓固定在上承载模块的承载托板上。

所述五指运动模块包括拇指运动机构、食指运动机构、中指运动机构、无名指运动机构和小指运动机构，用于带动五根手指的弯曲、伸展和横向张开运动。

进一步的，所述食指、中指、无名指和小指的运动机构具有相同的结构，均包括远端指套、第一弹簧缸、中间指套、第二弹簧缸、近端指套、第三弹簧缸；所述拇指运动机构与其余四指运动机构相比，除缺少中间指套和第二弹簧缸，其余均相同；

进一步的，所述远端指套下半部分形状贴合指端，上半部分为多孔连接槽，顶端为牵引绳限位孔；

进一步的，所述中间指套与近端指套结构相同，包括下半部分可调的手指穿戴环与上半部分的多孔连接槽，顶端为牵引绳限位孔；

进一步的，所述手指穿戴环可将患者手指相应部位固定在相应指套上，并且穿戴环大小可调节；

进一步的，所述指套与手指贴合部分均有柔性内衬，用于减少手指压力；

进一步的，所述多孔连接槽通过螺栓与指套和弹簧缸进行铰接，并且铰接位置可进行调节；

进一步的，所述弹簧缸包含推杆、弹簧、缸体和端盖，推杆和弹簧安装在缸体内部，并且推杆压缩弹簧；

进一步的，所述推杆和缸体形状均根据不同关节运动范围设计，具体形状为合理曲率的弧形；

进一步的，所述缸体上均有牵引绳限位孔，用于牵引绳的限位。

进一步的，所述远端指套的多孔连接槽与第一弹簧缸的推杆铰接，第一弹簧缸体与中间指套铰接，中间指套的多孔连接槽与第二弹簧缸的推杆铰接，第二弹簧缸体与近端指套铰接，近端指套的多孔连接槽与第三弹簧缸的推杆铰接；所述第三弹簧缸缸体的根部与转台铰接，并且转台与第一电机构成齿轮传动，转台转动可使手指运动机构横向张开，进而带动患者手指横向张开。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

（1）本发明的刚柔耦合型手部康复机构，通过为每个手指运动机构配备单独的牵拉机构、转台和电机，实现了五指单独或共同进行弯曲、伸展和横向张开运动，可以充分辅助患者完成多种部康复训练动作，对患者手功能的恢复有重要意义。

（2）本发明通过将驱动模块中的转台与五指运动模块的末端相连接，实现了手指横向张开运动，丰富了锻炼种类。

（3）通过调节丝杠可将上承载模块、五指运动模块及驱动模块重量传递到下承载模块，这样可以减轻患者手部负担。

（4）本发明所述的远端指套、中间指套和近端指套均设有多孔连接槽和可调的手指穿戴环，可以根据手部形状调整合适的穿戴尺寸。

（5）通过在刚性结构中加入柔性组件（如：弹簧和牵引绳），即解决了完全的刚性机构易对患者手部造成二次损伤的问题，又弥补了完全的柔性机构无法精准传递力的缺陷。

附图说明

图1为本发明的刚柔耦合型手部康复机构示意图；

图2为本发明的刚柔耦合型手部康复机构俯视图；

图3为本发明的下承载模块俯视图；

图4为本发明的上承载模块示意图；

图5为本发明的中指运动机构示意图；

图6为本发明中的近端指套爆炸视图；

图7为本发明中的转台示意图；

图8为本发明中的牵引绳结构示意图；

图9为本发明中的拇指运动机构示意图。

附图标记说明。

下承载模块1，小臂承载座101，拇指承载板102，手掌承载板103；驱动模块2，牵拉机构201，转台202，第二电机203，第一电机204，牵引绳2012，固定座2021，锁环2012a，钢丝绳2012b；上承载模块3，调节丝杆301，承载托板302；五指运动模块4，小指运动机构401，无名指运动机构402，中指运动机构403，食指运动机构404，拇指运动机构406，绞盘4072，第三缸体4030，第三弹簧4031，第三推杆4032，端盖4033，近端指套4034，第二缸体4035，第二推杆4036，牵引绳限位孔4037，中间指套4038，第一缸体4039，第一推杆40310，远端指套40311，多孔槽4034a，穿戴环4034b。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

如图1和图2所示，本申请的实施例一种刚柔耦合型手部康复机构，包括下承载模块1，驱动模块2，上承载模块3和五指运动模块4。

如图1至图4所示，下承载模块1包括小臂承载座101、拇指尾端承载板102和手掌承载板103。上承载模块3包括调节丝杆301和承载托板302。其中调节丝杆301通过螺纹连接下承载模块1和承载托板302。驱动模块2安装在承载托板302上。五指运动模块4通过铰链与转台202连接，转台202、第一电机204和第二电机203通过螺栓固定在承载托板302。小臂承载座101和承载托板302与人体的接触面均采用曲面设计。

如图5至图9所示，中指运动机构403用于带动中指弯曲或伸展。具体的， 远端指套40311通过铰接螺栓与第一推杆40310连接，第一推杆40310安装在第一缸体4039中并作伸缩运动，第一缸体4039通过铰接螺栓与中间指套4038连接，中间指套4038通过铰接螺栓与第二推杆4036连接，第二推杆4036安装在第二缸体4035中并作伸缩运动，第二缸体4035通过铰接螺栓与近端指套4034连接，近端指套4034的多孔槽4034a通过铰接螺栓与第三推杆4032连接，第三推杆4032安装在第三缸体4030中并作伸缩运动，第三缸体4030尾端通过铰接螺栓安装在转台202上，转台202通过固定座2021安装在承载托板302上并作旋转运动，转台202与第一电机204形成齿轮传动，第一电机204通过螺栓固定在承载托板302上。穿戴环4034b与多孔槽4034a通过螺栓连接。牵引绳2012依次安装在位于缸体和指套上的牵引绳限位孔4037中，锁环2012a通过螺栓连接在钢丝绳2012b上，牵引绳2012末端通过压板固定在绞盘4072上，绞盘4072与第二电机203形成齿轮传动，第二电机203通过螺栓固定在承载托板302上。

由此，驱动模块2中的第一电机204转动即可将动力传输到转台202上，转台202转动即可带动五指运动模块4中的各个手指运动机构进行转动，进而实现手指横向运动；驱动模块2中的第二电机203转动即可将动力传输到绞盘4072上，绞盘4072转动使钢丝绳2012b缩短，由于牵引绳限位孔4037的限位作用，钢丝绳2012b拉动近端指套4034进而带动第三推杆4032压缩第三弹簧4031，中间指套4038和远端指套40311也产生与近端指套4034相同运动，进而近端指套4034、中间指套4038和远端指套40311带动手指进行伸展运动。第二电机203执行相反转动即可带动手指进行弯曲运动。

如图1和图2所示，小指运动机构401、无名指运动机构402和食指运动机构404分别用于带动小指、无名指和食指弯曲或伸展，其结构均与中指运动机构403相同，此处不再赘述。

本发明需放置在桌面等平面上使用，使用时，患者将指套穿戴在手指上，确保近端指套4034固定在手指近端指节上，中间指套4038固定在手指中端指节上，远端指套40311固定在手指远端指节上，通过调节丝杆301调整承载托板302与下承载模块1之间距离以使手掌承受合适压力，然后启动驱动模块2进行使用。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种刚柔耦合可调节手部康复机构，其特征在于，包括上承载模块、下承载模块、五指运动模块和驱动模块；

所述五指运动模块包括拇指运动机构、食指运动机构、中指运动机构、无名指运动机构和小指运动机构；

所述食指运动机构包括远端指套、第一弹簧缸、中间指套、第二弹簧缸、近端指套、第三弹簧缸；所述远端指套的多孔连接槽与第一弹簧缸的推杆铰接，第一弹簧缸体与中间指套铰接，中间指套的多孔连接槽与第二弹簧缸的推杆铰接，第二弹簧缸体与近端指套铰接，近端指套的多孔连接槽与第三弹簧缸的推杆铰接；所述第三弹簧缸缸体的根部与转台铰接。

2.根据权利要求1所述的一种刚柔耦合可调节手部康复机构，其特征在于，所述上承载模块包括承载托板和调节丝杆，承载托板用于安装五指运动模块和驱动模块；所述调节丝杆通过螺纹连接上承载模块和下承载模块，用于调节上承载模块与下承载模块之间的距离，以适应手掌厚度。

3.根据权利要求1所述的一种刚柔耦合可调节手部康复机构，其特征在于，所述下承载模块包括小臂承载座、手掌承载板和拇指尾端承载板；所述拇指尾端承载板与手掌承载板铰接。

4.根据权利要求1所述的一种刚柔耦合可调节手部康复机构，其特征在于，所述第一弹簧缸、第二弹簧缸和第三弹簧缸具有相同结构，均包含推杆、弹簧、缸体和端盖；所述推杆和弹簧安装在缸体内部，并且推杆压缩弹簧，所述推杆和缸体均为弧形。

5.根据权利要求1所述的一种刚柔耦合可调节手部康复机构，其特征在于，所述食指运动机构、中指运动机构、无名指运动机构和小指运动机构具有相同的结构；所述拇指运动机构与其余四指运动机构相比，除缺少中间指套和第二弹簧缸，其余结构均相同。

6.根据权利要求1所述的一种刚柔耦合可调节手部康复机构，其特征在于，所述远端指套的上半部分多孔连接槽，顶端为牵引绳限位孔；所述中间指套与近端指套结构相同，包括下半部分的可调手指穿戴环与上半部分的多孔连接槽，顶端为牵引绳限位孔；所述多孔连接槽通过螺栓与指套和弹簧缸进行铰接，并且铰接位置可调节。

7.根据权利要求1所述的一种刚柔耦合可调节手部康复机构，其特征在于，所述驱动模块包括牵拉机构、转台和电机；所述牵拉机构包括牵引绳和绞盘，其中牵引绳通过压板固定在绞盘上，绞盘通过齿轮与五指运动机构中的电机形成齿轮传动；所述牵引绳包括钢丝绳与锁环，通过牵引绳限位孔与指套和弹簧缸连接。

8.根据权利要求7所述的一种刚柔耦合可调节手部康复机构，其特征在于，所述转台通过轴承与轴承座配合，并且轴承座通过螺栓与上承载模块的承载托板连接；所述电机通过螺栓固定在上承载模块的承载托板上。