RU175854U1

RU175854U1 - Hand Rehabilitation Device

Info

Publication number: RU175854U1
Application number: RU2016150198U
Authority: RU
Inventors: Александр Алексеевич Фролов; Павел Дмитриевич Бобров; Елена Владимировна Бирюкова; Роман Харисович Люкманов; Алексей Анатольевич Богданов; Ильдар Мухаметович Кутлубаев; Александр Фаритович Пермяков
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2017-12-21

Abstract

Полезная модель направлена на расширение функциональных возможностей за счет обеспечения тренировки как сгибательных, так и разгибательных групп мышц кисти руки. Устройство для реабилитации рук включает платформу 1, установленную на предплечье 3 и зафиксированную поддерживающим элементом 2. С платформой 1 соединен базовый рычаг 4, установленный параллельно кисти 5 и оснащенный сервоприводом 28. Два подвижных рычага 12 и 19 соединены между собой вращательной парой 18. При этом рычаг 12 оснащен сервоприводом 29, соединен с базовым рычагом 4 вращательной парой 11 и опирается на проксимальные фаланги 13. Второй подвижный рычаг 19 параллелен средним фалангам 20, соединен с ними через поддерживающий элемент 21, кинематически связан с базовым рычагом 4 через шатун 25. Шатун 25 соединен с базовым рычагом 4 и вторым рычагом 19 вращательными парами с осями вращения, параллельными оси вращения базового рычага. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model is aimed at expanding functionality by providing training for both flexor and extensor muscle groups of the hand. The device for the rehabilitation of hands includes a platform 1 mounted on the forearm 3 and fixed by a supporting element 2. A base lever 4 is connected to the platform 1, mounted parallel to the hand 5 and equipped with a servo drive 28. Two movable levers 12 and 19 are interconnected by a rotary pair 18. At the same time the lever 12 is equipped with a servo drive 29, connected to the base lever 4 by a rotary pair 11 and rests on the proximal phalanges 13. The second movable lever 19 is parallel to the middle phalanges 20, connected to them through a supporting element 21, we throw cally connected with the base arm 4 through a connecting rod 25. The connecting rod 25 is connected to the base 4 and the second lever arm 19 couples with the rotational axes of rotation parallel to the axis of rotation of the arm base. 1 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к медицине, а именно к физиотерапии, и может быть использована при восстановительных процедурах мышечной активности руки человека.The utility model relates to medicine, namely to physiotherapy, and can be used in restorative procedures of the muscle activity of a person’s arm.

Известно устройство для реабилитации рук, включающее приводной блок, установленный на тыльной стороне ладони, гибкие тяги, присоединенные к выходным звеньям приводного блока, с одной стороны, и через фиксирующие элементы к кончикам пальцев с другой, направляющие элементы, установленные на фалангах для стабилизации положения гибких тяг (US 20130072829, 21.03.2011).A device for the rehabilitation of hands is known, including a drive unit mounted on the back of the palm, flexible rods attached to the output links of the drive unit, on the one hand, and through the locking elements to the fingertips on the other, guide elements mounted on the phalanges to stabilize the position of the flexible rods (US 20130072829, 03/21/2011).

Недостатками данного устройства является ограниченные функциональные возможности. Это обусловлено тем, что сопротивление движению фаланг осуществляется через гибкие тяги только при сведении пальцев «в кулак». Вместе с тем данное устройство не может быть использовано в процедурных упражнениях, в которых осуществляется движение под нагрузкой и в противоположном направлении. Для их осуществления известное устройство не может быть использовано.The disadvantages of this device is the limited functionality. This is due to the fact that the resistance to the movement of the phalanges is carried out through flexible traction only when bringing the fingers “into a fist”. However, this device cannot be used in procedural exercises in which movement is carried out under load and in the opposite direction. For their implementation, the known device cannot be used.

Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является устройство для реабилитации рук, включающее платформу, установленную на тыльной стороне кисти и зафиксированную поддерживающим элементом, базовый рычаг выполнен разнесенным на два торца кисти, соединенный с платформой, два подвижных рычага, соединенных между собой вращательной парой, при этом первый из них соединен с базовым рычагом вращательной парой соосной оси вращения фаланг относительно ладони, и оснащен приводом, второй - кинематически связан с базовым рычагом через зубчатую передачу и через тяги с кончиками пальцев (US 5697892, SUTTER CORP., 16.12.1997). При этом привод первого рычага располагается на платформе, а движение передается через зубчатые передачи, размещенные в базовом рычаге.The closest analogue to the claimed utility model is a device for the rehabilitation of hands, including a platform mounted on the back of the hand and fixed by a supporting element, the base lever is spaced at two ends of the brush connected to the platform, two movable levers connected by a rotary pair, with In this case, the first of them is connected to the base lever by a rotational pair of the coaxial axis of rotation of the phalanges relative to the palm of the hand, and is equipped with a drive, the second is kinematically connected to the base lever through gear and thrust through with your fingertips (US 5,697,892, SUTTER CORP., 16.12.1997). In this case, the drive of the first lever is located on the platform, and the movement is transmitted through gears located in the base lever.

Недостатком известного решения являются ограниченные функциональные возможности. Последнее обусловлено тем, что в силу наличия гибкой тяги устройство для реабилитации рук создает сопротивление движению пальцев только при их сведении «в кулак». При этом процедурные упражнения, предполагающие создание движения (или сопротивление движению) в противоположном направлении реализовываться на данном устройстве не могут.A disadvantage of the known solution is limited functionality. The latter is due to the fact that, due to the presence of flexible traction, the device for the rehabilitation of the hands creates resistance to the movement of the fingers only when they are brought “into a fist”. Moreover, procedural exercises involving the creation of movement (or resistance to movement) in the opposite direction can not be implemented on this device.

Проблема, на решение которой направлена полезная модель, состоит в расширении функциональных возможностей за счет обеспечения тренировки как сгибательных, так и разгибательных групп мышц кисти руки, что и является техническим результатом.The problem the utility model aims to solve consists in expanding functional capabilities by providing training for both the flexor and extensor groups of the muscles of the hand, which is the technical result.

Решение проблемы состоит в том, что в известной конструкции устройства для реабилитации рук, включающей платформу, зафиксированную поддерживающим элементом, базовый рычаг, выполненный разнесенным на торцы кисти и соединенный с платформой, два подвижных рычага, соединенных между собой вращательной парой, при этом первый из них соединен с базовым рычагом вращательной парой, соосной оси вращения проксимальных фаланг и оснащен приводом, второй - кинематически связан с базовым рычагом и фалангами пальцев, в котором, в отличие от прототипа, платформа установлена на предплечье, базовый рычаг параллелен кисти, соединен с ней через поддерживающий элемент, а с платформой - через вращательную пару, и оснащен приводом, первый подвижный рычаг параллелен проксимальным фалангам, связан с ними через поддерживающий элемент, второй подвижный рычаг параллелен средним фалангам и соединен с ними через поддерживающий элемент.The solution to the problem lies in the fact that in the known design of the device for the rehabilitation of hands, including a platform fixed by a supporting element, a base lever made spaced at the ends of the hand and connected to the platform, two movable levers connected by a rotational pair, the first of which connected to the base lever by a rotational pair, coaxial to the axis of rotation of the proximal phalanges and equipped with a drive, the second is kinematically connected to the base lever and phalanges of the fingers, in which, unlike the prototype, the form is mounted on the forearm, the base lever is parallel to the hand, connected to it through the supporting element, and with the platform through the rotary pair, and is equipped with a drive, the first movable lever is parallel to the proximal phalanges, connected to them through the supporting element, the second movable lever is parallel to the middle phalanges and connected to them through a supporting element.

При этом кинематическая связь второго рычага с базовым рычагом выполнена в виде шатуна, соединенного с базовым и вторым рычагами вращательными парами с осями вращения параллельными оси вращения базового рычага.In this case, the kinematic connection of the second lever with the base lever is made in the form of a connecting rod connected to the base and second levers by rotational pairs with axes of rotation parallel to the axis of rotation of the base lever.

Полезная модель поясняется изображениями, где:The utility model is illustrated by images, where:

Фиг. 1 - кинематическая схема устройства;FIG. 1 is a kinematic diagram of a device;

Фиг. 2 - конструктивное изображение устройства;FIG. 2 - constructive image of the device;

Фиг. 3 - макет устройства для реабилитации рук (частично разобрано).FIG. 3 - mock device for rehabilitation of the hands (partially disassembled).

Устройство для реабилитации рук включает платформу 1 (Фиг. 1), зафиксированную поддерживающим элементом 2, на предплечье 3. Базовый рычаг 4 выполнен разнесенным (Фиг. 2) на торцы кисти 5. Базовый рычаг 4 соединен с платформой 1 через вращательную пару 6 и с кистью через поддерживающий элемент 7. Разнесенные части 8 и 9 базового рычага 4 соединяются между собой перемычкой 10, опирающейся на кисть 5.The device for the rehabilitation of hands includes a platform 1 (Fig. 1), fixed by a supporting element 2, on the forearm 3. The base lever 4 is spaced (Fig. 2) at the ends of the brush 5. The base lever 4 is connected to the platform 1 through a rotary pair 6 and with brush through the supporting element 7. Spaced parts 8 and 9 of the base lever 4 are interconnected by a jumper 10, resting on the brush 5.

С базовым рычагом 4 соединен через вращательную пару 11 первый рычаг 12. Ось вращения пары 11 параллельна оси вращения проксимальных фаланг 13. Первый рычаг 12 опирается на проксимальные фаланги 13 и соединен с ними поддерживающим элементом 14. Первый рычаг 12 выполнен разнесенным на две части 15 и 16, соединенные перемычкой 17. С первым рычагом 12 соединен через вращательную пару 18 второй рычаг 19. Второй рычаг 19 опирается на средние фаланги 20. Положение второго 19 рычага фиксируется поддерживающим элементом 21. Второй рычаг 19 выполнен разнесенным на две части 22 и 23, соединенные перемычкой 24.The first lever 12 is connected to the base lever 4 via a rotary pair 11. The axis of rotation of the pair 11 is parallel to the axis of rotation of the proximal phalanges 13. The first lever 12 is supported by the proximal phalanges 13 and is connected to them by a supporting element 14. The first lever 12 is spaced into two parts 15 and 16 connected by a jumper 17. A second lever 19 is connected to the first lever 12 via a rotary pair 18. The second lever 19 is supported by the middle phalanges 20. The position of the second lever 19 is fixed by the supporting element 21. The second lever 19 is spaced apart Asti 22 and 23 connected by bridge 24.

Базовый рычаг 4 соединен со вторым рычагом 19 через шатун 25. Шатун 25 образует вращательные пары 26 с базовым рычагом 4 и пару 27 со вторым рычагом 19. Вращательная пара 26 располагается над кистью. Вращательная пара 27 - под средними фалангами 20. Оси вращения всех пар: 6, 11, 18, 26, 27 параллельны оси вращения проксимальных фаланг 13.The base lever 4 is connected to the second lever 19 through the connecting rod 25. The connecting rod 25 forms rotary pairs 26 with the base lever 4 and a pair 27 with the second lever 19. The rotary pair 26 is located above the brush. Rotational pair 27 is under the middle phalanges 20. The axis of rotation of all pairs: 6, 11, 18, 26, 27 are parallel to the axis of rotation of the proximal phalanges 13.

Движение базового рычага 4 обеспечивается сервоприводом 28 (Фиг. 3). Вращение первого рычага 12 реализуется от сервопривода 29.The movement of the base lever 4 is provided by a servo drive 28 (Fig. 3). The rotation of the first lever 12 is implemented from the servo 29.

Поддерживающие элементы 7, 14, 21 имеют мягкий контакт соответственно с кистью, проксимальными 13 и средними фалангами 20, допускающий их относительное движение вдоль плоскости опор поддерживающих элементов.The supporting elements 7, 14, 21 have soft contact with the brush, proximal 13 and middle phalanges 20, respectively, allowing their relative movement along the plane of the supports of the supporting elements.

Для корректировки устройства для реабилитации рук под размеры пациента используют поступательную пару 30, посредством которой изменяется длина базового рычага 4.To adjust the device for the rehabilitation of hands for the size of the patient, a translational pair 30 is used, by means of which the length of the base lever 4 is changed.

Устройство для реабилитации рук может изготавливаться по стандартному типоразмерному ряду и не иметь регулировочной поступательной пары 30.The device for the rehabilitation of hands can be manufactured according to a standard size range and do not have an adjustable translational pair 30.

Устройство для реабилитации рук работает следующим образом.A device for the rehabilitation of hands works as follows.

На руке пациента закрепляется устройство для реабилитации так, чтобы ось вращательной пары 6 была соосна оси поворота кисти 5. При этом на предплечье 3 накладывается платформа 1. Ее положение фиксируется поддерживающим элементом 2. Базовый рычаг 4 накладывается на тыльную сторону кисти 5. Положение базового рычага 4 фиксируется поддерживающим элементом 7. С использованием настроечной поступательной пары 30 корректируют длину базового рычага 4 до совпадения положения оси вращения вращательной пары 11 и оси поворота проксимальных фаланг 13. Положение базового рычага 4 фиксируется на кисти поддерживающим элементом 7. На проксимальные фаланги накладывается первый рычаг 12 так, чтобы ось вращения пары 18 была в зоне осей вращения средних фаланг 13. Производится подключение устройства для реабилитации рук к электропитанию.A rehabilitation device is fixed on the patient’s arm so that the axis of the rotational pair 6 is aligned with the axis of rotation of the brush 5. At the same time, platform 1 is superimposed on the forearm 3. Its position is fixed by the supporting element 2. The base lever 4 is superimposed on the back of the brush 5. The position of the base lever 4 is fixed by the supporting element 7. Using the training translational pair 30, the length of the base lever 4 is adjusted to match the position of the axis of rotation of the rotational pair 11 and the axis of rotation of the proximal phalanx 13. Polo The base lever 4 is fixed on the hand by the supporting element 7. The first lever 12 is superimposed on the proximal phalanges so that the axis of rotation of the pair 18 is in the region of the axis of rotation of the middle phalanges 13. The device for rehabilitation of the hands is connected to the power supply.

Устройство для реабилитации рук готово к тренировке.Hand rehabilitation device ready for training.

Работа устройства.The operation of the device.

Управление движением двигателей определяется по программе лечения, выбранной лечащим врачом.The motion control of the engines is determined by the treatment program selected by the attending physician.

При включении системы управления сервоприводом 28 производится поворот базового рычага 4 (например, против часовой стрелки) относительно платформы 1. Через поддерживающий элемент 7 движение с базового рычага передается на кисть 5 пациента. Кисть 5 пациента поворачивается на угол, задаваемый через систему управления сервоприводом 28.When you turn on the control system of the servo drive 28, the base lever 4 is rotated (for example, counterclockwise) relative to the platform 1. Through the supporting element 7, movement from the base lever is transmitted to the patient’s hand 5. The brush 5 of the patient is rotated through an angle defined through the control system of the servo drive 28.

При включении сервопривода 28 в реверсивном направлении базовый рычаг 4 через перемычку 10 воздействует на тыльную сторону кисти 5, обеспечивая ее поворот по часовой стрелке. Таким образом, осуществляется движение кисти 5 в прямом и обратном направлениях, что обеспечивает создание нагрузки на все группы мышц, обеспечивающих движение кисти в сагиттальной плоскости. Реализуются дополнительные возможности устройства, обеспечивающие тренировку с широкой группой мышц кисти.When you turn on the servo 28 in the reverse direction, the base lever 4 through the jumper 10 acts on the back of the brush 5, ensuring its rotation clockwise. Thus, the movement of the brush 5 in the forward and reverse directions is carried out, which ensures the creation of a load on all muscle groups that ensure the movement of the brush in the sagittal plane. Implemented additional features of the device, providing training with a wide group of muscles of the hand.

Тренировка мышц, обеспечивающих движение фаланг, происходит при включении сервопривода 29. При включении сервопривода 29, например, для обеспечения движения фаланг 13 и 20 по часовой стрелке, первый рычаг 12, соединенный с выходным звеном сервопривода 29, поворачивается по часовой стрелке. Первый рычаг 12 через перемычку 17 воздействует на внешние поверхности проксимальных фаланг 13, обеспечивая их поворот относительно кисти 5. Это становится возможным в связи с тем, что положение кисти 5 фиксируется от движения базовым рычагом 4.The training of the muscles that ensure the movement of the phalanges occurs when the servo 29 is turned on. When the servo 29 is turned on, for example, to ensure the phalanges 13 and 20 move in a clockwise direction, the first lever 12 connected to the output link of the servo 29 rotates clockwise. The first lever 12 through the jumper 17 acts on the outer surfaces of the proximal phalanges 13, ensuring their rotation relative to the brush 5. This becomes possible due to the fact that the position of the brush 5 is fixed from movement by the base lever 4.

Поворот первого рычага 12 приводит к увеличению расстояния между осями вращательных пар 26 и 18. В силу неизменной длины шатуна 25 это вызывает вращение второго рычага 19 по часовой стрелке. Второй рычаг 19 воздействует на внешнюю поверхность средних фаланг 20 и обеспечивает их поворот в суставах. Таким образом, от одного сервопривода 29 обеспечивается поворот одновременно проксимальных 13 и средних 20 фаланг.The rotation of the first lever 12 leads to an increase in the distance between the axes of the rotational pairs 26 and 18. Due to the constant length of the connecting rod 25, this causes the second lever 19 to rotate clockwise. The second lever 19 acts on the outer surface of the middle phalanges 20 and ensures their rotation in the joints. Thus, from one servo drive 29, the proximal 13 and middle 20 phalanges are simultaneously rotated.

Контроль угла поворота первого звена 12 обеспечивается сервоприводом 29.The control angle of rotation of the first link 12 is provided by a servo 29.

После достижения предельного угла поворота проксимальных фаланг 13, сервопривод 29 включается на вращение в противоположном направлении. Первый рычаг 12, через поддерживающий элемент 14 обеспечивает поворот проксимальных фаланг 13.After reaching the maximum angle of rotation of the proximal phalanges 13, the servo 29 is turned on for rotation in the opposite direction. The first lever 12, through the supporting element 14 provides the rotation of the proximal phalanges 13.

Жесткая рычажная конструкция обеспечивает поворот средних фаланг 20, через шатун 25, вращательную пару 27 и поддерживающий элемент 21 против часовой стрелки.Rigid linkage allows the rotation of the middle phalanges 20, through the connecting rod 25, the rotary pair 27 and the supporting element 21 counterclockwise.

Устройство для реабилитации рук обеспечивает поворот проксимальных 13 и средних фаланг 20 как по часовой, так и против часовой стрелки. Таким образом, расширяются функциональные возможности в обеспечении тренировки как сгибательных, так и разгибательных групп мышц.The device for rehabilitation of the hands provides the rotation of the proximal 13 and middle phalanges 20 both clockwise and counterclockwise. Thus, the functionality is expanded to provide training for both the flexor and extensor muscle groups.

Использование устройства для реабилитации рук позволяет одновременно обеспечивать тренировку групп мышц, реализующих движение кисти 5 и фаланг 13, 20. Данное свойство обеспечивает большие возможности для тренировки пациентов.Using the device for the rehabilitation of the hands allows you to simultaneously provide training for muscle groups that implement the movement of the hand 5 and phalanx 13, 20. This property provides great opportunities for patient training.

Claims

1. Device for the rehabilitation of hands, including a platform with a supporting element, a base lever made spaced and connected to the platform, two movable levers connected by a rotational pair, the first of which is equipped with a drive and connected to the base lever by a rotary pair with the possibility of installation coaxially to the axis rotation of the proximal phalanges of the hand, the second is kinematically connected with the base lever and is configured to connect with the phalanges of the fingers, characterized in that the platform is configured to installation through a supporting element on the forearm, the base lever is made with the ability to connect with the brush through the supporting element, and with the platform through a rotary pair and is equipped with a drive, the movable levers are made with the possibility of connecting through the supporting elements, the first lever with the proximal phalanges of the fingers, and the second with the middle phalanges of the fingers.

2. The device according to claim 1, characterized in that the kinematic connection of the second lever with the base lever is made in the form of a connecting rod connected to the base and second levers by rotational pairs with axes of rotation parallel to the axis of rotation of the base lever.