手指康复训练装置的制作方法

本实用新型涉及医疗器械，特别涉及一种手指康复训练装置。

背景技术：

人类生活90％的工作都由手部完成，因而手部功能对于人的日常生活至关重要。然而庞大的工作量，也使得手部是人体最易受伤害的部位。在所有工伤中，手部损伤大约占四分之一左右。手部受伤后往往康复周期长，对完成精细动作的功能恢复多不理想，严重影响了患者的生活质量。如何促进伤后手的功能康复，已成为一个热门的研究话题。1960年，加拿大骨科医生Robert Salter[1][2]提出了连续被动活动康复疗法(Continuous Passive Motion，简称CPM)。其主要理论为通过外力带动患肢做长时间、大范围的被动活动，促进患肢血液循环，阻止病患关节僵硬与肌肉萎缩，以达到加速康复的目的。CPM疗法已被证实疗效显著，可以有效加快手部康复速度。但是这种高重复性、高劳动强度的康复方法，对理疗师提出了很高要求。为了应对这个问题，机器人及其相关技术被应用到手部康复中，通过手指康复训练器代替理疗师，驱动患者手指各关节进行被动运动，促进手部功能康复。现有的手指康复训练器有多种，目前主流使用的手指康复训练器有两种，一种是由外骨骼结构和显示器组成，患者根据显示器的提示按照一定方向转动手腕、手指关节，必要时外骨骼会进行协助，这种训练器的优点是使用方便，装置结构简单，成本低，缺点是手指部位只具备一个自由度，四指只能做相同运动，而不能对每根手指进行独立的康复训练。另一种是由外骨骼结构和测量装置组成，患者受伤的手指穿戴外骨骼结构，另一支健全的手则穿戴数据手套，数据手套将采集到的角度信息传递给控制系统，驱动佩戴外骨骼结构的患肢也产生相应运动，这种手指康复训练器的有点是外骨骼结构的自由度高，每根手指具有3个自由度，其缺点是体积庞大，重量较重，目前只能固定在基座上工作，系统的便携性不高。总而言之，现有的手指康复训练器，要么结构简单，自由度低，要么结构复杂，便携性差，因而适用性有限。此外，不同患者的手部尺寸通常有所不同，有些手指较粗，有些手指较细，有些手指较长，有些手指较短，而常规的手指康复训练器无法适应不同患者的手部，当尺寸不相符时，便会佩戴不舒服。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种可适应不同尺寸的手部，并且可提高手指运动自由度，结构简单，便于携带的手指康复训练装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种手指康复训练装置，其特征在于，其包括手掌部和五组手指部，所述手掌部包括用于套设在手掌上的手掌套，所述手指部分别包括一个可套设在手指上的第一指套和第二指套，所述第一指套用于套设在近指骨对应的手指部位上，所述第二指套用于套设在中指骨对应的手指部位上，在所述第一指套上设有第一支撑座，在所述第二指套上设有第二支撑座，在所述手掌套的对应手背部分的位置上分别设有五个与五个手指相对应的第三支撑座，在第一支撑座与第三支撑座之间设有第一连杆和第二连杆，在第一支撑座与第二支撑座之间设有第三连杆和第四连杆，所述第一连杆的一端与第三支撑座铰接，该第一连杆的另一端与第二连杆铰接，所述第二连杆的另一端则与所述第一支撑座铰接，所述第三连杆的一端与所述第一支撑座铰接，该第三连杆的另一端则与所述第四连杆铰接，所述第四连杆的另一端则与所述第二支撑座铰接，在所述第二连杆和第三连杆上设有相互啮合的齿轮对，所述齿轮对位于所述第一支撑座上，在所述第三支撑座上分别设有一个用于驱动手指弯曲的第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端分别连接有牵引杆，所述牵引杆的另一端则分别与所述第一连杆的中部连接。

所述第三支撑座与所述手掌套转动连接，在所述第三支撑座的底部分别设有一个用于驱动手指张合的第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端分别与所述第三支撑座固定连接，其可驱动所述第三支撑座相对所述手掌套转动。

在所述第一支撑座上设有平行间隔的第一转轴和第二转轴，所述第二连杆和第三连杆的端部分别套设于所述第一转轴和第二转轴上，在所述第一转轴上套设有主动轮，在所述第二转轴上套设有从动轮，所述主动轮和所述从动轮相互啮合，当所述第二连杆在第一连杆的作用下转动时，所述主动轮带动所述从动轮转动而带动所述第三连杆转动。

在所述第一指套、第二指套和手掌套的内侧表面设有可充气的气囊，在所述手掌套上设有充气装置，所述充气装置通过气管与所述气囊分别贯通连接，在所述气囊内分别设有压力传感器，所述压力传感器与所述充气装置联动连接，当所述压力传感器检测到手指与气囊之间的压力值达到预设值时，所述压力传感器联动所述充气装置停止向所述气囊内充气。

在所述第三支撑座上设有角度传感器，该角度传感器与所述第二驱动电机联动连接；在所述第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆上分别设有位移传感器，所述位移传感器与所述第一驱动电机联动连接。

所述第一连杆的长度为38～42mm,所述第二连杆的长度为23～27mm,所述第三连杆的长度为28～32mm,所述第四连杆的长度为23～27mm，所述主动轮与所述从动轮的齿数比为2:1。

本实用新型的有益贡献在于，其有效解决了上述问题。本实用新型通过设置可穿戴在手掌上的手掌套和穿戴在手指上的指套，并在手掌套和指套内设置可充气的气囊，从而使得其可适应不同胖瘦的手部进行使用，进而提高使用舒适性。此外，由于手掌套、第一指套和第二指套之间是通过连杆机构连接，因而其可适应不同手指长度的患者进行使用，并且提高手指运动的自由度。本实用新型通过在各第三支撑座上分别设有可牵动第一连杆运动的第一驱动电机，使得患者的各个手指均可进行弯曲动作，进而可提高手指运动的自由度。此外，本实用新型的第三支撑座与手掌套转动连接，其在第二驱动电机的作用下，可使患者的手指进行张合动作，进而提高手指运动的自由度。本实用新型的手指康复训练装置不仅可适应不同患者的不同尺寸的手部进行训练，而且可使患者的每根手指被动进行不同程度的弯曲和张合，从而大大提高手指运动的自由度，满足手指康复的实际需求。本实用新型的手指康复训练装置具有很强的实用性，宜大力推广。

【附图说明】

图1是本实用新型的手指康复训练装置的简单结构示意图。

图2示出了单根手指穿戴指套时的原理结构示意图。

【具体实施方式】

下列实施例是对本实用新型的进一步解释和补充，对本实用新型不构成任何限制。

如图1～图2所示，本实用新型的手指康复训练装置包括一个手掌部和五组手指部。所述手掌部用于套在患者手掌上，所述手指部用于套在患者五个手指上。所述手掌部包括手掌套1。所述手掌套1的大小使得其可满足不同手掌大小的患者使用。每组手指部分别包括一个第一指套2和一个第二指套3。所述第一指套2用于套设在近指骨对应的手指部位上，所述第二指套3用于套设在中指骨对应的手指部位上。所述第一指套2和第二指套3呈圆环型，其使得手指可穿过而将指套套设在手指相应部位上。所述第一指套2和第二指套3的大小使得其可满足不同手指粗细的患者使用。为适应各患者手部的不同尺寸，本实施例中，在所述手掌套1、第一指套2和第二指套3的内侧表面分别设有可充气的气囊，所述气囊通过气管与充气装置贯通连接。在各气囊内还分别设有压力传感器，所述压力传感器分别与所述充气装置联动连接。患者佩戴前，气囊内未充气，此时可将手掌套1和第一指套2、第二指套3分别套设在患者手部的手掌和手指上，然后启动充气装置向所述气囊内充气，当气囊充气到其可包覆住患者手掌和手指时，此时所述压力传感器感受到手指和手掌的压力，所述压力传感器联动所述充气装置停止充气，从而使得其可自适应不同尺寸的手部进行使用。

由于不同患者的手指长度各有不同，为使得本实用新型的手指康复训练装置适应不同手指长度的患者进行使用，本实施例中，在所述第一指套2上设有第一支撑座4，在所述第二指套3上设有第二支撑座5，在所述手掌套1的对应手背部分的位置上分别设有五个与五个手指相对应的第三支撑座6；在第一支撑座4与第三支撑座6之间设有第一连杆7和第二连杆8，在第一支撑座4与第二支撑座5之间设有第三连杆9和第四连杆10；所述第一连杆7的一端与第三支撑座6铰接，该第一连杆7的另一端与第二连杆8铰接，所述第二连杆8的另一端则与所述第一支撑座4铰接；所述第三连杆9的一端与所述第一支撑座4铰接，该第三连杆9的另一端则与所述第四连杆10铰接，所述第四连杆10的另一端则与所述第二支撑座5铰接。所述第一支撑座4垂直固定连接于所述第一指套2的外侧表面，所述第二支撑座5垂直固定连接于所述第二指套3的外侧表面，所述第三支撑座6垂直固定连接于所述手掌套1的外侧表面。所述第一连杆7、第二连杆8、第三连杆9、第四连杆10、第一支撑座4、第二支撑座5、第三支撑座6之间可通过公知的方式进行铰接。为使得第二连杆8转动时能驱动所述第三连杆9和第四连杆10转动，本实施例中，在所述第一支撑座4上设有平行间隔的第一转轴12和第二转轴13，所述第二连杆8的一端套设在第一转轴12上而与第一支撑座4铰接，所述第三连杆9的一端套设在第二转轴13上而与第一支撑座4铰接。在所述第一转轴12上设有主动轮14，在所述第二转轴13上设有从动轮15，所述主动轮14与所述从动轮15相啮合，从而使得第一连杆7转动时，主动轮14带动从动轮15转动，从而驱动第三连杆9和第四连杆10运动。

为使手指被动运动，本实施例中，在五个第三支撑座6上分别设有一个用于驱动手指弯曲的第一驱动电机。所述第一驱动电机的输出端分别连接有牵引杆11，所述牵引杆11的另一端则分别与所述第一连杆7的中部连接，从而可通过第一驱动电机而牵引所述牵引杆11，从而使得所述第一连杆7绕第三支撑座6转动。当所述第一连杆7绕所述第三支撑座6转动时，所述第一指套2在第二连杆8的作用下而运动；同理，所述第三连杆9在第二连杆8的带动下而转动，从而可带动第二指套3运动。通过控制所述第一驱动电机，便可通过所述第一指套2和第二指套3而使手指被动弯曲进行训练。为避免手指过度弯曲而造成伤害，在所述第一连杆7、第二连杆8、第三连杆9、第四连杆10上分别设有位移传感器，所述位移传感器与所述第一驱动电机联动连接，当所述位移传感器检测到手指运动到极限位置时，所述第一驱动电机停止工作。

所述第一连杆7的长度为38～42mm,所述第二连杆8的长度为23～27mm,所述第三连杆9的长度为28～32mm,所述第四连杆10的长度为23～27mm，所述主动轮14与所述从动轮15的齿数比为2:1。本实施例中，所述第一连杆7的长度优选为40mm,所述第二连杆8的长度优选为25mm,所述第三连杆9的长度优选为30mm,所述第四连杆10的长度优选为25mm，所述主动轮14的齿数优选为20，所述从动轮15的齿数优选为10。需说明的是，连杆的长度是指首尾两端铰接点之间的长度距离。

为增加自由度，使患者手指进行张合运动，本实施例中，所述第三支撑座6与所述手掌套1转动连接，在所述第三支撑座6的底部分别设有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端分别与所述第三支撑座6连接，在所述第二驱动电机的驱动下，所述第三支撑座6可相对所述手掌套1进行转动，从而通过第一指套2和第二指套3带动患者手指进行张合运动。为防止手指过度张合，在所述第三支撑座6上分别设有角度传感器，所述角度传感器分别与所述第二驱动电机联动连接，当所述角度传感器检测到所述第三支撑座6转动至极限位置时，所述第二驱动电机停止驱动。

藉此，便形成了本实用新型的手指康复训练装置。使用时，将手掌套1套在患者手掌上，将五组第一指套2和第二指套3分别套在患者的五个手指上，然后开启充气装置，使第一指套2、第二指套3和手掌套1内的气囊充气，使气囊充盈到可适应患者的手指及手掌。由于在第一指套2、第二指套3及手掌套1内设有可充气的气囊，因而本实用新型的手指康复训练装置可适应不同胖瘦的手部。由于手掌套1、第一指套2和第二指套3之间是通过连杆机构连接，第一指套2和第二指套3之间的距离可被调整，因而其可适应不同手指长度的患者进行使用，并且提高手指运动的自由度。由于在各第三支撑座6上分别设有可牵动第一连杆7运动的第一驱动电机，因而患者的各个手指均可进行弯曲动作，提高手指运动的自由度。此外，由于第三支撑座6与手掌套1转动连接，其在第二驱动电机的作用下，可使患者的手指进行张合动作，进而提高手指运动的自由度。本实用新型的手指康复训练装置不仅可适应不同患者的不同尺寸的手部进行训练，而且可使患者的每根手指被动进行不同程度的弯曲和张合，从而大大提高手指运动的自由度，满足手指康复的实际需求。

尽管通过以上实施例对本实用新型进行了揭示，但是本实用新型的范围并不局限于此，在不偏离本实用新型构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。