手腕关节康复训练装置的制作方法

本发明属于医疗设备技术领域，具体地说是涉及手腕关节康复训练装置。

背景技术：

偏瘫以及术后导致的手腕关节机能损害，严重影响了患者日常的生活，在后期的康复治疗对患者腕关节的机能恢复显得尤为重要，传统的康复手段主要依靠理疗师一对一服务，但是存在着理疗师人数不足、工作强度大的问题。

现有的手腕关节康复训练装置只能手腕手掌或手背屈伸的训练，训练自由度单一，无法对腕关节内收或外展自由度进行训练，影响了患者康复速度，对于手腕关节的康复而言，手腕属于一个多自由度的活动关节，仅仅训练某一方向不利于腕关节的全面康复；且对于偏瘫患者手部抓握存在一定倾角，但是现有的手腕关节训练装置的握具均为水平设置，没有考虑到部分患者手部已经不能保持正常人的水平状态，已有一定倾角，在抓握水平握具时易与握具松动、脱落，影响康复训练效果，甚至腕关节造成损伤。

另外，现有的手腕关节康复训练器在进行腕关节轴线定位不够准确，因患者手臂长度和粗细的差异导致每个患者都需要轴线对位，重复性高；且每次调节常常需要多步骤调节，手动调节困难，且轴线对位效果不佳，影响康复训练效果，甚至出现拉、压腕关节而给患者带来二次伤害。

偏瘫患者的手指往往会发生变形，呈现差异性的屈伸，那么就需要根据不同患者的手指形状选择适合患者握持的握具，但是现有的手腕关节康复训练装置都不具备根据患者的手指形状选择相应合适握具的功能，无法满足不同患者不同手型的要求，导致康复训练时患者手部与握具出现松动、脱落等现象，影响康复效果，甚至可能带来额外的损伤；当然，还面临一个问题就是如何方便快速的更换握具，来减轻医护人员的工作量，并且安装后的握具要牢靠稳定，这就需要提供一种可以快速拆装装置来方便快速的更换握具。

技术实现要素：

本发明的目的是提供手腕关节康复训练装置，其旨在解决现有的手腕关节康复器械大多以患者被动训练为主，训练模式单一，不能为患者提供主动模式肌力训练平台；手腕握持角度固定，无法满足不同患者手掌不同倾角的握持要求；手部握具无法更换或更换困难，无法满足不同患者不同手型的抓握要求；腕关节运动轴线定位困难或没有辅助定位技术，与动力轴线对位不佳，导致的康复效果欠佳甚至对腕关节造成拉、压过大等二次伤害；无法实时对患者训练参数进行记录。为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：

手腕关节康复训练装置，包括底座，手臂承托机构、握持机构、动力传输机构、检测机构和控制系统，所述底座设置有左支撑座和右支撑座，所述动力传输机构安装于右支撑座，所述握持机构通过右连接摆臂连接于动力传输机构的机械输出动力轴，所述左支撑座活动连接有与右连接摆臂对称设置的左连接摆臂，所述左连接摆臂与握持机构固连；所述手臂承托机构包含手臂承托板，所述手臂承托板下方设置有高度调节装置，高度调节装置与手臂承托板之间设置有支撑板，所述支撑板固连于高度调节装置的输出轴，所述手臂承托板分为第一手臂承托板和第二手臂承托板，所述第一手臂承托板和第二手臂承托板并排设置于支撑板上；所述握持机构包含握持组件，所述握持组件由握具和角度调节装置组成，所述角度调节装置可调节握具的角度；所述动力传输机构由负载电机、减速机和机械输出的动力轴组成；所述检测机构包含监测所述左、右连接摆臂转动角度的角度传感器和监测所述动力轴扭矩的扭矩传感器组成；所述控制系统包含控制器，控制器可通过检测机构传递的信号控制负载电机的动作。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述高度调节装置由驱动装置、导轨、沿导轨滑动的滑块组成，所述导轨下方固连有底座，所述滑块与支撑板固连，所述驱动装置可带动支撑板沿驱动装置的输出轴轴向移动。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述高度调节装置设置有零位检测装置，当所述高度调节装置下降至最低位置时触发所述零位检测装置，所述零位检测装置为控制器提供一个复位信号。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述第一手臂承托板和第二手臂承托板分别设置有第一滑动底座和第二滑动底座，所述第一滑动底座和第二滑动底座分别可滑动的设置于支撑板上，所述第一滑动底座和第二滑动底座分别设置有将其定位在支撑板上的第一定位装置和第二定位装置，所述第一滑动底座和第二滑动底座分别设置有限制其滑动范围的第一限位装置和第二限位装置。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述支撑板分别并排设置有多个与所述第一限位装置和第二限位装置相对应的第一定位窝和第二定位窝，所述第一限位装置和第二限位装置分别包含可卡设在第一定位窝和第二定位窝内的第一定位体和第二定位体、将所述第一定位体和第二定位体常压紧在第一定位窝和第二定位窝内的第一压簧和第二压簧以及可分别调节第一压簧和第二压簧压缩量的第一调节旋钮和第二调节旋钮。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述第一滑动底座和第二滑动底座分别设置有第一限位装置和第二限位装置，所述支撑板设置有与第一限位装置和第二限位装置相应的第一滑槽和第二滑槽，所述第一限位装置和第二限位装置分别由设置于第一滑动底座和第二滑动底座上的第一螺纹孔和第二螺纹孔、与第一螺纹孔和第二螺纹孔螺纹连接的第一定位顶丝和第二定位顶丝组成，所述第一定位顶丝和第二定位顶丝端部可分别旋入第一滑槽和第二滑槽内，且与第一滑槽和第二滑槽间隙配合。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述角度调节装置包含固定环以及活动连接与所述固定环上的调节环，所述调节环与所述固定环同轴且可绕该轴转动，所述角度调节装置还包含有定位装置，所述定位装置可将调节环定位阻止其转动，所述调节环外周面上均布有连续的凸起，所述定位装置包含定位杆，所述定位杆卡在两相邻的凸起之间，所述定位杆设置有尺寸稍大于凸起的凹槽，移动所述定位杆使所述凹槽与凸起相对时，所述凸起可从该凹槽通过，所述固定环和限位环上分别设置有与所述定位杆相应的安装孔和限位孔，所述定位杆仅能在安装孔和限位孔内活动，所述安装孔内设置有将所述凹槽常顶离与所述凸起相对位置的压簧。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述手腕关节康复训练装置设置有辅助所述手臂承托机构进行高度调节的定位光束发射器，所述定位光束发射器射出的光束与所述动力轴轴线重合。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述动力传输机构设置有对所述动力轴转动角度进行机械限位的上限角度限位组件和下限角度限位组件，所述上限角度限位组件和下限角度限位组件的限位范围可调节。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述调节环设置有快速拆装组件，所述握具可拆卸的安装于快速拆装组件上。

具体的，所述快速拆装组件包括固定座、滑动拨叉、止动棘爪、盖板，所述固定座设置有棘爪转轴、容纳所述滑动拨叉和所述止动棘爪的空腔，所述空腔包含供所述滑动拨叉滑动的滑轨，所述滑轨内设置有拨叉压簧，其将所述滑动拨叉常向远离拨叉压簧方向弹压，所述止动棘爪为半圆环状结构，握具嵌入止动棘爪内，所述止动棘爪上设置有与所述棘爪转轴相配合的转轴孔，所述棘爪转轴上安装有将所述止动棘爪常向开口侧弹压转动的扭簧，所述止动棘爪一端设置有卡接部，所述滑动拨叉上设置有卡口，所述卡接部卡紧在所述卡口上，阻止所述止动棘爪在所述扭簧作用力下转动。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述左支撑座设置有操纵按钮组件，所述操纵按钮组件包含按钮。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：手臂托板可以根据患者的手臂粗细进行高度调节，同时设置有第一手臂托板和第二手臂托板，可根据不同患者的手臂长度调节第一手臂托板的距离，且第一手臂托板可灵活的进行调节，可以更好的适应患者的手臂。

调节环的设计实现了腕关节两个自由度的切换（外展/内收自由度和掌屈/背屈自由度），通过握具角度调节机构进行调节，当调节角度为90°时候，就将水平设置的握具调节成外展/内收自由度运动，实现两个自由度的切换，目前两个自由度的腕关节训练设备，需要两个执行器（如两个电机），相比起来，装置零件更少、结构更精简；针对部分患者手部存在倾角问题，任意角度的调节可以满足他们的康复训练需求。

并且该握持机构的握具采用快速拆装组件进行安装，实现针对不同患者的手型方便快速的更换相应的握具。

检测机构可以采集患者的运动数据并将数据传递至控制器，控制器根据这些运动数据为患者提供适应性的训练，还设置有机械结构的上限角度限位组件和下限角度限位组件，防止在训练过程中控制系统故障而导致患者手腕受伤，训练更合理，而且更安全可靠。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是上、下限角度限位组件结构示意图。

图3是动力传输机构结构示意图。

图4是手臂承托机构整体结构主视图。

图5是手臂承托机构整体结构右视图。

图6是手臂承托机构整体结构后视图。

图7是高度升降装置结构示意图。

图8是第一定位装置和第一限位装置放大结构示意图。

图9是握持机构架构示意图。

图10是调节环结构示意图。

图11是定位装置结构示意图。

图12是快速拆装组件内部结构示意图。

图13是快速拆装组件结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于已给出的实施例，本领域普通技术人员在未做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

见图1-2，手腕关节康复训练装置，包括底座200，手臂承托机构100、握持机构400、动力传输机构300、检测机构和控制系统，底座200设置有左支撑座530和右支撑座330，动力传输机构300安装于右支撑座330，握持机构400通过右连接摆臂510连接于动力传输机构300的机械输出动力轴380，左支撑座530活动连接有与右连接摆臂510对称设置的左连接摆臂520，左连接摆臂520与握持机构400固连。

见图4，手腕关节康复训练装置的手臂承托机构，包括手臂承托板，手臂承托板下方设置有高度调节装置120，高度调节装置120与手臂承托板之间设置有支撑板130，支撑板130固连于高度调节装置120的输出轴，手臂承托板分为第一手臂承托板140和第二手臂承托板150，第一手臂承托板140和第二手臂承托板150并排设置于支撑板130上，且第一手臂承托板140和第二手臂承托板150可相向或相背线性移动。

进一步的，见图7，高度调节装置120由驱动装置、导轨127、沿导轨127滑动的滑块125组成，导轨127下方固连有底座110，滑块125与支撑板130固连，驱动装置的输出轴123为丝杆，推杆124内设置有螺母1241，输出轴123与螺母1241螺纹连接，输出轴123转动时，推杆124沿输出轴123轴向线性移动；支撑板130底部设置有与，推杆124相配合的方形凹槽135，推杆124卡接与该方形凹槽135内，推杆124与支撑板130通过连接螺栓128固定连接，带动支撑板130沿驱动装置的输出轴124轴向移动。

进一步的，驱动装置包括电机160，电机160通过电机支架163固连在底座110上，电机轴161通过联轴器162与传动轴122固连，传动轴122转动可带动输出轴123上下移动。

优选的，见图5、图6，滑块125固连有拨杆126，导轨127上设置有微动开关190，当滑块125下移到最低位置时，拨杆126压动微动开关190的触头，微动开关190为控制器提供一个复位信号，控制器将该位置重置为零点。

进一步的，见图5、图6、图8，第一手臂承托板140和第二手臂承托板150分别设置有第一滑动底座172和第二滑动底座182，第一滑动底座172和第二滑动底座182分别套设在支撑板130上，且与支撑板130间隙配合。

具体的，第一滑动底座172和第二滑动底座182分别设置有第一定位装置170和第二定位装置180。支撑板130分别设置有与第一定位装置170和第二定位装置180相对应的第一定位窝131和第二定位窝（附图中未示出）。

第一定位窝131并排设置有多个，第一定位装置170包含可卡设在第一定位窝131内的第一定位体175，以及将第一定位体175常压紧在第一定位窝131内的第一压簧174。

第一定位装置170和第二定位装置180还分别包含第一调节旋钮171和第二调节旋钮181。

具体的，第一调节旋钮171可使第一压簧174释放或压紧第一定位体175，从而使第一定位体175从第一定位窝131中脱出，就可以移动第一滑动底座172调节位置，或者将第一定位体175压紧在第一定位窝131内将第一滑动底座172定位。

第一调节旋钮171螺纹连接有连接管173，第一压簧174设置于连接管173内，第一压簧174一端抵在第一定位体175上，另一端抵紧在第一调节旋钮171上，连接管173由顶紧螺丝176限位在第一滑动底座172上设置的安装孔内，正反向旋动第一调节旋钮171可使第一压簧174压缩或放松，从而改变第一定位体175上的压力，即改变第一限位体175从第一定位窝131中移出的难易程度。

需要说明的是，第二定位装置180与第一定位装置170结构与原理均相同，（附图中未示出），但是二者在本发明中所起的作用不同，第一定位装置170用于调节第一承托板140到合适位置，在下一次调节前对第一承托板140的位置进行定位，避免其随便移动；而第二定位装置180的作用是患者在进行锻炼的时候，手腕活动到一定程度，手腕上活动角度逐渐增加，手腕上的作用力会产生一个将手臂向后推的作用力，当手腕活动的角度增加，将使手臂向后推的分力也在增加，当这个分力足够大时，手臂会带动第二承托板180向第一承托板170移动，减小手臂与手腕的夹角，那么也就是起到手腕活动角度和活动力限制保护的作用，防止在康复训练时手腕受伤。

同理，手腕关节在向上拉伸的时候与作用力压缩相反，那么就会带动手臂以及第二托臂板150向前滑动，防止在患者康复训练时手腕受伤。

另外，对于一些需要进行动态牵伸康复训练的患者，手腕关节处适当的挤压和拉伸会提高其舒适性，那么就可以旋动第二调节旋钮181，增大第二压簧的压缩量，那么移动第二托臂板150就变得非常困难，相当与第二托臂板150固定与支撑板130上，那么就可以手腕关节的挤压和拉伸的时候第二托臂板150不会滑动。

需要说明的是，第一承托板140和第二托臂板150水平移动的力的大小可分别通过第一定位装置170和第二定位装置180上的第一调节旋钮171和第二调节旋钮181进行调节。

进一步的，见图6、图8，第一滑动底座172和第二滑动底座182分别设置有第一限位装置177和第二限位装置183，支撑板130设置有与第一限位装置177和第二限位装置183相应的第一滑槽132和第二滑槽133。

具体的，第一限位装置177和第二限位装置183分别由设置于第一滑动底座172和第二滑动底座182上的第一螺纹孔1721和第二螺纹孔1821、与第一螺纹孔1721和第二螺纹孔1821螺纹连接的第一定位顶丝1771和第二定位顶丝1831组成，第一定位顶丝1771和第二定位顶丝1831端部可分别旋入第一滑槽132和第二滑槽133内，且与第一滑槽132和第二滑槽133间隙配合，从而将第一滑动底座172和第二滑动底座182限位在支撑板130上，避免在调节过程中第一滑动底座172和第二滑动底座182从支撑板130上滑出。

工作过程为：

首先，患者手臂放在第一手臂承托板140和第二手臂承托板150上，接通电源。

然后，参照光束发射出的轴线通过按钮控制高度升降装置120内的驱动装置运转，带动支撑板130进行高低调节到合适高度。

其次，根据患者手臂长度调节第一手臂承托板140，因为事先已经调解第一调节旋钮171将第一压簧174的压缩量调节到合适大小，那么这时只需要前后拉动第一承托板140即可进行调节，调节结束后第一定位体175则移动到下一个第一定位窝131内继续定位，调节完成。

见图9，手腕关节康复训练装置的握持机构，包括底座200，底座200上设有握持组件和驱动组件300，驱动组件300连接有机械输出的动力轴380，动力轴380连接握持组件，所述握持组件400由握具600和角度调节装置400组成。

见图10，具体的，角度调节装置400可调节握具600的角度，角度调节装置400包含固定环420、固连在固定环一侧的限位环410以及可转动设置于固定环420和限位环410之间调节环430。

优选的，固定环420设置有接纳调节环的环槽422，调节环430嵌入到所述环槽422内，所述限位环410安装于调节环430外侧，限制调节环430移出环槽422。

进一步的，角度调节装置还包含有定位装置440，定位装置440可将调节环430定位阻止其转动。

具体的，调节环430外周面上设置有连续的齿形凸起431，定位装置440包含定位杆442，所述定位杆442卡在两相邻的齿形凸起431之间。

见图11，定位杆442设置有尺寸稍大于齿形凸起的凹槽4421，移动所述定位杆442使所述凹槽4421与齿形凸起431相对时，所述齿形凸起431可从该凹槽4421通过，这样就可以转动调节环430，固定环420和限位环410上分别设置有与所述定位杆442相应的安装孔421和限位孔411，所述定位杆442仅能在安装孔421和限位孔411内活动。

安装孔421内设置有将所述凹槽4421常顶离与所述齿形凸起431相对位置的压簧443，定位杆442一端设置有压簧固定座4422，另一端固连有按压块441，下压按压块441可将凹槽4421移动至与齿形凸起431相对位置，转动调节环430调节角度，释放按压块441，凹槽4421移出与齿形凸起431相对的位置，定位杆442在压簧443的弹力作用下重新卡在两相邻的齿形凸起431之间，将调节环430定位无法转动。

见图12-13，进一步的，调节环430上设置有握具连接部431，握具连接部431上设置有快速拆装组件700，握具600卡紧在该快速拆装组件700内。

具体的，快速拆装组件700包括固定座710、滑动拨叉720、止动棘爪730、盖板760，固定座设置有棘爪转轴770、容纳滑动拨叉720和止动棘爪730的空腔780，空腔780包含供滑动拨叉720滑动的滑轨，滑轨内设置有拨叉压簧750，其将滑动拨叉720常向远离拨叉压簧750，止动棘爪730为半圆环状结构，握具600嵌入在该半圆环内，止动棘爪730上设置有与棘爪转轴770相配合的转轴孔732，棘爪转轴770上安装有将止动棘爪730向开口711侧转动的扭簧740，止动棘爪730一端设置有卡接部731，滑动拨叉720上设置有卡口721，卡接部731卡紧在卡口721上，阻止止动棘爪730在扭簧作用力下转动。

具体拆装过程，拆卸步骤，握具600被止动棘爪730卡紧，向右扳动（箭头方向）滑动拨叉720（虚线位置），卡口721与卡接部731分离，止动棘爪730在扭簧740的作用下向开口711转动，滑动拨叉720被拨叉压簧750弹压至初始位置，从而将握具600暴露于开口711（虚线位置），便可方便的将握具600从快速拆装组件拆除。

安装步骤与拆卸步骤相反，将握具600从开口711压入，克服扭簧740的扭力，止动棘爪730反向转动，直至卡接部731被卡口721卡紧，握具600安装完成。

见图1，左支撑座530设置有定位光束发射器910，定位光束发射器910射出的光束与动力传输机构300的动力轴380轴线重合，这样设置的目的是为了辅助高度调节装置进行调节，设定为这一轴线的高度为手腕握持最佳的位置，将手臂防止在手臂托板上，定位光束发射器910发出的光束打在手臂上形成一个亮点，调节手臂托板的高度使这个亮点位于手臂的中线上，则将手臂的高度调节到最佳位置；同时医师可根据亮点位置前后调整患者手臂放置，使得患者腕关节轴线与动力轴380轴线基本重合，以达到最佳的康复效果。

需要说明的是，光束发射器910内部设置有激光模组（为现有技术），调整激光模组发射出的光线与动力轴380的轴线重合。

见图1-3，动力传输机构300设置有对左右连接摆臂转动角度进行机械限位的上限角度限位组件320和下限角度限位组件310，上限角度限位组件320和下限角度限位组件310分别由与动力轴380同轴设置的上限位套环321和下限位套环311，上限位套环321和下限位套环311的周面分别设置有上限位部322和下限位部312，右连接摇臂510上设置有档杆511，右连接摇臂510到达上限转动角度或下限转动角度时，上限位部322和下限位部312可抵挡档杆511，限制右连接摇臂510继续转动。

右支撑座330具有与动力轴380同轴的圆形连接盘331，连接盘331上设置有若干定位孔332，上限位套环321和下限位套环311上分别设置有上限锁定装置和下限锁定装置（附图中未示出），上限锁定装置包含有调节拉块323和锁紧杆324，上限位套环321设置有与锁紧杆324间隙配合的导向孔3211，导向孔3211内设置有锁紧压簧325，锁紧杆324上设置有锁紧压簧固定座3231，锁紧杆324一端依次穿过锁紧弹簧325、导向孔3211后与调节拉块323固连，锁紧弹簧325常将锁紧杆324向定位孔332，向外拉动调节拉块323使锁紧杆324脱离定位孔332就可转动上限位环套321调节右连杆摇臂510的转动角度上限。

需要说明的是，下限锁定装置与上限锁定装置结构和原理相同。

见图1，左支撑座530设置有操纵按钮组件800，操纵按钮组件800由握持部810和操纵按钮820组成，操纵按钮820设置于握持部810顶部，握持部810由挂靠支架540固定在左支撑座530上。

见图3动力传输机构300主要由动力电机340、谐波减速机350、机械输出的动力轴380以及中间连接件组成，动力电机340和谐波减速机350固连后通过减速机连接法兰370固连在右支撑座330上，减速机连接法兰370上半部设置为缺口371，减速机减速法兰370内安装有检测动力轴380扭矩的扭矩传感器360，缺口371为扭矩传感器360的信号传输线361提供活动通道。

见图1，左支撑座530设置有监测左连接摆臂520转动角度的角度传感器900，角度传感器900优选为霍尔角度传感器，其包含霍尔元件、磁钢以及由左连接摆臂520带动同步转动的磁钢安装支架。

控制系统包含控制器（附图中未示出），扭矩传感器360、角度传感器900操纵按钮820、微动开关190以及高度调节开关（附图未示出）可将检测信号和控制信号传递至控制器，从而根据这些检测信号和控制信号控制动力电机以及高度调节装置的动作

具体的，首先，高度调节开关控制控制器对手臂托板高度调节，电机160内设置有编码器，通过编码器的信号控制器获取电机160转子转动的圈数，从而计算出高度调节装置上升或下降的距离，每更换一个病人需要控制高度控制装置触发微动开关190将控制器内的位置进行复位，确定零点，然后再进行高度调节，以使准确的位置信息存储在控制器内。

然后，对患者的手腕关节承受力进行一个评估，包括手腕关节活动的极限范围和承受力的大小，患者一手握住握持部810，拇指放在操纵按钮820上，另一只手臂放在手臂托板上，手握住握具600，握持组件开始活动，扭矩传感器360、角度传感器900将相应的信息传递给控制器，当手腕活动到承受力极限时，按动一下操纵按钮820，控制器记录当前的最大转动角度值，同时连接摇臂带动握持机构以及手腕向相反方向转动，当达到手腕活动承受力极限时，再按动一下操纵按钮820，控制器记录另一方向当前的最大转动角度值，这两次记录的角度范围就是患者的极限活动范围。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。