一种手部康复训练装置的制作方法

本发明属于医疗康复训练器械技术领域；具体的说是涉及一种手部康复训练装置。

背景技术：

目前，脑血管疾病引发的中风偏瘫、工伤、手术所致的肢体功能障碍，严重影响了患者的日常生活，为了解决患者的医疗疾病，恢复患者的劳动和生活能力,现在人们越来越接受采用康复训练机器人进行康复训练的医疗方式，但目前上肢训练机器人还缺少针对与人体手臂末端的训练，独立的手部训练设备由于功能不全，捆绑手指后极易脱落，达不到康复训练效果；通常患者手部的训练原则是练伸不练屈，基于这一原理，开发设置有康复效果的手部训练机器人，如申请号201610291528.8专利中所设置的康复训练手部装置，但是该手部训练装置由于患者手部在康复训练过程中放置繁琐，且其手指无恒定压力挤压效果，康复患者的拇指在训练过程中极易脱落，给患者的手部康复训练带来了很多的不便。

技术实现要素：

本发明的发明目的：

主要是为了克服现有技术中的手部康复设备患者手部放置调整不方便、固定不稳定、易脱落、且使用不灵活、手部康复训练功能不足的技术问题，提出一种能同时满足适用于不同患者的左右手使用的，并完善患者手部精细动作康复训练的一种手部康复训练装置。

本发明的技术方案为：

提供了一种手部康复训练装置，包括装置动力座本体，在动力座本体的内部设置有伺服电机，在伺服电机的一端设置有编码器，在装置动力座本体的后端部设置有与伺服电机另一端相连接的主动齿轮，在主动齿轮端部一侧还设置有与主动齿轮相匹配的从动齿轮；在装置动力座本体的前端通过铰接设置有手背靠板，在装置动力座本体的内部伺服电机的侧端还设置有与从动齿轮相连接配合的传动丝杠，在传动丝杠上还设置有丝杠螺母，在丝杠螺母外设置有与其相匹配的丝杠螺母座；在丝杠螺母座与手背靠板之间设置有短连杆，短连杆的两端分别与丝杠螺母座和手背靠板铰接固定；在手背靠板的上方设置有直线导轨，该直线导轨通过直线导轨支板与手背靠板连接固定，在直线导轨的上部还设置有连接底板，在连接底板的下部设置有与直线导轨相匹配组成滑动副的直线导轨滑块，该直线导轨滑块通过连接螺钉与连接底板固定连接，在连接底板的两端还设置有相互对称布置的长连杆，该长连杆的一端与连接底板铰接固定，另一端铰接固定在装置动力座本体的上部；在连接底板的两侧还设置有相互对称的上连接杆，在上连接杆的上部通过压板弹簧连接设置有压板，在压板的前端通过铰接螺钉连接有推手指连接板，在推手指连接板的两侧设置有相互对称的槽型长孔；在槽型长孔内设置有摩擦轮支架，在摩擦轮支架内设置有摩擦轮，摩擦轮设置在手背靠板的下方。

在上连接杆的下部还通过导套固定设置有横板结构的拇指连接板，在拇指连接板的两端设置有相互对称布置的拇指推杆，在拇指推杆上均设置有弧形长孔导向槽，拇指连接板的两端均通过滑动副与弧形长孔导向槽相连接；在拇指推杆的中间位置处还设置有与手背靠板相连接的转动副。

在丝杠螺母的上方和下方均设置有导向光轴，丝杠螺母座滑动连接设置在导向光轴上。

在摩擦轮上还包裹设置有带凸起的乳胶垫。

在装置动力座本体上还设置有霍尔支架，在霍尔支架上设置有霍尔元件。

在装置动力座本体的下部还设置有腕部护罩，在腕部护罩上开设有绷带连接孔，在装置动力座本体的前端和两侧还分别设置有手部护罩和电机护罩。

所述的推手指连接板为龙门架式结构。

在压板的后部还安装设置有凸轮锁紧推板，在凸轮锁紧推板的下部设有锁紧凸轮，在锁紧凸轮上设置有锁紧啮合齿一，在推手指连接板的后端部设置有与其相匹配的锁紧啮合齿二；在凸轮锁紧推板与连接底板之间还设置有锁紧弹簧体。

在推手指连接板上槽型长孔的下方还设置有相互对称的齿条块，在摩擦轮支架的两端设置有与齿条块相匹配的调整齿轮，在调整齿轮的外端连接设置有手长调整手轮。

在调整齿轮上还设置有与其相匹配的手长锁紧块。

本发明的有益效果是：

1.本发明的手部康复训练装置设计结构简单方便，主要由两个连杆滑块机构构成，通过短连杆的移动和转动实现腕关节屈伸、四指关节屈伸、拇指关节的屈伸，功能非常全面，适合不同阶段病人使用。

2.该康复训练装置通过挤压推平四指、拉伸拇指的方式使患者手部完全舒展进行手部康复训练，其克服了现有设备的手部固定不稳定、易脱落、使用不灵活、手部康复训练功能等不足的技术问题，进一步完善了患者手部精细动作康复训练的需求。

3.本发明的手部康复训练装置，具有手指长度调节，手掌厚度调节功能，有效的满足于不同病人不同病肢尺寸方面的需求。

4.本发明的手部康复训练装置，可以实现一台机械手对患者左手和右手的替换恢复锻炼，克服了目前大部分康复机械手只能实现单侧病肢的康复锻炼，或者更换部件繁琐的问题，大大节约了治疗成本，并且提高了康复机器人的适用性。

5.本发明的手部康复训练装置，通过推手指连接板与压板间的翻转开合机构，解决了患者手部放置复杂繁琐的问题，并且通过单向凸轮细牙调整锁紧机构实现了根据患者手部不同厚度快捷调整，牢固锁紧。

6.本发明的手部康复训练装置，通过齿轮齿条结构实现了对患者不同手长的长度无级调整，锁紧为两档式结构方便快捷。

7.本发明的手部康复训练装置，通过使用直线导轨作为导向，运行更加平滑可靠，阻力更小。

8.本发明的手部康复训练装置，通过在压板与连接底板间使用压板弹簧，可以获得一个对患者手指持续稳定范围的压力，有利于保护患者。

9.本发明的手部康复训练装置在运动过程中噪音小，康复力矩大，有效的实现了病人手部关节的灵活康复运动，为病人的康复和生产生活能力的恢复提供了强有力的保证。

附图说明

图1为本发明的侧视结构示意图一；

图2为本发明的侧视结构示意图二；

图3为本发明的仰视结构示意图；

图4为本发明的凸轮锁紧推板部位的结构示意图。

图中；1为动力座本体；2为伺服电机；3为编码器；4为主动齿轮；5为从动齿轮；6为手背靠板；7为传动丝杠；8为丝杠螺母；9为丝杠螺母座；10为短连杆；11为直线导轨；12为直线导轨支板；13为连接底板；14为直线导轨滑块；15为长连杆；16为上连接杆；17为压板弹簧；18为压板；19为推手指连接板；20为槽型长孔；21为摩擦轮支架；22为摩擦轮；23为导套；24为拇指连接板；25为拇指推杆；26为弧形长孔导向槽；27为滑动副；28为转动副；29为导向光轴；30为乳胶垫；31为霍尔支架；32为腕部护罩；33为绷带连接孔；34为手部护罩；35为电机护罩；36为凸轮锁紧推板；37为锁紧凸轮；38为锁紧啮合齿一；39为锁紧啮合齿二；40为锁紧弹簧体；41为齿条块；42为调整齿轮；43为手长调整手轮；44为手长锁紧块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做出详细的描述。

如图1～4所示，提供了一种手部康复训练装置，包括装置动力座本体1，在动力座本体的内部设置有伺服电机2，在伺服电机的一端设置有编码器3，在装置动力座本体的后端部设置有与伺服电机另一端相连接的主动齿轮4，在主动齿轮端部一侧还设置有与主动齿轮相匹配的从动齿轮5；在装置动力座本体的前端通过铰接设置有手背靠板6，在装置动力座本体的内部伺服电机的侧端还设置有与从动齿轮相连接配合的传动丝杠7，在传动丝杠上还设置有丝杠螺母8，在丝杠螺母外设置有与其相匹配的丝杠螺母座9；在丝杠螺母座与手背靠板之间设置有短连杆10，短连杆的两端分别与丝杠螺母座和手背靠板铰接固定；在手背靠板的上方设置有直线导轨11，该直线导轨通过直线导轨支板12与手背靠板连接固定，在直线导轨的上部还设置有连接底板13，在连接底板的下部设置有与直线导轨相匹配组成滑动副的直线导轨滑块14，该直线导轨滑块通过连接螺钉与连接底板固定连接，在连接底板的两端还设置有相互对称布置的长连杆15，该长连杆的一端与连接底板铰接固定，另一端铰接固定在装置动力座本体的上部；在连接底板的两侧还设置有相互对称的上连接杆16，在上连接杆的上部通过压板弹簧17连接设置有压板18，在压板18的前端通过铰接螺钉连接有推手指连接板19，在推手指连接板的两侧设置有相互对称的槽型长孔20；在槽型长孔内设置有摩擦轮支架21，在摩擦轮支架内设置有摩擦轮22，摩擦轮设置在手背靠板的下方。

在上连接杆的下部还通过导套23固定设置有横板结构的拇指连接板24，在拇指连接板的两端设置有相互对称布置的拇指推杆25，在拇指推杆上均设置有弧形长孔导向槽26，拇指连接板的两端均通过滑动副27与弧形长孔导向槽相连接；在拇指推杆的中间位置处还设置有与手背靠板相连接的转动副28。

在丝杠螺母的上方和下方均设置有导向光轴29，丝杠螺母座滑动连接设置在导向光轴上。

在摩擦轮上还包裹设置有带凸起的乳胶垫30。

在装置动力座本体上还设置有霍尔支架31，在霍尔支架上设置有霍尔元件。

在装置动力座本体的下部还设置有腕部护罩32，在腕部护罩上开设有绷带连接孔33，在装置动力座本体的前端和两侧还分别设置有手部护罩34和电机护罩35。

所述的推手指连接板为龙门架式结构。

在压板的后部还安装设置有凸轮锁紧推板36，在凸轮锁紧推板的下部设有锁紧凸轮37，在锁紧凸轮上设置有锁紧啮合齿一38，在推手指连接板的后端部设置有与其相匹配的锁紧啮合齿二39；在凸轮锁紧推板与连接底板之间还设置有锁紧弹簧体40。

在推手指连接板上槽型长孔的下方还设置有相互对称的齿条块41，在摩擦轮支架的两端设置有与齿条块相匹配的调整齿轮42，在调整齿轮的外端连接设置有手长调整手轮43。

在调整齿轮上还设置有与其相匹配的手长锁紧块44。

该装置在具体的使用过程中，选用伺服电机可以使得机械手的动作和功能启动更加平稳、噪声小，特别适用于手臂机械的运动动力源，而采用编码器可以更加有效的控制伺服电机的启动或者停止，在伺服电机启动后，由主动齿轮带动从动齿轮转动，从而带来传动丝杠进行运转，传动丝杠运转后带动丝杠螺母座进行前后位移运动，继而带动短连杆推拉旋转等动作来实现手背靠板的屈伸动作，完成腕指关节的背伸、屈曲康复训练，四指关节屈伸训练。

在所述装置动力座体上传动丝杠的一侧还设有霍尔支架及霍尔元件，采用限位霍尔元件后，可以根据脉冲信号传感出运动物体的位移，以便系统监测机械手在安全范围内运动，更加有效的保护的患者的使用安全。

在动力座本体的下部连接有腕部护板，且在腕部护板上设有绷带连接孔，这个可以更加方便此康复手臂机械结构与人体关节的可靠连接，符合人机工程学的设计理念，为患者提供更加方便的佩戴治疗环境。

推手指装置导向为直线导轨；在连接底板与压板之间设置有压板弹簧；推手指连接板为龙门架式的整体支架，前部通过两侧铰接螺钉与压板连接，实现翻转开合功能。

特别的，在所述上连接杆的下部通过导套固定连接拇指连接板，拇指连接板的两端分别连接有拇指推杆，拇指推杆与拇指连接板连接的一端设有弧形长孔，拇指连接板的左端滑动连接在左拇指推杆的长孔中，拇指连接板的右端滑动连接在右拇指推杆的长孔中，左、右拇指推杆的中部均通过转动副连接在手背靠板上。

这样直线导轨的滑块在直线导轨上前后移动时就带动拇指连接板前后移动，拇指连接板则分别带动拇指推杆以中部为中心旋转运动，从而带动大拇指屈伸康复训练；其中拇指推杆运动的原理是：由于拇指连接板和导套固定连接，导套在上连接杆带动下前后移动，而上连接杆前后移动的动力来源于长连杆和手背靠板的不同旋转中心造成的半径差所致，也就是手背靠板背伸带动长连杆推动直线导轨的滑块上固定的连接底板向前移动，手背靠板屈曲带动长连杆推动连接底板向后移动，拇指连接板与拇指推杆之间是滑槽连接，这样拇指连接板的前后位移就带动拇指推杆的旋转运动，同时左右安装两个对称的拇指推杆，方便了患者在医疗康复过程中，对患者左手和右手的更换康复治疗，更加方便了患者的康复使用，在拇指推杆的前端设置有拇指挡板结构，是为了将患者的拇指和四指进行摊开铺平，拉展拇指，加强拇指的康复训练。

特别的，在摩擦轮上包裹有带凸起的乳胶垫，通过摩擦轮以及乳胶垫对四指的挤压功能，不仅很好的固定四指并且能起到按摩作用。

特别的，在推手指连接板前部通过两侧铰接螺钉与压板连接，当安装于推手指连接板后部的凸轮锁紧推板向后扳开时，推手指连接板与压板的锁定状态解除，可沿着前部铰接轴翻转打开，使患者手部方便放入，当手部放置到位，再将推手连接板翻转闭合至相应手厚位置，凸轮锁紧推板与推手连接板后部细齿啮合单向锁紧。

特别的，在推手指连接板下部开有长型导向槽，两侧安装有齿条；摩擦轮支架安装于长型导向槽内，在其上安装有调整齿轮、手长调整手轮及手长锁紧块，当手长锁紧块处于脱开状态时，可通过旋转手长调整手轮带动齿轮在齿条上运动来实现满足不同手长要求的无级位置调整，调整至适宜位置将手长锁紧块咬合固定位置。

上面结合附图对本发明优选的具体实施方式作出了详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这种实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。