一种3D打印手指康复支具的制作方法

本发明涉及防护器具领域，特别是涉及一种3d打印手指康复支具。

背景技术：

脑瘫、偏瘫、手肌肉无力、手外伤、刀割伤、脑神经损伤等周围神经损伤患者，长时间使用电脑的人士等，由于种种原因可能出现手部功能不良或者手部肌肉变形萎缩，如不及时治疗和矫正，其手部肌肉神经功能很有可能会发生严重损伤。特别是对于正中神经损伤或尺神经损伤患者，患者手部会表现为爪形手。

现有技术中对于该类手部功能障碍的患者治疗恢复，主要集中于对患者手指功能的恢复，让患者练习抓握弹性球体，以帮助手指神经功能的逐渐练习恢复，使得患者手指恢复到功能位。同时，对于部分手部活动障碍的患者，需要加固保护手腕、手掌和手臂。

现有的手指康复支具通过在支具中嵌套硬质铁片，铁片的设置虽然能够起到固定的作用，但是会给患者带来佩戴不适的使用体验，并且现有的支具并非一体式，佩戴十分不便。

技术实现要素：

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种3d打印手指康复支具，能够与前臂、手掌很好地贴合，佩戴舒适及方便。

根据本发明的实施例，提供一种3d打印手指康复支具，包括：

前臂支具，用于固定前臂；

手掌支具，用于固定手掌和手指；

转动铰链，所述转动铰链连接所述前臂支具和手掌支具；以及

握力球，所述握力球设于使用者的手心位置。

有益效果：本3d打印手指康复支具，通过前臂支具和手掌支具分别固定前臂和手掌，并且通过转动铰链连接前臂支具和手掌支具，从而限制手掌与前臂之间的活动角度，加固保护手腕、手掌和手臂，使用者的手指通过练习抓握握力球，逐渐恢复功能，支具整体采用3d打印一体成型制作，能够与前臂、手掌很好地贴合，使用者佩戴舒适及方便。

根据本发明实施例所述的3d打印手指康复支具，所述手掌支具采用半包式结构，所述手掌支具上设有第一连接结构，所述第一连接结构用于固定所述手掌支具于使用者的手部上。采用半包式结构，通过第一连接结构进行固定，与全包式结构相比，能够避免因透气不佳引起使用者的不适，以及避免装配误差。

根据本发明实施例所述的3d打印手指康复支具，所述手掌支具包括手心固定部，所述第一连接结构为设于所述手心固定部一侧或两侧边缘上的若干翻边，所述翻边从所述手心固定部的两侧向上延伸并向内侧弯曲。翻边紧密贴合于手掌的两侧，从而起到固定的作用，防止手掌支具掉落。手心固定部包覆手心，抓握握力球时，手部有向手心收缩的倾向，通过手心固定部能够实现对手掌较好的支撑效果。

根据本发明实施例所述的3d打印手指康复支具，所述手掌支具上设有若干供手指穿过的分指口。分指口对手指起到导向作用，限制手指的活动位置，对手指进行矫正。

根据本发明实施例所述的3d打印手指康复支具，所述手掌支具包括手心固定部，所述手心固定部上设有若干向前延伸的手指支撑部，所述手指支撑部上设有手指包覆边，所述手指包覆边围成所述分指口，所述包覆边的外侧设置缺口。包覆边设置缺口，使得手指更容易穿过，便于使用者佩戴，并且由于抓握握力球时，手指会有向内侧收缩的倾向，因此缺口设于外侧，通过包覆边阻挡固定手指的内侧。

根据本发明实施例所述的3d打印手指康复支具，还包括连接部，所述连接部柔性连接所述手掌支具与所述握力球。握力球可相对于手掌支具做轻微的晃动、伸缩和转动，握力球相对于手掌支具是浮动的，使用者抓握更加舒适，以此改善用户使用体验。

根据本发明实施例所述的3d打印手指康复支具，所述握力球为空心结构，所述握力球的球面上开设若干通孔，以此降低握力球的刚度，有利于握力球发生弹性形变，并且使握力球更加轻便。

根据本发明实施例所述的3d打印手指康复支具，所述握力球包括球心、设于所述球心上呈向外辐射状的若干球枝、以及设于所述球枝末端的触摸头。采用上述结构的握力球不易损坏，并且持握更加舒适。

根据本发明实施例所述的3d打印手指康复支具，所述转动铰链包括相互铰接的第一转动件和第二转动件，所述第一转动件和第二转动件中，一个设于所述前臂支具上，另一个设于所述手掌支具上，所述第一转动件上设有活动部，所述第二转动件上设有阻止所述活动部转动的阻挡部，以此限定前臂支具和手掌支具之间的角度，从而限制使用者的手臂与手掌之间的角度，对手腕起到加固作用。

根据本发明实施例所述的3d打印手指康复支具，所述转动铰链还包括锁紧块，所述第一转动件上设有若干环绕转动中心呈圆周均匀分布的第一插孔，所述第二转动件上与所述第一插孔相应的位置设有若干第二插孔，所述锁紧块上设有若干可穿过所述第一插孔和第二插孔的锁紧柱。锁紧块的锁紧柱穿过第一插孔和第二插孔，第一转动件和第二转动件之间锁紧，不能相对转动，从而固定前臂支具和手掌支具之间的角度；抽拉锁紧块，使锁紧柱脱离第一插孔或第二插孔，解除锁定，即可调节第一转动件和第二转动件相对转动，从而调节前臂支具和手掌支具之间的角度，以适应使用者的需求，调节完毕后将锁紧块复位锁紧。

根据本发明实施例所述的3d打印手指康复支具，所述第二转动件上设有容纳所述第一转动件的容纳腔，所述第一转动件的侧面设有若干向外凸出的摆锤，所述容纳腔内设有阻挡凸块，所述阻挡凸块位于两个所述摆锤之间，所述摆锤或阻挡凸块可弹性形变。锁紧块解除锁定，调节第一转动件和第二转动件之间的角度时，通过摆锤或阻挡凸块的弹性形变，摆锤可绕过阻挡凸块，使用者会感到明显的顿挫感，从而使得使用者能够更加清楚手腕的活动角度(即手掌支具和前臂支具之间的角度)。

根据本发明实施例所述的3d打印手指康复支具，所述摆锤可弹性形变，所述摆锤包括头部和尾部，所述头部的宽度大于尾部的宽度，便于产生形变，相邻两个所述摆锤之间设有限位凸起。限位凸起对摆锤起阻挡作用，限制摆锤的摆动角度，避免摆锤摆动角度过大而断裂。

根据本发明实施例所述的3d打印手指康复支具，所述前臂支具采用半包式结构，所述前臂支具上设有第二连接结构，所述第二连接结构用于固定所述前臂支具于使用者的前臂上。采用半包式结构，与全包式结构相比，能够避免因透气不佳引起的不适，以及避免装配误差。

根据本发明实施例所述的3d打印手指康复支具，所述第二连接结构包括具有弹性的固定带，所述固定带连接所述前臂支具的两侧边缘，通过弹力作用使得前臂支具稳固地贴合在使用者的前臂上。

根据本发明实施例所述的3d打印手指康复支具，所述手掌支具和前臂支具上均开设若干透气孔。提高支具的透气性，避免引起使用者的不适。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例3d打印手指康复支具第一视角的结构示意图；

图2是本发明实施例3d打印手指康复支具第二视角的结构示意图；

图3是本发明实施例3d打印手指康复支具第三视角的结构示意图；

图4是本发明实施例另一种握力球的结构示意图；

图5是本发明实施例转动铰链的结构示意图；

图6是本发明实施例转动铰链的装配爆炸图；

图7是本发明实施例第二转动件容纳腔内部的结构示意图；

附图标记：手掌支具10、前臂支具20、透气孔11、翻边12、第一翻边121、第二翻边122、第三翻边123、包覆边13、分指口14、食指分指口141、无名指分指口142、拇指避让口143、中指避让口144、尾指避让口145、手指支撑部15、手心固定部16、固定带40、卡扣41、转动铰链50、锁紧块51、沉头孔511、锁紧柱512、第一转动件52、摆锤521、限位凸起522、第一插孔523、中心孔524、第一连接块525、第二转动件53、转动轴531、第二插孔532、滑槽533、凸帽534、阻挡凸块535、容纳腔536、第二连接块537、握力球60、球枝63、触摸头64、连接部70。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1，本发明实施例3d打印手指康复支具，包括前臂支具20、手掌支具10、转动铰链50、以及握力球60，前臂支具20用于固定前臂，手掌支具10用于固定手掌和手指，转动铰链50连接前臂支具20和手掌支具10，握力球60设于使用者的手心位置。手掌支具10和前臂支具20上均开设若干透气孔11，提高支具的透气性。

本3d打印手指康复支具，通过前臂支具20和手掌支具10分别固定前臂和手掌，并且通过转动铰链50连接前臂支具20和手掌支具10，从而限制手掌与前臂之间的活动角度，加固保护手腕、手掌和手臂。使用者练习抓握握力球60，握力球60可对使用者的手指起支撑作用，方便使用者张开手指，帮助使用者的手指保持在功能位，从而逐渐恢复功能。支具整体采用3d打印一体成型制作，能够与前臂、手掌很好地贴合，使用者佩戴舒适及方便。3d打印方式包括但不限于sls技术、mjf技术、dlp光固化技术、sla光固化技术、fdm技术、polyjet技术等。

手掌支具10可以采用半包式或全包式结构。采用全包式结构时，手掌支具10可由两个子支具组成，并通过一个或多个连接结构对两个子支具进行装配，该连接结构可以是卡扣、绷带、魔术贴或螺纹连接件等，此处不做赘述。采用全包式结构时，使用者会有透气不佳的使用感受，此外，两个子支具是分开制造，难免会有装配误差，造成装配不稳或支具不贴合手掌等问题。

因此，在本实施例中，手掌支具10采用半包式结构，即半包裹手部，可以是包覆手心的形式，或者是包覆手背的形式，手掌支具10上设有第一连接结构，第一连接结构用于固定手掌支具10于使用者的手部上。采用半包式结构，与全包式结构相比，能够避免因透气不佳引起使用者的不适，以及避免装配误差。

参照图1和图2，手掌支具10包括包覆手心的手心固定部16，第一连接结构可以为绷带或魔术贴等，在本实施例中，第一连接结构为设于手心固定部16一侧或两侧边缘上的若干翻边12，翻边12从手心固定部16的两侧向上延伸并向内侧弯曲，使翻边12的形状与使用者手掌两侧轮廓相适应。翻边12紧密贴合于手掌的两侧，从而起到固定的作用。手心固定部16包覆手心，抓握握力球60时，手部有向手心收缩的倾向，通过手心固定部16能够实现对手掌较好的支撑效果。为了配合握力球60的使用，手掌支具10的形状会与使用者握持握力球60时的手掌形状相适应，使得使用者在佩戴手掌支具10后的手掌处于抓握握力球60的预备状态，由此更加便于使用者做康复训练。

同样地，前臂支具20可采用半包式或全包式结构。在本实施例中，前臂支具20采用半包式结构，前臂支具20上设有第二连接结构，第二连接结构用于固定前臂支具20于使用者的前臂上。第二连接结构同样可采用翻边结构，在本实施例中，第二连接结构采用固定带40，固定带40具有一定的弹性，固定带40连接前臂支具20的两侧边缘，通过弹力作用使得前臂支具20稳固地贴合在使用者的前臂上。具体地，固定带40为两条，分别设于前臂支具20的两侧边缘，两条固定带40通过卡扣41连接，卡扣41由两个可相互锁合的锁合件组成，两个锁合件对应设置在两条固定带40上。

参照图1，手掌支具10上设有若干供手指穿过的分指口14，分指口14对手指起到导向作用，限制手指的活动位置，对手指进行矫正。分指口14可设置成使用者手指抓握握力球60的形状，当使用者佩戴支具后，通过分指口14的导向，手指即处于抓握握力球60的预备状态。分指口14和握力球60配合作用，有利于使用者的康复训练。

在本实施例中，手心固定部16上设有若干向前延伸的手指支撑部15，手指支撑部15的前端上设有手指包覆边13，手指包覆边13围成分指口14，包覆边13的外侧设置缺口。包覆边13设置缺口，使得手指更容易穿过，便于使用者佩戴，并且由于抓握握力球60时，手指会有向内侧收缩的倾向，因此缺口设于外侧，通过包覆边13阻挡固定手指的内侧。

分指口14的数量和设置位置可根据不同的使用要求而具体设计。在其中的一些实施例中，参照图2，分指口14包括供食指穿过的食指分指口141和供无名指穿过的无名指分指口142，食指分指口141和无名指分指口142之间设有中指避让口144。手掌支具10的两侧均设置翻边12，其中，靠近拇指的一侧设置有第一翻边121和第二翻边122，第一翻边121和第二翻边122之间形成拇指避让口143，另一侧设置有第三翻边123，第三翻边123与无名指分指口142之间形成尾指避让口145。使用者的五指依次穿过拇指避让口143、食指分指口141、中指避让口144、无名指分指口142和尾指避让口145，以此对五指进行导向和固定。

为了方便使用者抓握，握力球60可做定制化实际，即握力球60的形状会与使用者手掌或使用者手指弧度相适应。

参照图3，手掌支具10与握力球60之间设有连接部70，连接部70柔性连接(非刚性连接)手掌支具10与握力球60，即两者之间可产生相对移动，若握力球60相对于手掌支具10是固定不动的，则使用者的手掌和手指在使用该支具时需要适应握力球60的位置，影响护具佩戴的舒适感。在本实施例中，连接部70设置成弹簧形状，使握力球60可相对于手掌支具10做轻微的晃动、伸缩和转动，握力球60相对于手掌支具10是浮动的，以此改善用户使用体验。

为了适应于3d打印的工艺，握力球60和手掌支具10、前臂支具20需要一体成型，使用同样的材料。一方面，手掌支具10和前臂支具20需要对使用者的手掌、前臂进行支撑和保护，因此需要选用硬度或刚度较好的材料；另一方面，使用者抓握握力球60的过程中，握力球60需要发生弹性形变，所以握力球60要选用具有一定弹性的材料。为了权衡握力球60要和手掌支具10、前臂支具20的性能要求，参照图1～图3，握力球60采用镂空的空心结构，握力球60的球面上开设若干通孔，使得握力球60容易发生弹性形变，方便使用者抓握。由此，通过结构上的优化，来降低材料本身弹性性能不佳的影响，使得既能满足手掌支具10和前臂支具20对材料的硬度或刚度的性能要求，又能满足握力球60具有一定的弹性。此外，采用采用空心结构，能够减轻握力球60的重量，使得支具更加轻便，减少使用者的负重感。

采用空心结构的握力球60，存在以下问题，使用者持握时会有割手感，并且握力球60的外表面可能会出现宽度过小的情况，易造成损坏。在另一实施例中，握力球60包括球心、设于球心上呈向外辐射状的若干球枝63、以及设于球枝63末端的触摸头64，参照图4，采用该结构的握力球60不易损坏，并且使用者持握更加舒适。

使用者在抓握握力球60的过程中，手指需要克服握力球60的弹力，能够达到神经锻炼的效果，有利于神经恢复。而且，握力球60能促使手指张开，使得手指在不抓握握力球60的时候保持在功能位。这样能有利于手指康复训练。

参照图5～图7，转动铰链50包括相互铰接的第一转动件52和第二转动件53，第一转动件52和第二转动件53中，一个设于前臂支具20上，另一个设于手掌支具10上，第一转动件52上设有活动部，第二转动件53上设有阻止活动部转动的阻挡部。通过阻挡部对活动部的阻挡作用，限定第一转动件52和第二转动件53之间的转动角度，以此限定前臂支具20和手掌支具10之间的角度，从而限制使用者的手臂与手掌之间的角度，对手腕起到加固作用。

在本实施例中，转动铰链50还包括锁紧块51，第一转动件52上设有中心孔524，第二转动件53上设有转动轴531，转动轴531与中心孔524转动配合，第一转动件52上设有若干环绕中心孔524呈圆周均匀分布的第一插孔523，第二转动件53上与第一插孔523相应的位置设有若干第二插孔532，若干第二插孔532环绕转动轴531呈圆周均匀分布，锁紧块51底部设有若干可穿过第一插孔523和第二插孔532的锁紧柱512。锁紧块51的锁紧柱512穿过第一插孔523和第二插孔532，第一转动件52和第二转动件53之间锁紧，不能相对转动，从而固定前臂支具20和手掌支具10之间的角度；抽拉锁紧块51，使锁紧柱512脱离第一插孔523或第二插孔532，解除锁定，即可调节第一转动件52和第二转动件53相对转动，从而调节前臂支具20和手掌支具10之间的角度，以适应使用者的需求，使手腕处于一定的角度状态，对手腕进行固定，调节完毕后将锁紧块51复位锁紧。

具体地，锁紧块51的中心设有沉头孔511，转动轴531向上延伸穿过沉头孔511，转动轴531的顶端设有凸帽534，凸帽534的直径大于沉头孔511的中心孔径，从而可防止锁紧块51脱离转动轴531。锁紧块51可向上抽拉一小段距离，使锁紧柱512脱离第一插孔523，继而可转动第一转动件52，调节第一转动件52和第二转动件53的相对位置。可以理解的是，转动轴531也可以设于第一转动件52上，相应地，中心孔524设于第二转动件53上。

在本实施例中，第二转动件53上设有容纳第一转动件52的容纳腔536，第一转动件52的侧面设有若干向外凸出的摆锤521，容纳腔536内设有阻挡凸块535，阻挡凸块535位于两个摆锤521之间，摆锤521或阻挡凸块535可弹性形变。锁紧块51解除锁定，调节第一转动件52和第二转动件53之间的角度时，通过摆锤521或阻挡凸块535的弹性形变，摆锤521可绕过阻挡凸块535，由于阻挡凸块535的存在，使用者会感到明显的顿挫感，或者听到撞击的声音，从而使得使用者能够更加清楚手腕的活动角度(即手掌支具10和前臂支具20之间的角度)，便于使用者调节支具。摆锤521即为上述第一转动件52的活动部，阻挡凸块535即为上述第二转动件53的阻挡部。第二转动件53的外侧面开设有滑槽533，第一转动件52上设有第一连接块525，第一连接块525穿过滑槽533，可沿滑槽533转动，第一连接块525固定连接前臂支具20或手掌支具10，第二转动件53上设有第二连接块537，第二连接块537固定连接手掌支具10或前臂支具20，阻挡凸块535设于第二连接块537在容纳腔536内的壁面上。

具体地，摆锤521可弹性形变，摆锤521包括宽度较大的头部和宽度较小的尾部，尾部宽度较小，便于产生形变，相邻两个摆锤521之间设有限位凸起522。限位凸起522对摆锤521起阻挡作用，限制摆锤521的摆动角度，避免摆锤521摆动角度过大而断裂。

在本实施例中，第一插孔523的数量有12个，12个第一插孔523均匀分布在同一圆周上，则相邻两个第一插孔523之间的夹角为30°，摆锤521的位置与第一插孔523的位置相对应，因此，锁紧块51解除锁定，调节第一转动件52和第二转动件53之间的角度时，每转过一个摆锤521，调节角度为30°。

手部肌肉神经损伤可能不仅仅体现为爪形手，而患者(使用者)在进行康复训练时，可能需要完成转动手腕的康复训练动作。得益于转动铰链50的设置，本实施例的手指康复支具能够方便使用者转动手腕，达到神经锻炼的效果，有利于神经恢复。因此，在使用本实施例的手指康复支具时，使用者既能完成手指关节的康复动作，又能完成腕部关节的康复动作，促进使用者手部康复效果。

转动铰链50与前臂支具20、手掌支具10、握力球60为3d打印一体成型制作。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。