一種外骨骼式手指運動功能康復(fù)機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及手指康復(fù)訓(xùn)練技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種外骨骼式手指運動功能康復(fù)機。
【背景技術(shù)】
[0002]人的手指受傷通常需要石膏固定，而拆除石膏后，手指在一段時間內(nèi)會不靈活。使其快速康復(fù)的主要途徑就是進行彎曲鍛煉，但由病人自己彎曲手指反復(fù)鍛煉形成機械動作非常單調(diào)。同時，罹患中風(fēng)等疾病的患者不具備自主活動關(guān)節(jié)的能力，需要被動運動進行康復(fù)治療。連續(xù)被動活動(Continuous Passive Mot1n,簡稱CPM)設(shè)備是利用康復(fù)醫(yī)學(xué)中連續(xù)被動運動的基本原理對受傷肢體進行康復(fù)治療的機械裝置，是目前為止唯一的一個機器人生物力學(xué)或生物物理化學(xué)類型的應(yīng)用的例證。CPM概念的提出基于以下雙重原因:
[0003]I)關(guān)節(jié)的運動需要保養(yǎng)好關(guān)節(jié)軟骨。
[0004]2)關(guān)節(jié)的動態(tài)平衡需要保持關(guān)節(jié)周圍軟組織的依從性。
[0005]要完成上述功能需要采用連續(xù)被動活動使關(guān)節(jié)在全范圍內(nèi)活動，使軟組織在受傷或術(shù)后立即受張力阻止僵直的迅速發(fā)展。盡可能快的采用連續(xù)被動活動是保持關(guān)節(jié)長期的運動靈活性的關(guān)鍵。
[0006]連續(xù)被動活動的有效性還在于減少關(guān)節(jié)水腫和血腫，這一結(jié)論從對兔子膝關(guān)節(jié)進行的實驗中得到證實。當(dāng)對膝關(guān)節(jié)被動活動到最大限度的時候，關(guān)節(jié)內(nèi)的壓力隨之增長，整個被動連續(xù)活動過程中關(guān)節(jié)內(nèi)壓呈正弦波脈動。關(guān)節(jié)內(nèi)壓力的周期性脈動作用的“泵吸效應(yīng)”可以將關(guān)節(jié)腔內(nèi)的淤血和水腫排除。
[0007]自從1978年，Salter等人設(shè)計的世界上第一個CPM裝置誕生以來包括踝，肘，肩，手腕，手指等人體關(guān)節(jié)的CPM機被設(shè)計出來。目前，世界上有超過57個國家的700多萬患者受益于CPM技術(shù)。
[0008]根據(jù)CPM機康復(fù)的對象，可以將其劃分為下肢康復(fù)CPM機，上肢康復(fù)CPM機，腰部康復(fù)CPM機和手部康復(fù)CPM機。
[0009]手是人體最復(fù)雜的器官之一，在人體的各個關(guān)節(jié)中，手部的關(guān)節(jié)自由度多，結(jié)構(gòu)也最為復(fù)雜。因此，到目前為止對手部連續(xù)被動活動的機理，CPM裝置和臨床分析的文獻資料很是缺乏。雖然針對受外傷和術(shù)后手功能康復(fù)CPM的裝置的理論研究不多，但是仍有一些醫(yī)療器械公司推出了手功能康復(fù)CPM機。從目前的產(chǎn)品來看，手功能康復(fù)CPM機雖然可以實現(xiàn)腕關(guān)節(jié)和手指關(guān)節(jié)的連續(xù)被動活動，但都只能實現(xiàn)對單關(guān)節(jié)進行精確控制的康復(fù)運動。對多個關(guān)節(jié)同時進行康復(fù)治療時則不能實現(xiàn)對多個關(guān)節(jié)的精確控制。究其原因，目前的手功能康復(fù)CPM機都是基于單自由度機構(gòu)的設(shè)置，要想對人手的多個關(guān)節(jié)同時進行精確控制的康復(fù)運動則必須增加CPM裝置的自由度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]本發(fā)明實施例的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)上的缺點，提出一種外骨骼式手指運動功能康復(fù)機，能夠自動幫助傷者進行屈伸鍛煉，且能控制模式、力道、時間、以及角度，滿足不同病情患者的需求，為需手指康復(fù)的傷者提供了極大的便利。
[0011]為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明實施例提出的一種外骨骼式手指運動功能康復(fù)機是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0012]一種外骨骼式手指運動功能康復(fù)機，其特征在于，包括分別呈L形的遠指節(jié)連桿、中指節(jié)連桿、近指節(jié)連桿、第一蛇形彈簧和第二蛇形彈簧，還包括機架、尾桿、驅(qū)動機構(gòu)和控制器；
[0013]所述中指節(jié)連桿的拐角處與近指節(jié)連桿的拐角處鉸接，其長桿的末端與遠指節(jié)連桿的拐角處鉸接，使所述遠指節(jié)連桿、中指節(jié)連桿和近指節(jié)連桿的依次與手指遠指節(jié)、手指中指節(jié)以及手指近指節(jié)相適配；所述中指節(jié)連桿的短桿和遠指節(jié)連桿的短桿朝向同一側(cè)，所述近指節(jié)連桿的短桿朝向另一側(cè)；
[0014]所述尾桿的一端以及近指節(jié)連桿長桿的末端一起鉸接在所述機架上，所述尾桿另一端與第二蛇形彈簧的第一端鉸接；所述第二蛇形彈簧的第二端與中指節(jié)連桿的短桿末端鉸接；所述第一蛇形彈簧的第一端與遠指節(jié)連桿的短桿末端鉸接，第二端與近指節(jié)連桿的短桿末端鉸接；
[0015]所述驅(qū)動機構(gòu)連接尾桿，并在控制器的控制，驅(qū)動所述尾桿繞其與機架的鉸接點轉(zhuǎn)動。
[0016]所述驅(qū)動機構(gòu)包括電機、曲柄和驅(qū)動桿，所述曲柄一端與所述驅(qū)動桿端部鉸接，另一端固定在所述電機輸出端上，所述驅(qū)動桿另一端鉸接在所述尾桿上。
[0017]所述驅(qū)動桿、尾桿和第二蛇形彈簧共同鉸接于同一銷軸上。
[0018]所述電機為低轉(zhuǎn)速大扭矩電機。
[0019]所述遠指節(jié)連桿、中指節(jié)連桿和近指節(jié)連桿上分別設(shè)有和手指遠指節(jié)、手指中指節(jié)以及手指近指節(jié)相適配的指節(jié)套。
[0020]所述機架上還設(shè)有液晶顯示屏和輸入機構(gòu)，所述控制器連接所述液晶顯示屏和輸入機構(gòu)。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:能夠自動幫助傷者進行屈伸鍛煉，且能控制模式、力道、時間、以及角度，滿足不同病情患者的需求，為需手指康復(fù)的傷者提供了極大的便利。
【附圖說明】
[0022]通過下面結(jié)合附圖對其示例性實施例進行的描述，本發(fā)明上述特征和優(yōu)點將會變得更加清楚和容易理解。
[0023]圖1為本發(fā)明實施例整體結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實施例機械結(jié)構(gòu)部分原理示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解:
[0026]參見圖1-2所示，本實施例中提供一種外骨骼式手指運動功能康復(fù)機，主要由輸入及顯示、機械傳動和控制系統(tǒng)三部分組成。
[0027]在控制系統(tǒng)，主要包括控制器1、傳感器2和開關(guān)5。本實施例中采用慧爍單片機為控制器1，將獲取到的信息保存后選擇進行輸送。傳感器2的數(shù)量為兩個，采用位置傳感器，其中一個用于控制第一個關(guān)節(jié)即模仿手與手指連接的關(guān)節(jié)的偏轉(zhuǎn)角度，另一個用于控制關(guān)節(jié)的初始位置。開關(guān)數(shù)量為兩個，一個控制電源3，另一個控制電機4。
[0028]輸入和顯示部分主要包括顯示屏6和按鍵7，分別連接控制器I。顯示屏7用于顯示機械傳動部分的開關(guān)及轉(zhuǎn)動的各項參數(shù)，便于使用者清晰直觀地了解當(dāng)前所處模式的機構(gòu)轉(zhuǎn)動信息，也讓使用者能夠更方便地調(diào)節(jié)至自己想使用的模式。按鍵7則是輸入用戶指令，如選擇運行模式、運行時長等，使用者可以在此區(qū)域控制機構(gòu)的開關(guān)及轉(zhuǎn)動的模式變化，使此機構(gòu)調(diào)節(jié)到自己想使用的模式，以適應(yīng)自己病情的需要。
[0029]機械傳動部分，包括不可動的機架8，機架8可以以安裝在使用者手掌的方式來固定，也可以直接設(shè)置在固定設(shè)施(如桌子、地面等)上的方式固定。
[0030]除此之外，還包括分別遠指節(jié)連桿9、中指節(jié)連桿10、近指節(jié)連桿11、第一蛇形彈簧12、第二蛇形彈簧13