本發(fā)明涉及一種人體運動康復裝置，具體涉及一種基于多段連續(xù)結(jié)構(gòu)的外骨骼手指功能康復裝置。

背景技術(shù)：

眾所周知，手是人體最為重要的器官之一，意外傷害、腦卒中等會引起手部運動功能損傷，影響患者的日常生活。科學的運動訓練可以幫助患者重建或改善患手功能。cpm(continuouspassivemotion)，連續(xù)被動運動，是上個世紀七十年代加拿大骨科醫(yī)師salterrb提出的，以防止關(guān)節(jié)僵化，提高關(guān)節(jié)活動度為目的的一種新型康復醫(yī)療理論。在偏癱早期，對患者進行cpm康復訓練可有效改善患者患肢功能。但是現(xiàn)在的康復治療主要是康復醫(yī)師對患者進行“一對一”康復訓練，帶來了以下問題：成本高昂，需要治療師和患者投入大量的體力、精力，制約了患者完成足夠的康復訓練；極度依賴康復醫(yī)師自身水平，康復訓練參數(shù)難以精確控制。因此，采用機器人技術(shù)來進行患者的康復訓練將會大大改善這一問題。然而現(xiàn)有手功能康復設(shè)備存在以下不足：穿戴性差，重量、尺寸較大，影響患者體驗；無法適應(yīng)患者個體手指長度差異；大部分康復設(shè)備為剛體連桿機構(gòu)，關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動時關(guān)節(jié)中心與連桿機構(gòu)轉(zhuǎn)動中心存在偏差，稍有偏差就會造成患者的二次受傷；手指尖往往不自由，整個手束縛在康復設(shè)備內(nèi)，沒有提供患手尤其指尖與物體交互接觸的功能，不能進行日常生活動作的協(xié)助功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供了一種基于多段連續(xù)結(jié)構(gòu)的外骨骼手指功能康復裝置，可對患者能夠提供cpm康復訓練，不僅能夠滿足除拇指以外其余四指各關(guān)節(jié)運動范圍的要求，還能在指尖產(chǎn)生足夠的力，協(xié)助患者能夠完成日常生活運動；同時滿足便攜性，可適應(yīng)不同患者的手指尺寸。

為了達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種基于多段連續(xù)結(jié)構(gòu)的外骨骼手指功能康復裝置，包括手指驅(qū)動機構(gòu)1，手指驅(qū)動機構(gòu)1通過魔術(shù)貼粘貼在手套模塊2上，手指驅(qū)動機構(gòu)1和直線推桿電機3連接，直線推桿電機3固定于裝載臺4上，裝載臺4連接在手套模塊2上，裝載臺4位于患手前臂處；

所述的手指驅(qū)動機構(gòu)1包括覆蓋上述各外骨骼手指的掌指關(guān)節(jié)端、近指關(guān)節(jié)端以及遠指關(guān)節(jié)端的外骨骼食指驅(qū)動機構(gòu)101、外骨骼中指驅(qū)動機構(gòu)102、外骨骼無名指驅(qū)動機構(gòu)103、外骨骼小指驅(qū)動機構(gòu)104。

所述的外骨骼食指驅(qū)動機構(gòu)101、外骨骼中指驅(qū)動機構(gòu)102、外骨骼無名指驅(qū)動機構(gòu)103、外骨骼小指驅(qū)動機構(gòu)104下方與手套模塊2各個手指上方固定或分離。

所述的外骨骼食指驅(qū)動機構(gòu)101、外骨骼中指驅(qū)動機構(gòu)102、外骨骼無名指驅(qū)動機構(gòu)103、外骨骼小指驅(qū)動機構(gòu)104有定制式和通用式兩種；

定制式由彈簧片109以及套在彈簧片109上的遠節(jié)指骨操作器單元105、關(guān)節(jié)操作器單元106、中節(jié)指骨操作器單元107、近節(jié)指骨操作器單元108連接而成，彈簧片109的一端固定于遠節(jié)指骨操作器單元105，另一端與直線推桿電機3的推桿連接；

通用式由彈簧片109以及套在彈簧片109上的多個關(guān)節(jié)操作單元106連接而成，彈簧片109的一端固定于位于指尖處的關(guān)節(jié)操作器單元106，另一端與直線推桿電機3的推桿連接，

直線推桿電機3推動彈簧片109前進，引起彈簧片109變形彎曲，帶動手指進行彎曲運動，直線推桿電機3推桿進行后退運動時，帶動手指進行伸展運動。

所述的指骨操作器單元設(shè)有彈簧片109穿過的矩形通孔，各指骨操作器單元下方均設(shè)有小孔110，通過針線和魔術(shù)貼縫合，縫合面的背面為魔術(shù)貼的子面或者母面；手套模塊2上的各個手指上方均固定有魔術(shù)貼，魔術(shù)貼的母面或者子面朝上，與手指驅(qū)動機構(gòu)1相粘合。

所述的指骨操作器單元尺寸根據(jù)患手尺寸和所需要的康復訓練運動軌跡進行參數(shù)化設(shè)計，通過改變指骨操作器單元尺寸控制改變康復訓練運動軌跡。

所述的裝載臺4包括平臺401，用于放置和固定直線推桿電機3，平臺401上連接有食指直線推桿電機固定結(jié)構(gòu)402、中指直線推桿電機固定結(jié)構(gòu)403、無名指直線推桿電機固定結(jié)構(gòu)404、小指直線推桿電機固定結(jié)構(gòu)405，位置根據(jù)患手具體尺寸設(shè)計，平臺401背面采用魔術(shù)貼和手套模塊2背面固定，同時平臺401背面有尼龍扣固定結(jié)構(gòu)406，使得裝載臺4通過尼龍扣與人手前臂固定，由病人隨時調(diào)節(jié)松緊。

所述的直線推桿電機3的行程根據(jù)具體的患者情況調(diào)整。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊，質(zhì)量輕便，指骨操作器單元以及彈簧片109具有一定的柔順性，避免了關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)動中心與機構(gòu)的轉(zhuǎn)動中心不重合的問題，操作安全易于實現(xiàn)，采用手套模塊2作為手指驅(qū)動機構(gòu)1的載體，使得患者穿戴方便且舒適。

2、根據(jù)人體手部結(jié)構(gòu)尺寸進行設(shè)計，手套模塊2和手指驅(qū)動機構(gòu)1可粘連或分離，能便捷變換手指驅(qū)動機構(gòu)1以適應(yīng)不同患者指尖手指長度的個體差異，完成不同運動軌跡的康復訓練。

3、本發(fā)明提供了更多的自由度(患手除拇指以外的四根手指均設(shè)置了三個自由度，分別為掌指關(guān)節(jié)端、近指關(guān)節(jié)端以及遠指關(guān)節(jié)端)，能充分對患手指上三個關(guān)節(jié)進行連續(xù)被動康復訓練，可以完成更多更精巧復雜的手部康復訓練動作，實現(xiàn)四根手指的共同運動和單獨運動，有助于患者患側(cè)手更好更全面地康復治療。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2(a)為本發(fā)明的定制式食指、中指、無名指或小指的驅(qū)動機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2(b)為本發(fā)明通用式食指、中指、無名指或小指的驅(qū)動機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的指骨操作器單元的結(jié)構(gòu)示意圖，圖(a)為正視圖；圖(b)為剖面圖、圖(c)為連接小孔示意圖。

圖4為本發(fā)明的裝載臺結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細描述。

參照圖1，一種基于多段連續(xù)結(jié)構(gòu)的外骨骼手指功能康復裝置，包括手指驅(qū)動機構(gòu)1，手指驅(qū)動機構(gòu)1通過魔術(shù)貼粘貼在手套模塊2上，手指驅(qū)動機構(gòu)1和直線推桿電機3連接，直線推桿電機3固定于裝載臺4上，裝載臺4連接在手套模塊2上，裝載臺4位于患手前臂處；

所述的手指驅(qū)動機構(gòu)1包括覆蓋上述各外骨骼手指的掌指關(guān)節(jié)端、近指關(guān)節(jié)端以及遠指關(guān)節(jié)端的外骨骼食指驅(qū)動機構(gòu)101、外骨骼中指驅(qū)動機構(gòu)102、外骨骼無名指驅(qū)動機構(gòu)103、外骨骼小指驅(qū)動機構(gòu)104。

所述的外骨骼食指驅(qū)動機構(gòu)101、外骨骼中指驅(qū)動機構(gòu)102、外骨骼無名指驅(qū)動機構(gòu)103、外骨骼小指驅(qū)動機構(gòu)104下方與手套模塊2各個手指上方固定或分離，方便更換外骨骼手指驅(qū)動機構(gòu)。

參照圖2(a)和圖2(b)，所述的外骨骼食指驅(qū)動機構(gòu)101、外骨骼中指驅(qū)動機構(gòu)102、外骨骼無名指驅(qū)動機構(gòu)103、外骨骼小指驅(qū)動機構(gòu)104有定制式和通用式兩種；

定制式由彈簧片109以及套在彈簧片109上的遠節(jié)指骨操作器單元105、關(guān)節(jié)操作器單元106、中節(jié)指骨操作器單元107、近節(jié)指骨操作器單元108連接而成，彈簧片109的一端固定于遠節(jié)指骨操作器單元105，另一端與直線推桿電機3的推桿連接；

通用式由彈簧片109以及套在彈簧片109上的多個關(guān)節(jié)操作單元106連接而成，彈簧片109的一端固定于位于指尖處的關(guān)節(jié)操作器單元106，另一端與直線推桿電機3的推桿連接，

直線推桿電機3推動彈簧片109前進，引起彈簧片109變形彎曲，帶動手指進行彎曲運動，直線推桿電機3推桿進行后退運動時，帶動手指進行伸展運動。

參照圖3，所述的指骨操作器單元設(shè)有彈簧片109穿過的矩形通孔，各指骨操作器單元下方均設(shè)有小孔110，通過針線和魔術(shù)貼縫合，縫合面的背面為魔術(shù)貼的子面或者母面；手套模塊2上的各個手指上方均固定有魔術(shù)貼，魔術(shù)貼的母面或者子面朝上，與手指驅(qū)動機構(gòu)1相粘合。

參照圖4，所述的裝載臺4包括平臺401，用于放置和固定直線推桿電機3，平臺401上連接有食指直線推桿電機固定結(jié)構(gòu)402、中指直線推桿電機固定結(jié)構(gòu)403、無名指直線推桿電機固定結(jié)構(gòu)404、小指直線推桿電機固定結(jié)構(gòu)405，位置根據(jù)患手具體尺寸設(shè)計，平臺401背面采用魔術(shù)貼和手套模塊2背面固定，同時平臺401背面有尼龍扣固定結(jié)構(gòu)406，使得裝載臺4通過尼龍扣與人手前臂固定，由病人隨時調(diào)節(jié)松緊。

本發(fā)明的工作原理為：彈簧片109不可伸長，只可彎曲，直線推桿電機推桿3進行直線前進運動，推動彈簧片109前進，彈簧片109前段固定于手指尖，無法進行直線方向上的運動，于是彈簧片109變形彎曲，帶動手指進行彎曲運動，直線推桿電機推桿進行后退運動，帶動手指進行伸展運動，將直線推桿電機3的行程轉(zhuǎn)化為手指彎曲伸展運動。

以上實例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思和特點，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，凡是根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾改進，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。