前臂扭轉(zhuǎn)與手腕彎曲康復(fù)裝置及其扭轉(zhuǎn)、彎曲方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種前臂扭轉(zhuǎn)與手腕彎曲康復(fù)裝置及其扭轉(zhuǎn)、彎曲方法。
【背景技術(shù)】
[0002]手臂承擔(dān)了人們生活中的大多數(shù)工作，因此手臂特別是前臂與手腕成為了人體最重要也是最容易受傷的部位之一，如骨折、脫白，拉傷等。在康復(fù)的過程中，在一定活動(dòng)范圍內(nèi)安全、有效地給患者提供連續(xù)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)，可以刺激關(guān)節(jié)軟骨愈合或重建，預(yù)防和治療關(guān)節(jié)僵硬，達(dá)到治療和康復(fù)的目的。同時(shí)隨著世界各國近年來偏癱、中風(fēng)等手臂運(yùn)動(dòng)障礙患者的日益增多，手臂運(yùn)動(dòng)障礙不僅對(duì)這類患者本人和家庭造成了巨大的心理壓力，而且由于這類患者的家庭和社會(huì)需要花費(fèi)極大的資源來治療和護(hù)理從而加重了家庭與社會(huì)負(fù)擔(dān)。特別是前臂的扭轉(zhuǎn)與康復(fù)因?yàn)槠溥\(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性往往需要治療師人工輔助治療，這進(jìn)一步增加了治療的社會(huì)成本和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。而現(xiàn)有的康復(fù)設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)前臂的被動(dòng)扭轉(zhuǎn)或者使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高昂。
[0003]因此設(shè)計(jì)一款既可以進(jìn)行前臂扭轉(zhuǎn)康復(fù)又可以幫助手腕彎曲康復(fù)同時(shí)又具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本適中的裝置具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的前臂扭轉(zhuǎn)康復(fù)裝置存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大和成本高的問題，而提出一種前臂扭轉(zhuǎn)與手腕彎曲康復(fù)裝置及其扭轉(zhuǎn)、彎曲方法。
[0005]—種前臂扭轉(zhuǎn)與手腕彎曲康復(fù)裝置，其組成包括穿戴部分和控制一動(dòng)力系統(tǒng)，控制一動(dòng)力系統(tǒng)包括氣源、控制電路和三個(gè)電磁氣閥；
[0006]穿戴部分包括掌部支架和前臂支架，其中，掌部支架與前臂支架鉸接；
[0007]掌部支架包括手掌握持的手柄、固定手掌的手掌支架和驅(qū)動(dòng)掌部支架作彎曲運(yùn)動(dòng)的兩根可伸長(zhǎng)式氣動(dòng)肌肉，其中，手掌支架是拱形的，手柄安裝于手掌支架的兩個(gè)架腿之間；手掌支架的架腿上分別于朝向前臂支架一側(cè)鉸接支腿;兩根可伸長(zhǎng)式氣動(dòng)肌肉的一端安裝在掌部支架的拱背部，另一端安裝在前臂支架上，驅(qū)動(dòng)掌部支架作彎曲運(yùn)動(dòng)；
[0008]前臂支架包括將其套裝于人體前臂的臂環(huán)A和臂環(huán)B、連接臂環(huán)A和臂環(huán)B的連桿A和連桿B、驅(qū)動(dòng)臂環(huán)A和臂環(huán)B作相對(duì)扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的可收縮式氣動(dòng)肌肉A、可收縮式氣動(dòng)肌肉B、可收縮式氣動(dòng)肌肉C和可收縮式氣動(dòng)肌肉D，其中，臂環(huán)A和臂環(huán)B平行且同軸心設(shè)置，連桿A和連桿B的一端都轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在臂環(huán)A上，另一端轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在臂環(huán)B上，且連桿A和連桿B是相對(duì)設(shè)置的;可收縮式氣動(dòng)肌肉A和可收縮式氣動(dòng)肌肉B分別設(shè)置在連桿A兩側(cè)，且可收縮式氣動(dòng)肌肉A和可收縮式氣動(dòng)肌肉B的一端分別固定在連桿A上，另一端通過張力繩連接在臂環(huán)B上，可收縮式氣動(dòng)肌肉C和可收縮式氣動(dòng)肌肉D分別設(shè)置在連桿B兩側(cè)，可收縮式氣動(dòng)肌肉C和可收縮式氣動(dòng)肌肉D的一端固定在臂環(huán)A上，另一端通過張力繩連接在臂環(huán)B上；
[0009]兩根可伸長(zhǎng)式氣動(dòng)肌肉通過一個(gè)電磁氣閥與氣源連接，可收縮式氣動(dòng)肌肉A和可收縮式氣動(dòng)肌肉B通過一個(gè)電磁氣閥與氣源連接，可收縮式氣動(dòng)肌肉C和可收縮式氣動(dòng)肌肉D通過一個(gè)電磁氣閥與氣源連接，每個(gè)電磁氣閥的信號(hào)接收端均與控制電路的信號(hào)發(fā)射端連接。
[0010]—種前臂扭轉(zhuǎn)與手腕彎曲康復(fù)裝置的扭轉(zhuǎn)、彎曲方法，
[0011]步驟一、佩戴者的手臂依次經(jīng)臂環(huán)B和臂環(huán)A伸入，并握住手柄；
[0012]步驟二、利用可伸長(zhǎng)式氣動(dòng)肌肉與相對(duì)應(yīng)的電磁氣閥的連接，此電磁氣閥與氣源的連接，則電磁氣閥的信號(hào)接收端均與控制電路的信號(hào)發(fā)射端連接，控制電路利用電磁氣閥的開關(guān)控制可伸長(zhǎng)式氣動(dòng)肌肉內(nèi)的氣壓；當(dāng)控制電路控制電磁氣閥來增大可伸長(zhǎng)式氣動(dòng)肌肉內(nèi)的氣壓時(shí)，可伸長(zhǎng)式氣動(dòng)肌肉因被驅(qū)動(dòng)而伸長(zhǎng)，因兩根可伸長(zhǎng)式氣動(dòng)肌肉均安裝于手掌支架和臂環(huán)A之間，且兩根可伸長(zhǎng)式氣動(dòng)肌肉的一端安裝在拱形掌部支架的拱背部，可伸長(zhǎng)式氣動(dòng)肌肉的伸張驅(qū)動(dòng)掌部支架以架腳末端的螺栓為軸進(jìn)行翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而幫助佩戴者的手腕進(jìn)行被動(dòng)彎曲訓(xùn)練；
[0013]步驟二、臂環(huán)A和臂環(huán)B通過兩根相對(duì)設(shè)置的連桿A和連桿B連接，同時(shí)連桿A和連桿B兩側(cè)分別安裝一根可收縮式氣動(dòng)肌肉；四根可收縮氣動(dòng)肌肉分別通過張力繩與臂環(huán)B連接；四根可收縮氣動(dòng)肌肉分別通過相對(duì)應(yīng)的電磁氣閥與氣源連接，此電磁氣閥與氣源的連接，則電磁氣閥的信號(hào)接收端均與控制電路的信號(hào)發(fā)射端連接，控制電路利用電磁氣閥的開關(guān)控制四根可收縮氣動(dòng)肌肉內(nèi)的氣壓；當(dāng)控制電路控制電磁氣閥來增大可收縮式氣動(dòng)肌肉內(nèi)的氣壓時(shí)，可收縮氣動(dòng)肌肉因被驅(qū)動(dòng)而收縮，從而驅(qū)動(dòng)連桿A和連桿B偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)靠近腕部的臂環(huán)A扭轉(zhuǎn)，具體為:
[0014]控制電路通過控制相應(yīng)的電磁氣閥控制四根可收縮式氣動(dòng)肌肉的內(nèi)的壓強(qiáng)，當(dāng)可收縮式氣動(dòng)肌肉和可收縮式氣動(dòng)肌肉因內(nèi)部壓強(qiáng)增大而收縮，而可收縮式氣動(dòng)肌肉和收縮式氣動(dòng)肌肉不工作時(shí)，連桿A和連桿B發(fā)生逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)臂環(huán)A做逆時(shí)針方向扭轉(zhuǎn)；
[0015]當(dāng)可收縮式氣動(dòng)肌肉和收縮式氣動(dòng)肌肉因內(nèi)部壓強(qiáng)增大而收縮，而可收縮式氣動(dòng)肌肉和可收縮式氣動(dòng)肌肉不工作時(shí)，連桿A和連桿B發(fā)生順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)臂環(huán)A做順時(shí)針方向扭轉(zhuǎn)。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:
[0017]本發(fā)明是在本發(fā)明中，1、采用了氣動(dòng)肌肉作為驅(qū)動(dòng)器，使輔助裝置簡(jiǎn)化了小臂康復(fù)裝置的結(jié)構(gòu)，減輕了重量，增加了靈活性，降低了成本，從而克服了現(xiàn)有裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大、成本高、靈活性差的缺點(diǎn)；2、本發(fā)明模仿人體前臂尺骨與撓骨的工作原理，將連桿的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)末端(靠近手腕處臂環(huán))的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，符合人體小臂的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從而簡(jiǎn)化裝置的結(jié)構(gòu)，使裝置的運(yùn)動(dòng)更加符合小臂運(yùn)動(dòng)從而防止在康復(fù)過程中對(duì)小臂造成損傷；
3、本發(fā)明前臂支架部分使用了多根氣動(dòng)肌肉作為驅(qū)動(dòng)器并對(duì)其獨(dú)立控制，使得康復(fù)裝置能夠向兩個(gè)方向扭轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度增強(qiáng)了裝置的康復(fù)效果;4、本發(fā)明既可以進(jìn)行前臂扭轉(zhuǎn)康復(fù)亦可以進(jìn)行手腕彎曲康復(fù)，還可以根據(jù)患者需要進(jìn)行單項(xiàng)訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的多功能化提高了設(shè)備利用率降低了使用成本;5、本發(fā)明將動(dòng)力及裝置與控制系統(tǒng)與穿戴設(shè)備分開減輕了穿戴設(shè)備的重量簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)從而方便了康復(fù)裝置的使用，穿戴設(shè)備可以在一定范圍內(nèi)隨意移動(dòng)從而降低患者在使用時(shí)的疲勞感，改善了患者的使用體驗(yàn)。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，
[0019]圖2為圖1中前臂支架和掌部支架連接部分結(jié)構(gòu)示意圖，
[0020]圖3a為本發(fā)明涉及的掌部支架處于非工作狀態(tài)的示意圖，
[0021 ]圖3b為本發(fā)明涉及的掌部支架處于彎曲狀態(tài)的示意圖，
[0022]圖4為本發(fā)明涉及的前臂支架處于非工作狀態(tài)的示意圖，
[0023]圖5a為本發(fā)明涉及的前臂支架俯視視角逆時(shí)針方向扭轉(zhuǎn)時(shí)的俯視圖；
[0024]圖5b為本發(fā)明涉及的前臂支架俯視視角逆時(shí)針方向扭轉(zhuǎn)時(shí)的斜視圖，
[0025]圖5c為本發(fā)明涉及的前臂支架俯視視角順時(shí)針方向扭轉(zhuǎn)時(shí)的俯視圖；
[0026]圖5d為本發(fā)明涉及的前臂支架俯視視角順時(shí)針方向扭轉(zhuǎn)時(shí)的斜視圖；
【具體實(shí)施方式】
[0027]【具體實(shí)施方式】一:
[0028]本實(shí)施方式的前臂扭轉(zhuǎn)與手腕彎曲康復(fù)裝置，結(jié)合圖1所示，其組成包括穿戴部分7和控制一動(dòng)力系統(tǒng)3，控制一動(dòng)力系統(tǒng)3包括氣源5、控制電路6和三個(gè)電磁氣閥4 ；
[0029]穿戴部分7包括掌部支架1和前臂支架2，其中，掌部支架1與前臂支架2鉸接；
[0030]掌部支架1包括手掌握持的手柄1-1、固定手掌的手掌支架1-2和驅(qū)動(dòng)掌部支架1作彎曲運(yùn)動(dòng)的兩根可伸長(zhǎng)式氣動(dòng)肌肉1-3，其中，手掌支架1-2是拱形的，手柄1-1安裝于手掌支架1-2的兩個(gè)架腿1-4之間；手掌支架1-2的架腿1-4上分別于朝向前臂支架2—側(cè)鉸接支腿1-5;兩根可伸長(zhǎng)式氣動(dòng)肌肉1-3的一端安裝在掌部支架1的拱背部，另一端安裝在前臂支架2上，驅(qū)動(dòng)掌部支架1作彎曲運(yùn)動(dòng)；
[0031]前臂支架2包括將其套裝于人體前臂的臂環(huán)A(圖中件號(hào)為2-6)和臂環(huán)B(圖中件號(hào)為2-7)、連接臂環(huán)A(圖中件號(hào)為2-6)和臂環(huán)B(圖中件號(hào)為2-7)的連桿A(圖中件號(hào)為2-8)和連桿B(圖中件號(hào)為2-9)、驅(qū)動(dòng)臂環(huán)A(圖中件號(hào)為2-6)和臂環(huán)B(圖中件號(hào)為2-7)作相對(duì)扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的可收縮式氣動(dòng)肌肉A(圖中件號(hào)為10)、可收縮式氣動(dòng)肌肉B(圖中件號(hào)為11)、可收縮式氣動(dòng)肌肉C(圖中件號(hào)為12)和可收縮式氣動(dòng)肌肉D(圖中件號(hào)為13)，其中，臂環(huán)A(圖中件號(hào)為2-6)和臂環(huán)B(圖中件號(hào)為2-7)平行且同軸心設(shè)置，連桿A(圖中件號(hào)為2-8)和連桿B(圖中件號(hào)為2-9)的一端都轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在臂環(huán)A(圖中件號(hào)為2-6)上，另一端轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在臂環(huán)B(圖中件號(hào)為2-7)上，且連桿A(圖中件號(hào)為2-8)和連桿B(圖中件號(hào)為2-9)是相對(duì)設(shè)置的；可收縮式氣動(dòng)肌肉A(圖中件號(hào)為10)和可收縮式氣動(dòng)肌肉B(圖中件號(hào)為11)分別設(shè)置在連桿A(圖中件號(hào)為2-8)兩側(cè)，且可收縮式氣動(dòng)肌肉A(圖中件號(hào)為10)和可收縮式氣動(dòng)肌肉B(圖中件號(hào)為11)的一端分別固定在連桿A(圖中件號(hào)為2-8)上，另一端通過張力繩2-5連接在臂環(huán)B(圖中件號(hào)為2-7)上，可收縮式氣動(dòng)肌肉C(圖中件號(hào)為12)和可收縮式氣動(dòng)肌肉D(圖中件號(hào)為13)分別設(shè)置在連桿B(圖中件號(hào)為2-9)兩側(cè)，可收縮式氣動(dòng)肌肉C(圖中件號(hào)為12)和可收縮式氣動(dòng)肌肉D(圖中件號(hào)為13)的一端固定在臂環(huán)A(圖中件號(hào)為2-6)上，另一端通過張力繩2-5連接在臂環(huán)B(圖中件號(hào)為2-7)上；
[0032]兩根可伸長(zhǎng)式氣動(dòng)肌肉1-3通過一個(gè)電磁氣閥4與氣源5連接，可收縮式氣動(dòng)肌肉A(圖中件號(hào)為10)和可收縮式氣動(dòng)肌肉B(圖中件號(hào)為11)通過一個(gè)電磁氣閥4與氣源5連接，可收縮式氣動(dòng)肌肉C(圖中件號(hào)為12)和可收縮式氣動(dòng)肌肉D(圖中件號(hào)為13)通過一個(gè)電磁氣閥4與氣源5連接，每個(gè)電磁氣閥4的信號(hào)接收端均與控制電路6的信號(hào)發(fā)射端連接。
[0033]【具體實(shí)施方式】二:
[0034]與【具體實(shí)施方式】一不同的是，本實(shí)施方式的前臂扭轉(zhuǎn)與手腕彎曲康復(fù)裝置，所述掌部支架1在拱背部的內(nèi)壁上還設(shè)置一層柔性內(nèi)襯1-7，掌部支架1的兩根支腿1-5末端是分別通過螺栓1-6固定安裝在前臂支架2上的。
[0035]【具體實(shí)施方式】三:
[0036]與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是，本實(shí)施方式的前臂扭轉(zhuǎn)與手腕彎曲康復(fù)裝置，所述臂環(huán)A(圖中件號(hào)為2-6)內(nèi)壁還設(shè)置柔性內(nèi)襯A(圖中件號(hào)為2-2)，臂環(huán)A(圖中件號(hào)為2-6)與連桿A(圖中件號(hào)為2-8)和連桿B(圖中件號(hào)為2-9)的連接處還具有內(nèi)陷的軸孔，軸孔內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋。
[0037]【具體實(shí)施方式】四:
[0038]與【具體實(shí)施方式】三不同的是，本實(shí)施方式的前臂扭轉(zhuǎn)與手腕彎曲康復(fù)裝置，所述連桿A(圖中件號(hào)為2-8)和連桿B(圖中件號(hào)為2-9)的中部均為條形桿件2-1，條形桿件2-1在臂環(huán)A(圖中件號(hào)為2-6)—端的兩側(cè)分別設(shè)置限位座2-10，條形桿件2-1在臂環(huán)B(圖中件號(hào)為2-7)—端的兩側(cè)分別設(shè)置限位孔2-11，條形桿件2-1的兩末端處分別設(shè)置關(guān)節(jié)軸承2-12;套裝彈簧2-3的限位螺栓2-4穿過關(guān)節(jié)軸承