CN105476809B - 多功能便携式上肢康复装置及利用该装置进行康复训练的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多功能便携式上肢康复，包括支撑体、连接体、旋转电机以及插件；支撑体用于支撑上肢，其一端呈环状结构，环形内壁设置内凹槽；连接体呈环状结构，其中一个环形端连接旋转电机，另一个环形端设置与所述内凹槽相匹配的外凸结构，使该连接体与支撑体可卡扣连接；旋转电机包括旋转输出端，插件与该输出端相连接，随输出端的旋转而旋转。该上肢康复装置结构简单，仅用一个旋转电机，通过简单调整就能进行前臂、手腕、手指等的多功能康复训练，并且整体重量轻体积小，易于携带，康复人员能够在多种环境中利用该康复装置进行被动训练、主动训练与助动训练。

Description

多功能便携式上肢康复装置及利用该装置进行康复训练的 方法

技术领域

本发明属于医疗康复器械技术领域，尤其涉及一种多功能便携式上肢康复装置及利用该装置进行康复训练的方法。

背景技术

随着中国社会老龄化加剧，中国脑中风患者日益增多，2014年12月份在深圳召开的脑卒中防治工程工作会议表明，全国脑卒中的发病率年增长率高达13.19％。脑卒中导致病人运动功能障碍的原因是大脑皮层的运动中枢受到了损伤，目前各种康复方法中，治疗师辅助病人做运动康复训练是使受损神经康复的最有效的方法之一。但是，仅仅依靠治疗师辅助训练是远远不能满足康复训练需要的。康复器械是一种自动化医疗康复设备，能够帮助患者进行科学而有效的康复训练，使患者的运动机能得到恢复。

经过多年的研究发展，上肢康复器械已经取得一定的成果，实现了一定的康复训练功能。例如，康复器械MIT-MANUS实现了安全、柔顺、稳定的平面康复训练；MIME实现了肘关节和肩关节在三维空间的运动；IPAM不仅实现了三维空间的康复运动，而且可以检测康复器械与患肢之间的作用力和关节活动度。但是，目前的上肢康复器械大部分是针对上肢的肩关节、肘关节的康复，针对手腕、前臂以及手指的康复器械较少。另外，由于手腕和前臂可在三个自由度活动，目前相应的康复训练器械的结构复杂，价格高。

发明内容

本发明提供了一种上肢康复装置，其结构简单、成本低、便于携带，能够用于手腕、前臂、手指等多种康复训练。

本发明的上肢康复装置包括支撑体、连接体、旋转电机，以及插件；

支撑体用于支撑上肢，其一端呈环状结构，称为支撑体环状结构，该支撑体环状结构的环形内壁设置内凹槽；

连接体呈环状结构，其中一个环形端连接旋转电机，另一个环形端设置与所述内凹槽相匹配的外凸结构，使该连接体与支撑体可卡扣连接；

旋转电机包括一个绕固定轴线作旋转运动的输出端，插件与该输出端相连接，随输出端的旋转而旋转，该固定轴线称为固定旋转轴。

所述插件的结构根据康复训练的目的而设计，例如，当进行手腕掌屈背伸训练时可设计把手结构、摇杆式结构等；当进行手腕桡偏尺偏训练时可设计为手型结构、摇杆式结构等；当进行手指扭动训练时可设计为钥匙状结构等；当进行前臂训练、手掌握力等训练时可设计为S形结构、U形结构等。

所述连接体与旋转电机可以采用平行连接，即旋转电机的固定旋转轴平行于连接体与旋转电机的连接面；也可以采用垂直连接，即旋转电机的固定旋转轴垂直于连接体与旋转电机的连接面。所述的连接方式不限，可以通过铰链连接、紧固件连接等。

所述的内凹槽结构不限，优选为内凹的环形槽，连接体可沿该环形槽进行转动。进一步优选，所述的连接体沿环形槽转动时，当转到一定角度时可固定。所述的固定方式不限，例如通过铆钉固定、通过定位孔固定等。

作为优选，所述的上肢康复装置还包括安装件，所述安装件与支撑体固定连接，用于将该上肢康复装置固定安装在安装面上。所述的安装件的结构不限，例如可以是一个U形结构槽，所述安装面固定夹设在该U形结构槽中。

综上所述，本发明的上肢康复装置具有如下有益效果：

(1)结构简单，仅用一个旋转电机，通过简单调整就能进行前臂、手腕、手掌、手指等的旋转、伸展、扭动、握紧等多功能康复训练，例如手腕掌屈背伸康复训练、前臂旋转康复训练、手指扭力康复训练，手腕桡偏尺偏康复训练以及手掌握力等康复训练，并且整体重量轻，体积小，易于携带，适合于康复人员在室内、室外等多种环境中使用。

(2)本发明的上肢康复装置活动灵活，利用该肢体康复装置进行康复训练时，康复人员的上肢在支撑体的支撑下能够进行三种康复训练模式，分别为被动训练、主动训练与助动训练。

被动训练模式适用于完全丧失运动能力的康复人员，其过程是：设定所述上肢康复装置的康复训练动作；康复人员的手部接触插件(不同的康复训练所使用的插件结构不同，因此手部与插件的接触方式不同，例如，插件为手掌形时，手掌贴合该插件；插件为摇杆形时手握住该插件；插件为钥匙形时手指捏住该插件等)；启动上肢康复装置，旋转电机的输出端旋转，从而带动康复人员的上肢(例如前臂、手腕、手指)沿着设定好的康复训练动作轨迹进行运动。

主动训练模式适用于有部分运动能力、能够完成康复训练任务的康复人员，其过程是：康复人员的手部接触插件，主动对插件产生一定作用力，从而带动插件克服所述上肢康复装置阻力进行康复动作。作为优选，所述上肢康复装置检测到康复人员的动作后，产生的阻力可调，从而能够根据康复人员的实际情况调整训练负荷。

助动训练模式适用于有部分运动能力但不足以完成康复训练任务的康复人员，其过程如下：

康复人员的手部接触插件，主动对插件产生一定作用力，从而带动插件克服所述上肢康复装置阻力进行康复动作；所述上肢康复装置检测到康复人员的动作后，旋转电机的输出端旋转产生一定的助力，帮助康复人员完成康复动作。

附图说明

图1是多功能型便携式上肢康复装置用于手腕掌屈背伸训练的位置示意图；

图2是图1所示多功能型便携式上肢康复装置的展开图；

图3是图1的多功能型便携式上肢康复装置用于前臂旋转或者手指扭力康复训练的位置示意图；

图4是图1的多功能型便携式上肢康复装置用于外桡偏、尺偏康复训练的位置示意图；

图5是图1的多功能型便携式上肢康复装置用于前臂旋转和手掌握力康复训练的位置示意图。

具体实施方式

以下结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

图1-3中的附图标记为：1-安装面，2-支撑体，3-连接体，4-插件，5-旋转电机，6-安装件。

实施例1：

本实施例中，上肢康复装置的结构示意图如图1所示，包括支撑体2、连接体3、插件4、旋转电机5与安装件6。图2是图1所示上肢康复装置的展开图，图2的观察角度与图1的观察角度不同。

支撑体2用于支撑上肢，呈内凹的槽体结构，称为支撑槽，其一端呈圆环状结构，称为支撑体圆环状结构。为了方便不同康复人员使用，该支撑槽分为两块，两块支撑槽的间距可调，以适应不同康复人员的肢体长度。支撑体圆环状结构固定连接在其中一块支撑槽的端部。支撑体圆环状结构的环形内壁设置内凹的圆环形槽(图1与2中未示出)。

如图1与2所示，安装件6是两块U形结构槽，分别位于支撑槽底部，并且与支撑槽固定连接，安装面1固定夹设在该U形结构槽中，并且通过紧固件固定，从而将该上肢康复装置固定安装在水平安装面1上。

连接体3呈圆环状结构，其中一个圆环形端连接旋转电机5，另一个圆环形端设置与支撑体圆环状结构中内凹的圆环形槽相匹配的外凸结构(图1与2中未示出)，使该连接体3可沿该内凹的圆环形槽进行旋转。并且，连接体3沿该内凹的圆环形槽旋转时，当转到一定角度可固定，该固定方式采用铆钉固定。

旋转电机5包括一个绕固定轴线作旋转运动的输出端，插件4通过插拔式的连接方式与该输出端相连接，随输出端的旋转而旋转，该固定轴线称为固定旋转轴。

连接体3与旋转电机5可以采用平行连接，如图1所示，即旋转电机5的固定旋转轴平行于连接体3与旋转电机5连接时的连接面；也可以采用垂直连接，如图3所示，即旋转电机5的固定旋转轴垂直于连接体3与旋转电机5连接时的连接面。连接体3与旋转电机5的连接方式不限，如图1与图3中采用铰链连接。图1中采用两个铰链将连接体3与旋转电机5连接在一起。图3中采用四个铰链将连接体3与旋转电机5连接在一起。

插件4的结构根据康复训练的目的而设计，例如，如图1与4所示，当用于手腕掌屈背伸训练以及外桡偏、尺偏训练时可设计摇杆式结构；如图3所示，当用于前臂旋转训练或者手指扭动训练时可设计为钥匙状结构；如图5所示，当用于前臂旋转和手握力训练时可设计为U结构。

如图1所示，采用两个铰链将连接体3与旋转电机5连接在一起，此时旋转电机5的固定旋转轴平行于连接体3与旋转电机5连接时的连接面，即连接体3与旋转电机5为平行连接。连接体3沿支撑体圆柱状结构中内凹的圆环形槽旋转时，当转到连接体3与旋转电机5的连接面平行于水平面时，将连接体3与支撑体圆柱状结构通过铆钉固定。插件4呈摇杆式结构。康复人员可利用该装置进行手腕掌屈背伸的康复训练。该康复训练模式包括三种，分别为被动训练、主动训练与助动训练。

被动训练模式适用于完全丧失运动能力的康复人员，其过程如下：

康复人员的上肢由支撑体支撑水平放置，前臂穿过支撑体圆环状结构，设定该上肢康复装置的康复训练动作；康复人员手掌握住摇杆式插件；启动上肢康复装置运转带动插件运动，从而带动康复人员的手腕进行掌屈背伸的康复训练动作。

主动训练模式适用于有部分运动能力、能够完成康复训练任务的康复人员，其过程如下：

康复人员的上肢由支撑体支撑水平放置，前臂穿过支撑体圆环状结构，手掌握住摇杆式插件；康复人员的手腕进行自主的训练动作，对插件产生一定作用力，从而带动插件克服上肢康复装置的阻力进行旋转运动；作为优选，上肢康复装置检测到康复人员的力量和动作方向后，沿相反的方向产生一定阻力，并且该阻力可调，从而能够根据康复人员的实际适当增加康复训练负荷。

助动训练模式适用于有部分运动能力但不足以完成康复训练任务的康复人员，其过程如下：

康复人员的上肢由支撑体支撑水平放置，前臂穿过支撑体圆环状结构，手掌握住摇杆式插件；康复人员的手腕进行主动运动，对插件产生一定作用力，但力量较弱，上肢康复装置运动较慢或不能运动；上肢康复装置检测到康复人员的力量和动作方向，沿着相同的方向提供一定助力，从而帮助康复人员的手腕完成掌屈背伸康复训练。

实施例2：

本实施例是实施例1中的上肢康复装置作为前臂旋转康复训练或者手指扭力康复训练时的情况。此时，该上肢康复装置的结构如图3所示，采用四个铰链将连接体3与旋转电机5连接在一起。旋转电机5的固定旋转轴垂直于连接体3与旋转电机5连接时的连接面，即连接体3与旋转电机5为垂直连接。插件4呈钥匙结构。康复人员可利用该装置进行前臂旋转康复训练或者手指扭力康复训练。与实施例1相同，该康复训练模式包括三种，分别为被动训练、主动训练与助动训练。

实施例3：

本实施例是实施例1中的上肢康复装置作为外桡偏、尺偏训练时情况。此时，该上肢康复装置的结构如图4所示，连接体3沿支撑体圆柱状结构中内凹的圆环形槽旋转时，当转到连接体3与旋转电机5的连接面垂直于水平面时，将连接体3与支撑体圆柱状结构通过铆钉固定。康复人员可利用该装置进行外桡偏、尺偏康复训练。与实施例1相同，该康复训练模式包括三种，分别为被动训练、主动训练与助动训练。

实施例4：

本实施例是实施例1中的上肢康复装置作为前臂旋转和手掌握力训练时情况。此时，该上肢康复装置的结构如图5所示，采用四个铰链将连接体3与旋转电机5连接在一起。旋转电机5的固定旋转轴垂直于连接体3与旋转电机5连接时的连接面，即连接体3与旋转电机5为垂直连接。插件4呈U形结构。康复人员可利用该装置进行前臂旋转和手掌握力康复训练。与实施例1相同，该康复训练模式包括三种，分别为被动训练、主动训练与助动训练。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多功能便携式上肢康复装置，其特征是：包括支撑体、连接体、旋转电机，以及插件；

支撑体用于支撑上肢，其一端呈环状结构，称为支撑体环状结构，该支撑体环状结构的环形内壁设置内凹槽；

连接体呈环状结构，其中一个环形端连接旋转电机，另一个环形端设置与所述内凹槽相匹配的外凸结构，使该连接体与支撑体可卡扣连接；

旋转电机包括一个绕固定轴线作旋转运动的输出端，插件与该输出端相连接，随输出端的旋转而旋转，该固定轴线称为固定旋转轴；

所述连接体与旋转电机采用平行连接，即旋转电机的固定旋转轴平行于连接体与旋转电机的连接面；或者采用垂直连接，即旋转电机的固定旋转轴垂直于连接体与旋转电机的连接面；

所述内凹槽为内凹的环形槽，连接体可沿该环形槽进行转动。

2.如权利要求1所述的多功能便携式上肢康复装置，其特征是：所述插件是把手结构、摇杆结构、手型结构、钥匙状结构、S形结构或者U形结构。

3.如权利要求1所述的多功能便携式上肢康复装置，其特征是：所述的连接体沿环形槽转动时，当转到一定角度时可固定。

4.如权利要求3所述的多功能便携式上肢康复装置，其特征是：所述的连接体通过铆钉固定或者通过定位孔固定。

5.如权利要求1所述的多功能便携式上肢康复装置，其特征是：所述的连接体与旋转电机通过铰链连接或者紧固件连接。

6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的多功能便携式上肢康复装置，其特征是：还包括安装件，所述安装件与支撑体固定连接，用于将该上肢康复装置固定安装在安装面上。

7.如权利要求6所述的多功能便携式上肢康复装置，其特征是：所述的安装件是一个U形结构槽，所述安装面固定夹设在该U形结构槽中。