本發(fā)明涉及手指手腕康復(fù)訓(xùn)練裝置領(lǐng)域,具體是一種主/被動(dòng)式手指手腕聯(lián)合康復(fù)訓(xùn)練裝置及方法。
背景技術(shù):
我國(guó)人口老齡化嚴(yán)重,腦卒中、腦癱等患者數(shù)量逐漸增多,這類(lèi)疾病可導(dǎo)致多種神經(jīng)功能缺損,其中偏癱最為常見(jiàn)。偏癱會(huì)導(dǎo)致手指僵硬,手部肌肉逐步萎縮,若不及時(shí)治療和有效的康復(fù)訓(xùn)練,將會(huì)對(duì)患者的生活造成極大的影響,給社會(huì)和家庭造成極大的負(fù)擔(dān)。
根據(jù)相關(guān)調(diào)查:我國(guó)每年手腕關(guān)節(jié)疾病患者數(shù)量呈遞增趨勢(shì),這是由于手部頻繁的抓取物體,當(dāng)從事各類(lèi)作業(yè)跌倒時(shí),手掌著地會(huì)引起腕關(guān)節(jié)骨折損傷。而腕關(guān)節(jié)是連接手部與小臂的重要關(guān)節(jié),一旦損傷便會(huì)對(duì)工作和生活造成嚴(yán)重影響。
在傳統(tǒng)的手指康復(fù)治療和手腕康復(fù)治療中,大多都是醫(yī)生一對(duì)一的對(duì)患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。一般這種康復(fù)訓(xùn)練都需要很高的專(zhuān)業(yè)康復(fù)技術(shù)和很高的訓(xùn)練強(qiáng)度,且訓(xùn)練周期長(zhǎng),這樣便加重了醫(yī)生的工作負(fù)擔(dān)和患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此,開(kāi)發(fā)輔助手指、手腕損傷患者運(yùn)動(dòng)功能的康復(fù)訓(xùn)練裝置具有巨大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
公開(kāi)號(hào)為cn103750979b的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種手腕手指康復(fù)訓(xùn)練器,這個(gè)裝置對(duì)手指和手腕的康復(fù)訓(xùn)練起到一定的作用,但仍存在一些問(wèn)題:該裝置在對(duì)手腕訓(xùn)練時(shí)只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的手腕擺動(dòng),而沒(méi)有帶動(dòng)手腕進(jìn)行整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),且只對(duì)四根手指進(jìn)行訓(xùn)練,康復(fù)訓(xùn)練效果并不明顯;該裝置利用電機(jī)驅(qū)動(dòng),穩(wěn)定性和安全性相對(duì)較差且該裝置只能進(jìn)行被動(dòng)訓(xùn)練。因此有必要發(fā)明一種手指手腕康復(fù)訓(xùn)練裝置,將主動(dòng)訓(xùn)練與被動(dòng)訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合,提高訓(xùn)練效率與效果,同時(shí)保障康復(fù)訓(xùn)練的安全性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種主/被動(dòng)式手指手腕聯(lián)合康復(fù)訓(xùn)練裝置及方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。
為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種主/被動(dòng)式手指手腕聯(lián)合康復(fù)訓(xùn)練裝置,其特征在于:包括豎直設(shè)置的手掌固定板,手掌固定板中設(shè)有可供手掌穿過(guò)的通孔,通孔的底部前端向前延伸、底部后端向后延伸形成用于支撐手掌的支撐板,支撐板上連接有用于綁住手掌的綁帶i,手掌固定板前側(cè)位于支撐板下方連接有五個(gè)分別沿前后方向水平延伸的滾道板,五個(gè)滾道板沿左右方向依次排列,手指固定板后方豎直設(shè)有套在手臂上的手環(huán),手環(huán)上連接有用于綁住手臂的綁帶ii,還包括一一對(duì)應(yīng)手部小拇指、無(wú)名指、中指、食指的四個(gè)四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu),對(duì)應(yīng)手部拇指的拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu),對(duì)應(yīng)手部手臂的手腕康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu),其中:
每個(gè)四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)分別包括一一對(duì)應(yīng)豎直設(shè)置在從左向右的四個(gè)滾道板下方的移動(dòng)板,以及一一對(duì)應(yīng)沿左右水平方向橫跨在從左向右的四個(gè)滾道板上方的桿件i,每個(gè)桿件i中間分別轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有滾珠,且滾珠分別滾動(dòng)設(shè)置在對(duì)應(yīng)的滾道板上,每個(gè)桿件i左、右端分別通過(guò)豎直向下延伸的桿件ii與位置對(duì)應(yīng)的移動(dòng)板頂部左、右端對(duì)應(yīng)連接,每個(gè)四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)還分別包括第三磁流變阻尼器、第三氣動(dòng)肌肉,其中第三磁流變阻尼器的缸筒端分別鉸接在對(duì)應(yīng)的移動(dòng)板前側(cè),第三磁流變阻尼器的活塞桿端分別鉸接有用于套在對(duì)應(yīng)手指上的指套,第三氣動(dòng)肌肉的一端分別鉸接在對(duì)應(yīng)的移動(dòng)板后側(cè),第三氣動(dòng)肌肉另一端分別鉸接在手掌固定板上;
拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)包括豎直設(shè)置在最右側(cè)第五個(gè)滾道板下方的移動(dòng)板,以及沿左右水平方向橫跨在第五個(gè)滾道板上方的桿件i,拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中桿件i中間轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有滾珠,且滾珠滾動(dòng)設(shè)置在第五個(gè)滾道板上,拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中桿件i左、右端分別通過(guò)豎直向下延伸的桿件ii與位置對(duì)應(yīng)的移動(dòng)板頂部左、右端對(duì)應(yīng)連接,拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)的移動(dòng)板中沿左右方向設(shè)有橫向滑孔,手掌固定板中設(shè)有與橫向滑孔平行的橫向滑槽,且橫向滑槽右側(cè)延伸至與拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)的移動(dòng)板中橫向滑孔位置對(duì)應(yīng),拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)還包括第一磁流變阻尼器、第二磁流變阻尼器、第一氣動(dòng)肌肉、第二氣動(dòng)肌肉、連接件i、連接件ii,其中第二氣動(dòng)肌肉、第二磁流變阻尼器分別嵌入手掌固定板的橫向滑槽內(nèi),第二氣動(dòng)肌肉一端與橫向滑槽內(nèi)左端連接,第二磁流變阻尼器的缸筒端與第二氣動(dòng)肌肉另一端連接,第二磁流變阻尼器的活塞桿端連接連接件ii,且連接件ii滑動(dòng)安裝在手掌固定板的橫向滑槽內(nèi),第一氣動(dòng)肌肉垂直于第二磁流變阻尼器,且第一氣動(dòng)肌肉一端與連接件ii連接,第一氣動(dòng)肌肉另一端連接連接件i,且連接件i滑動(dòng)安裝在拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)的移動(dòng)板的橫向滑孔中,第一磁流變阻尼器的缸筒端與連接件i鉸接,第一磁流變阻尼器的活塞桿端鉸接有用于套在拇指上的指套;
手腕康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)包括三個(gè)第四氣動(dòng)肌肉、三個(gè)第四磁流變阻尼器,三個(gè)第四磁流變阻尼器的活塞桿端一一對(duì)應(yīng)與三個(gè)第四氣動(dòng)肌肉的一端連接,從而分別形成結(jié)構(gòu)相同的連接件iii、連接件iv和連接件v,連接件iii、連接件iv和連接件v中第四氣動(dòng)肌肉的另一端分別鉸接在手掌固定板后側(cè),連接件iii、連接件iv和連接件v中第四磁流變阻尼器的缸筒端分別鉸接在手環(huán)前側(cè)。
所述的一種主/被動(dòng)式手指手腕聯(lián)合康復(fù)訓(xùn)練裝置,其特征在于:連接件iii、連接件iv和連接件v中的第四氣動(dòng)肌肉另一端在手掌固定板上的連接點(diǎn)呈正三角形分布,連接件iii、連接件iv和連接件v中的第四磁流變阻尼器的缸筒端在手環(huán)前側(cè)的連接點(diǎn)亦呈正三角形分布,手掌固定板上正三角形面積大于手環(huán)前側(cè)正三角形面積,手掌固定板上正三角形與手環(huán)前側(cè)正三角形的中心點(diǎn)處于同一前后水平方向的直線上。
一種主/被動(dòng)式手指手腕聯(lián)合康復(fù)訓(xùn)練方法,其特征在于:為被動(dòng)訓(xùn)練方法,包括手指被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練和手腕被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練,其中手指被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練步驟如下:
(1.1)、四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中的磁流變阻尼器同時(shí)通上電流,使活塞桿不能在缸筒中移動(dòng),使之成為一個(gè)剛性結(jié)構(gòu);
(1.2)、四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中的氣動(dòng)肌肉同時(shí)供入氣體,驅(qū)動(dòng)移動(dòng)板向右作直線移動(dòng),磁流變阻尼器帶動(dòng)四指向下彎曲,帶動(dòng)拇指向掌內(nèi)彎曲,從而完成手指的抓握動(dòng)作;
(1.3)、保持四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中的磁流變阻尼器處于通電狀態(tài),使磁流變阻尼器成為一個(gè)剛性結(jié)構(gòu),停止向四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中的氣動(dòng)肌肉供入氣體,移動(dòng)板向左作直線移動(dòng),磁流變阻尼器帶動(dòng)四指向上伸展,帶動(dòng)拇指向掌外伸展,從而完成手指的伸展動(dòng)作;
(1.4)、重復(fù)步驟(1.1)~步驟(1.3),直至訓(xùn)練結(jié)束,關(guān)閉電流和停止供氣;
手腕被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練步驟如下:
(2.1)、在包括氣動(dòng)肌肉和磁流變阻尼器的連接件ⅲ中通入電流使得其中的磁流變阻尼器成為一個(gè)剛體,給連接件ⅲ供入氣體,手腕朝著連接件ⅲ中氣動(dòng)肌肉收縮的方向轉(zhuǎn)動(dòng);
(2.2)、在包括氣動(dòng)肌肉和磁流變阻尼器的連接件ⅳ中通入電流使得其中的磁流變阻尼器成為一個(gè)剛體,給連接件ⅳ供入氣體,連接件ⅲ減少進(jìn)氣,手腕逐漸朝著連接件ⅳ中氣動(dòng)肌肉收縮的方向轉(zhuǎn)動(dòng);
(2.3)、在包括氣動(dòng)肌肉和磁流變阻尼器的連接件ⅴ中通入電流使得其中的磁流變阻尼器成為一個(gè)剛體,給連接件ⅴ供入氣體,連接件ⅳ減少進(jìn)氣,連接件ⅲ停止供氣和不通入電流,手腕逐漸朝著連接件ⅴ中氣動(dòng)肌肉收縮的方向轉(zhuǎn)動(dòng);
(2.4)、在包括氣動(dòng)肌肉和磁流變阻尼器的連接件ⅲ中通入電流使得其中的磁流變阻尼器成為一個(gè)剛體,給連接件ⅲ供入氣體,連接件ⅴ減少進(jìn)氣,連接件ⅳ停止供氣和不通入電流,手腕逐漸朝著連接件ⅲ中氣動(dòng)肌肉收縮的方向轉(zhuǎn)動(dòng),由此實(shí)現(xiàn)腕關(guān)節(jié)一周的旋轉(zhuǎn);
(2.5)、重復(fù)步驟(2.1)、~步驟(2.4)、以實(shí)現(xiàn)腕關(guān)節(jié)作旋轉(zhuǎn)訓(xùn)練,直至訓(xùn)練結(jié)束,關(guān)閉電流和停止供氣。
一種主/被動(dòng)式手指手腕聯(lián)合康復(fù)訓(xùn)練方法,其特征在于:為主動(dòng)訓(xùn)練方法,包括手指主動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練和手腕主動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練,其中手指主動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練步驟如下:
(3.1)、四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中的氣動(dòng)肌肉皆不供入氣體,此時(shí)氣動(dòng)肌肉不可壓縮,移動(dòng)板固定,手指開(kāi)始向下作抓握動(dòng)作,活塞桿在缸筒中作無(wú)阻尼移動(dòng);
(3.2)、四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中的磁流變阻尼器均通入電流,使得手指在抓握過(guò)程中感受到阻尼力,根據(jù)手指康復(fù)效果,調(diào)整通入電流大小直至手指抓握行程結(jié)束;
(3.3)、四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中的氣動(dòng)肌肉同樣都不供入氣體,手指開(kāi)始向上作伸展動(dòng)作,活塞桿在缸筒中作無(wú)阻尼移動(dòng);
(3.4)、四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中的磁流變阻尼器均通入電流,使得手指在伸展過(guò)程中感受到阻尼力,根據(jù)手指康復(fù)效果,調(diào)整通入電流大小直至手指伸展行程結(jié)束;
(3.5)、重復(fù)步驟(3.1)、~步驟(3.4)、,直至訓(xùn)練結(jié)束,關(guān)閉電流;
手腕主動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練步驟如下:
(4.1)、在包括氣動(dòng)肌肉和磁流變阻尼器的連接件ⅲ、ⅳ、ⅴ中均不供入氣體,此時(shí)氣動(dòng)肌肉可視作一個(gè)剛性物件,手繞著腕關(guān)節(jié)開(kāi)始作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);
(4.2)、在包括氣動(dòng)肌肉和磁流變阻尼器的連接件ⅲ、ⅳ、ⅴ中通入電流,使得手腕在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感受到阻尼力,根據(jù)手腕康復(fù)效果,調(diào)整通入電流大??;
(4.3)、重復(fù)步驟(4.1)、~步驟(4.2)、,直至訓(xùn)練結(jié)束,關(guān)閉電流。
本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明提供一種主/被式手指手腕聯(lián)合康復(fù)訓(xùn)練裝置,適用于手指偏癱患者和手腕損傷患者主/被動(dòng)協(xié)調(diào)康復(fù)訓(xùn)練。具有以下有益效果:
(1)氣動(dòng)肌肉具有良好的安全性、柔順性和較快的響應(yīng)速度,采用氣動(dòng)肌肉牽引手指和手腕運(yùn)動(dòng),保障了康復(fù)訓(xùn)練的安全性;磁流變阻尼器是一種以提供運(yùn)動(dòng)的阻力,耗減運(yùn)動(dòng)能量的裝置,用磁流變阻尼器為手指手腕的主動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練提供合適的阻尼力,有利于提高手指手腕康復(fù)訓(xùn)練的效果;
(2)本發(fā)明裝置能夠?qū)崿F(xiàn)五根手指同時(shí)進(jìn)行主/被動(dòng)訓(xùn)練,且在訓(xùn)練時(shí)各手指之間不會(huì)互相干擾;在對(duì)手腕進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)手腕的整周回轉(zhuǎn),從而全面訓(xùn)練了手腕的自由度,有利于提升手腕的康復(fù)訓(xùn)練效果;
(3)本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,穿戴方便,手指康復(fù)訓(xùn)練裝置與手腕康復(fù)訓(xùn)練裝置各自獨(dú)立,既可單獨(dú)作手指康復(fù)訓(xùn)練,又可單獨(dú)作手腕康復(fù)訓(xùn)練,還可以進(jìn)行手指手腕聯(lián)合康復(fù)訓(xùn)練,提高了康復(fù)訓(xùn)練效率,縮短了患者的康復(fù)周期,滿足了手指手腕損傷患者的需求。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明手指手腕康復(fù)訓(xùn)練裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明移動(dòng)板處的局部結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)部分結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本發(fā)明手指手腕康復(fù)訓(xùn)練裝置右視圖。
圖5是本發(fā)明手指被動(dòng)訓(xùn)練流程圖。
圖6是本發(fā)明手腕被動(dòng)訓(xùn)練流程圖。
圖7是本發(fā)明手指主動(dòng)訓(xùn)練流程圖。
圖8是本發(fā)明手腕主動(dòng)訓(xùn)練流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1-圖4所示,一種主/被動(dòng)式手指手腕聯(lián)合康復(fù)訓(xùn)練裝置,包括豎直設(shè)置的手掌固定板8,手掌固定板8中設(shè)有可供手掌3穿過(guò)的通孔21,通孔21的底部前端向前延伸、底部后端向后延伸形成用于支撐手掌3的支撐板9,支撐板9上連接有用于綁住手掌的綁帶i4,手掌固定板8前側(cè)位于支撐板9下方連接有五個(gè)分別沿前后方向水平延伸的滾道板22,五個(gè)滾道板22沿左右方向依次排列,手指固定板8后方豎直設(shè)有套在手臂10上的手環(huán)11,手環(huán)11上連接有用于綁住手臂的綁帶ii12,還包括一一對(duì)應(yīng)手部小拇指、無(wú)名指、中指、食指的四個(gè)四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu),對(duì)應(yīng)手部拇指的拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu),對(duì)應(yīng)手部手臂的手腕康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu),其中:
每個(gè)四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)分別包括一一對(duì)應(yīng)豎直設(shè)置在從左向右的四個(gè)滾道板下方的移動(dòng)板6,以及一一對(duì)應(yīng)沿左右水平方向橫跨在從左向右的四個(gè)滾道板上方的桿件i14,每個(gè)桿件i14中間分別轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有滾珠13,且滾珠13分別滾動(dòng)設(shè)置在對(duì)應(yīng)的滾道板22上,每個(gè)桿件i14左、右端分別通過(guò)豎直向下延伸的桿件ii15與位置對(duì)應(yīng)的移動(dòng)板6頂部左、右端對(duì)應(yīng)連接,每個(gè)四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)還分別包括第三磁流變阻尼器5-3、第三氣動(dòng)肌肉7-3,其中第三磁流變阻尼器5-3的缸筒端分別鉸接在對(duì)應(yīng)的移動(dòng)板6前側(cè),第三磁流變阻尼器5-3的活塞桿端分別鉸接有用于套在對(duì)應(yīng)手指2上的指套1,第三氣動(dòng)肌肉7-3的一端分別鉸接在對(duì)應(yīng)的移動(dòng)板6后側(cè),第三氣動(dòng)肌肉7-3另一端分別鉸接在手掌固定板8上;
拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)包括豎直設(shè)置在最右側(cè)第五個(gè)滾道板下方的移動(dòng)板6,以及沿左右水平方向橫跨在第五個(gè)滾道板上方的桿件i14,拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中桿件i14中間轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有滾珠13,且滾珠13滾動(dòng)設(shè)置在第五個(gè)滾道板22上,拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中桿件i14左、右端分別通過(guò)豎直向下延伸的桿件ii15與位置對(duì)應(yīng)的移動(dòng)板頂部左、右端對(duì)應(yīng)連接,拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)的移動(dòng)板6中沿左右方向設(shè)有橫向滑孔23,手掌固定板8中設(shè)有與橫向滑孔23平行的橫向滑槽24,且橫向滑槽24右側(cè)延伸至與拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)的移動(dòng)板中橫向滑孔23位置對(duì)應(yīng),拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)還包括第一磁流變阻尼器5-1、第二磁流變阻尼器5-2、第一氣動(dòng)肌肉7-1、第二氣動(dòng)肌肉7-2、連接件i16、連接件ii17,其中第二氣動(dòng)肌肉7-2、第二磁流變阻尼器5-2分別嵌入手掌固定板的橫向滑槽24內(nèi),第二氣動(dòng)肌肉7-2一端與橫向滑槽24內(nèi)左端連接,第二磁流變阻尼器5-2的缸筒端與第二氣動(dòng)肌肉7-2另一端連接,第二磁流變阻尼器5-2的活塞桿端連接連接件ii17,且連接件ii17滑動(dòng)安裝在手掌固定板8的橫向滑槽24內(nèi),第一氣動(dòng)肌肉7-1垂直于第二磁流變阻尼器5-2,且第一氣動(dòng)肌肉7-1一端與連接件ii17連接,第一氣動(dòng)肌肉7-1另一端連接連接件i16,且連接件i16滑動(dòng)安裝在拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)的移動(dòng)板的橫向滑孔23中,第一磁流變阻尼器5-1的缸筒端與連接件i16鉸接,第一磁流變阻尼器5-1的活塞桿端鉸接有用于套在拇指上的指套1;
手腕康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)包括三個(gè)第四氣動(dòng)肌肉7-4、三個(gè)第四磁流變阻尼器5-4,三個(gè)第四磁流變阻尼器5-4的活塞桿端一一對(duì)應(yīng)與三個(gè)第四氣動(dòng)肌肉7-4的一端連接,從而分別形成結(jié)構(gòu)相同的連接件iii18、連接件iv19和連接件v20,連接件iii18、連接件iv19和連接件v20中第四氣動(dòng)肌肉7-4的另一端分別鉸接在手掌固定板8后側(cè),連接件iii18、連接件iv19和連接件v20中第四磁流變阻尼器5-4的缸筒端分別鉸接在手環(huán)11前側(cè);
連接件iii18、連接件iv19和連接件v20中的第四氣動(dòng)肌肉7-4另一端在手掌固定板8上的連接點(diǎn)呈正三角形分布,連接件iii18、連接件iv19和連接件v20中的第四磁流變阻尼器5-4的缸筒端在手環(huán)11前側(cè)的連接點(diǎn)亦呈正三角形分別,手掌固定板8上正三角形面積大于手環(huán)11前側(cè)正三角形面積,手掌固定板8上正三角形與手環(huán)11前側(cè)正三角形的中心點(diǎn)處于同一前后水平方向的直線上。
如圖1和如圖2所示,本發(fā)明裝置包括指套1、綁帶ⅰ4以及用綁帶固定在手掌上的手掌固定板8、用綁帶ⅱ12固定在手臂10上的手環(huán)11、手指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)、手腕康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu),其中:所述手指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)又包括四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)。四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)包括第三氣動(dòng)肌肉7-3、第三磁流變阻尼器5-3、滾珠13(有一通孔)、移動(dòng)板6、桿件ⅰ14和桿件ⅱ15。第三氣動(dòng)肌肉7-3、第三磁流變阻尼器5-3、移動(dòng)板6、滾珠13、桿件i14數(shù)量有4個(gè),桿件ii15數(shù)量為8個(gè);第三氣動(dòng)肌肉7-3一端固定在手掌固定板8上,另一端固定在移動(dòng)板6上,第三磁流變阻尼器5-3的缸筒一端鉸接在移動(dòng)板6上,活塞桿一端鉸接在指套1上,移動(dòng)板6的上表面兩端的螺紋孔通過(guò)螺紋連接與桿件ⅱ15固定在一起,桿件ⅰ14的兩端與桿件ⅱ15通過(guò)螺紋連接固定在一起,滾珠13通過(guò)通孔嵌在桿件ⅰ14中間位置,滾珠13放在滾道板22上。
如圖1和如圖3所示,拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)包括第一、第二氣動(dòng)肌肉7-1、7-2,第一、第二磁流變阻尼器5-1、5-2,滾珠13(有一通孔)、移動(dòng)板6(有一開(kāi)口槽)、桿件ⅰ14和桿件ⅱ15、連接件ⅰ16、連接件ⅱ17。第一磁流變阻尼器5-1的缸筒一端鉸接在連接件ⅰ16上,第一磁流變阻尼器5-1的活塞桿一端鉸接在指套1上,移動(dòng)板6的上表面兩端的螺紋孔通過(guò)螺紋連接與桿件ⅱ15固定在一起,桿件ⅰ14的兩端與桿件ⅱ15通過(guò)螺紋連接固定在一起,滾珠13通過(guò)通孔嵌在桿件ⅰ14中,滾珠13放在放在滾道板上,第一氣動(dòng)肌肉7-1一端通過(guò)螺紋連接軸向固定在連接件ⅰ16上,連接件i16可在對(duì)應(yīng)移動(dòng)板的橫向滑孔23內(nèi)橫向移動(dòng),第一氣動(dòng)肌肉7-1另一端通過(guò)螺紋連接軸向固定在連接件ⅱ17上,連接件ⅱ17可在手掌固定板中橫向滑槽24內(nèi)橫向移動(dòng),第二磁流變阻尼器5-2的活塞桿一端通過(guò)螺紋連接固定在連接件ⅱ17上,第二磁流變阻尼器5-2的缸筒一端通過(guò)螺紋連接與第二氣動(dòng)肌肉7-2的一端固定,第二氣動(dòng)肌肉7-2的另一端通過(guò)螺紋連接固定在橫向滑槽24內(nèi),利用連接件ⅱ17使得第一氣動(dòng)肌肉7-1與第二磁流變阻尼器5-2在空間上呈垂直狀態(tài),第二氣動(dòng)肌肉7-2和第二磁流變阻尼器5-2放在橫向滑槽24內(nèi);
如圖1和如圖4所示,手腕康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)包括第四氣動(dòng)肌肉7-4(3根)、第四磁流變阻尼器5-4(3個(gè))。第四氣動(dòng)肌肉7-4一端鉸接在手掌固定板8上,另一端通過(guò)螺紋連接固定在第四磁流變阻尼器5-4的活塞桿上,第四磁流變阻尼器5-4的缸筒一端鉸接在手環(huán)11上,另外兩根第四氣動(dòng)肌肉和兩個(gè)第四磁流變阻尼器以同樣的方式連接,這就形成了三個(gè)分別包括第四氣動(dòng)肌肉和第四磁流變阻尼器的連接件ⅲ18、ⅳ19、ⅴ20。連接件ⅲ18、ⅳ19、ⅴ20的兩端在平面上呈正三角形分布。
一種主/被動(dòng)式手指手腕聯(lián)合康復(fù)訓(xùn)練裝置及方法,包括被動(dòng)訓(xùn)練方法和主動(dòng)訓(xùn)練方法,其中,被動(dòng)訓(xùn)練方法包括手指被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練和手腕被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練,如圖1和如圖5所示,其手指被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練特征在于,包括如下步驟:
步驟一:四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中的磁流變阻尼器5-3、5-1、5-2同時(shí)通上電流,使活塞桿不能在缸筒中移動(dòng),使之成為一個(gè)剛性結(jié)構(gòu);
步驟二:四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中的氣動(dòng)肌肉7-3、7-1、7-2同時(shí)供入氣體,驅(qū)動(dòng)移動(dòng)板6向右作直線移動(dòng),磁流變阻尼器5帶動(dòng)四指向下彎曲;氣動(dòng)肌肉7-2收縮使得磁流變阻尼器5-2帶動(dòng)氣動(dòng)肌肉7-1在移動(dòng)板6中的槽內(nèi)作橫向移動(dòng),氣動(dòng)肌肉7-1收縮,移動(dòng)板向右移動(dòng)使得磁流變阻尼器5-1帶動(dòng)拇指作縱向移動(dòng),兩個(gè)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)動(dòng)作帶動(dòng)拇指向手掌內(nèi)彎曲,從而完成抓握動(dòng)作;
步驟三:保持四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中的磁流變阻尼器5-3、5-1、5-2處于通電狀態(tài),使磁流變阻尼器5-3、5-1、5-2成為一個(gè)剛性結(jié)構(gòu),停止向四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中的氣動(dòng)肌肉7-3、7-1、7-2供入氣體,移動(dòng)板6向左作直線移動(dòng),磁流變阻尼器5帶動(dòng)四指完成向上伸展;氣動(dòng)肌肉7-2恢復(fù),移動(dòng)板向左移動(dòng)使得磁流變阻尼器5-2帶動(dòng)氣動(dòng)肌肉7-1在移動(dòng)板6中的槽內(nèi)作橫向移動(dòng),氣動(dòng)肌肉7-1恢復(fù)使得磁流變阻尼器5-1帶動(dòng)拇指作縱向移動(dòng),兩個(gè)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)動(dòng)作帶動(dòng)拇指向手掌外伸展,從而完成手指的伸展動(dòng)作;
步驟四:重復(fù)步驟一~步驟三,直至訓(xùn)練結(jié)束,關(guān)閉電流和停止供氣。
如圖4和如圖6所示,其手腕被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練特征在于,包括如下步驟:
步驟一:在包括氣動(dòng)肌肉和磁流變阻尼器的連接件ⅲ18中通入電流使得其中的磁流變阻尼器5-4成為一個(gè)剛體,給連接件ⅲ18供入氣體,手腕朝著連接件ⅲ18中氣動(dòng)肌肉收縮的方向轉(zhuǎn)動(dòng);
步驟二:在包括氣動(dòng)肌肉和磁流變阻尼器的連接件ⅳ19中通入電流使得其中的磁流變阻尼器5成為一個(gè)剛體,給連接件ⅳ19供入氣體,連接體iii18減少進(jìn)氣,手腕逐漸朝著連接件ⅳ19中氣動(dòng)肌肉收縮的方向轉(zhuǎn)動(dòng);
步驟三:在包括氣動(dòng)肌肉和磁流變阻尼器的連接件ⅴ20中通入電流使得其中的磁流變阻尼器5-4成為一個(gè)剛體,給連接件ⅴ20供入氣體,連接件ⅳ19減少進(jìn)氣,連接件ⅲ18停止供氣和不通入電流,手腕逐漸朝著連接件ⅴ20中氣動(dòng)肌肉收縮的方向轉(zhuǎn)動(dòng);
步驟四:在包括氣動(dòng)肌肉和磁流變阻尼器的連接件ⅲ18中通入電流使得其中的磁流變阻尼器5-4成為一個(gè)剛體,給連接件ⅲ18供入氣體,連接件ⅴ20減少進(jìn)氣,連接件ⅳ19停止供氣和不通入電流,手腕逐漸朝著連接件ⅲ18中氣動(dòng)肌肉收縮的方向轉(zhuǎn)動(dòng),由此實(shí)現(xiàn)腕關(guān)節(jié)一周的旋轉(zhuǎn);
步驟五:重復(fù)步驟一~步驟四以實(shí)現(xiàn)腕關(guān)節(jié)作旋轉(zhuǎn)訓(xùn)練,直至訓(xùn)練結(jié)束,關(guān)閉電流和停止供氣。
主動(dòng)訓(xùn)練方法包括手指主動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練和手腕主動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練,如圖1和如圖7所示,其手指主動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練特征在于,包括如下步驟:
步驟一:四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中的氣動(dòng)肌肉7-3、7-1、7-2皆不供入氣體,此時(shí)氣動(dòng)肌肉不可壓縮,移動(dòng)板6固定,手指開(kāi)始向下作抓握動(dòng)作,活塞桿在缸筒中作無(wú)阻尼移動(dòng);
步驟二:四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中的磁流變阻尼器5-3、5-1、5-2均通入電流,使得手指在抓握過(guò)程中感受到阻尼力,根據(jù)手指康復(fù)效果,調(diào)整通入電流大小直至手指抓握行程結(jié)束;
步驟三:四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中的氣動(dòng)肌肉7-3、7-1、7-2同樣都不供入氣體,手指開(kāi)始向上作伸展動(dòng)作,活塞桿在缸筒中作無(wú)阻尼移動(dòng);
步驟四:四指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和拇指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中的磁流變阻尼器5-3、5-1、5-2均通入電流,使得手指在伸展過(guò)程中感受到阻尼力,根據(jù)手指康復(fù)效果,調(diào)整通入電流大小直至手指伸展行程結(jié)束;
步驟五:重復(fù)步驟一~步驟四,直至訓(xùn)練結(jié)束,關(guān)閉電流。
如圖4和如圖8所示,其手腕主動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練特征在于,包括如下步驟:
步驟一:在包括氣動(dòng)肌肉和磁流變阻尼器的連接件ⅲ18、ⅳ19、ⅴ20中均不供入氣體,此時(shí)氣動(dòng)肌肉可視作一剛性物件,手繞著腕關(guān)節(jié)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)連接件ⅲ18、ⅳ19、ⅴ20中的活塞桿在缸筒中作無(wú)阻尼移動(dòng);
步驟二:在包括氣動(dòng)肌肉和磁流變阻尼器的連接件ⅲ18、ⅳ19、ⅴ20中通入電流,連接件ⅲ18、ⅳ19、ⅴ20中的活塞桿在缸筒中作有阻尼移動(dòng),這使得手腕在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感受到阻尼力,根據(jù)手腕康復(fù)效果,調(diào)整通入電流大??;
步驟三:重復(fù)步驟一~步驟二,直至訓(xùn)練結(jié)束,關(guān)閉電流。
以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例,并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍,凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。