一種可搭載於康復輪椅的手指康復裝置的製作方法

2023-07-18 16:45:14 1

本發明屬於康復醫療器械領域，具體涉及一種可搭載於康復輪椅的手指康復裝置，特別適用於因腦中風等疾病而造成手指活動功能喪失的患者。

背景技術：

手是人體重要的外側肢體之一。日常生活大部分事物的完成及工作的進行，都需要人手指去完成。但在生活中，人手的肌腱極易受到外物的傷害。另一方面，在我國逐步邁入老齡化的社會中，因腦中風等心血管疾病而引起諸如偏癱等病症的患者日益增多。這些病症會使患者喪失手指的活動能力，給病人的生活帶來諸多不便。

現代的康復治療已經證明，通過多次重複的肢體運動，可使肌體重建新的運動神經通道，使患者恢復已喪失的某部位肢體的活動能力。目前市面上的手指康復器械往往結構複雜、體積較大，零件精密易損，且造價昂貴、難以維修；另外他們大多沒有考慮到患者在穿戴設備時的不便，即與手掌相連的手腕等部位因同樣失去活動能力而在穿戴使用康復設備時的易疲勞感及手臂的不適感。

在日常生活中，手指在放鬆狀態或是無知覺狀態時，都會處於自然蜷縮狀態，五根手指中使用頻率較高的是大拇指、食指和中指。這三根手指的正常使用能夠完成大部分日常生活中手所需要達到的動作。食指和中指的抓握一般有兩種施力方式，食指一般只有一種施力方式。食指和中指的動作為：掌指關節轉動施力，其他手指關節不施力；掌指關節、第一指間關節、第二指間關節，三個手指關節同時轉動施力。食指的動作為：食指掌指關節和食指指間關節同時轉動施力。

技術實現要素：

本發明的目的在於，提供一種結構簡單、穿戴使用舒適且造價低廉的手指康復裝置，以滿足大多數因中風等疾病而有手指運動功能障礙的患者的手指康復需求。

本發明的技術方案是，一種可搭載於康復輪椅的手指康復裝置，其特徵在於：它包括手指抓握外骨骼結構和電機傳動結構；所述的手指抓握外骨骼結構包括三指抓握外骨骼、手臂墊板和側電機板，手臂墊板上部連接三指抓握外骨骼，手臂墊板側面連接側電機板；所述的電機傳動結構包括五根鋼絲繩、五個電機和相對應滑輪，每個電機通過電機輸出軸連接一個螺線輪，纏繞在螺線輪上的鋼絲繩通過滑輪連接至三指抓握外骨骼中設置的穿繩孔上；所述手臂墊板左右分別固定有穿戴環；所述電機都固定在側電機板上；

所述的三指抓握外骨骼包括食指抓握外骨骼、中指抓握外骨骼和拇指抓握外骨骼；食指抓握外骨骼、中指抓握外骨骼結構相同，且並列安裝於手臂墊板上；食指抓握外骨骼或中指抓握外骨骼的結構是由可伸縮手指底板通過圓柱銷連接在手臂墊板上，第三指節手指底板與可伸縮手指底板相連，第二指節手指底板通過鉚釘與第三指節手指底板相連，第一指節手指底板通過鉚釘與第二指節手指底板相連，第一指節手指底板的下部和第三指節手指底板的下部分別設有穿繩孔，第二指節手指底板的兩側和第三指節手指底板的兩側分別設有穿戴孔；拇指抓握外骨骼的結構是由可伸縮手指底板通過圓柱銷連接在手臂墊板上，第二指節手指底板通過圓柱銷連接在可伸縮手指底板旁，第一指節手指底板通過鉚釘與第二指節手指底板相連，穿繩孔裝在第一指節手指底板的下部，第一指節手指底板的兩側和第二指節手指底板的兩側分別設有穿戴孔。

本發明的一種可搭載於康復輪椅的手指康復裝置，其設計原理和特點是：

（1）在考慮到患者使用本機械效果的前提下，在手指抓握結構上使用三指設計，使本發明的結構儘可能簡單。

（2）因在滿足日常生活對手指的需求前提下，食指和中指大多有兩種施力方式，拇指有一種施力方式。本發明在食指和中指上都有兩個施力點，一個在第三指節，一個在第一指節：當在第三指節主要施力時，手指動作與正常手指只有掌指關節轉動施力時動作相同；當在第一指節主要施力時，手指動作與正常手指三關節同時轉動施力動作相同。本發明在拇指有一個施力點，在拇指的第一指節：當在第一指節施力時，拇指動作與正常拇指兩關節同時轉動施力動作相同。

（3）因考慮到因偏癱等原因而失去手指活動能力的病人大多其手腕和手肘也活動不便，本發明添加了可將器械固定在輪椅等物件上的手臂墊板。並將本發明裡的機械結構都固定在手臂墊板上。

（4）本發明裡用鋼絲繩將電機與三指抓握外骨骼裡各手指關節相連，以實現遠距離傳動。

本發明的有益效果在於：

（1）本發明裡的機械結構都固定在手臂墊板上，使得本發明體積小巧，易於攜帶。

（2）本發明傳動結構簡單，總體來說裝配快捷，面對不同患者易於修改，且各零件常用，總體造價低廉，適合普通患者的日常家庭使用。

（3）本發明可以將手臂墊板通過穿戴環安裝於康復輪椅上，幫助患者進行手指康復治療，使用方便。

附圖說明

圖1為本發明整體結構圖。

圖2為圖1另一角度的整體結構圖。

圖3為本發明的可伸縮手指底板結構圖。

圖4為本發明的三指抓握外骨骼的食指與中指結構圖。

圖5為本發明的食指與中指對應鋼絲孔的示意圖。

圖6為本發明的三指抓握外骨骼的拇指結構圖。

圖7為本發明的側電機板結構圖。

圖8為本發明的電機A對應鋼絲孔示意圖。

在圖中，101為穿戴環A，102為穿戴環B，103為穿戴環C，104為穿戴環D，201為拇指邊線，202為圓柱銷A，203為手臂底板，204為側電機板，205為手掌邊線，301為內側底板，302為外側底板，303為圓柱孔，401為鉚釘A，402為鉚釘B，403為鉚釘C，404為鉚釘D，405為穿戴孔A，406為曲線，407為穿戴孔B，408為第三指節手指底板A，409為穿繩孔A，410為鋼絲繩A，411為邊線，412為可伸縮手指底板A，413為圓柱銷B，414為鋼絲繩C，415為鋼絲繩D，416為鋼絲繩B，417為第二指節手指底板A，418為穿繩孔B，419為穿戴孔C，420為第一指節手指底板B；501為孔A，502為滑輪A，503為孔B，504為滑輪B，505為孔D，506為滑輪D，507為孔C，508為滑輪C；601為可伸縮手指底板B，602為第二指節手指底板B，603為圓柱銷C，604為穿戴孔D，605為鉚釘E，606為鉚釘F，607為穿戴孔E，608為第一指節手指底板C，609為穿繩孔C，610為鋼絲繩E，611為滑輪E，612為孔E；701電機A，702為電機B，703為電機C，704為電機D，705為電機E，706為孔F，707為滑輪F，708為孔G，709為滑輪G，710為孔H，711為滑輪H，712為孔I，713為滑輪I，714為孔J，715為滑輪J，716為電機輸出軸，717為螺線輪。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明做進一步說明。

如圖1及圖2所示，穿戴環B（102）與穿戴環D（104）豎直固定在手臂底板（203）下側靠近側電機板（204）的邊沿。便於將本器械固定在輪椅等物品的扶手上。穿戴環A（101）、穿戴環B（102）、穿戴環C（103）和穿戴環D（104）之間可穿插尼龍粘或布條等加強本器械的固定。

如圖3所示，內側底板（301）可與外側底板（302）的內部貼合，外側底板（302）旁接有圓柱孔（303），這三零件一起組合成可伸縮手指底板。

如圖2所示，當病人穿戴本器械時，前手臂下側可與手臂底板（203）貼合。在手做抓握動作時，食指、中指、無名指、小指，四根手指的掌指關節在手掌的對應位置會相連成一條直的掌紋邊界，手掌邊線（205）與這條掌紋邊界貼合。拇指邊線（201）與拇指旁的人們俗稱的「生命線」貼合。手臂外側與側電機板（204）貼合。手臂底板（203）為中空結構，手臂底板的開口面與側電機板（204）的側面重合。

如圖4所示，因在食指做抓握動作時，食指掌指關節下側與食指第一指間關節下側間的平面距離縮短，因而用圓柱銷B（413）將可伸縮手指底板A（412）與手掌邊線（205）相連。食指與手掌相連處下側在食指做抓握動作時會形成一道溝線，邊線（411）與這道溝線貼合。可伸縮手指底板的內側底板與第三指節手指底板A（408）相連，穿戴孔B（407）中可穿入超薄尼龍粘，從而將第三關節手指底板A（408）與食指第三指節下側貼合。在食指第一指間關節彎曲至近九十度時，此關節下側出現的溝線達到最大，曲線（406）臨近於這條溝線外側。當食指第一指間關節與食指第二指間關節都為做出抓握動作而彎曲時，食指第二指節下側面的寬度接近最小，第二指節手指底板A（417）與食指第二指節下側貼合，且第二指節手指底板A（417）的寬度便接近於此最小寬度。穿戴孔A（405）中可穿入超薄尼龍粘，便於第二指節手指底板A（417）與食指第二指節貼合。鉚釘D（404）與鉚釘C（403）分別貼合在食指第一指間關節兩側，使第二指節手指底板A（417）與第三指節手指底板A（408）相關聯。第一指節手指底板B（420）貼合在食指第一指節下側，穿戴孔C（419）中可穿入超薄尼龍粘，便於第一指節手指底板B（420）與食指第一指節貼合。鉚釘B（402）與鉚釘A（401）分別貼合在食指第二指間關節兩側，使第一指節手指底板B（420）與第二指節手指底板A（417）相關聯。第一指節手指底板B（420）下側靠近食指第二指間關節方向固定有穿繩孔B（418），穿繩孔B（418）與鋼絲繩B（416）相連。第三指節手指底板A（408）下側靠近可伸縮手指底板A（412）方向固定有穿繩孔A（409），穿繩孔A（409）與鋼絲繩A（410）相連。

中指抓握外骨骼的機械結構和各關節配合方式與食指抓握外骨骼相同。鋼絲繩D（415）與中指第一指節下手指底板上的穿繩孔相連，鋼絲繩C（414）與中指第三指節下手指底板上的穿繩孔相連。

如圖5所示，鋼絲繩A（410）從孔A（501）穿入，鋼絲繩A（410）在孔內與孔A（501）的壁相接觸位置安裝有滑輪A（502）以減小摩擦。鋼絲繩B（416）從孔B（503）穿入，鋼絲繩B（416）在孔內與孔B（503）的壁相接觸位置安裝有滑輪B（504）以減小摩擦。鋼絲繩C（414）從孔C（507）穿入，鋼絲繩C（414）在孔內與孔C（507）的壁相接觸位置安裝有滑輪C（508）以減小摩擦。鋼絲繩D（415）從孔D（505）穿入，鋼絲繩D（415）在孔內與孔D（505）的壁相接觸位置安裝有滑輪D（506）以減小摩擦。

如圖2和圖6所示，在拇指做抓握動作時，拇指掌指關節下側與拇指旁人們俗稱的「生命線」間距離縮短，因而用圓柱銷（202）將可伸縮手指底板（601）與手臂底板（203）連接於拇指邊線（201）。可伸縮手指底板B（601）的內側底板通過圓柱銷C（603）與第二指節手指底板B（602）相連，第二指節手指底板B（602）與拇指第二指節下側貼合，穿戴孔D（604）中可穿入超薄尼龍粘，便於第二指節手指底板B（602）與拇指第二指節貼合。鉚釘E（605）與鉚釘F（606）分別貼合在食指指間關節兩側，使第一指節手指底板C（608）與第二指節手指底板B（602）相關聯。第一指節手指底板C（608）與拇指第一指節下側貼合，穿戴孔E（607）中可穿入超薄尼龍粘，便於第一指節手指底板C（608）與拇指第一指節貼合。第一指節手指底板C（608）下側靠近拇指指間關節方向固定有穿繩孔C（609），穿繩孔C（609）與鋼絲繩E（610）相連。

如圖8所示，鋼絲繩A（410）從孔J（714）穿出，鋼絲繩A（410）在孔內與孔J（714）的壁相接觸位置安裝有滑輪J（715）以減小摩擦。螺線輪（717）固定在電機A（701）的電機輸出軸（716）上，並保持與電機輸出軸（716）同軸線。鋼絲繩A（410）穿出孔後環繞在螺線輪（717）的凹槽裡。其餘四個電機拉動鋼絲繩的方式與電機A相似。

如圖7所示，鋼絲繩B（416）從孔I（712）穿出，鋼絲繩B（416）在孔內與孔I（712）的壁相接觸位置安裝有滑輪I（713）以減小摩擦，鋼絲繩B（416）穿出孔後環繞在與電機B（702）的輸出相連的螺線輪的凹槽裡。鋼絲繩C（414）從孔H（710）穿出，鋼絲繩C（414）在孔內與孔H（710）的壁相接觸位置安裝有滑輪H（711）以減小摩擦，鋼絲繩C（414）穿出孔後環繞在與電機C（703）的輸出相連的螺線輪的凹槽裡。鋼絲繩D（415）從孔G（708）穿出，鋼絲繩D（415）在孔內與孔G（708）的壁相接觸位置安裝有滑輪G（709）以減小摩擦，鋼絲繩D（415）穿出孔後環繞在與電機D（704）的輸出相連的螺線輪的凹槽裡。鋼絲繩E（610）從孔F（706）穿出，鋼絲繩E（610）在孔內與孔F（706）的壁相接觸位置安裝有滑輪F（707）以減小摩擦，鋼絲繩E（610）穿出孔後環繞在與電機E（705）的輸出相連的螺線輪的凹槽裡。

當電機A（701）做主要轉動，電機B（702）輔助轉動時：食指動作與正常食指只有掌指關節轉動施力時的動作相同，同時鋼絲繩A（410）適當收縮一部分至孔B（503）內，以便其外部鋼絲繩不影響其他手指的動作。當電機A（701）與電機B（702）分別以不同轉速配合轉動時：手指動作與正常手指三關節同時轉動施力動作相同。電機C（703）與電機D（704）對中指動作的控制方式與電機A（701）和電機B（702）對食指動作的控制方式相同。當電機E（705）轉動時：拇指動作與正常拇指兩關節同時轉動施力動作相同。通過五個電機間的配合轉動，可使穿戴本器械的患者的食指、中指和拇指做出多種自然蜷縮基礎上的抓握動作。

在電機停止施力轉動後，由於鋼絲繩環繞在螺線輪上，鋼絲繩力矩大於電機裡的阻力矩，而鋼絲繩受到的其他阻力很小，因而手指可以輕易地返回到之前的手指自然蜷縮狀態。