一種用于手功能智能訓(xùn)練的氣動(dòng)式康復(fù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于理療康復(fù)器械技術(shù)，具體為一種用于手功能智能訓(xùn)練的氣動(dòng)式康復(fù)裝置，幫助患者手指、手腕進(jìn)行被動(dòng)訓(xùn)練或進(jìn)行有意識(shí)的，目標(biāo)導(dǎo)向式的助力及主動(dòng)功能訓(xùn)練。
【背景技術(shù)】
[0002]手功能對(duì)于生活和工作至關(guān)重要，由中風(fēng)、腦外傷、脊柱損傷等中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷造成的手功能障礙往往表現(xiàn)為肌無力、手的屈肌張力優(yōu)勢(shì)、屈曲攣縮等，與四肢相比，手部精細(xì)功能的恢復(fù)極為緩慢，需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間、大量的手指/手腕主被動(dòng)伸展強(qiáng)化訓(xùn)練。
[0003]專利ZL201120207576.7公開了一種具有功能訓(xùn)練作用的氣動(dòng)式手康復(fù)裝置。該裝置可對(duì)的患者手功能障礙進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，患者可自行控制操作，在訓(xùn)練過程中，患者能夠使用該裝置進(jìn)行手功能被動(dòng)訓(xùn)練；不會(huì)對(duì)使用者造成機(jī)械損傷，非常適合由于中風(fēng)、腦血管疾病、腦外科手術(shù)或腦外傷造成的偏癱患者作為一種手功能康復(fù)理療的工具使用。
[0004]通過實(shí)踐使用，發(fā)現(xiàn)上述手康復(fù)裝置存在不足:
[0005]1、氣袋較多，達(dá)5個(gè)；管路復(fù)雜，有的氣袋在充氣的同時(shí)有的氣袋需要抽氣；
[0006]2、抽氣后由于側(cè)拉氣袋做向內(nèi)收回運(yùn)動(dòng)不充分，使拇指牽引伸展后不能有效回復(fù)到初始位置；
[0007]3、訓(xùn)練模式單一，僅適合患者早期康復(fù)階段進(jìn)行被動(dòng)訓(xùn)練的要求，不能滿足O到2級(jí)肌力患者助力訓(xùn)練及3級(jí)肌力以上患者的主動(dòng)訓(xùn)練的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的在于提供一種多自由度、柔性結(jié)構(gòu)、可穿戴、用柔性傳感器與氣壓傳感器控制的用于手功能智能訓(xùn)練的氣動(dòng)式康復(fù)裝置。該裝置有3種訓(xùn)練模式，不但可以進(jìn)行早期康復(fù)階段連續(xù)被動(dòng)訓(xùn)練，還可以滿足O到2級(jí)肌力患者進(jìn)行助力訓(xùn)練以及3級(jí)肌力以上患者進(jìn)行主動(dòng)訓(xùn)練的要求。該裝置的氣袋數(shù)量精簡(jiǎn)，管路簡(jiǎn)單，患者佩戴輕便、舒適，可以為各手指提供獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)和組合運(yùn)動(dòng)支持，滿足患者進(jìn)行手的抓握、伸腕、手指外展等手功能訓(xùn)練的需要。
[0009]本實(shí)用新型是一種用于手功能智能訓(xùn)練的氣動(dòng)式康復(fù)裝置，包含驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；
[0010]其中:
[0011]驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含主氣袋3、復(fù)位氣袋2、側(cè)拉氣袋21、調(diào)節(jié)扣5、手指牽引帶6、手腕固定帶18、手臂固定帶19、支撐片4、手掌牽引固定帶8、氣閥1、電磁閥16和氣泵15 ；
[0012]主氣袋呈“L”型，其橫向部分的前部設(shè)有手腕固定帶18，后部設(shè)有手臂固定帶19，用于將主氣袋固定在手臂上；其縱向部分的頂部設(shè)有支撐片4，支撐片4為平直的或弧形的并寬于縱向部分的頂部，該支撐片4上設(shè)有第一至第四調(diào)節(jié)扣5，所述的第一至第四調(diào)節(jié)扣5用于固定手指牽引帶6的一端，手指牽引帶6另一端設(shè)有手指固定扣7，如尼龍粘扣，用于固定食指、中指、無名指和小拇指；通過第一至第四調(diào)節(jié)扣5可以調(diào)節(jié)手指固定扣7與第一至第四調(diào)節(jié)扣5之間手指牽引帶6的長(zhǎng)度，以適應(yīng)不同康復(fù)階段康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)幅度及手的大??；主氣袋3的縱向部分兩側(cè)的中下部各設(shè)有一個(gè)調(diào)節(jié)扣(即第五和第六調(diào)節(jié)扣)，用于連接手掌牽引固定帶8，手掌牽引固定帶幫助手腕進(jìn)行伸腕運(yùn)動(dòng)。
[0013]復(fù)位氣袋2，一端設(shè)有充氣管，充氣管上安有氣閥1，復(fù)位氣袋2內(nèi)預(yù)先貯存一定氣壓的空氣，復(fù)位氣袋2固定在主氣袋3橫向部分與縱向部分形成的彎角上面，用于在主氣袋被抽氣時(shí)壓下主氣袋縱向部分，使食指、中指、無名指和小拇指恢復(fù)到其初始內(nèi)收狀態(tài)；
[0014]側(cè)拉氣袋21，一端設(shè)有第七調(diào)節(jié)扣，該第七調(diào)節(jié)扣用于固定手指牽引帶6的一端，手指牽引帶6另一端設(shè)有手指固定扣7，用于固定拇指；通過該第七調(diào)節(jié)扣可以調(diào)節(jié)手指固定扣7與第七調(diào)節(jié)扣之間手指牽引帶6的長(zhǎng)度，另一端與主氣袋3的橫向部分的左側(cè)或/和右側(cè)面固定，以適應(yīng)左手、右手或左右手都可的訓(xùn)練，即與左側(cè)面固定，適應(yīng)左手的訓(xùn)練；與右側(cè)面固定，以適應(yīng)右手的訓(xùn)練；左側(cè)面和右側(cè)面各固定一個(gè)側(cè)拉氣袋21，既適應(yīng)左手又適應(yīng)右手的訓(xùn)練。
[0015]以上所述的第一至第七調(diào)節(jié)扣在本實(shí)用新型創(chuàng)造中的結(jié)構(gòu)相同，只是用在不同部位。
[0016]主氣袋3和側(cè)拉氣袋21用三通相連后再與電磁閥16和氣泵15通過氣管依次相連；
[0017]主氣袋3、復(fù)位氣袋2和側(cè)拉氣袋21的外部為柔性面套，如棉、麻、化纖或皮制成的面套，內(nèi)部為能充、放氣的內(nèi)膽，如TPU材料、橡膠材料制成的內(nèi)膽。
[0018]控制系統(tǒng)包含氣壓傳感器17和控制器14 ;
[0019]控制器14設(shè)有被動(dòng)訓(xùn)練模式程序及其模式選擇；
[0020]控制器14分別與氣壓傳感器17、電磁閥16和氣泵15連接；
[0021]氣壓傳感器17與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電磁閥16和主氣袋3之間的氣管相連；
[0022]氣壓傳感器17檢測(cè)氣管內(nèi)的氣壓并將其值傳送到控制器14 ;
[0023]控制器14通過調(diào)整預(yù)先設(shè)定的氣壓值為患者提供適當(dāng)?shù)臓恳Α?br>[0024]被動(dòng)訓(xùn)練模式運(yùn)行過程:
[0025]準(zhǔn)備工作:向復(fù)位氣袋2內(nèi)貯存一定氣壓的空氣，通過主氣袋3上的手腕固定帶18和手臂固定帶19將主氣袋固定在患者手臂上；
[0026]通過支撐片4上的第一至第四調(diào)節(jié)扣5分別固定四個(gè)手指牽引帶6的一端，另一端的手指固定扣7固定除拇指外的其余的四手指；通過主氣袋3側(cè)面上的第五和第六調(diào)節(jié)扣固定手掌牽引固定帶8;
[0027]通過側(cè)拉氣袋21上的第七調(diào)節(jié)扣固定手指牽引帶6的一端，手指牽引帶6另一端手指固定扣7固定拇指；
[0028]通過上述的調(diào)節(jié)扣5調(diào)節(jié)手指固定扣7與調(diào)節(jié)扣5之間手指牽引帶6的長(zhǎng)度，以適應(yīng)不同康復(fù)階段康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)幅度及手的大小。
[0029]運(yùn)行過程:通過控制器14選擇被動(dòng)訓(xùn)練模式，控制器14發(fā)出充氣指令，氣泵15通過電磁閥16向主氣袋3與側(cè)拉氣袋21內(nèi)部進(jìn)行充氣，上述氣袋會(huì)逐漸膨脹、變硬，其中主氣袋3縱向部分會(huì)與主氣袋橫向部分形成彎角而使主氣袋3縱向部分直立起來，帶動(dòng)手掌牽引固定帶8牽引手掌進(jìn)行伸腕運(yùn)動(dòng)及手指牽引帶6牽引除拇指外的四手指作伸展運(yùn)動(dòng)，復(fù)位氣袋2隨同主氣袋3也形成彎角；側(cè)拉氣袋21會(huì)在主氣袋3側(cè)面立起來，帶動(dòng)手指牽引帶6牽引拇指作外展運(yùn)動(dòng)；氣壓傳感器17檢測(cè)氣壓達(dá)到預(yù)定值，控制器14發(fā)出停止充氣指令，使氣泵15通過電磁閥16停止向上述氣袋充氣，保持該預(yù)定氣壓值到預(yù)定時(shí)間，然后再發(fā)出抽氣指令，使氣泵15通過電磁閥16從主氣袋3與側(cè)拉氣袋21內(nèi)部抽氣，主氣袋3與側(cè)拉氣袋21會(huì)逐漸收縮、變軟，復(fù)位氣袋2由于內(nèi)部有一定的氣壓會(huì)在復(fù)位過程中變直并且壓下主氣袋縱向部分。這樣手掌和手指作內(nèi)收運(yùn)動(dòng)，復(fù)位到其初始內(nèi)收狀態(tài)，完成一次被動(dòng)訓(xùn)練。待氣壓傳感器17檢測(cè)到抽氣達(dá)到預(yù)定氣壓值時(shí)控制器14就發(fā)出停止抽氣指令，保持該預(yù)定氣壓值到預(yù)定時(shí)間；重復(fù)上面的操作，就可完成下一次被動(dòng)訓(xùn)練。
[0030]對(duì)上述技術(shù)方案(以下稱本技術(shù)方案)進(jìn)行改進(jìn):
[0031]改進(jìn)1，在本技術(shù)方案基礎(chǔ)上，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中增加彈性件20，該彈性件20可以是彈性帶或彈簧等；在側(cè)拉氣袋21和主氣袋3的側(cè)面設(shè)置彈性件20，三者之間構(gòu)成三角形；彈性件20用于幫助側(cè)拉氣袋在被抽氣時(shí)向內(nèi)收，使拇指恢復(fù)到初始內(nèi)收狀態(tài)。
[0032]改進(jìn)2，在改進(jìn)I的基礎(chǔ)上，控制系統(tǒng)還包含A/D數(shù)據(jù)采集電路13、信號(hào)預(yù)處理電路12和一端設(shè)有手掌固定帶11中部設(shè)有手指固定環(huán)10的柔性傳感器9，該柔性傳感器9(英文名稱:The Flex Sensor)用于檢測(cè)手指的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0033]控制器14還設(shè)有助力訓(xùn)練模式或/和主動(dòng)訓(xùn)練模式程序及其相應(yīng)的模式選擇；
[0034]控制器14與A/D數(shù)據(jù)采集電路13連接；
[0035]柔性傳感器9、信號(hào)預(yù)處理電路12和A/D數(shù)據(jù)采集電路13依次連接。
[0036]通過固定在手指上的柔性傳感器9，采集該手指的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過信號(hào)預(yù)處理電路12和A/D數(shù)據(jù)采集電路13處理再傳送到控制器14。
[0037]控制器14通過A/D數(shù)據(jù)采集電路13采集處理后的測(cè)量值，獲取人一機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特征參數(shù)，采用智能控制策略通過電磁閥16、氣泵15對(duì)主氣袋3與側(cè)拉氣袋21進(jìn)行充氣、抽氣，完成助力訓(xùn)練和主動(dòng)訓(xùn)練。
[0038]助力訓(xùn)練模式運(yùn)行過程:
[0039]準(zhǔn)備工作:在被動(dòng)訓(xùn)練模式的準(zhǔn)備工作基礎(chǔ)上，通過柔性傳感器9的手掌固定帶11和手