[发明专利]用于实现手指康复训练的辅助康复训练装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种实现手指康复训练的辅助康复训练装置。

背景技术

手的功能在生活中举足轻重，由于功能上的特殊性，所以受伤机会较多，导致手的功能障碍，影响正常的日常生活。随着显微外科技术发展，断指再植成活率很高，但再植术后手功能的恢复尚不理想，积极开展早期运动是有效防止肌腱粘连、瘢痕挛缩、关节僵直、促进手功能恢复，最大程度地恢复手运动功能的重要环节。

目前，手指康复训练的传统方法是医师对患者进行一对一训练，这种训练方式存在一些问题：(1)训练效率低下，并且由于治疗师自身的原因，可能无法保证患者得到足够的训练强度，治疗效果多取决于治疗师的经验和水平；(2)不能精确控制和记录训练参数，不利于治疗方案的确定和改进；(3)康复评价指标不够客观，不利于患者康复规律的深入研究；(4)不能向患者提供实时直观的反馈信息，训练过程不具吸引力，患者被动接受治疗，积极性不高。

鉴于康复训练的重要作用和康复治疗师资源限制，研究者们对患者辅助康复训练装置进行广泛研究，但目前的辅助康复训练装置多数针对上肢或下肢康复训练设计的，用于手部康复训练设备一般为力反馈数据手套，如Rutgers Master II力觉手套、基于磁流变液的康复用数据手套和已经商业化的力反馈数据手套CyberGrasp。单独用于单手指康复训练设备报道较少，力反馈数据手套也可用于手指伤害后的康复训练，但存在以下一些问题：(1)骨折处需要进行固定保护，而力觉数据手套一般都有外骨骼机构或安装于手掌上的机构，占用了手指骨折处的固定空间，而且穿戴数据手套时容易引起骨折处的再次受伤；(2)需要主动训练和被动训练相结合才能取得较好的效果，而力觉数据手套基本上只能产生主动力或被动力，无法进行主、被动训练的结合；(3)只需对受伤手指单独进行康复训练，那么力觉数据手套的其它手指机构将造成浪费；(4)康复训练需要比较柔和的力，而力觉数据手套因机构刚度较大，很难产生这样的力。力反馈数据手套成本都比较高，普通人群根本无法承受。

康复训练分为主动训练和被动训练，被动训练设备大多用电机进行驱动，也有通过气动、液压或电磁装置进行驱动，这些设备具有能量使其稳定性相对较差，容易产生振动。主动康复训练利用被动执行器驱动，如制动器、阻尼器等，这些设备本身是能量耗散的，相对稳定性较好，但机械摩擦式被动执行器力/力矩的产生完全依赖于机械接触，所以当使 用快速开关控制器驱动时容易造成系统的振动。更有甚者，摩擦材料具有比较高的动摩擦系数，容易导致粘滑现象发生，这种现象能够造成制动力矩的不连续。一般康复训练是主动训练与被动训练相结合。因此，如果开发出集主、被动训练于一身的手指康复训练装置将具有很好的康复效果。

发明内容

本发明涉及一种避免受伤的集主、被动训练为一身的实现手指康复训练的辅助康复训练装置。

本发明采用如下技术方案：

一种用于实现手指康复训练的辅助康复训练装置，包括一支架及设置在支架上的手指支撑，在所述的支架的一端设置有第一轴，第一轴的一端与一电机连接，在所述的支架的另一端设置有第二轴，该第二轴的一端与一磁流变液阻尼器连接，所述的第二轴的另一端与第一轴的另一端通过一弹簧连接，所述的手指支撑固定在所述的第二轴上，在所述的第二轴上还设置有用于测量所述的第二轴角位移的角度传感器，以及用于测量第二轴扭矩的力传感器，所述的磁流变液阻尼器包括：壳体以及设置在壳体内的力反馈轴、磁流变液、旋转盘、固定盘、绝磁环以及线圈，所述的旋转盘固定在力反馈轴上，所述的固定盘固定在壳体上并间隔的布置在旋转盘之间，所述的磁流变液填充在旋转盘与固定盘周围，在固定盘的外侧设置所述的绝磁环，在绝磁环上绕制所述的线圈，所述的力反馈轴与所述的第二轴的一端固定连接，所述的壳体与支架固定连接。

在所述的电机与第一轴之间还设置有一联轴器。

在所述的第二轴上设置有一手柄，所述的手指支撑通过一连接扣与所述的手柄连接。

所述的旋转盘为两片，所述的固定盘为一片。

本发明辅助康复训练装置包括一个支架，两根轴，一个电机，一个连轴器，一个磁流变液阻尼器，一根弹簧，一个角度传感器，一个力传感器，一个手柄，一个手指支撑，一个手柄与手指支撑的连接扣件。第一轴通过轴承安装于支架上，通过连轴器与电机相连，通过弹簧与第二轴相连，第二轴通过轴承安装于支架上，第二轴与磁流变液阻尼器轴固定连接，磁流变液阻尼器外壳固定于支架上，第二轴上安装力传感器和角度传感器，手柄安装于第二轴上，可以带动第二轴的转动，手柄另一端通过连接扣件与手指支撑相连接。