[实用新型]一种形状记忆合金丝驱动的手指运动功能康复装置

说明书

一种形状记忆合金丝驱动的手指运动功能康复装置，属于手指康复领域。该装置由SMA丝、绳索、合金丝接线端子、内外层织物、增程机构支架以及指环等零件构成。其中SMA丝在通电时温度升高发生相变，产生收缩，进而拉动绳索从而带动手指屈曲伸展。其中内外层的织物具有良好的弹性，可以配合手臂上的魔术贴调整整个织物的松紧程度。通过调整接线端子上合金丝伸出的长短可以适应不同的手指长度，从而更加符合人机工程学的要求。三个魔术贴分别位于手腕处、小臂靠近手肘处和大臂靠近手肘处。通过这三个魔术贴可以使康复装置更好的贴合人体的手臂形状，使增程机构更大效率地利用SMA丝的相变收缩驱动手指屈曲伸展，从而达到更好的康复效果。

技术领域

本实用新型涉及一种形状记忆合金丝驱动的手指运动功能康复装置，属于医疗器械领域。

背景技术

脑卒中是指由于脑部血管突然破裂或因血管阻塞致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病。它的致残率较高，其中手部运动功能缺陷对于患者的日常生活和自信心有很大的影响。因此，产生了很多与此相关的医疗康复机械。

对于脑卒中患者可能出现的中枢性瘫痪，医学上可以通过神经康复治疗对患者的脑功能进行重塑。常通过特定的装置采用“木偶式提拉”协同运动训练法，诱导联合反应，经过若干个月的神经康复治疗，患者可以重新恢复手指的运动功能。因此，为了满足上述需求，研究人员开始研究小巧便携的康复机械臂。

康复机械中的助力装置可以通过气动、液压、拉线、SMA丝等方式实现。其中气动的方式应用较广。但是由于气动和液压装置较为复杂，使系统的可靠度降低。同时增加了结构的重量，不方便携带而没有受到广泛的应用。而SMA丝由于其本身的形状记忆效应，只需对合金丝进行通断电即可驱动手指的运动。大大简化了结构的复杂程度，并且拉线的结构较其他结构来说重量减轻，允许手指实现较大范围的屈曲伸展运动。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种SMA丝带动绳索从而拉动手指运动的一种手指运动康复装置。

通过控制患者手指的运动，使手部控制运动的有关神经之间建立相应的联系，并对患者的脑功能进行重塑，进而使患者早日摆脱疾病的折磨。该装置在很大程度上避免了药物和手术对患者造成的不良反应或二次伤害，具有良好的市场前景。

一种形状记忆合金丝驱动的康复机械臂，其特征在于包括纺织物、接线端子、以及增程机构中的树脂支架、尼龙滑轮、SMA丝和细绳索。其中树脂支架由上下两个底板，两端的两个定位块，以及支承滑轮的两个保持架组成。上下两个底板的两端分别有两个沉头孔，和两个深度和宽度均相同、长度不同的凹槽，用来与保持架配合。两个沉头孔用来与该装置两端的两个定位块连接；底板上的两个凹槽分别用来给两个保持架导向和限位。保持架为上下对称的结构，上下两个悬臂的平板上分别有一个沉头孔，与一个沉头螺栓配合，该沉头螺栓用来支承尼龙滑轮和与之相对应的轴承。

SMA丝的两端对折后通过螺栓固定在增程机构的大臂靠近手肘端的定位块上，并且两端伸出连接到末端的接线端子，通过端子对SMA丝进行通断电的控制。绳索一端通过螺栓固定在增程机构靠近手指端的定位块上，在两个滑轮上绕 3圈之后，另一端从该定位块的第二个孔自由伸出。通过两个滑轮使SMA丝末端的位移放大到绳索上，绳索自由端的位移量为SMA丝的6倍(2×3＝6)，如果希望提高手指屈曲伸展的范围，可以通过适当的计算增多绳索在绳轮上的绕线圈数。当绕线圈数为n时，绳索自由端的位移量为SMA丝的2n倍。

外部的纺织物设计成了与人类手臂贴合的形状，并且由于纺织物的柔性，可以轻易的通过调整各个部位的魔术贴来适应不同大小的手臂形状。

本实用新型利用形状记忆合金丝驱动的手指运动功能康复装置，结构上用金属丝的拉线增程机构替代了气动，液压等相对复杂的系统，大大简化了整体结构。原理上利用SMA丝的形状记忆的特性作为系统的动力。并且利用绳索和滑轮组成的增程机构解决了SMA丝收缩量小的问题。

附图说明