专利名称：一种手指手腕伸屈康复训练手柄的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种手部和腕部运动功能障碍患者进行康复辅助训练的手柄，特别涉及一种与驱动和阻尼装置配套进行腕关节和指关节运动训练的手柄。
背景技术：
手部及腕部的运动训练是通过运动刺激，提高腕手运动功能障碍患者运动功能的一个主要康复手段。手指手腕伸屈康复训练手柄用来固定手掌或手指，并保障与驱动和阻尼装置之间的扭矩传递，完成要求的训练动作。
人体在完成精细动作的时候，大多情况下都需要手指和手腕的参与。脊髓损伤、烧伤后肌肉挛缩上肢功能障碍患者，卒中、脑外伤后上肢功能障碍患者，以及手外伤、上肢损伤、断指再植后的患者都存在腕手运动功能的障碍，需要进行运动康复训练。依据康复医学文献，腕手运动功能可分为腕桡侧偏、腕尺侧偏、腕屈伸，对掌、对指、指间与掌指关节的屈伸、前臂的旋前和旋后等。根据临床的实践经验和人体生理结构的特点，腕手的运动训练应该是按照由大到小的原则，即首先进行腕手的大关节训练，在前者有了一定的基础后，再逐渐增加更小关节，更精细动作的训练内容。因此，手腕和手指大关节的训练是腕手康复训练的重要内容。其中，手指并拢屈伸(只屈伸手指根部的关节)和手腕的屈伸动作，是训练腕手大关节的主要训练内容。
传统的运动康复训练需要有康复医师参与，并由其提供对患者手部的支撑和驱动。由于这种人工的辅助训练耗费大量的人力资源，而且，无法保障患者得到足够的、定量的运动刺激，所以近些年来，运动康复辅助器械的研制越来越得到重视。用于固定和带动患者患手运动的手柄是腕手运动训练设备中必不可少的传动装置。
由于人体腕手结构非常复杂，自由度比较多，给手柄的设计带来了很多困难。主要的原因是手柄一方面要保障对手部和腕部有效的固定支撑，另一方面还要保障需要训练的关节的自由活动。手腕和手指在围绕大关节做伸屈运动时，运动轴的位置在不断变化，所以，在固定患手时，需要固定的部件具有相应的自由度，防止出现对患手的损伤。另外，大部分手部运动功能障碍患者，尤其是偏瘫患者，手指和手腕的伸展能力弱，屈曲趋势明显，运动训练时，需要借助外力约束不需要屈曲的手指关节保持伸直状态。这样才能有效地完成训练动作和抑制痉挛。现有的能够用来辅助完成手指和手腕屈伸训练的手柄中，只有Smith&Nephew公司的Kinetec腕手部被动训练器中，设计了两个单独用于腕部和手指大关节屈伸的手柄。第一个手柄结构是两个夹辊，第二个手柄是一个相对手柄位置固定并随手柄一齐转动的指套。双边的夹辊结构无法限制手指的强直性屈曲趋势。固定指套的最显著的缺欠是其无法适应腕手屈伸过程中运动轴位置的变化。
根据手掌和手腕关节的解剖结构，所有关节呈180度伸直状态时，形成一个掌平面。掌平面将手掌周围的空间分成两半球。手掌一侧半球是手指的活动范围，手指端部的运动在这个空间内有多个自由度。固定手掌时，手掌侧局部的约束条件无法实现有效的固定，需要平面约束的固定方式。在手背方向上手指各关节都受到自身结构的约束，在腕关节固定的条件下，无法通过手指关节角度的调整，使手指在手背一侧的半球主动活动。所以，手背侧通过一个使用更加舒适压辊就可以达到约束目的。综上所述，在手指和手腕屈伸训练手柄的设计中，应该采用手掌侧平面约束，手背侧直线约束的固定方式。而在现有的手柄中还没有这种设计结构。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足和缺陷，在充分考虑腕手运动特点和训练要求的基础上、结合临床实际，设计一种手指手腕伸屈康复训练手柄。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的一种手指手腕伸屈康复训练手柄，其特征在于，所述训练手柄包括用于将训练手柄连接到驱动装置或阻尼装置上的手柄连接头；固定在所述手柄连接头上，垂直于手柄旋转轴线的配重杆；固定在所述手柄连接头上，安置于所述配重杆对侧的导向杆，所述的配重杆轴线位于导向杆的对称面上；套在所述导向杆上，可沿导向杆延伸方向滑动的手掌托板；套在所述导向杆上，可沿导向杆延伸方向滑动的，并且可以调节到手掌托板之间垂直距离的手背压辊。
本发明所述训练手柄的旋转轴线位于所述手掌托板用于支撑患手的工作平面上；手掌托板为平面对称结构，手掌托板可沿自身中线旋转180度后，反向安装在导向杆上，并且保持手掌托板工作平面仍旧经过手柄旋转轴线，这种结构设计可以根据需要为左手和右手提供不同方向的支撑和固定；所述手掌托板与所述导向杆间隙配合，手掌托板沿导向杆延伸方向自由直线移动，其它方向受导向杆约束。
本发明所述手背压辊与所述导向杆间隙配合，可沿导向杆延伸方向移动，所述手背压辊的轴线与所述手掌托板的支撑面平行，它们之间的垂直距离通过调节螺母调节，用于调节压紧手背的压力。手掌托板和手背压辊一起用于固定手指或手掌，沿训练运动方向上双边约束手指或手掌的移动，在运动方向垂直方向上固定机构可沿滑槽自由移动。这种设计避免了手指内收过程中，由于手指转动轴的变化造成的患者手部不适。
在所述配重杆上加装配重螺母，从而使手柄重心落在手柄旋转轴线上。
本发明具有以下优点及有益效果①该手柄可以在训练过程中对手指小关节起到合理的支撑限位作用。②该手柄的配重杆结构，可以减小手柄自重对定量施予运动负载的影响。③该手柄的手掌手背支撑机构的沿导向杆方向的可移动结构设计，可以适应手指大关节和手腕屈伸过程中转动轴的空间变化规律。④该手柄可以通过不同的组装方式，适用于不同侧的患手训练。
图1a、1b和1c分别是本发明所述的手指手腕伸屈康复训练手柄组装图的右视图、主视图和俯视图；图2a、2b和2c分别是本发明所述的手柄连接头的右视图、主视图和俯视图；图3a和3b分别是本发明所述的导向杆的右视图和主视图；图4是本发明所述的手掌托板的结构图；图5a和5b分别是本发明所述的手掌托板第一卡紧件的右视图和主视图；图5c和5d分别是本发明所述的手掌托板第二卡紧件的右视图和主视图；图6a和6b分别是本发明所述的手背压辊的主视图和俯视图；图7是本发明所述的手背压辊支撑杆的结构图；图8a和8b分别是本发明所述的手背压辊导槽的右视图和主视图。
具体实施例方式
下面结合附图来进一步说明本发明。
图1a、1b和1c分别是本发明的手指手腕伸屈康复训练手柄组装图的右视图、主视图和俯视图。配重杆1为一个固定在手柄连接头2一侧的长螺杆。L形的导向杆4的短边用四个螺钉固定在手柄连接头另一侧，导向杆长边用于为手掌托板3和手背压辊9提供支撑，其横截面为长方形。手掌托板3上通过螺杆和螺母两侧固定带凹槽的手掌托板第一卡紧件5和手掌托板第二卡紧件6，形成一个空心槽，与导向杆长边间隙配合。手背压辊9套在L形的手背压辊支撑杆8的长边上，端部通过螺钉和挡片限位。手背压辊支撑杆8短边插在手背压辊导槽7上的通孔中，端部通过蝶形螺母10作为调节螺母定位。
如图2a、2b和2c所示，手柄连接头由金属材料制作，如A3碳素结构钢。沿轴线方向插有一个与驱动和阻尼装置输出轴配合使用的方孔。手柄连接头四个外壁平面围成一个正方形，在其中在一对相对平行的外壁上，一侧设计了一个用于安装配重杆的内螺纹孔，对称侧设计了四个用于固定导向杆的内螺纹孔。
如图3a和3b所示，手柄的导向杆外形呈L形，由绝缘材料，如尼龙6制成。短边上面有四个固定孔。长边横截面为长方形，用于安装手掌托板和手背压辊。
如图4所示，手柄的手掌托板由绝缘材料制成，如胶木板，下端有两个固定端头，上面分别打有四个固定孔。
如图5a、5b、5c和5d所示，手掌托板两个的卡紧件，都由绝缘材料制成，如尼龙6。其中，手掌托板第一卡紧件和手掌托板第二卡紧件对接后形成一个长方形空心槽，可以间隙配合套在导向杆长边上，可以沿导向杆延伸方向滑动。手掌托板卡紧件上部的固定孔用于固定手掌托板。安装到手柄手掌托板上后，上面所述长方形空心槽的对称轴线落在手掌托板支撑平面上。
如图6a和6b所示，手柄的手背压辊由绝缘材料制成，如尼龙6。压辊中空，端部中孔直径扩大，用于安装限位用的挡片。
如图7所示，手柄的手背压辊支撑杆为呈L形金属杆，材料可以采用碳素结构钢A3。长边用于安装手背压辊，端部有一个内螺纹孔，用于安装限位螺钉。短边端部有外螺纹，用于安装调节螺母。
如图8a和8b所示，手柄的手背压辊导槽由绝缘材料制成，如尼龙6。导槽下部有一个槽，用于与导向杆间隙配合，可以沿导向杆延伸方向滑动。导槽中部的通孔，用于安插手背压辊支撑杆。压辊导槽的上部开有一个横槽，用于与手掌托板间隙配合。
通过手柄连接头、导向杆、手掌托板卡紧件、手掌托板之间的连接关系，可以保障手柄转动轴，落在手掌托板与患者手掌接触的支撑平面上。这样可以保障手掌托板沿自身中线旋转180度后，反向安装在导向杆上时，手柄转动轴仍然落在手掌托板与患者手掌接触的支撑平面上。这种设计可以保障在同一个手柄上，通过调换托板和压辊的安装方向，适应左手或者右手训练时的不同手柄结构要求。
患者训练时，根据患者需要训练的手是左手还是右手，选择手掌托板和手背压辊的安装方向。手柄导杆上的安装部件位置确定后，需要调节配重螺杆上的螺母位置，使手柄的重心落在手柄转动轴上。根据训练的关节位置，确定训练时静止不动的部位，并调节手掌位置，使需要训练的关节轴线与手柄连接头轴线重合，之后，固定手部需要固定的部位，如，将手掌或者前臂腕端固定在特制的手托结构上。训练时手部上的运动部位需要固定到手掌托板和手背压辊之间的空间内。患者手掌侧贴在手掌托板上，通过调节手背压辊支撑杆上的蝶形螺母，将手背压辊压在手背侧。训练时，随患者训练关节角度的变化，手掌和手背固定装置可以随手指的位置变化在导向杆上滑动。
权利要求
1.一种手指手腕伸屈康复训练手柄，其特征在于，所述训练手柄包括用于将训练手柄连接到驱动装置或阻尼装置上的手柄连接头；固定在所述手柄连接头上，垂直于手柄旋转轴线的配重杆；固定在所述手柄连接头上，安置于所述配重杆对侧的导向杆，所述的配重杆轴线位于导向杆的对称面上；套在所述导向杆上，可沿导向杆延伸方向滑动的手掌托板；套在所述导向杆上，可沿导向杆延伸方向滑动的，并且可以调节到手掌托板之间垂直距离的手背压辊。
2.根据权利要求1中所述的手指手腕伸屈康复训练手柄，其特征在于所述训练手柄的旋转轴线位于所述手掌托板用于支撑患手的工作平面上；手掌托板可沿自身中线旋转180度后，反向安装在导向杆上，并且保持手掌托板工作平面仍旧经过手柄旋转轴线；所述手掌托板与所述导向杆间隙配合，手掌托板沿导向杆延伸方向自由直线移动，其它方向受导向杆约束。
3.根据权利要求1中所述的手指手腕伸屈康复训练手柄，其特征在于所述手背压辊与所述导向杆间隙配合，可沿导向杆延伸方向移动，所述手背压辊的轴线与所述手掌托板的支撑面平行，它们之间的垂直距离通过调节螺母调节。
4.根据权利要求1中所述的手指手腕伸屈康复训练手柄，其特征在于在所述配重杆上加装配重螺母，从而使手柄重心落在手柄旋转轴线上。
全文摘要
一种手指手腕伸屈康复训练手柄，属于医疗器械技术领域。本发明的目的是针对现有技术的不足和缺陷，在充分考虑腕手运动特点和训练要求的基础上、结合临床实际，设计一种手指手腕伸屈康复训练手柄。本发明包括用于将训练手柄连接到驱动装置或阻尼装置上的手柄连接头；固定在所述手柄连接头上，垂直于手柄旋转轴线的配重杆；固定在所述手柄连接头上，安置于所述配重杆对侧的导向杆，所述的配重杆轴线位于导向杆的对称面上；套在所述导向杆上，可沿导向杆延伸方向滑动的手掌托板；套在所述导向杆上，可沿导向杆延伸方向滑动的，并且可以调节到手掌托板之间垂直距离的手背压辊。本发明可以适应手腕手指关节在屈伸过程中理论旋转轴的变化。
文档编号A61H1/00GK1736357SQ20041000946
公开日2006年2月22日 申请日期2004年8月20日 优先权日2004年8月20日
发明者季林红, 王子羲, 毕胜, 阳小勇 申请人:清华大学, 中国人民解放军总医院