一种用于手功能智能训练的气动式康复装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于理疗康复器械技术，具体为一种用于手功能智能训练的气动式康复装置，帮助患者手指、手腕进行被动训练或进行有意识的，目标导向式的助力及主动功能训练。
【背景技术】
[0002]手功能对于生活和工作至关重要，由中风、脑外伤、脊柱损伤等中枢神经系统损伤造成的手功能障碍往往表现为肌无力、手的屈肌张力优势、屈曲挛缩等，与四肢相比，手部精细功能的恢复极为缓慢，需要进行长时间、大量的手指/手腕主被动伸展强化训练。
[0003]专利ZL201120207576.7公开了一种具有功能训练作用的气动式手康复装置。该装置可对的患者手功能障碍进行康复训练，患者可自行控制操作，在训练过程中，患者能够使用该装置进行手功能被动训练；不会对使用者造成机械损伤，非常适合由于中风、脑血管疾病、脑外科手术或脑外伤造成的偏瘫患者作为一种手功能康复理疗的工具使用。
[0004]通过实践使用，发现上述手康复装置存在不足:
1、气袋较多，达5个；管路复杂，有的气袋在充气的同时有的气袋需要抽气；
2、抽气后由于侧拉气袋做向内收回运动不充分，使拇指牵引伸展后不能有效回复到初始位置；
3、训练模式单一，仅适合患者早期康复阶段进行被动训练的要求，不能满足O到2级肌力患者助力训练及3级肌力以上患者的主动训练的需要。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种多自由度、柔性结构、可穿戴、用柔性传感器与气压传感器控制的用于手功能智能训练的气动式康复装置。该装置有3种训练模式，不但可以进行早期康复阶段连续被动训练，还可以满足O到2级肌力患者进行助力训练以及3级肌力以上患者进行主动训练的要求。该装置的气袋数量精简，管路简单，患者佩戴轻便、舒适，可以为各手指提供独立的运动和组合运动支持，满足患者进行手的抓握、伸腕、手指外展等手功能训练的需要。
[0006]本发明是一种用于手功能智能训练的气动式康复装置，包含驱动系统和控制系统；
其中:
驱动系统包含主气袋3、复位气袋2、侧拉气袋21、调节扣5、手指牵引带6、手腕固定带18、手臂固定带19、支撑片4、手掌牵引固定带8、气阀1、电磁阀16和气泵15 ;
主气袋呈“L”型，其横向部分的前部设有手腕固定带18，后部设有手臂固定带19，用于将主气袋固定在手臂上；其纵向部分的顶部设有支撑片4，支撑片4为平直的或弧形的并宽于纵向部分的顶部，该支撑片4上设有第一至第四调节扣5，所述的第一至第四调节扣5用于固定手指牵引带6的一端，手指牵引带6另一端设有手指固定扣7，如尼龙粘扣，用于固定食指、中指、无名指和小拇指；通过第一至第四调节扣5可以调节手指固定扣7与第一至第四调节扣5之间手指牵引带6的长度，以适应不同康复阶段康复训练运动幅度及手的大小；主气袋3的纵向部分两侧的中下部各设有一个调节扣(即第五和第六调节扣)，用于连接手掌牵引固定带8，手掌牵引固定带帮助手腕进行伸腕运动。
[0007]复位气袋2，一端设有充气管，充气管上安有气阀1，复位气袋2内预先贮存一定气压的空气，复位气袋2固定在主气袋3横向部分与纵向部分形成的弯角上面，用于在主气袋被抽气时压下主气袋纵向部分，使食指、中指、无名指和小拇指恢复到其初始内收状态；
侧拉气袋21，一端设有第七调节扣，该第七调节扣用于固定手指牵引带6的一端，手指牵引带6另一端设有手指固定扣7，用于固定拇指；通过该第七调节扣可以调节手指固定扣7与第七调节扣之间手指牵引带6的长度，另一端与主气袋3的横向部分的左侧或/和右侧面固定，以适应左手、右手或左右手都可的训练，即与左侧面固定，适应左手的训练；与右侧面固定，以适应右手的训练；左侧面和右侧面各固定一个侧拉气袋21，既适应左手又适应右手的训练。
[0008]以上所述的第一至第七调节扣在本发明创造中的结构相同，只是用在不同部位。
[0009]主气袋3和侧拉气袋21用三通相连后再与电磁阀16和气泵15通过气管依次相连；
主气袋3、复位气袋2和侧拉气袋21的外部为柔性面套，如棉、麻、化纤或皮制成的面套，内部为能充、放气的内胆，如TPU材料、橡胶材料制成的内胆。
[0010]控制系统包含气压传感器17和控制器14 ;
控制器14设有被动训练模式程序及其模式选择；
控制器14分别与气压传感器17、电磁阀16和气泵15连接；
气压传感器17与驱动系统中的电磁阀16和主气袋3之间的气管相连；
气压传感器17检测气管内的气压并将其值传送到控制器14 ;
控制器14通过调整预先设定的气压值为患者提供适当的牵引力。
[0011 ] 被动训练模式运行过程:
准备工作:向复位气袋2内贮存一定气压的空气，通过主气袋3上的手腕固定带18和手臂固定带19将主气袋固定在患者手臂上；
通过支撑片4上的第一至第四调节扣5分别固定四个手指牵引带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；通过主气袋3侧面上的第五和第六调节扣固定手掌牵引固定带8;
通过侧拉气袋21上的第七调节扣固定手指牵引带6的一端，手指牵引带6另一端手指固定扣7固定拇指；
通过上述的调节扣5调节手指固定扣7与调节扣5之间手指牵引带6的长度，以适应不同康复阶段康复训练运动幅度及手的大小。
[0012]运行过程:通过控制器14选择被动训练模式，控制器14发出充气指令，气泵15通过电磁阀16向主气袋3与侧拉气袋21内部进行充气，上述气袋会逐渐膨胀、变硬，其中主气袋3纵向部分会与主气袋横向部分形成弯角而使主气袋3纵向部分直立起来，带动手掌牵引固定带8牵引手掌进行伸腕运动及手指牵引带6牵引除拇指外的四手指作伸展运动，复位气袋2随同主气袋3也形成弯角；侧拉气袋21会在主气袋3侧面立起来，带动手指牵引带6牵引拇指作外展运动；气压传感器17检测气压达到预定值，控制器14发出停止充气指令，使气泵15通过电磁阀16停止向上述气袋充气，保持该预定气压值到预定时间，然后再发出抽气指令，使气泵15通过电磁阀16从主气袋3与侧拉气袋21内部抽气，主气袋3与侧拉气袋21会逐渐收缩、变软，复位气袋2由于内部有一定的气压会在复位过程中变直并且压下主气袋纵向部分。这样手掌和手指作内收运动，复位到其初始内收状态，完成一次被动训练。待气压传感器17检测到抽气达到预定气压值时控制器14就发出停止抽气指令，保持该预定气压值到预定时间；重复上面的操作，就可完成下一次被动训练。
[0013]对上述技术方案(以下称本技术方案)进行改进:
改进1，在本技术方案基础上，驱动系统中增加弹性件20，该弹性件20可以是弹性带或弹簧等；在侧拉气袋21和主气袋3的侧面设置弹性件20，三者之间构成三角形；弹性件20用于帮助侧拉气袋在被抽气时向内收，使拇指恢复到初始内收状态。
[0014]改进2，在改进I的基础上，控制系统还包含A/D数据采集电路13、信号预处理电路12和一端设有手掌固定带11中部设有手指固定环10的柔性传感器9，该柔性传感器9(英文名称:The Flex Sensor)用于检测手指的运动状态。
[0015]控制器14还设有助力训练模式或/和主动训练模式程序及其相应的模式选择； 控制器14与A/D数据采集电路13连接；
柔性传感器9、信号预处理电路12和A/D数据采集电路13依次连接。
[0016]通过固定在手指上的柔性传感器9，采集该手指的运动状态信号，该信号经过信号预处理电路12和A/D数据采集电路13处理再传送到控制器14。
[0017]控制器14通过A/D数据采集电路13采集处理后的测量值，获取人一机系统的运动特征参数，采用智能控制策略通过电磁阀16、气泵15对主气袋3与侧拉气袋21进行充气、抽气，完成助力训练和主动训练。
[0018]助力训练模式运行过程:
准备工作:在被动训练模式的准备工作基础上，通过柔性传感器9的手掌固定带11和手指固定环10将其固定在患者手指上。
[0019]运行过程:通过控制器14选择助力训练模式，