手指主被动康复训练装置及其训练方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109045624A(43)申请公布日2018.12.21(21)申请号201810890822.X(22)申请日2018.08.07(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市玄武区新街口街道四牌楼2号(72)发明人宋爱国莫依婷李会军徐宝国曾洪张军(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人王美章(51)Int.Cl.A63B23/16(2006.01)A63B21/005(2006.01)A61H1/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称手指主被动康复训练装置及其训练方法(57)摘要本发明涉及一种手指主被动康复训练装置及其训练方法，训练装置通过内滑道式的机械结构，滑杆在滑轨的框架内进行竖直方向的移动，产生一个线性自由度，滑轨底部设计有圆孔，可套在扇形限位槽之间的圆柱形横杆上，为滑杆滑轨提供一个以滑轨底部圆孔为旋转中心的旋转自由度；此外，在滑轨底部两侧分别安装直流电机固定杆与磁流变阻尼器固定杆，直流电机与磁流变阻尼器的轴上安装齿轮，分别与滑杆内壁上的两条齿条相配合，将轴的旋转运动转化为齿条和滑杆在竖直方向的上下运动，用以分别支持手指康复训练的主动模式与被动模式。本发明装置结构紧凑，可辅助患者进行手指康复的主动模式与被动模式训练，以及可实现主被动康复训练的实时切换。CN109045624ACN109045624A权利要求书1/2页1.一种手指主被动康复训练装置，其特征在于：包括：一底座，所述底座上一侧设有供人的手腕穿过的通孔；一竖向伸缩机构，设置在底座上相对通孔的另一侧，包括：一滑轨，滑轨内部嵌设连接有一滑杆，滑杆的顶部设有供人的手指套接的指环，滑杆在滑轨的框架内进行竖直方向的移动，产生一个线性自由度；滑轨的底部设有第一圆孔，第一圆孔套在底座上的第一圆柱形横杆上，为整个竖向伸缩机构提供一个以滑轨底部圆孔为旋转中心的旋转自由度；手指主动运动机构，用于手指主动训练，包括：一磁流变阻尼器，所述磁流变阻尼器通过磁流变阻尼器固定杆固定在滑轨的一侧，磁流变阻尼器的输出轴上设有第二齿轮，所述滑杆上设有与所述第二齿轮相配合的第二齿条；手指被动运动机构，用于手指被动训练，包括：一直流电机，所述直流电机通过直流电机固定杆固定在滑轨的另一侧，直流电机的输出轴上设有第一齿轮，所述滑杆上设有与所述第一齿轮配合连接的第一齿条；所述直流电机固定杆的上端与直流电机连接，下端设有第二圆孔，第二圆孔套在底座上的第二圆柱形横杆上；所述磁流变阻尼器固定杆的上端与磁流变阻尼器连接，下端设有第三圆孔，第三圆孔套在底座上的第三圆柱形横杆上，其中，第一圆柱形横杆、第二圆柱形横杆以及第三圆柱形横杆的轴心在同一直线上；一力传感器，设置在滑杆顶端和指环之间，用于检测手指对装置的压力大小，并将检测的力信号传输给一控制器；所述控制器的信号输出端分别与所述直流电机、磁流变阻尼器连接，对直流电机与磁流变阻尼器的扭矩大小进行调节。2.根据权利要求1所述的手指主被动康复训练装置，其特征在于，所述滑杆为一矩形滑框，矩形滑框嵌设于滑轨内，矩形滑框的两个内壁上对称设有两条齿条，分别是第一齿条和第二齿条。3.根据权利要求1所述的手指主被动康复训练装置，其特征在于，所述滑轨的底部设有第一扇形限位槽，第一扇形限位槽之间设有所述第一圆柱形横杆；电机固定杆的底部设有第二扇形限位槽，第二扇形限位槽之间设有所述第二圆柱形横杆；磁流变阻尼器固定杆的底部设有第三扇形限位槽，第三扇形限位槽之间设有所述第三圆柱形横杆。4.根据权利要求1所述的手指主被动康复训练装置，其特征在于，所述力传感器为应变片，所述滑杆的顶部设有凹形槽，凹形槽内有一根横梁，横梁的上、下两面分别贴有两块应变片，以构成全桥式的压力测量形式，横梁上端设有竖杆，竖杆的顶部安装有所述指套。5.根据权利要求4所述的手指主被动康复训练装置，其特征在于，所述指套为半闭合式指套，半闭合式指套的缺口部分设置魔术贴。6.一种手指主被动康复训练方法，基于如权利要求1~5中任一所述的手指主被动康复训练装置，其特征在于：滑杆顶部的指环套在手指上，当需要装置支持手指主动康复训练时，直流电机不通电流，而磁流变阻尼器通电流，提供阻尼力，手指主动康复运动，手指克服磁流变阻尼器的阻力进行主动康复训练，具体是：手指主动运动，第二齿条移动带动第二齿轮转动，阻尼力大2CN109045624A权利要求书2/2页小可根据实际需求而定；当需要装置支持手指被动康复训练时，磁流变阻尼器不通电流，而直流电机通电流，根据控制命令调节直流电机转速参数，其轴上第一齿轮主动旋转，带动第一齿条上、下移动，从而使滑杆在滑轨内产生位移，牵引手指进行康复训练。7.根据权利要求6所述的手