一種偏心纖維復(fù)合彈性體及具有該彈性體的康復(fù)訓(xùn)練裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種偏心復(fù)合纖維彈性體及具有該彈性體的康復(fù)訓(xùn)練裝置，所述偏心纖維復(fù)合彈性體，包括彈性體管和纖維層，所述纖維層纏繞在所述彈性體管外側(cè)或內(nèi)部；所述彈性體管具有中空部,所述中空部相對于所述彈性體管偏心，根據(jù)偏心位置所述彈性體管分為薄壁側(cè)和厚壁側(cè)，所述纖維層由與所述彈性體管的徑向成一定角度的纖維編織而成，厚壁側(cè)的纖維纏繞角度小于薄壁側(cè)的纖維纏繞角度。與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明技術(shù)方案能夠提供一種具有一定的柔性又兼具一定硬度的材料，并由此材料制成康復(fù)訓(xùn)練裝置，本裝置在穿戴方便、舒適的同時(shí)，還可實(shí)現(xiàn)手部全方位的訓(xùn)練，滿足不同患者的病情需求。
【專利說明】
一種偏心纖維復(fù)合彈性體及具有該彈性體的康復(fù)訓(xùn)練裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療康復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種偏心纖維復(fù)合彈性體及具有該彈性體的康復(fù)訓(xùn)練裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]手部功能康復(fù)訓(xùn)練裝置是輔助患者手部關(guān)節(jié)及手指完成彎曲/伸展康復(fù)訓(xùn)練的裝置，這種裝置可以提高手部關(guān)節(jié)及手指的靈活性，并且具有在恢復(fù)過程中重建手部關(guān)節(jié)及手指運(yùn)動(dòng)能力的功能。
[0003]作為提供一定強(qiáng)度和壓力的訓(xùn)練工具，現(xiàn)有的手部康復(fù)訓(xùn)練裝置多使用彈性體材料作為主體材料，但是如果彈性體材料過軟，無法起到訓(xùn)練的作用，如果彈性體材料過硬，不但無法起到訓(xùn)練的作用且會(huì)造成訓(xùn)練者的手部不適甚至受傷，因此亟需一種柔性適中，既有一定的柔性又兼具一定硬度的材料并用這種材料制成工具來幫助患者完成康復(fù)訓(xùn)練。
[0004]鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時(shí)間的研究和實(shí)踐終于獲得了本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種偏心纖維復(fù)合彈性體及具有該彈性體的康復(fù)訓(xùn)練裝置。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一方面提供一種偏心纖維復(fù)合彈性體，包括
[0007]彈性體管，所述彈性體管具有中空部，所述中空部相對于所述彈性體管偏心，根據(jù)偏心位置所述彈性體管分為薄壁側(cè)和厚壁側(cè)；
[0008]纖維層，所述纖維層纏繞在所述彈性體管外側(cè)或嵌入到所述彈性管內(nèi)側(cè)；
[0009]所述纖維層由與所述彈性體管的徑向成一定角度的纖維編織纏繞而成，所述厚壁側(cè)的纖維纏繞角度小于所述薄壁側(cè)的纖維纏繞角度。
[0010]較佳的，所述厚壁側(cè)的纖維纏繞角度為8至60度任意角度，所述薄壁側(cè)的纖維纏繞角度為50至85度任意角度，中空部通氣時(shí)厚壁側(cè)纖維輔助收縮，薄壁側(cè)纖維輔助伸展，彈性體管發(fā)生彎曲。
[0011]又一方面提供一種具有所述偏心纖維復(fù)合彈性體的康復(fù)訓(xùn)練裝置，用于實(shí)現(xiàn)人體手部康復(fù)訓(xùn)練，包括:
[0012]手套體，用于連接人體手部，所述手套體包括一組仿生肌條，所述仿生肌條由所述偏心纖維復(fù)合彈性體制成，所述偏心纖維復(fù)合彈性體的厚壁側(cè)貼近手部需要彎曲位置；
[0013]供氣系統(tǒng)，用于提供所述手套體活動(dòng)的動(dòng)力；
[0014]電路控制系統(tǒng)，用于控制所述手套體活動(dòng)。較佳的，所述仿生肌條包括手指仿生肌條和手腕仿生肌條。
[0015]較佳的，所述手套體包括仿生肌條固定件，用于固定所述仿生肌條組成人體手部形狀;所述手套體還包括穿戴固定件，用于與人體手部固定。
[0016]較佳的，所述手套體外部非仿生肌條部分由尼龍和/或萊卡制成。
[0017]較佳的，所述供氣系統(tǒng)通過氣動(dòng)軟管與所述手套體連接，所述供氣系統(tǒng)可調(diào)節(jié)氣體輸入輸出量，以實(shí)現(xiàn)所述手套體的活動(dòng)狀態(tài)。
[0018]較佳的，所述電路控制系統(tǒng)包括一組電磁閥、一組壓力調(diào)節(jié)閥和一套傳感器組;所述傳感器組包括彎曲傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器，所述傳感器組安裝在所述仿生肌條上。
[0019]較佳的，所述電路控制系統(tǒng)具有控制單元，用以接收所述傳感器組的反饋信號，控制所述壓力調(diào)節(jié)閥和所述電磁閥。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明偏心纖維復(fù)合彈性體及具有該彈性體的康復(fù)訓(xùn)練裝置，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021]1、所述偏心纖維復(fù)合彈性體具有內(nèi)部中空偏心結(jié)構(gòu)，由于通氣空腔的位置不在彈性體管中心，導(dǎo)致空腔兩端管壁厚度不同，通氣后會(huì)向厚壁一側(cè)彎曲，這種偏心設(shè)計(jì)便于仿真及參數(shù)化，批量生產(chǎn)只需對模具進(jìn)行調(diào)整，彎曲幅度以及輸出力可通過內(nèi)層和外層材料來控制；
[0022]2、不同纖維纏繞角度會(huì)導(dǎo)致彈性體在充氣以后產(chǎn)生不同驅(qū)動(dòng)效果，中空部通氣時(shí)彈性體管厚壁側(cè)纖維輔助收縮，薄壁側(cè)纖維輔助伸展，彈性體管向厚壁側(cè)發(fā)生彎曲，可通過調(diào)整不同纖維纏繞角度控制彎曲幅度和彎曲力的輸出；
[0023]3、所述偏心纖維復(fù)合彈性體具有彈性體管，可通過改變所述彈性體管的生產(chǎn)工藝，改變彈性體的彈性強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度，以滿足不同患者的需求；
[0024]4、所述康復(fù)訓(xùn)練裝置的仿生肌條通過仿生肌條固定件組成人體手部形狀，并通過穿戴固定件與人體手部固定，不僅外觀簡潔，而且方便患者穿戴；
[0025]5、所述手指仿生肌條與手指一一對應(yīng)，可對單個(gè)手指獨(dú)立鍛煉或進(jìn)行多個(gè)手指不同姿態(tài)組合鍛煉；
[0026]6、所述手腕仿生肌條包括上下控制肌條和左右控制肌條，可使手腕進(jìn)行全方位轉(zhuǎn)動(dòng)鍛煉；
[0027]7、所述手套體外部非氣動(dòng)肌條部分由尼龍和萊卡制成，使得整個(gè)手套體的透氣性良好，輕便，易穿戴；
[0028]8、所述電磁閥與所述氣動(dòng)軟管、仿生肌條一一對應(yīng)，可對手指和手腕進(jìn)行不同組合的鍛煉，可控制動(dòng)作頻率、幅度以及輸出力的大?。?br>[0029]9、所述傳感器組能實(shí)時(shí)監(jiān)測手指/手腕受力和溫度變化情況，便于患者根據(jù)自身情況設(shè)定訓(xùn)練強(qiáng)度，可應(yīng)用于不同階段手部康復(fù)訓(xùn)練；
[0030]10、所述電路控制系統(tǒng)有可視化的工作界面，在所述工作界面上可以設(shè)定不同的工作模式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制康復(fù)訓(xùn)練；
[0031]11、所述的康復(fù)訓(xùn)練裝置具有背向拉伸和助力抓握兩種功能，節(jié)省人力輔助訓(xùn)練成本，減少由醫(yī)護(hù)人員經(jīng)驗(yàn)或能力導(dǎo)差異致的訓(xùn)練結(jié)果不確定性。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明偏心纖維復(fù)合彈性體的剖面圖；
[0033]圖2是本發(fā)明偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維纏繞角度為70度時(shí)的受力示意圖；
[0034]圖3是本發(fā)明偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維纏繞角度為30度時(shí)的受力示意圖；
[0035]圖4是本發(fā)明偏心纖維復(fù)合彈性體的由兩組不同纏繞角度的纖維拼接的受力后彎曲不意圖；
[0036]圖5是本發(fā)明康復(fù)訓(xùn)練裝置的手背面手套結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0037]圖6是本發(fā)明康復(fù)訓(xùn)練裝置的手掌面手套結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0038]圖7是本發(fā)明康復(fù)訓(xùn)練裝置的手側(cè)面手套結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0039]圖8是本發(fā)明康復(fù)訓(xùn)練裝置的手背面手套氣路與結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0040]圖9是本發(fā)明康復(fù)訓(xùn)練裝置的手掌面手套氣路與結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0041 ]圖10是本發(fā)明康復(fù)訓(xùn)練裝置的指端部位剖面視圖；
[0042]圖11是本發(fā)明康復(fù)訓(xùn)練裝置的電路控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行理解，特結(jié)合附圖對【具體實(shí)施方式】進(jìn)行如下描述。
[0044]實(shí)施例一
[0045]請參照圖1所示，其為本發(fā)明偏心纖維復(fù)合彈性體的剖面示意圖，所述偏心纖維復(fù)合彈性體包括彈性體管和纖維層，所述纖維層32由兩種與所述彈性體管的徑向成不同角度的纖維編織纏繞而成，所述纖維層嵌入纏繞在所述彈性體管內(nèi)部。
[0046]所述彈性體管有中空部3，所述中空部3為通氣空腔，所述中空部相對于彈性體管偏心。由于通氣空腔的位置不在復(fù)合彈性體管中心，導(dǎo)致空腔兩端管壁厚度不同，根據(jù)偏心位置所述彈性體管分為薄壁側(cè)33和厚壁側(cè)31。通氣空腔通氣后復(fù)合彈性體管會(huì)向厚壁側(cè)31彎曲。通氣空腔這種偏心設(shè)計(jì)便于仿真及參數(shù)化，批量生產(chǎn)只需對模具進(jìn)行調(diào)整。
[0047]所述的彈性體管的材料可以是彈性塑料、彈性樹脂、彈性橡膠、硅膠或者其他帶有一定柔性、一定彈性和伸縮性的材料，所述偏心纖維復(fù)合彈性體的彈性及耐壓強(qiáng)度可以通過調(diào)節(jié)彈性體管的生產(chǎn)工藝達(dá)到，如生產(chǎn)所述彈性體管的原料配比、溫度、壓強(qiáng)，當(dāng)生產(chǎn)工藝條件為高溫高壓時(shí)，生產(chǎn)得到的所述彈性體管的強(qiáng)度很大，可承受足夠的壓強(qiáng)，充氣時(shí)可增大所述彈性體管的輸出力，反之，生產(chǎn)工藝條件溫和，生產(chǎn)得到的所述彈性體管的強(qiáng)度一般，材質(zhì)柔軟。
[0048]為了限制彈性體管過度膨脹，彈性體管中纏繞纖維層32，增加了彈性體管的強(qiáng)度。請參照圖4所示，所述纖維層由兩種與彈性體管的徑向成不同編織纏繞角度的纖維通過可控加工工藝拼接在一起，厚壁側(cè)31的纖維纏繞角度為8至60度任意角度，薄壁側(cè)33的纖維纏繞角度為50至85度任意角度，厚壁側(cè)31的纖維纏繞角度小于薄壁側(cè)33纖維纏繞角度，當(dāng)彈性體管的通氣空腔通氣時(shí)兩種不同纏繞角度的纖維彈性體受到不同的力，厚壁側(cè)31纖維輔助收縮，薄壁側(cè)33纖維輔助伸展，彈性體管發(fā)生彎曲。將通氣空腔中的氣放出，彈性體管在回復(fù)力的作用下恢復(fù)到伸直狀態(tài)。因此可以通過氣體的通量來改變彈性體管的彎曲幅度。
[0049]實(shí)施例二
[0050]請參照圖2和圖3所示，其為本發(fā)明偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維編織纏繞角度與彈性體管的徑向成70度和30度時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖:當(dāng)纖維纏繞角度為70度，通氣后彈性體管軸向伸長，周向略收縮，產(chǎn)生曲張力；當(dāng)纖維纏繞角度為30度，通氣后彈性體管軸向收縮，周向膨脹，產(chǎn)生收縮力。
[0051 ]本實(shí)施例中將所述纏繞角度為70度和30度的纖維拼接在一起，30度的纖維纏繞在厚壁側(cè)，70度的纖維纏繞在薄壁側(cè)，構(gòu)成所述偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維層。通氣空腔中沒有氣時(shí)，所述彈性體管為伸直狀態(tài)；當(dāng)彈性體管的通氣空腔通氣時(shí)，70度和30度的兩種纖維彈性體管受到不同的力，厚壁側(cè)的30度纏繞纖維輔助伸縮，薄壁側(cè)的70度纖維輔助伸展，在兩個(gè)力的作用下，彈性體管向厚壁側(cè)產(chǎn)生彎曲；將通氣空腔中的氣放出，彈性體管在回復(fù)力的作用下恢復(fù)到伸直狀態(tài)。
[0052]實(shí)施例三
[0053]本實(shí)施例與實(shí)施例二不同之處在于，本實(shí)施例中將纏繞角度為57.4度和85度的纖維拼接在一起，構(gòu)成偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維層。57.4度的纖維纏繞在厚壁側(cè)，85度的纖維纏繞在薄壁側(cè)。
[0054]通氣空腔中沒有氣時(shí)，彈性體管為伸直狀態(tài)；當(dāng)彈性體管的通氣空腔通氣時(shí)，57.4度和85度的兩種纖維彈性體管受到不同的力，厚壁側(cè)的57.4度纏繞纖維輔助伸縮，薄壁側(cè)的85度纖維輔助伸展，在兩個(gè)力的作用下，彈性體管向厚壁側(cè)產(chǎn)生彎曲；將通氣空腔中的氣放出，彈性體管在回復(fù)力的作用下恢復(fù)到伸直狀態(tài)。
[0055]實(shí)施例四
[0056]本實(shí)施例與實(shí)施例三不同之處在于，本實(shí)施例中將纏繞角度為8度和57.4度的纖維拼接在一起，構(gòu)成所述偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維層。8度的纖維纏繞在厚壁側(cè)，57.4度的纖維纏繞在薄壁側(cè)。
[0057]通氣空腔中沒有氣時(shí)，彈性體管為伸直狀態(tài)；當(dāng)彈性體管的通氣空腔通氣時(shí)，8度和57.4度的兩種纖維彈性體管受到不同的力，厚壁側(cè)的8度纏繞纖維輔助伸縮，薄壁側(cè)的57.4度纖維輔助伸展，在兩個(gè)力的作用下，彈性體管向厚壁側(cè)產(chǎn)生彎曲；將通氣空腔中的氣放出，彈性體管在回復(fù)力的作用下恢復(fù)到伸直狀態(tài)。
[0058]實(shí)施例五
[0059]本實(shí)施例與實(shí)施例四不同之處在于，本實(shí)施例中將纏繞角度為10度和60度的纖維拼接在一起，構(gòu)成所述偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維層。10度的纖維纏繞在厚壁側(cè)，60度的纖維纏繞在薄壁側(cè)。
[0060]實(shí)施例六
[0061 ]本實(shí)施例與實(shí)施例五不同之處在于，本實(shí)施例中將纏繞角度為20度和60度的纖維拼接在一起，構(gòu)成所述偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維層。20度的纖維纏繞在厚壁側(cè)，60度的纖維纏繞在薄壁側(cè)。
[0062]實(shí)施例七
[0063]本實(shí)施例與實(shí)施例六不同之處在于，本實(shí)施例中將纏繞角度為30度和60度的纖維拼接在一起，構(gòu)成所述偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維層。30度的纖維纏繞在厚壁側(cè)，60度的纖維纏繞在薄壁側(cè)。
[0064]實(shí)施例八
[0065]本實(shí)施例與實(shí)施例七不同之處在于，本實(shí)施例中將纏繞角度為40度和60度的纖維拼接在一起，構(gòu)成所述偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維層。40度的纖維纏繞在厚壁側(cè)，70度的纖維纏繞在薄壁側(cè)。
[0066]實(shí)施例九
[0067]本實(shí)施例與實(shí)施例八不同之處在于，本實(shí)施例中將纏繞角度為50度和60度的纖維拼接在一起，構(gòu)成所述偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維層。50度的纖維纏繞在厚壁側(cè)，60度的纖維纏繞在薄壁側(cè)。
[0068]實(shí)施例十
[0069]本實(shí)施例與實(shí)施例九不同之處在于，本實(shí)施例中將纏繞角度為10度和70度的纖維拼接在一起，構(gòu)成所述偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維層。10度的纖維纏繞在厚壁側(cè)，70度的纖維纏繞在薄壁側(cè)。
[0070]實(shí)施例^^一
[0071]本實(shí)施例與實(shí)施例十不同之處在于，本實(shí)施例中將纏繞角度為20度和70度的纖維拼接在一起，構(gòu)成所述偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維層。20度的纖維纏繞在厚壁側(cè)，70度的纖維纏繞在薄壁側(cè)。
[0072]實(shí)施例十二
[0073]本實(shí)施例與實(shí)施例^^一不同之處在于，本實(shí)施例中將纏繞角度為40度和70度的纖維拼接在一起，構(gòu)成所述偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維層。40度的纖維纏繞在厚壁側(cè)，70度的纖維纏繞在薄壁側(cè)。
[0074]實(shí)施例十三
[0075]本實(shí)施例與實(shí)施例十二不同之處在于，本實(shí)施例中將纏繞角度為50度和70度的纖維拼接在一起，構(gòu)成所述偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維層。50度的纖維纏繞在厚壁側(cè)，70度的纖維纏繞在薄壁側(cè)。
[0076]實(shí)施例十三
[0077]本實(shí)施例與實(shí)施例十二不同之處在于，本實(shí)施例中將纏繞角度為10度和80度的纖維拼接在一起，構(gòu)成所述偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維層。10度的纖維纏繞在厚壁側(cè)，80度的纖維纏繞在薄壁側(cè)。
[0078]實(shí)施例十四
[0079]本實(shí)施例與實(shí)施例十三不同之處在于，本實(shí)施例中將纏繞角度為20度和80度的纖維拼接在一起，構(gòu)成所述偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維層。20度的纖維纏繞在厚壁側(cè)，80度的纖維纏繞在薄壁側(cè)。
[0080]實(shí)施例十五
[0081 ]本實(shí)施例與實(shí)施例十四不同之處在于，本實(shí)施例中將纏繞角度為30度和80度的纖維拼接在一起，構(gòu)成所述偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維層。30度的纖維纏繞在厚壁側(cè)，80度的纖維纏繞在薄壁側(cè)。
[0082]實(shí)施例十六
[0083]本實(shí)施例與實(shí)施例十五不同之處在于，本實(shí)施例中將纏繞角度為40度和80度的纖維拼接在一起，構(gòu)成所述偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維層。40度的纖維纏繞在厚壁側(cè)，80度的纖維纏繞在薄壁側(cè)。
[0084]實(shí)施例十七
[0085]本實(shí)施例與實(shí)施例十六不同之處在于，本實(shí)施例中將纏繞角度為50度和80度的纖維拼接在一起，構(gòu)成所述偏心纖維復(fù)合彈性體的纖維層。50度的纖維纏繞在厚壁側(cè)，80度的纖維纏繞在薄壁側(cè)。
[0086]參照本實(shí)施例，這種偏心纖維復(fù)合彈性體通過調(diào)整不同纖維纏繞角度進(jìn)行拼接，可以導(dǎo)致彈性體管在充氣以后產(chǎn)生不同驅(qū)動(dòng)效果，因此可以得到彎曲幅度和彎曲力不同的實(shí)施例，應(yīng)注意選擇纖維層纏繞角度時(shí)應(yīng)在說明書范圍內(nèi)，并且厚壁側(cè)的纖維纏繞角度要小于薄壁測的纖維纏繞角度。
[0087]實(shí)施例十八
[0088]本發(fā)明是具有所述的偏心纖維復(fù)合彈性體的康復(fù)訓(xùn)練裝置。
[0089]請參照圖8和圖9所示，其為本發(fā)明康復(fù)訓(xùn)練裝置的手背面、手掌面氣路與結(jié)構(gòu)示意圖，所述康復(fù)訓(xùn)練裝置包括手套體，手套體包括仿生肌條I，供氣系統(tǒng)和電路控制系統(tǒng)。
[0090]請參照圖5、圖6和圖7所示，其為所述手套體的手背面、手掌面和手側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖，所述手套體由一組仿生肌條、一組仿生肌條固定件和一組穿戴固定件2組成，所述仿生肌條材料為所述偏心纖維復(fù)合彈性體，安裝時(shí)將彈性體管壁側(cè)貼近手部需要彎曲位置。
[0091]所述仿生肌條包括手指仿生肌條11和手腕仿生肌條12。所述手指仿生肌條11一端與人體手指對應(yīng)，另一端從所述人體手指端延伸至手指根部。所述手腕仿生肌條12包括上下控制肌條和左右控制肌條，所述上下控制肌條包括:從手指根部延伸至小臂上部手背仿生肌條，位于手背和手背仿生肌條之間橫向仿生肌條;所述左右控制肌條包括手腕左右兩側(cè)仿生肌條，從手腕之上位置延伸至小臂上部。所述仿生肌條通過所述仿生肌條固定件組成人體手部形狀，并通過穿戴固定件2分別與人體手部的手掌和手指部位進(jìn)行固定，所述穿戴固定件2包括手指固定帶和手掌固定帶，所述穿戴固定件2以套入手掌固定的方式將所述仿生肌條固定于患者手部，所述手套體外部非仿生肌條部分由尼龍和萊卡制成?？祻?fù)訓(xùn)練裝置不僅外觀簡潔，而且易方便患者穿戴。進(jìn)行手功能康復(fù)訓(xùn)練時(shí)，所述仿生肌條可對人體手部形成徑向壓力、周向張力和/或軸向拉力，帶動(dòng)手部進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。
[0092]請參照圖8所示，所述供氣系統(tǒng)通過氣動(dòng)軟管4與所述仿生肌條I連接，供氣系統(tǒng)可調(diào)節(jié)氣體輸入輸出量，以實(shí)現(xiàn)所述手套體的活動(dòng)狀態(tài)。
[0093]所述電路控制系統(tǒng)包括一組電磁閥931和一組壓力調(diào)節(jié)閥921和一套傳感器組。
[0094]請參照圖11所示，所述傳感器組包括彎曲傳感器911、壓力傳感器912和溫度傳感器913，所述傳感器組安裝在所述仿生肌條上。所述電磁閥931用以控制氣體輸入或輸出狀態(tài)，所述壓力調(diào)節(jié)閥921用以控制氣體輸入量。所述電路控制系統(tǒng)具有控制單元，用以接收所述傳感器組的反饋信號，控制所述壓力調(diào)節(jié)閥和所述電磁閥。
[0095]每一條仿生肌條上都有一套供氣系統(tǒng)和電路控制系統(tǒng)與之對應(yīng)，使得所述仿生肌條可以獨(dú)立活動(dòng)，互不干擾。
[0096]所述康復(fù)裝置工作原理是:通過氣動(dòng)軟管對所述仿生肌條進(jìn)行充氣，所述仿生肌條材料為所述偏心纖維復(fù)合彈性體，通氣空腔中輸入氣體，偏心纖維復(fù)合彈性體在復(fù)合作用力下發(fā)生彎曲，將仿生肌條的空氣放出，仿生肌條回復(fù)到伸展?fàn)顟B(tài)。所述手指仿生肌條11與五根手指一一對應(yīng)，五根手指可獨(dú)立控制彎曲和伸展;所述手腕仿生肌條12包括上下控制肌條和左右控制肌條，所述上下控制肌條通過手背仿生肌條來牽拉手腕，從而控制手腕上下轉(zhuǎn)動(dòng)，為避免手腕上方牽拉的力不足，所述上下控制肌條還包括手背和氣動(dòng)肌肉之間橫向仿生肌條，所述橫向仿生肌條可徑向膨脹，改變力矩的垂直距離;所述左右控制肌條包括手腕左右兩側(cè)仿生肌條，可以通過肌條彎曲控制肌肉左右扭動(dòng)。
[0097]請參照圖10和圖11所示，其分別為本發(fā)明康復(fù)訓(xùn)練裝置指端剖面視圖和電路控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0098]所述康復(fù)訓(xùn)練裝置還包括電路控制系統(tǒng)，康復(fù)訓(xùn)練中，患者手指和手腕的彎曲程度與所述氣源6供給所述氣動(dòng)軟管4的氣壓大小直接相關(guān)，所述氣壓大小可通過所述電路控制系統(tǒng)控制。
[0099]所述電路控制系統(tǒng)包括電源7，觸控平板8以及控制單元9。所述觸控平板8與所述控制單元9通過USB接口相連，所述控制單元9是接收反饋信號的重要裝置，包括三個(gè)連接端P:
[0100]Al連接的是傳感器信號調(diào)理電路91，其與傳感器相連，所述傳感器包括彎曲傳感器911、壓力傳感器912及溫度傳感器913，結(jié)合圖11所示，所述彎曲傳感器911固定設(shè)置在所述仿生肌條I上，具體設(shè)置在所述仿生肌條I背側(cè)的安裝袋內(nèi)，用以回傳手部彎曲數(shù)據(jù);所述壓力傳感器912固定設(shè)置在所述仿生肌條I的所述端部，具體設(shè)置在所述仿生肌條I的安裝袋內(nèi)，且所述壓力傳感器912與人體皮膚表面接觸，用以回手指和手腕的壓力數(shù)據(jù);所述溫度傳感器913為一薄膜貼片，其固定設(shè)置在所述手套體內(nèi)，具體設(shè)置在手指及手腕內(nèi)側(cè)，用以監(jiān)控所述手部溫度變化信息，從而達(dá)到監(jiān)控患者血液循環(huán)狀況的目的?？祻?fù)訓(xùn)練中，患者手指/手腕的彎曲程度、作用在指端/手腕的壓力大小、手指/手腕溫度變化大小分別通過對應(yīng)的所述彎曲傳感器911、壓力傳感器912和溫度傳感器913將手部運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)狀況反饋于所述的傳感器信號調(diào)理電路91，其實(shí)時(shí)采集并進(jìn)行信息處理分析，將不同狀態(tài)下所述手指/手腕的彎曲程度、作用在指端/手腕的壓力和手指/腕的溫度變化以精確的數(shù)值顯示于所述觸控平板8上，為使用者提供更全面準(zhǔn)確的信息資料。
[0101]AO連接的是V-1電路92，此電路與壓力調(diào)節(jié)閥921相連，所述壓力調(diào)節(jié)閥921與所述氣源6相連，可調(diào)節(jié)所述氣源6供給的氣體總量。
[0102]DO連接的是驅(qū)動(dòng)控制電路93，此電路與電磁閥931相連，所述壓力調(diào)節(jié)閥921、所述電磁閥931和所述氣動(dòng)軟管4依次相連，所述電磁閥931將所述壓力調(diào)節(jié)閥921的氣體總量調(diào)整成不同的氣體壓力，再通過所述氣動(dòng)軟管4輸入到所述仿生肌條I內(nèi)的通氣空腔中。康復(fù)訓(xùn)練中，患者可自行設(shè)定所述觸控平板8上的氣壓數(shù)值、充放氣時(shí)間、充放氣頻率以及充放氣循環(huán)次數(shù)，使所述氣源6經(jīng)所述壓力調(diào)節(jié)閥921和所述電磁閥931的控制，將一定氣壓的氣體作用在所述仿生肌條I上。
[0103]實(shí)施例十九
[0104]所述仿生肌條1、氣動(dòng)軟管4、彎曲傳感器911、壓力傳感器912、溫度傳感器913、電磁閥931與患者五根手指和手腕一一對應(yīng)。
[0105]本實(shí)施例使用方法及工作原理是:五根手指和手腕對應(yīng)的電磁閥931都將處于工作狀態(tài)，接通所述電源7后，設(shè)定所述觸控平板8上的壓力數(shù)值、充放氣時(shí)間、充放氣頻率、循環(huán)次數(shù)，啟動(dòng)工作按鈕，所述壓力調(diào)節(jié)閥921調(diào)節(jié)所述氣源6供給的氣體總量，經(jīng)所述電磁閥931調(diào)整成不同的氣體壓力后通過所述氣動(dòng)軟管4輸送到通氣空腔中，所述仿生肌條I克服患者手指/手腕伸直力的作用趨于彎曲。在彎曲過程當(dāng)中，所述彎曲傳感器911、壓力傳感器912和溫度傳感器913將手部運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)狀況反饋于所述的傳感器信號調(diào)理電路91，以精確的數(shù)值記錄當(dāng)前手指/手腕彎曲程度、指端/手腕壓力狀況和手指/手腕溫度變化信息。當(dāng)所述仿生肌條I內(nèi)的充氣壓力未達(dá)到設(shè)定的壓力數(shù)值時(shí)，手指/手腕的彎曲度已經(jīng)超出了患者的舒適程度，可降低壓力數(shù)值、充氣頻率或者控制所述電磁閥931使所述氣動(dòng)軟管4處于放氣狀態(tài)。當(dāng)設(shè)定的充氣壓力在患者舒適程度的范圍內(nèi)時(shí)，若所述仿生肌條I的充氣壓力達(dá)到設(shè)定的壓力數(shù)值，手指/手腕彎曲狀態(tài)達(dá)到最大，所述彎曲傳感器911和壓力傳感器913感應(yīng)后，停止充氣;所述仿生肌條I維持充氣狀態(tài)并保持一定的充氣壓力，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的時(shí)間后，所述電磁閥931打開，所述仿生肌條I內(nèi)的氣體經(jīng)所述氣動(dòng)軟管4釋放到外界，隨著氣壓的減小，所述仿生肌條I在所述彈性體回復(fù)力作用下可帶動(dòng)患者手指/手腕恢復(fù)伸直，從而實(shí)現(xiàn)控制患者手指/手腕彎曲伸直雙向康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)。以此循環(huán)，進(jìn)行新一輪的充氣、維持、放氣，使手指處于循環(huán)的伸直、握拳狀態(tài)，手腕處于伸直、彎曲狀態(tài)。此裝置可提供訓(xùn)練過程彎曲與手指/手腕力度數(shù)據(jù)記錄，跟蹤訓(xùn)練歷程，量化康復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，是一種可以進(jìn)行全自動(dòng)手部功能康復(fù)訓(xùn)練裝置。
[0106]本實(shí)施例中，五根手指的彎曲程度可相同也可不同，手腕部分可上下彎曲，也可左右彎曲，可根據(jù)實(shí)際需要任意調(diào)整五根手指和手腕分別對應(yīng)的壓力數(shù)值、充放氣時(shí)間、充放氣頻率來調(diào)整手指的彎曲程度，并將其訓(xùn)練狀態(tài)一一存儲，每次使用只需選定模式即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化訓(xùn)練。所述的手部康復(fù)訓(xùn)練裝置不僅具有背向拉伸功能，而且還具有助力抓握功能，可節(jié)省人力輔助訓(xùn)練成本，提高訓(xùn)練效果。
[0107]由于拇指內(nèi)收者的手指較難分開，訓(xùn)練過程中也可單獨(dú)鍛煉大拇指伸縮運(yùn)動(dòng)。參照圖9所示，與所述大拇指對應(yīng)的所述電磁閥931處于工作狀態(tài)，其余電磁閥關(guān)閉，可單獨(dú)鍛煉大拇指的康復(fù)訓(xùn)練。也可單獨(dú)鍛煉食指、中指、無名指、小拇指中任意一手指，根據(jù)患者實(shí)際情況控制所對應(yīng)的電磁閥即可達(dá)到任意鍛煉某個(gè)手指的目的。
[0108]本裝置也可進(jìn)行組合式訓(xùn)練，與大拇指、食指相對應(yīng)的所述電磁閥931處于工作狀態(tài)，其余電磁閥關(guān)閉，可鍛煉所述大拇指、食指的康復(fù)訓(xùn)練。也可鍛煉其它任意手部組合訓(xùn)練過程，根據(jù)患者實(shí)際情況控制所對應(yīng)的電磁閥即可達(dá)到任意組合訓(xùn)練的目的，方便患者量身定制訓(xùn)練計(jì)劃和方法。
[0109]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明方法的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和補(bǔ)充，這些改進(jìn)和補(bǔ)充也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種偏心纖維復(fù)合彈性體，其特征在于:包括 彈性體管，所述彈性體管具有中空部，所述中空部相對于所述彈性體管偏心，根據(jù)偏心位置所述彈性體管分為薄壁側(cè)和厚壁側(cè)； 纖維層，所述纖維層纏繞在所述彈性體管外側(cè)或嵌入到所述彈性管內(nèi)側(cè)； 所述纖維層由與所述彈性體的管徑向成一定角度的纖維編織纏繞而成，所述厚壁側(cè)的纖維纏繞角度小于所述薄壁側(cè)的纖維纏繞角度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏心纖維復(fù)合彈性體，其特征在于:所述厚壁側(cè)的纖維纏繞角度為8至60度任意角度，所述薄壁側(cè)的纖維纏繞角度為50至85度任意角度。3.—種具有權(quán)利要求1-2任一所述的偏心纖維復(fù)合彈性體的康復(fù)訓(xùn)練裝置，用于實(shí)現(xiàn)人體手部康復(fù)訓(xùn)練，其特征在于:包括 手套體，用于連接人體手部，所述手套體包括一組仿生肌條，所述仿生肌條由所述偏心纖維復(fù)合彈性體制成，所述偏心纖維復(fù)合彈性體的厚壁側(cè)貼近手部需要彎曲位置； 供氣系統(tǒng)，用于提供所述手套體活動(dòng)的動(dòng)力； 電路控制系統(tǒng)，用于控制所述手套體活動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述仿生肌條包括手指仿生肌條和手腕仿生肌條。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述手套體包括仿生肌條固定件，用于固定所述仿生肌條組成人體手部形狀;所述手套體還包括穿戴固定件，用于與人體手部固定。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述手套體外部非仿生肌條部分由尼龍和/或萊卡制成。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述的供氣系統(tǒng)通過氣動(dòng)軟管與所述仿生肌條連接，所述供氣系統(tǒng)可調(diào)節(jié)氣體輸入輸出量，以實(shí)現(xiàn)所述手套體的活動(dòng)狀態(tài)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述電路控制系統(tǒng)包括一組電磁閥、一組壓力調(diào)節(jié)閥和一套傳感器組;所述傳感器組包括彎曲傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器，所述傳感器組安裝在所述仿生肌條上。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述電路控制系統(tǒng)具有控制單元，用以接收所述傳感器組的反饋信號，控制所述壓力調(diào)節(jié)閥和所述電磁閥。
【文檔編號】A61H1/02GK106074074SQ201610383612
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月2日 公開號201610383612.2, CN 106074074 A, CN 106074074A, CN 201610383612, CN-A-106074074, CN106074074 A, CN106074074A, CN201610383612, CN201610383612.2
【發(fā)明人】王勃然, 張凱, 柴曉紅, 孫嘉欣
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