技术领域
[0001] 本
发明涉及一种医疗器械，尤其涉及一种手部烧烫伤康复机械手。
背景技术
[0002] 烧烫伤是由热
水、
蒸汽、火焰、强酸、强
碱、
电流、放射线等原因所致的
皮肤等组织的损伤。而日常家庭热水或火焰烧烫伤较为常见。烧烫伤会给患者带来较大的痛苦，并且康复期较长。特别是对于刚刚学会走路的儿童，活动范围大，自我保护能
力很差，好奇心又强，极易发生严重的烧烫伤。而儿童的烧烫伤多发生于手部，对于手部深二度以上的烧烫伤，皮肤损伤较深，
治疗比较费时间，有时还需要做植皮手术，可能留下严重疤痕或身体某部位挛缩畸形，造成功能障碍甚至残废。特别是人体烧伤中手部约占65％，严重手烧烫伤可使手部功能部分或全部丧失。创面愈合后遗留的瘢痕增生和
手指、掌指关节瘢痕挛缩畸形、手指间蹼状瘢痕形成常有发生，不仅造成手功能障碍，还严重影响患者的
生活质量，造成患者心理疾患。手烧烫伤后康复治疗不仅贯穿于烧烫伤早期、住院治疗的全过程，而且一直延续到出院后及整复手术的前后。
[0003]
现有技术中，手部烧烫伤的治疗至今没有相适应的康复手段，
伤口愈合后手指关节以及腕关节由于瘢痕形成(尤其是手指间蹼状瘢痕形成)、皮肤失去弹性，导致手部畸形，手指活动明显受限、手功能障碍乃至丧失，即使通过长时间的锻炼手部功能仍不能恢复。为了避免上述问题，传统方法是对于手部烧烫伤治疗，采用厚
敷料 对手指逐个包裹，但缺点是：不能有效
预防蹼状结构；其次过厚的敷料包扎伤口，不利于烧烫伤创面愈合甚至造成溃烂等并发症，延长康复时间。
[0004] 因此，需要一种手部烧烫伤的治疗和康复手段，在手部烧烫伤创面愈合及康复过程中能够循序渐进引导手指关节、腕关节进行相应的运动，锻炼关节的同时利于降低瘢痕形成，最大限度保持皮肤弹性；同时可减少或抑制手指间蹼状瘢痕形成，最大程度保留手功能，减轻烧烫伤患者的痛苦，缩短康复周期。
发明内容
[0005] 有鉴于此，本发明提供了一种手部烧烫伤康复机械手，在手部烧烫伤创面愈合及康复过程中能够循序渐进引导手指关节、腕关节进行相应的运动，锻炼关节的同时利于降低瘢痕形成，最大限度保持皮肤弹性；同时可减少或抑制手指间蹼状瘢痕形成，最大程度保留手功能，减轻烧烫伤患者的痛苦，缩短康复周期。
[0006] 本发明的一种手部烧烫伤康复机械手，包括机械手指、手掌杆、机械
手腕和控制系统；
[0007] 所述机械手指与人体手指相对应，每个机械手指均包括指节，相邻指节之间单
自由度铰接形成指关节，每个指关节均设置驱动指节绕铰接轴线转动的伺服
电机I；每个指节上设置用于套在人体手指指节的套环；
[0008] 所述手掌杆与机械手指对应，每个手掌杆的前端与对应的机械手指尾端单自由度铰接形成整指关节；每个整指关节均设置驱动机械手指绕铰接轴线转动的
伺服电机II；
[0009] 机械手腕包括手掌
支撑和固定臂，所述手掌支撑和固定臂单自由度铰接形成腕关节；所述腕关节设置驱动手掌支撑绕铰接轴线转动的伺服电机III；固定臂上设置用于将固定臂固定在人体手臂上的固定环；
[0010] 所述手掌杆尾端以可在手掌所在平面内转动的方式单自由度铰接在手掌支撑上，并设置驱动手掌杆绕铰接轴线转动的伺服电机IV；
[0011] 所述伺服电机I、伺服电机II、伺服电机III和伺服电机IV均通过控制系统控制。
[0012] 进一步，所述套环和固定环均为开口环结构，开口两侧向外折弯形成两个折弯部，穿过两个折弯部设置用于封口并调整套环直径的螺杆，；固定环为开口环结构，开口两侧向外折弯形成两个折弯部，穿过两个折弯部设置用于封口并调整固定环直径的固定环螺杆；
[0013] 进一步，所述机械手指的指节和手掌杆均为由
套管组成的可伸缩结构，套管包括内套管和外套管，沿径向
螺纹配合穿过外套管设置
锁紧螺钉；
[0014] 进一步，所述固定臂以可拆卸的方式与固定环固定连接；所述固定环上沿径向相对设置两个用于与固定臂固定连接的连接部；
[0015] 进一步，所述控制系统包括用于控制伺服电机I、伺服电机II、伺服电机III及伺服电机IV并采集其转动
信号的
控制器和用于显示伺服电机I、伺服电机II、伺服电机III及伺服电机IV信息的显示器和打印输出装置；所述伺服电机I、伺服电机II、伺服电机III及伺服电机IV通过控制器连接电源；
[0016] 进一步，机械手指的相邻指节之间通过伺服电机I的电机轴单自由度铰接形成指关节，伺服电机I
外壳固定于其中一指节，伺服电机I的电机轴与另一指节在圆周方向固定配合；手掌杆的前端与对应的机械手指尾端通过伺服电机II的电机轴单自由度铰接形成整指关节，伺服电机II外壳固定于手掌杆，伺服电机II的电机轴与机械手指尾端在圆周方向固定配合；所述手掌支撑和固定臂通过伺服电机III的电机轴单自由度铰接形成腕关节；伺服电机III外壳固定于固定臂，伺服电机III的电机轴与手掌支撑在圆周方向固定配合；所述手掌杆尾端通过伺服电机IV的电机轴以可在手掌所在平面内转动的方式单自由度铰接在手掌支撑上，伺服电机IV外壳固定于手掌支撑，伺服电机IV的电机轴与手掌杆尾端在圆周方向固定配合；
[0017] 进一步，机械手指的相邻指节中，其中一指节端部设置指节纵向铰接槽，另一指节端部嵌入铰接槽与其铰接；固定臂前端设置固定臂铰接槽，手掌支撑向后设置纵向凸起，所述纵向凸起嵌入固定臂铰接槽与其铰接；所述手掌支撑设置手指铰接槽，机械手指尾端嵌入手指铰接槽与其铰接；
[0018] 进一步，所述套环内圆表面设置柔性薄层。
[0019] 本发明的有益效果在于：采用本发明结构的手部烧烫伤康复机械手，采用与人体手部相适应的结构，通过驱动实现人手具有的全部自由度，在手部烧烫伤创面愈合及康复过程中能够循序渐进引导手指关节、腕关节进行相应的运动，锻炼关节的同时利于降低瘢痕形成，最大限度保持皮肤弹性，从而使康复后的手掌恢复原有功能；在治疗时可使手指之间形成可变的距离，同时可减少或抑制手指间蹼状瘢痕形成，最大程度保留手功能，并避免用较厚的纱布包裹手指，从而避免手指被烧烫伤表皮因不透气而延长康复时间，减轻烧烫伤患者的痛苦的同时降低治疗
费用。
附图说明
[0020] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0021] 图1为本发明的结构立体图；
[0022] 图2为指节纵向剖面视图；
[0023] 图3为手掌杆纵向剖面视图；
[0024] 图4为套环结构示意图；
具体实施方式
[0026] 图1为本发明的结构立体图，图2为指节纵向剖面视图，图3为手掌杆纵向剖面视图，图4为套环结构示意图，图5为本发明控制原理框图，如图所示：手部烧烫伤康复机械手，包括机械手指、手掌杆6、机械手腕和控制系统；
[0027] 所述机械手指与人体手指相对应，每个机械手指均包括指节1，相邻指节1之间单自由度铰接形成指关节，每个指关节均设置驱动指节绕铰接轴线转动的伺服电机I 2；每个指节1上设置用于套在人体手指指节的套环3；
[0028] 所述手掌杆6与机械手指对应，机械手指为五个，手掌杆也为五个，每个手掌杆6的前端与对应的机械手指尾端单自由度铰接形成整指关节；每个整指关节均设置驱动机械手指绕铰接轴线转动的伺服电机II 5；如图所示，五个机械手指(与人体手指对应)共有指关节九个，整指关节共五个，对应的伺服电机I 2为九个，伺服电机II 5为五个；
[0029] 机械手腕包括手掌支撑8和固定臂9，所述手掌支撑8和固定臂9单自由度铰接形成腕关节；所述腕关节设置驱动手掌支撑8绕铰接轴线转动的伺服电机III12；固定臂9上设置用于将固定臂9固定在人体手臂上的固定环10；
[0030] 所述手掌杆6尾端以可在手掌所在平面内转动的方式单自由度铰接在手掌支撑8上，并设置驱动手掌杆6绕铰接轴线转动的伺服电机IV7；
[0031] 所述伺服电机I 2、伺服电机II 5、伺服电机III12和伺服电机IV 7均通过控制系统控制。
[0032] 本
实施例中，所述套环3和固定环10均为开口环结构，开口两侧向外折弯形成两个折弯部，穿过两个折弯部设置用于封口并调整套环直径的螺杆，如图4所示，固定环结构与套环结构在本技术方案方面相同，只是直径大小不同；套环上的螺杆4可以通过螺纹直接旋在折弯部上，也可以直接穿过折弯部并通过
螺母锁紧并调节套环直径的大小；本实施例的套环结构可以通过套环螺杆调整套环直径，适应用于不同大小的手指，使本发明具有较强的通用性；固定环为开口环结构，开口两侧向外折弯形成两个折弯部，穿过两个折弯部设置用于封口并调整固定环直径的固定环螺杆，本实施例的固定环10结构可以通过固定环螺杆11调整固定环直径，适应用于固定在不同的手臂上，进一步使本发明具有较强的通用性。
[0033] 本实施例中，所述机械手指的指节1和手掌杆6均为由套管组成的可伸缩结构，套管包括内套管和外套管，沿径向螺纹配合穿过外套管设置锁紧螺钉；如图所示，指节1包括内套管1b和外套管1a，锁紧螺钉1c螺纹配合穿过外套管1a紧顶内套管1b外表面；手掌杆6包括内套管6b和外套管6a，锁紧螺钉6c螺纹配合穿过外套管6a紧顶内套管6b外表面；本实施例中，指节1和手掌杆6长度可调，可适用于不同大小的手掌，进一步使本发明具有较强的通用性。
[0034] 本实施例中，所述固定臂9以可拆卸的方式与固定环10固定连接，本实施例中采用埋头螺钉由固定环10内向外连接，连接牢固，拆装方便，并不造成人体的不舒适；所述固定环10上沿径向相对设置两个用于与固定臂固定连接的连接部10a，如图所示，固定环10上沿径向相对的连接部为使螺钉穿过的连接孔；使用时，改变固定环10与固定臂9的连接方位，可以使本发明适用于左右手，具有较强的通用性。
[0035] 本实施例中，所述控制系统包括用于控制伺服电机I 2、伺服电机II 5、伺服电机III12及伺服电机IV7并采集其转动信号的控制器13和用于显示伺服电机I 2、伺服电机II 5、伺服电机III12及伺服电机IV7信息的显示器14和打印输出装置15；所述伺服电机I 2、伺服电机II 5、伺服电机III12及伺服电机IV7通过控制器13连接电源16；即时观测各个关节的动作参数，并通过打印输出，为研究手部烧烫伤恢复提供理论依据；并可实现自动控制。
[0036] 本实施例中，机械手指的相邻指节1之间通过伺服电机I 2的电机轴单自由度铰接形成指关节，伺服电机I 2外壳固定于其中一指节，伺服电机I 2的电机轴与另一指节在圆周方向固定配合；手掌杆6的前端与对应的机械手指尾端通过伺服电机II 5的电机轴单自由度铰接形成整指关节，伺服电机II 5外壳固定于手掌杆6，伺服电机II 5的电机轴与机械手指尾端在圆周方向固定配合；所述手掌支撑8和固定臂9通过伺服电机III12的电机轴单自由度铰接形成腕关节；伺服电机III12外壳固定于固定臂9，伺服电机III12的电机轴与手掌支撑8在圆周方向固定配合；所述手掌杆6尾端通过伺服电机IV7的电机轴以可在手掌所在平面内转动的方式单自由度铰接在手掌支撑8上，伺服电机IV7外壳固定于手掌支撑8，伺服电机IV7的电机轴与手掌杆6尾端在圆周方向固定配合；直接通过电机轴形成铰接结构，使本发明结构紧凑，安装拆卸容易。
[0037] 本实施例中，机械手指的相邻指节1中，其中一指节1端部设置指节纵向铰接槽，另一指节1端部嵌入铰接槽与其铰接；固定臂9前端设置固定臂铰接槽，手掌支撑8向后设置纵向凸起，所述纵向凸起嵌入固定臂9铰接槽与其铰接；所述手掌支撑8设置手指铰接槽，机械手指尾端嵌入手指铰接槽与其铰接；通过铰接槽结构进行铰接，能够较好的限制指节之间以及机械手指与手掌支撑之间的自由度，符合人体
仿生学原理。
[0038] 本实施例中，所述套环3内圆表面设置柔性薄层3a，可采用
硅胶层，柔性薄层与抱了薄层纱布的人体手指皮肤
接触，可有效保护其表皮。
[0039] 本发明在使用时，将患者手指对应深入对应机械手指的套环内，每个指节对应一个套环，人体手指与套环对应处缠绕薄层纱布，防止磨坏皮肤，调整套环松紧合适；手指的其它部位根据情况暴露在外，利于愈合；将固定环固定套在手臂上，形成腕关节、整指关节和指关节动作的
支点；根据需要，通过控制系统控制每个伺服电机的运转：每个伺服电机I均由控制系统控制，可随意单独控制任何一个指关节，同样，每个伺服电机II均由控制系统控制，可随意单独控制任何一个整指关节；伺服电机III由控制系统控制完成腕关节的控制，每个伺服电机IV均由控制系统控制，可随意单独控制任何相邻机械手指之间的距离；由此可见，本发明可根据实际需要，根据人体手的自由度主动引导烧烫伤手的运动，达到康复过程中保持皮肤弹性、
加速康复的作用，能够尽量避免烧烫伤后出现严重的后遗症。
[0040] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行
修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的
权利要求范围当中。
