肢体康复外骨骼

文档序号:1714824 发布日期:2019-12-17 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 肢体康复外骨骼 (exoskeleton for limb rehabilitation ) 是由 谭高辉 马舜 朱俊杰 于 2019-09-25 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种肢体康复外骨骼,肢体康复外骨骼包括:第一支撑杆;第二支撑杆,第二支撑杆与第一支撑杆转动连接;捆绑结构,捆绑结构用于固定部分肢体于第二支撑杆,捆绑结构设于第二支撑杆的一侧;第一导轮组件,第一导轮组件设于第一支撑杆背离第二支撑杆的端部;以及第二导轮组件,第二导轮组件设于第二支撑杆背离第一支撑杆的端部,第二导轮组件包括内侧轮和外侧轮,内侧轮和外侧轮分别设于第二支撑杆的两侧,内侧轮与捆绑结构位于第二支撑杆的同一侧。本发明技术方案能够在采用外骨骼辅助人体康复时,起到导向的作用,并贴合肢体的运动轨迹,提高康复效果,并且在用户使用时,避免肢体康复外骨骼倾斜带来的不良影响。(The invention discloses a limb rehabilitation exoskeleton, which comprises: a first support bar; the second support rod is rotatably connected with the first support rod; the binding structure is used for fixing part of the limb on the second supporting rod, and the binding structure is arranged on one side of the second supporting rod; the first guide wheel assembly is arranged at the end part of the first support rod, which is far away from the second support rod; and the second guide wheel assembly is arranged at the end part of the second support rod, which deviates from the first support rod, and comprises an inner side wheel and an outer side wheel, the inner side wheel and the outer side wheel are respectively arranged at the two sides of the second support rod, and the inner side wheel and the binding structure are positioned at the same side of the second support rod. According to the technical scheme, the exoskeleton-assisted human body rehabilitation device has a guiding effect when the exoskeleton is adopted to assist human body rehabilitation, fits the motion trail of limbs, improves the rehabilitation effect, and avoids adverse effects caused by the inclination of the exoskeleton in limb rehabilitation when a user uses the exoskeleton-assisted human body rehabilitation device.)

肢体康复外骨骼

技术领域

本发明涉及外骨骼技术领域,特别涉及一种肢体康复外骨骼。

背景技术

康复临床中,在中风、脑瘫等病患的康复早期和急性期,常需要通过关节活动唤醒、重塑因脑组织损伤中断和紊乱的脑神经系统,同时还可以通过关节活动提高肌力、避免肌肉萎缩、肢体产生压疮等其他病症。

现有临床的康复科室中,大都是康复师人为地帮助患者进行相应的康复动作。因为在患者软瘫期,无法提供运动的主动力,所以此时完全需要依靠康复师出力来帮助患者进行训练,如此极大地浪费了人力和时间成本。由于每位康复师每天的康复量有限,所以无法满足脑组织损伤患者和骨科伤病患者快速增长的需求。并且通过人为地进行急性期地康复训练,不能很好地控制康复模式,如进行被动、主动、阻抗模式的有效切换,或者,现有康复训练中还会通过一些机械来辅助导向康复,但是现有的辅助机械运动轨迹不够平滑,与肢体的运动轨迹存在较大误差,以及运动时不够平稳,导致康复效果并不理想,并且当用户进行使用时,由于重力分布原因,可能导致肢体康复外骨骼倾斜,从而人体需要对倾斜的肢体康复外骨骼进行支撑,不利于恢复。

以上仅用于辅助理解本申请的技术方案,并不代表承认为现有技术。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种肢体康复外骨骼,旨在采用外骨骼辅助人体康复时,起到导向的作用,并贴合肢体的运动轨迹,且运动平稳,提高康复效果,并且在用户使用时,避免肢体康复外骨骼倾斜带来的不良影响。

为实现上述目的,本发明提出一种肢体康复外骨骼,所述肢体康复外骨骼包括:

第一支撑杆;

第二支撑杆,所述第二支撑杆与所述第一支撑杆转动连接;

捆绑结构,所述捆绑结构用于固定部分肢体于所述第二支撑杆,所述捆绑结构设于所述第二支撑杆的一侧;

第一导轮组件,所述第一导轮组件设于所述第一支撑杆背离所述第二支撑杆的端部;以及

第二导轮组件,所述第二导轮组件设于所述第二支撑杆背离所述第一支撑杆的端部,所述第二导轮组件包括内侧轮和外侧轮,所述内侧轮和所述外侧轮分别设于所述第二支撑杆的两侧,所述内侧轮与所述捆绑结构位于所述第二支撑杆的同一侧。

本发明技术方案通过将第一支撑杆和第二支撑杆转动连接,再将第一导轮组件设于第一支撑杆背离第二支撑杆的端部,以及将第二导轮组件设于第二支撑杆背离第一支撑杆的端部,当第一支撑杆在外力的作用下相对第二支撑杆转动时,第一导轮组件可以对第一支撑杆的背离第二支撑杆的端部运动起到导向的作用,而第二导轮组件也会对第二支撑杆背离第一支撑杆的端部运动起到导向的作用。并且由于第二导轮组件设置了内侧轮和外侧轮,将第一导轮组件、内侧轮和外侧轮同时用作支撑,可以提高支撑的面积,保证了肢体康复外骨骼在运动时平稳运行,提高康复效果;以及,在使用捆绑结构固定肢体时,肢体康复外骨骼可能会向设置捆绑结构的一侧倾斜,而重力集中于外侧轮子的一侧,使得外侧轮子受力不均,导致整体运动轨迹偏移。增加内侧轮子分担重力,将内侧轮与捆绑结构设置于同侧,可以使肢体康复外骨骼在倾斜时可以得到内侧轮的支撑,使得双侧支撑轮受力更均匀,不会倾覆,防止轨迹偏移,避免肢体康复外骨骼倾斜带来的不良影响。

以外骨骼辅助人体的下肢康复为例,第一支撑杆通过与人体小腿固定,第二支撑杆通过与人体大腿固定后,驱动第一支撑杆相对第二支撑杆转动,以带动下肢做屈伸运动。人体在做康复运动时,一般是处于卧姿或者是坐姿的状态,由于在第一支撑杆设有第一导轮组件,所以第一支撑杆在运动时,第一导轮组件与支撑面接触,并相对支撑面滚动,因此能够减小第一支撑杆运动过程中的阻力,进而使小腿部分的运动更贴合肢体正常的运动轨迹,保证人体沿设定的方向运动。并且由于第二导轮组件设置了内侧轮和外侧轮,将第一导轮组件、内侧轮和外侧轮同时用作支撑,可以提高支撑的面积,保证了肢体康复外骨骼在运动时平稳运行,提高康复效果;以及,在使用捆绑结构固定肢体时,肢体康复外骨骼可能会向设置捆绑结构的一侧倾斜,而重力集中于外侧轮子的一侧,使得外侧轮子受力不均,导致整体运动轨迹偏移。增加内侧轮子分担重力,将内侧轮与捆绑结构设置于同侧,可以使肢体康复外骨骼在倾斜时可以得到内侧轮的支撑,使得双侧支撑轮受力更均匀,不会倾覆,防止轨迹偏移,避免肢体康复外骨骼倾斜带来的不良影响。第二支撑杆在运动时,第二导轮组件与支撑面接触,因此能够减小第二支撑杆运动过程中的阻力,进而使大腿部分的运动更贴合肢体正常的运动轨迹。如此,本发明的技术方案可以在采用外骨骼辅助人体康复时,起到导向的作用,并贴合肢体的运动轨迹,提高康复效果,并且在用户使用时,避免肢体康复外骨骼倾斜带来的不良影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明肢体康复外骨骼一实施例的结构示意图;

图2为本发明肢体康复外骨骼一实施例又一视角的结构示意图;

图3为本发明肢体康复外骨骼一实施例再一视角的结构示意图;

图4为本发明肢体康复外骨骼的第一导轮组件一实施例中的局部结构示意图;

图5为本发明肢体康复外骨骼的第一导轮组件另一实施例中的局部结构示意图;

图6为本发明肢体康复外骨骼的第一导轮组件去除第一支撑杆的主视图;

图7为本发明肢体康复外骨骼的第一导轮组件去除第一支撑杆的分解示意图;

图8为本发明肢体康复外骨骼的第一导轮一实施例中的局部结构示意图;

图9为本发明肢体康复外骨骼的第二支撑杆与定位结构的安装状态一实施例中的结构示意图;

图10为本发明肢体康复外骨骼的第二支撑杆与定位结构的安装状态另一视角一实施例中的结构示意图;

图11为本发明肢体康复外骨骼的第二导轮组件和定位结构一实施例中的局部结构示意图

图12为本发明肢体康复外骨骼的第二导轮组件和定位结构一实施例中的分解示意图;

图13为本发明外侧轮一实施例的分解示意图;

图14为本发明内侧轮一实施例的分解示意图;

图15为本发明的安装环一实施例的分解示意图。

附图标号说明:

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种肢体康复外骨骼100,旨在便于实现患者的下肢康复。

参照图1至图3以及图9至图11,在本申请的一实施例中,所述肢体康复外骨骼100包括:

第一支撑杆10;

第二支撑杆20,所述第二支撑杆20与所述第一支撑杆10转动连接;

捆绑结构50,所述捆绑结构50用于固定部分肢体于所述第二支撑杆20,所述捆绑结构50设于所述第二支撑杆20的一侧;

第一导轮组件30,所述第一导轮组件30设于所述第一支撑杆10背离所述第二支撑杆20的端部;以及

第二导轮组件40,所述第二导轮组件40设于所述第二支撑杆20背离所述第一支撑杆10的端部,所述第二导轮组件40包括内侧轮41和外侧轮42,所述内侧轮41和所述外侧轮42分别设于所述第二支撑杆20的两侧,所述内侧轮41与所述捆绑结构50位于所述第二支撑杆20的同一侧。

本发明技术方案通过将第一支撑杆10和第二支撑杆20转动连接,再将第一导轮组件30设于第一支撑杆10背离第二支撑杆20的端部,以及将第二导轮组件40设于第二支撑杆20背离第一支撑杆10的端部,当第一支撑杆10在外力的作用下相对第二支撑杆20转动时,第一导轮组件30可以对第一支撑杆10的背离第二支撑杆20的端部运动起到导向的作用,而第二导轮组件40也会对第二支撑杆20背离第一支撑杆10的端部运动起到导向的作用。并且由于第二导轮组件40设置了内侧轮41和外侧轮42,将第一导轮组件30、内侧轮41和外侧轮42同时用作支撑,可以提高支撑的面积,保证了肢体康复外骨骼100在运动时平稳运行,提高康复效果;以及,在使用捆绑结构50固定肢体时,肢体康复外骨骼100可能会向设置捆绑结构50的一侧倾斜,而重力集中于外侧轮42子的一侧,使得外侧轮42子受力不均,导致整体运动轨迹偏移。增加内侧轮41子分担重力,将内侧轮41与捆绑结构50设置于同侧,可以使肢体康复外骨骼100在倾斜时可以得到内侧轮41的支撑,使得双侧支撑轮受力更均匀,不会倾覆,防止轨迹偏移,避免肢体康复外骨骼100倾斜带来的不良影响。

以外骨骼辅助人体的下肢康复为例,第一支撑杆10通过与人体小腿固定,第二支撑杆20通过与人体大腿固定后,驱动第一支撑杆10相对第二支撑杆20转动,以带动下肢做屈伸运动。人体在做康复运动时,一般是处于卧姿或者是坐姿的状态,由于在第一支撑杆10设有第一导轮组件30,所以第一支撑杆10在运动时,第一导轮组件30与支撑面接触,并相对支撑面滚动,因此能够减小第一支撑杆10运动过程中的阻力,进而使小腿部分的运动更贴合肢体正常的运动轨迹,保证人体沿设定的方向运动。并且由于第二导轮组件40设置了内侧轮41和外侧轮42,将第一导轮组件30、内侧轮41和外侧轮42同时用作支撑,可以提高支撑的面积,保证了肢体康复外骨骼100在运动时平稳运行,提高康复效果;以及,在使用捆绑结构50固定肢体时,肢体康复外骨骼100可能会向设置捆绑结构50的一侧倾斜,而重力集中于外侧轮42子的一侧,使得外侧轮42子受力不均,导致整体运动轨迹偏移。增加内侧轮41子分担重力,将内侧轮41与捆绑结构50设置于同侧,可以使肢体康复外骨骼100在倾斜时可以得到内侧轮41的支撑,使得双侧支撑轮受力更均匀,不会倾覆,防止轨迹偏移,避免肢体康复外骨骼100倾斜带来的不良影响。第二支撑杆20在运动时,第二导轮组件40与支撑面接触,因此能够减小第二支撑杆20运动过程中的阻力,进而使大腿部分的运动更贴合肢体正常的运动轨迹。如此,本发明的技术方案可以在采用外骨骼辅助人体康复时,起到导向的作用,并贴合肢体的运动轨迹,提高康复效果,并且在用户使用时,避免肢体康复外骨骼100倾斜带来的不良影响。

可以理解的是,在一种使用状态下,用户可以将下肢放置在肢体康复外骨骼100上,从而使得第一支撑杆10支撑小腿,第二支撑杆20支撑大腿,从而在驱动第一支撑杆10和第二支撑杆20相对转动时,对小腿和大腿进行康复训练。以及,为了便于固定患者肢体相对第一支撑杆10和第二支撑杆20的位置,本技术方案中在第一支撑杆10和/或第二支撑杆20上设有固定件,本申请的一实施例中,固定件设于第一支撑杆10和第二支撑杆20的上侧,或者固定件对应设于平行于第一支撑杆10和第二支撑杆20旋转方向的平面,从而在侧向固定腿部,在肢体康复外骨骼100与人体连接时,患者可以处于卧姿或者是坐姿的状态。其中,固定件的材质可以为橡胶、乳胶等弹性材料,也可以由多层布料和/或棉纱制成,以增加其透气性,方便患者使用。

需要说明的是,本申请的“所述第一导轮组件30设于所述第一支撑杆10背离所述第二支撑杆20的端部”中的“端部”,不局限于第一支撑杆10在长度方向的端面,可以理解为第一支撑杆10的自由端,也即,第一导轮组件30的安装可以是位于第一支撑杆10的自由端的,其具体的位置可以距离第一支撑杆10长度方向的端面一段距离或者就固定在端面上,同样的“所述第二导轮组件40设于所述第二支撑杆20背离所述第一支撑杆10的端部”中的“端部”,参照前文表述,在此不做赘述。

在本申请的一实施例中,第一支撑杆10和第二支撑杆20均可以为杆状或者是平板状等结构,为了减轻第一支撑杆10和第二支撑杆20的重量,可以在第一支撑杆10和第二支撑杆20上设置镂空结构。而第一支撑杆10和第二支撑杆20的材质可以采用金属(金属的材质可选择不锈钢材料、铝质材料,铝合金材料、铜质材料、铜合金材料、铁质材料、铁合金材料等)、塑料(塑料可选择硬质塑料,如ABS、POM、PS、PMMA、PC、PET、PBT、PPO等),以及其他合金材料等。或者采用金属材料和塑料的混合,只要能较好地提高第一支撑杆10和第二支撑杆20的稳定即可。如此,更加有利于提升第一支撑杆10和第二支撑杆20的设置稳定性,从而有效提升第一支撑杆10和第二支撑杆20的实用性、可靠性、及耐久性。在本申请的一实施例中,第二支撑杆20的尺寸大于第一支撑杆10的尺寸,因为人体的大腿尺寸大于小腿的尺寸,所以将用于支撑大腿的第二支撑杆20的尺寸设置为大于用于支撑小腿的第一支撑杆10的尺寸,可以使肢体康复外骨骼100的结构更稳定。需要说明的是,尺寸可以为长度、宽度、厚度等几何尺寸中的至少一种。

参照图1至图5,在本申请的一实施例中,所述第一导轮组件30包括第一导轮31,所述第一支撑杆10设有第一转动轴123,所述第一导轮31可转动地套接于所述第一转动轴123;

所述第二支撑杆20设有第二转动轴43,所述内侧轮41和所述外侧轮42均可转动地套接于所述第二转动轴43。可以理解的是,第一转动轴123沿第一支撑杆10的径向延伸形成,从而便于第一导轮31进行套接,从而便于第一导轮31在第一转动轴123上转动。该第一转动轴123背离第一支撑杆10的端部可以包括限位部,从而将第一导轮31可转动地套接在第一转动轴123时,可以防止第一导轮31在使用过程飞出。以及,该第一转动轴123还可以包括贯穿限位部的切缝,从而在安装第一导轮31时,可以通过将限位部合并起来,再穿过第一导轮31,第一转轴穿过第一导轮31后,限位部张开将第一导轮31限位于第一转动轴123。同样的,第二转动轴43沿第二支撑杆20的径向延伸形成,从而便于内侧轮41和外侧轮42进行套接。该第二转动轴43背离第二支撑杆20的端部可以包括限位部,从而将内侧轮41和外侧轮42可转动地套接在第二转动轴43时,可以防止内侧轮41和外侧轮42在使用过程飞出。以及,该第二转动轴43还可以包括贯穿限位部的切缝,从而在安装内侧轮41和外侧轮42时,可以通过将限位部合并起来,再穿过内侧轮41和外侧轮42,第二转轴穿过内侧轮41和外侧轮42后,限位部张开将内侧轮41和外侧轮42限位于第二转动轴43。

参照图1至图3,在本申请的一实施例中,在所述第一支撑杆10和/或所述第二支撑杆20转动方向上,所述第一支撑杆10和/或所述第二支撑杆20转动形成夹角,至少两所述第一导轮31设于所述第一支撑杆10的同一侧,所述第二导轮组件40设于所述第二支撑杆20朝向所述第一导轮组件30的一侧。当第一支撑杆10和第二支撑杆20呈夹角时,即用户在使用过程中为收腿的状态,所述第一导轮组件30设于所述第一支撑杆10的一侧(也即至少两第一导轮31设于第一支撑杆10转动方向上的同一侧),所述第二导轮组件40设于所述第二支撑杆20朝向所述第一导轮组件30的一侧,可以为第一支撑杆10和第二支撑杆20相对的内表面(也即,第一导轮组件30设置在第一支撑杆10的内表面一侧,第二导轮组件40设置在第二支撑杆20的内表面一侧),即类似小腿的后侧与大腿后侧,由于人体的肌肉组织和包裹在大腿和小腿上的,将第一导轮组件30和第二导轮组件40分别设置在小腿后侧和大腿后侧,可以通过第一导轮组件30和第二导轮组件40抬高肢体康复外骨骼100,从而对大腿和小腿进行让位放置,并避免需要用户的肌肉接触支撑面,防止肌肉的过度出力而影响康复效果,并且还能利于肢体康复外骨骼100支撑。可以理解的是,在第一支撑杆10和第二支撑杆20平行时,第一导轮组件30用于支撑的部分与第二导轮组件40用于支撑的部分设置在肢体康复外骨骼100的同一侧(腿部的后侧),这样可以使肢体康复外骨骼100在同一侧对用户进行支撑,提高支撑稳定性。并且将至少两第一导轮31设置在第一支撑杆10的同侧也有利于第一导轮31同时支撑,提高肢体康复外骨骼100的结构稳定性。可以理解的是,第一导轮组件30的第一导轮31的数量还可以为3个、4个、5个、6个等,均能提高第一导轮组件30与支撑面的接触面积,提高结构的稳定性。

参照图2,在本申请的一实施例中,所述第一导轮31在轴向上的长度L1的取值范围为:10mm≤L1≤200mm;当第一导轮31轴向上的长度小于10mm时,第一导轮31用于与支撑面接触的面积会较小,在滚动过程中容易造成肢体康复外骨骼100的支撑不稳,影响用户的康复效果;当第一导轮31轴向上的长度大于200mm时,会导致第一导轮31的占用空间太大,造成肢体康复外骨骼100的整体结构过大,不利于用户安置,当L1的取值范围在10mm至200mm时,一方面便于对用户进行支撑,另一方面不会占用过大的体积,方便使用。可以理解的是,L1的取值还可以为:20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、90mm、100mm、120mm、150mm、160mm、180mm等,均能便于支撑且不会占用过大体积。

参照图1,在本申请的一实施例中,所述内侧轮41在轴向上的长度S1的取值范围为:5mm≤S1≤30mm;

且/或,所述外侧轮42在轴向上的长度S2的取值范围为:30mm≤S2≤90mm。

在一实施例中,当内侧轮41轴向上的长度小于5mm时,内侧轮41用于与支撑面接触的面积会较小,在滚动过程中容易造成肢体康复外骨骼100的支撑不稳,影响用户的康复效果;当内侧轮41轴向上的长度大于30mm时,会导致内侧轮41的占用空间太大,从而与人体胯部干涉,不利于用户使用,当利用人体胯骨部向人体内侧凹陷的生理特征,将S1的取值范围在5mm至30mm时,一方面便于对用户进行支撑,另一方面不会占用过大的体积,运动过程中不至于剐蹭人体造成,防止肢体康复外骨骼100的整体结构过大,利于用户安置。可以理解的是,S1的取值还可以为:8mm、10mm、12mm、15mm、20mm、24mm、28mm等,均能便于支撑且不会占用过大体积。当外侧轮42轴向上的长度小于30mm时,外侧轮42用于与支撑面接触的面积会较小,在滚动过程中容易造成肢体康复外骨骼100的支撑不稳,并且轮径宽度过小会影响运动过程中整体的支撑效果,屈腿时容易受到髋外旋的力,导致整体机构倾覆,影响用户的康复效果;当外侧轮42轴向上的长度大于90mm时,会导致外侧轮42的占用空间太大,造成肢体康复外骨骼100的整体结构过大,不利于用户安置,当S2的取值范围在30mm至90mm时,一方面便于对用户进行支撑,另一方面不会占用过大的体积,方便使用。可以理解的是,L1的取值还可以为:20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm等,均能便于支撑且不会占用过大体积。

参照图13至图15,在本申请的一实施例中,所述第二导轮组件40还包括单向轴承44,所述单向轴承44设于所述第二转动轴43和所述内侧轮41之间,所述单向轴承44的内圈固接于所述第二转动轴43,所述单向轴承44的外圈固接于所述内侧轮41;

且/或,所述单向轴承44设于所述第二转动轴43和所述外侧轮42之间,所述单向轴承44的外圈固接于所述第二转动轴43,所述单向轴承44的外圈固接于所述外侧轮42。设置单向轴承44用以控制第二导轮组件40在靠近第一导轮组件30的方向上单向转动,这样在小腿收起时,第二导轮组件40可相对于支撑面转动,此时内侧轮41、外侧轮42与支撑面的摩擦为滚动摩擦;反之,在小腿伸展时,第二导轮组件40不能发生转动,这时与支撑面的摩擦为滑动摩擦。如此的设置能够减小第一支撑杆10运动过程中的阻力,有利于肢体康复外骨骼100与人体紧贴,有效地防止了患者关节不对齐和脚底踩不实的现象,增加了人体感觉,进而有利于人体神经恢复。在一实施例中,单向轴承44为标准件,可以直接从市场上购买,其结构可参照现有单向轴承44的结构,在此不作描述,将单向轴承44安装于第二转动轴43和内侧轮41、外侧轮42之间,并控制内侧轮41、外侧轮42在靠近第一导轮组件30的方向上作单向转动,从而利于增加用户踩踏的感觉。采用单向轴承44,可以使结构设置较为简单,无需对原有结构进行改进,而且装配操作也较为方便。

参照图13,在本申请的一实施例中,设置于所述外侧轮42之所述单向轴承44的数量为至少两个,至少两所述轮毂轴承沿所述外侧轮42的轴向间隔设置。可以理解的是,两个单向轴承44均安装于外侧轮42轴向上的端面上,从而保证外侧轴承在轴向上的两侧均能得到支撑,提高外侧轮42转动的平稳性。

参照图13至图15,在本申请的一实施例中,外侧轮42包括外轮体421和安装环422,该外轮体421形成有安装筒4211,该安装环422包括第一安装圈4221和至少两第二安装圈4222,单向轴承44的外圈与第一安装圈4221固定连接,两所述第二安装圈4222沿第一安装圈4221的轴向排布,并覆盖单向轴向与第一安装圈4221的连接处,将第一安装圈4221和单向轴承44二次固定。第一安装圈4221的外沿套接于外轮体421的安装筒4211内,并与外轮体421固定连接。可以理解的是,本实施例中的固定连接,采用螺纹孔和螺接件的螺纹连接方式,如此设置结构简单,易于安装。同理,内侧轮41也可以采用与外侧轮42相同的安装方式,内侧轮41可以包括内轮体411,该内轮体411形成有安装槽4111,此时安装环422和单向轴承44可以安装于安装槽4111内,但是当内侧轮41的厚度较小时,可以只安装一个单向轴承44。

参照图9至图12,在本申请的一实施例中,所述第二导轮组件40相对所述第二支撑杆20可调节。在不同高度的用户使用时,由于第二导轮组件40相对第二支撑杆20的可调节,使第二导轮组件40与支撑面的接触位置相对人体的重心得到改变,提高了肢体康复外骨骼100的稳定性。

在本申请的一实施中,所述第二支撑杆20包括第一分体段和第二分体段,所述第二分体段可伸缩地套接于所述第一分段体内,所述第一分段体远离第二分段体的端部与所述第一支撑杆10转动连接,所述第二分体段远离所述第一分体段的一端设置有第二导轮组件40;第二分体段可移动地设于第一份体段,通过第二分体段靠近或者远离第一分体段使得第二支撑杆20的长度可调节。如此,在面对不同身高的患者时,调节限位组件,在外力作用下以第二分体段相对于第一分体段移动到一定位置,第一分体段和第二份体段相互限位固定即可适应身高不同的患者,从而提高了肢体康复外骨骼100的通用性。

参照图11、图12,在本申请的一实施例中,所述肢体康复外骨骼100还包括定位结构60,所述定位结构60包括第一构件61、第二构件62和连接板63,所述连接板63与所述第二支撑杆20固定连接,所述连接板63和/或所述第二支撑杆20形成有滑槽631,第二构件62可滑动地设于所述滑槽631,所述第二导轮组件40可转动地设于所述第二构件62远离所述连接板63的端部,所述第一构件61可伸缩地设于所述第二构件62的运动路径,并用于限位所述第二构件62。本实施例中,通过将第二导轮组件40安装在定位结构60上,并将定位结构60与第二支撑杆20连接,通过定位结构60使得第二支撑杆20和第二导轮组件40可调节,适配不同高度的用户。并且由于没有对第二支撑杆20的杆体进行调整,提高了第二支撑杆20支撑的稳定性,进而提高肢体康复外骨骼100在使用过程中的稳定。

参照图12,在本申请的一实施例中,在所述肢体康复外骨骼100包括定位结构60时,所述第二构件62包括滑接段和与所述滑接段连接的支撑段,所述滑接段可滑动地容置于所述滑槽631,所述第一构件61可活动地抵接于所述滑接段,所述支撑段伸出于所述滑槽631,所述支撑段形成有安装通孔,所述第二转动轴43可转动地设于所述安装通孔内。本实施例中,设置用于滑接的滑接段和用于支撑的支撑段,可以使第二构件62在滑动的时候便于支撑,用于第二导轮组件40要与支撑面进行支撑,所以将第二导轮组件40设置在伸出滑槽631的支撑段上,从而便于第二导轮组件40的支撑。

参照图12,在本申请的一实施例中,在所述第一支撑杆10和/或所述第二支撑杆20转动方向上,所述第一支撑杆10和/或所述第二支撑杆20转动形成夹角,所述支撑段自所述第二支撑杆20朝向所述第一支撑杆10弯折设置;在一实施例中,该第二构件62大致呈“L”型设置,该第二构件62的滑接段与第二支撑杆20的延伸方向至,如此设置可以使安装于支撑段的第二导轮组件40与第二支撑杆20,在第二支撑杆20的径向上具有一定的距离,从而便于第二导轮组件40的安装和支撑,提高实用性。

在本申请的一实施例中,所述支撑段背离所述滑接段的端部呈弧线状设置。由于第一支撑杆10和第二支撑杆20转动的情况下,第二构件62也会随着转动,将支撑段背离滑接段的端部设置为弧线,可以避免第二构件62在转动时与支撑面造成干涉。当然,还可以在第一支撑杆10和第二支撑杆20相对转动的范围内,将第二导轮组件40投影与支撑段的外轮廓包含支撑段,也避免第二构件62在转动时与支撑面造成干涉,提高肢体康复外骨骼100的转动稳定性。

参照图3,在本申请的一实施例中,所述第一导轮31的半径为r1,所述内侧轮41和外侧轮42的半径为r2,所述r1与所述r2的关系为:r1≤r2。考虑到人体的大腿直径一般大于小腿直径,从而将第一导轮31的半径设置为小于等于内侧轮41和外侧轮42的半径,从而使得肢体康复外骨骼100的形状更适应人体的形状,提高适配度和康复效果。

参照图1、图4至图7,在本申请的一实施例中,所述第一导轮组件30还包括连接架12,所述连接架12设于第一支撑杆10背离所述第二支撑杆20的端部,所述连接架12沿所述第一支撑杆10的径向延伸,所述第一转动轴123沿所述第一支撑杆10的径向延伸,并转动连接于所述连接架12。设置沿第一支撑杆10径向延伸的连接架12和第一转动轴123可以提高第一导轮31的安装空间,使得第一导轮组件30可以设置更多的第一导轮31,从而进一步提高与支撑面的接触面积,提高肢体康复外骨骼100的结构稳定性。以及可以理解的是,当第一导轮31与第二导轮组件40同时支撑地面时,支撑位置大致呈三角形分布,如此设置,可以提高肢体康复外骨骼100运动时的稳定性。在一实施例中,该连接架12大致呈长条形的板状结构,如此设置一方面便于节省生产成本,另一方面便其沿第一支撑杆10的径向延伸。当连接架12与第一支撑杆10连接时,肢体康复外骨骼100大致呈“T”字形或者“L”字形设置,从而保证结构的稳定性。

参照图4、图5,在本申请的一实施例中,所述连接架12包括支撑主体121和与所述支撑主体121连接的连接构件122,所述连接构件122用于将所述第一支撑杆10与所述支撑主体121固定连接,所述第一转动轴123与所述支撑主体121转动连接。该连接构件122可以为螺母或者卡接结构或者限位结构,该第一支撑杆10还可以设有螺接孔、卡接位621或者配合位,以使连接构件122可以将第一支撑杆10和支撑主体121连接。该连接构件122可以将第一支撑杆10固定于支撑主体121的一表面,从而便于用户的安装。以及,设置支撑主体121可以使连接架12较好地用于支撑肢体康复外骨骼100,提高结构稳定性。

参照图4、图5,在本申请的一实施例中,所述连接构件122包括连接件和与所述支撑主体121可拆卸固定连接的夹持件1221,所述夹持件1221形成有用于安装所述第一支撑杆10的安装孔1221a,所述夹持件1221还形成有贯穿所述安装孔1221a的第一连接孔1221b,所述第一支撑杆10形成有第二连接孔11,所述连接件穿过所述第一连接孔1221b和所述第二连接孔11,将所述夹持件1221和所述支撑第一支撑杆10固定连接。本实施例中,设置夹持件1221主要用于固定第一支撑杆10,设置连接件用于将夹持件1221与支撑主体121连接,提高连接构件122的连接稳定性。以及,可以理解的是,设置安装孔1221a可以在孔的径向上对第一支撑杆10进行限位,该安装孔1221a的截面轮廓优选与第一支撑杆10的截面轮廓适配,从而提高第一支撑杆10插接于安装孔1221a时的固定效果。在本实施例中,连接件可以为螺母,第一连接孔1221b和第二连接孔11可以为螺纹孔,从而便于夹持件1221与第一支撑杆10的固定。

在本申请的一实施例中,所述连接构件122包括连接件和与所述支撑主体121可拆卸固定连接的夹持件1221,所述夹持件1221形成有用于夹持所述第一支撑杆10的夹持槽,所述夹持槽的槽口朝向所述支撑板1211设置,所述夹持件1221还形成有贯穿所述夹持槽槽壁的第一连接孔1221b,所述第一支撑杆10形成有第二连接孔11,所述连接件穿过所述第一连接孔1221b和所述第二连接孔11,将所述夹持件1221和所述支撑第一支撑杆10固定连接。本实施例中,设置夹持件1221主要用于固定第一支撑杆10,设置连接件用于将夹持件1221与支撑主体121连接,提高连接构件122的连接稳定性。以及,由于夹持槽具有槽口,设置夹持槽可以便于用户对第一支撑杆10的安装。可以理解的是,连接件可以为螺母,第一连接孔1221b和第二连接孔11可以为螺纹孔,从而便于夹持件1221与第一支撑杆10的固定。

参照图6、图7,在本申请的一实施例中,所述支撑主体121包括支撑板1211和连接于支撑板1211表面的支撑凸起1212,所述连接构件122设于所述支撑凸起1212背离所述支撑板1211的表面,所述支撑板1211沿所述第一支撑杆10的径向延伸,所述支撑凸起1212沿所述第一支撑杆10的径向形成有贯穿孔,所述第一转动轴123可转动地穿过所述贯穿孔。设置支撑凸起1212可以对第一转动轴123进行较好地支撑,该支撑凸起1212和支撑板1211上可以设置螺接孔,进而通过螺母将支撑板1211和支撑凸起1212固定连接。

参照图6、图7,在本申请的一实施例中,所述支撑凸起1212的数量为至少两个,所述第一转动轴123可转动地穿过每一所述支撑凸起1212的所述贯穿孔。设置多个支撑凸起1212可以使第一转动轴123在多个位置得到支撑,从而提高第一转动轴123的转动稳定性。在设置多个第一导轮31时,多个第一导轮31中的部分可以设置在两支撑凸起1212之间,从而使第一导轮组件30的导向效果较好。

参照图4、图5,在本申请的一实施例中,所述支撑板1211背离所述支撑凸起1212的表面凹陷形成让位槽1211a,所述让位槽1211a用于安置肢体。设置让位槽1211a一方面可以减少连接架12的占用空间,另一方面可以对肢体进行定位安置,提高康复效果。

参照图8,在本申请的一实施例中,所述第一导轮31包括:

支撑轮毂311,所述支撑轮毂311包括内轮圈3111、外轮圈3112和连接筋3113,所述内轮圈3111和所述外轮圈3112相互套接,所述连接筋3113设于所述内轮圈3111和所述外轮圈3112之间,并连接所述内轮圈3111和所述外轮圈3112;和

轮毂轴承312,所述轮毂轴承312的外圈与所述内轮圈3111固定连接,所述轮毂轴承312的内圈与所述第一转动轴123固定连接。在一实施例中,支撑轮毂311的材质可以采用塑料(塑料可选择硬质塑料,如ABS、POM、PS、PMMA、PC、PET、PBT、PPO等)制作,从而使成本降低且易于成型。该第一导轮31大致呈圆柱状设置,从而便于滚动。设置连接筋3113可以进一步提高内轮圈3111与外轮圈3112的稳定性,并且使得第一导轮31的重量不会太重,影响用户的使用体验。设置轮毂轴承312可以将第一导轮31与第一转动轴123的连接变成滚动摩擦,减少转动的摩擦力,从而使得用户在采用肢体康复外骨骼100做康复训练时,更接近肢体正常的运动轨迹,方便使用。

在本申请的一实施例中,所述第一转动轴123和所述轮毂轴承312之内圈的二者之一形成有凸键,所述第一转动轴123和所述轮毂轴承312之内圈的二者之另一形成有键槽,所述凸键插接于所述键槽内,以使所述第一转动轴123与所述轮毂轴承312固定连接。在本实施例中,通过凸键和键槽的方式实现轴承和轴的固定,如此设置可以使二者的固定效果较好,可以采用花键、三角键等固定方式,只要能实现较好的固定即可。

在本申请的一实施例中,所述第一导轮组件30和所述第二导轮组件40均安置于支撑面上,所述第一导轮组件30投影于支撑面形成第一投影区域,所述连接架12和所述第一支撑杆10投影于支撑面形成第二投影区域,在所述第一导轮31的轴向上,所述第一投影区域的长度大于所述第二投影区域的长度。也即,第一导轮组件30的宽度大于第一支撑杆10和连接架12的宽度,由于肢体小腿背离大腿的一端是没有其他相近的器官了(不像大腿,大腿根部是相近的),不容易通过人体的支撑得到稳定,设置宽度较大的第一导轮组件30可以使肢体康复外骨骼100的结构更稳定,进而提高在康复训练过程中的第一支撑杆10和第二支撑杆20的转动平稳,提高康复效果。

参照图9,在本申请的一实施例中,所述肢体康复外骨骼100还包括动力装置70,所述动力装置70驱动所述第一支撑杆10相对所述第二支撑杆20转动。该动力装置70可以为电机,该电机可以为步进电机或者伺服电机或者有刷电机或者无刷电机。还可以通过传动件将电机的输出轴与第一支撑杆10和/或第二支撑杆20传动连接。该传动件可以为钢线、齿轮、蜗杆或皮带等,只要便于传动即可,在一实施例中,电机可以设置在第二支撑杆20上,使用时,动力装置70在通过传动组件驱动第一支撑杆10转动时,第一支撑杆10带动小腿运动,使人体完成屈膝、伸直等动作,在完成这些动作时,动力装置70的位置变化幅度是很小的,因此能够减小甚至避免动力装置70克服自身重力做功。也避免了因关节组件重力分布不均匀导致的腿部旋转、关节不对齐的问题,以更好的辅助用户康复。为了便于患者穿戴外骨骼,本实施例中,采用动力装置70与第二支撑杆20可拆卸连接的方案,在给患者穿戴外骨骼时,可以先将动力装置70拆下,以减轻穿戴时外骨骼的重量,在关节组件穿戴好之后,再将动力装置70安装在第二支撑杆20上。在本发明的其他实施例中,也可采用动力装置70与第二支撑杆20固定连接的方案,以减少穿戴外骨骼时的工序。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

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