具体实施方式

从下面参照附图1至23对本发明的详细描述中，这些和其他优点将变得清楚。

首先，要说明的是，即使为了解释简单起见，该设备在附图中示出并在文本中描述了其用于肘部康复，通过本领域的专家无需创造性努力就能够实施的适当修改，该设备也可以用于其他关节，而不脱离本发明的目的。

参考附图5，该设备(1)包括第一元件(2)和第二元件(3)，其被配置成通过球形铰链组装，该球形铰链可以以其自身的旋转中心布置在待康复关节(例如肘关节)的旋转中心。

为此，所述第一元件(2)包括彼此相对的第一球壳部分(21)和第二球壳部分(22)(球形帽)。所述球形帽(21，22)通过定位成不阻碍关节运动的联结装置(23)连接。方便地，在肘部的情况下，所述元件(23)可以定位在手臂的后部。

所述帽(21，22)中的每一个然后被连接到相关的杆(24，25)，该杆被配置为根据下面详细描述的内容被紧固到肢体(例如手臂)。

类似地，所述第二元件(3)包括彼此相对的第一球壳部分(31)和第二球壳部分(32)(球形帽)。所述球形帽(31，32)通过定位成不阻碍关节运动的联结元件(33)连接。方便地，在肘部的情况下，所述元件(33)可以布置在前臂的后部。

参考附图，要说明的是，通过指示每个元件(2，3)包括“彼此相对”的第一球壳部分(21，31)和第二球壳部分(22，32)，这意味着两个元件中的每一个的第一球壳部分和第二球壳部分彼此牢固地连接，并且被配置成当设备(1)被佩戴时它们位于关节的相对部分上。

此外，需要说明的是，当通过球形铰链联接所述元件时，第一元件的第一球壳部分(21)与第二元件(3)的第一球壳部分(31)联接，并且第一元件(2)的第二球壳部分(22)与第二元件(3)的第二球壳部分联接。

所述帽(31，32)中的每一个然后被连接到相关的杆(34，35)，该杆被配置为根据下面详细描述的内容被紧固到肢体(例如手臂)。所述第二元件(3)可以包括另外的抵接装置(36)，该抵接装置被配置成当组装该设备时限制沿着一个或多个轴线允许的相对旋转。这样，可以避免过度伸展或过度扭转。优选地，第一元件(2)包括调节装置(26)，其允许调节所述抵接装置(36)开始起作用的相对旋转的最大角度。作为示例，所述调节装置(26)可以包括螺钉(26)，该螺钉被配置成阻止所述抵接装置(36)。

在图6中，示出了组装好的设备，并且在其中示意性地示出了手臂(4)和前臂(5)。

为了联接，根据图6所示，所述球壳部分(21，22，31，32)被配置成使得所述第二元件(3)的壳(31，32)的外表面可以与所述第一元件(2)的壳(21，22)的内表面构成球形铰链。这种铰接联接部迫使所述第二元件(3)仅相对于穿过所述联接部中心的轴线相对于所述第一元件(2)旋转。换句话说，在所述第一元件(2)与第二元件(3)之间，仅允许通过围绕三个轴线(x，y，z)的旋转合成获得的相对运动，如图7所示。

如上所述，通过适当地配置所述抵接装置(36)的几何形状，或者通过在所述球壳部分上提供适当的起伏部和凸起，可以限制根据各种轴线允许的相对运动的幅度。

然而，从图6中可以清楚地看出，包括在外球壳部分(21，22)与内球壳部分(31，32)之间的空间必须使得肢体、康复对象(例如手臂和前臂，肘部位于球形铰链的中心)接纳在其中。

如上所述，每个元件(2，3)设有杆(24，25，34，35)，用于将其紧固到相关肢体(例如手臂，前臂)的相对近侧或远侧部分。

方便地，所述杆是可伸缩的，每个杆设置有相对于其自身轴线滑动的第一部分和第二部分，第一部分与球壳成一体，第二部分可相对于球壳移动。为了最小化摩擦，合适的联接装置，例如线性滚珠轴承，可以用于实现伸缩杆。

这在图10中参照杆(34)的第一部分(341)和第二部分(342)示出。其他连接杆也是如此。

因此，已知类型的紧固装置，例如手环(27，37)、细绳或其他类型的紧固装置，被用于将每个杆的可移动部分分别紧固到手臂，或者紧固到前臂。

此外，优选地，所述紧固装置(27，37)可调节地紧固到所述杆上，使得它们能够适应患者肢体的尺寸。所述调节可以通过细长孔(271，371)方便地进行，细长孔允许手环相对于杆滑动。

此外，优选地，所述紧固装置(27，37)中的至少一个被配置成允许半肢体绕其自身轴线旋转(例如，从而允许前臂绕其自身轴线旋转)。为此目的，所述紧固装置优选实现为具有紧固到相关杆的第一部分和紧固到所述第一部分的第二部分，第二部分被配置成使得其能够相对于紧固的半肢体(例如前臂)的轴线旋转。

在描述了至少从严格的运动学观点构成根据本发明的设备的元件之后，现在可以描述其功能。

为了佩戴支撑件，通过将肘部定位在球形铰链的中心，手臂(4)被紧固到所述第一元件(2)的伸缩部分，前臂(5)被紧固到所述第二元件的伸缩部分。

在这一点上，当进行运动时，球形铰链将自发地相对于紧固在手臂和前臂上的伸缩部分定位，使得其自身的旋转中心保持与关节的瞬时旋转中心对准。

优选地，但不限于，该设备包括另外的致动装置，该致动装置允许在所述第一元件(2)与第二元件(3)之间施加联接，从而帮助患者完成肢体的完全伸展。方便地，所述致动装置仅在第一元件与第二元件的相对角度位置超过可被调节的确定角度时施加所述联接。这样，患者被迫在没有外部帮助的情况下进行运动的第一部分，并且他仅被帮助进行伸展运动的结束部分。当治疗进行时，并且当患者状况改善时，可以调节所述致动装置介入的角度，使得患者自己进行的运动幅度增加。

图11中示出了所述致动装置的第一实施例，其中示出了紧固到所述第二元件(3)上的铁磁芯(7)，从而通过马达(6B)可以改变其位置。第二元件(3)还包括电磁体(6-A)，电磁体(6-A)被配置为当被提供电流时磁化所述铁磁芯(7)。永磁体(8)位于第一元件(2)上。该系统被配置成使得通过改变所述铁磁芯的位置，可以改变所述永磁体施加吸引作用的角度，该吸引作用有助于患者进行运动。通过作用于施加到电磁体(6-A)上的张力、极性、电流和供应电流的时间，获得了对施加联接的位置、强度和持续时间的整体控制。

根据图13所示的另一个实施例，致动装置可以包括马达(19)，该马达使轮(20)旋转，该轮被配置成作用在引导件(29)上。马达(19)和引导件(29)分别与第一元件和第二元件(2，3)成一体，并且被配置成使得当轮(20)接合引导件(29)时，该引导件施加易于增加设备的打开角度的作用。根据第一实施例，轮(20)是齿轮，并且引导件(29)设有被配置成接合所述轮的齿。根据另一个实施例，轮(20)通过摩擦起作用，并且该设备包括预张紧系统，该预张紧系统配置成借助于弹簧将马达和轮推向所述引导件(29)。

此外，优选地，该设备包括至少一个角位置传感器(50)，并且优选地，它包括布置在所述球形铰链的相对侧上的两个角位置传感器，被配置为检测在所述第一元件与第二元件之间形成的角度，以及用于获取由所述传感器检测的数据的装置和被配置为在使用该设备时检测和保存由所述角位置传感器检测的信息的数据处理装置。

根据另一个实施例，该设备包括两个电动轮(60，61)，该两个电动轮与外球壳部分成一体，并且配置成优选通过摩擦作用在内球壳部分上。轮(60，61)位于相对于该设备中部的相对部分上，并且被配置成，通过控制相应马达使得轮(60，61)以相同的运动速度旋转，所产生的运动是纯粹的屈曲/伸展，而通过控制马达使得轮以不同的速度旋转，所产生的运动是屈曲/伸展和仰卧/俯卧运动的组合。简而言之，在康复运动期间，可以通过控制两个轮(60，61)的旋转速度来施加前臂围绕其自身轴线的期望旋转。优选地，该设备还将包括角度位置传感器，该角度位置传感器被配置为测量屈曲/伸展角度和仰卧/仰卧角度。

在不限制本发明目的的情况下，图8示出了一个实施例，其中机构组件特别方便。特别地，如果小球形帽的基部直径(H)低于外壳的两个帽之间的距离(L)，则下面描述的组件是可能的。在这些条件下，可以根据以下步骤进行组装:

图15:第二元件(3)脱离第一元件，相对于其结束位置旋转；

图16:第二元件通过简单平移进入第一元件。

图17:第二元件(3)的简单旋转允许将设备置于其工作位置。

应当注意的是，在结束位置，两个半铰链不能被提取，除非通过相对于刚刚描述的运动的反向运动，这在设备被佩戴时显然是不可能的。

一个替代实施例规定，至少一第一元件(2)被实现为两个部分，这两个部分可以彼此拆卸，因此可以在将第二元件(3)定位在其中之后重新组装。

然而，根据另一个实施例，根据本发明的设备可以包括在确定位置的两个球壳的相对阻挡装置，其被配置为允许固定患者的肢体。以这种方式，该设备也可以被现有技术中已知的石膏或其他类型的固定绷带所替代。

根据另一个实施例，该设备还包括:

-线性致动器，其被配置成控制所述伸缩杆；

-致动器，其用于控制所述至少紧固装置(27，37)，该致动器被配置成允许半肢体绕其自身轴线旋转；

-位置检测装置，能够获取由所述致动器控制的元件的相对位置；

-电子控制和致动装置，能够获取由所述检测装置获取的信号并控制所述致动器。

-获取用户外部指令的装置(例如，获取肌电信号的装置)。

方便地，包括所述其他元件的设备可以用作外骨骼，具有康复或支撑功能，用于增加佩戴它的人的提升力。

为此，方便地，作为外骨骼的使用是通过第一学习步骤进行的，在第一学习步骤中，用户在没有负载的情况下进行提升运动，并且所述控制装置获取由所述位置检测装置中每一个装置检测到的位置随时间的变化。

在运动执行的第二步中，所述电子装置控制所述致动器，使得每个致动器覆盖相同的轨迹。

根据由所述获取用户的外部指令的装置(例如，肌电信号的获取装置)检测到的信号,运动开始或停止指令由所述电子装置发送到所述致动器。