CN110975233B - 关节机构及关节训练装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种关节机构，包括：第一壳体、第二壳体和转轴；第一壳体包括第一环壁部和第一端盖部，第一环壁部和第一端盖部为一体结构，第一端盖部设置有第一中心孔；第二壳体包括第二环壁部和第二端盖部，第二环壁部和第二端盖部为一体结构，第二端盖部设置有第二中心孔；转轴的第一端插入第一中心孔，使得转轴与第一壳体可转动地连接；转轴的第二端插入第二中心孔，使得转轴与第二壳体可转动地连接；第一端盖部的径向尺寸大于第二端盖部的径向尺寸，使得第二壳体能够在第一壳体内转动。本公开还提供了一种包括上述关节机构的关节训练装置。

Description

关节机构及关节训练装置

技术领域

本公开属于机械技术领域，本公开尤其涉及一种关节机构及关节训练装置。

背景技术

目前，临床现有的针对耻骨、挠骨骨折、肘关节或膝关节损伤的矫形器，大多结构简单、功能单一，只能实现对肘关节、膝关节进行固定保护。医院里用石膏作为矫形器对肘关节、膝关节等进行矫形最为常见，这种方法虽然保证了对肘关节、膝关节进行固定保护，但也导致关节活动受限，影响骨折部位愈合和早期功能训练。现有技术中的一些针对耻骨、挠骨骨折、肘关节或膝关节损伤患者专门设计的矫形器，具有关节角度调节功能，在一定程度上能够使患者恢复运动功能，却无法实现关节力量训练，不能让运动训练达到最优效果。

在耻骨、挠骨骨折、肘关节或膝关节损伤康复过程中，根据患者的康复情况，需要及时准确的调整力量功能训练强度，从而使训练效果达到最佳的状态。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种关节机构及关节训练装置。

根据本公开的一个方面，提供了一种关节机构，包括：第一壳体、第二壳体和转轴；第一壳体包括第一环壁部和第一端盖部，第一环壁部和第一端盖部为一体结构，第一端盖部设置有第一中心孔；第二壳体包括第二环壁部和第二端盖部，第二环壁部和第二端盖部为一体结构，第二端盖部设置有第二中心孔；转轴的第一端插入第一中心孔，使得转轴与第一壳体可转动地连接；转轴的第二端插入第二中心孔，使得转轴与第二壳体可转动地连接；第一端盖部的径向尺寸大于第二端盖部的径向尺寸，使得第二壳体能够在第一壳体内转动。

根据本公开的至少一个实施方式，上述的关节机构，第一环壁部的内侧设置有卡件，第二环壁部的远离第二端盖部的一端设置有第一弧形缺口部，通过卡件和弧形缺口部的配合来限定第一壳体和第二壳体的相互转动范围。

根据本公开的至少一个实施方式，上述的关节机构，转轴包括轴部和压板部，压板部的延伸方向垂直于轴部的延伸方向，压板部与轴部固定连接。

根据本公开的至少一个实施方式，上述的关节机构，还包括第三壳体和阻力调节滑块，第三壳体和阻力调节滑块设置在第一壳体和第二壳体之间；第三壳体包括第三环壁部、第三端盖部和阻力调节滑道，第三环壁部和第三端盖部为一体结构，第三端盖部设置有第三中心孔，第三环壁部设置有第二弧形缺口部；阻力调节滑道包括第一滑道壁和第二滑道壁，第一滑道壁和第二滑道壁分别由第二弧形缺口部的两端向第三中心孔延伸，且第一滑道壁和第二滑道壁平行设置；阻力调节滑块设置在第一滑道壁和第二滑道壁之间，并能够沿着第一滑道壁和/或第二滑道壁的延伸方向滑动；阻力调节滑块包括连接块、第一延伸块和第二延伸块，第一延伸块和第二延伸块分别由连接块的两端向相同方向延伸，第一延伸块和第二延伸块平行设置且延伸长度相同；连接块的延伸长度与第二弧形缺口部的开口尺寸相匹配；第一延伸块和第二延伸块之间的距离限定转轴的压板部的转动范围。

根据本公开的至少一个实施方式，上述的关节机构，还包括第一弹性体和第二弹性体，第一弹性体和第二弹性体设置在转轴的压板部的两侧，并固定在阻力调节滑块的第一延伸块和第二延伸块之间。

根据本公开的至少一个实施方式，上述的关节机构，还包括第一轴承、第二轴承、第一螺母和第二螺母；第一轴承的内圈与转轴的轴部的第一端相连，第一轴承的外圈与第三壳体的第三中心孔相连；第二轴承的内圈与转轴的轴部的第二端相连，第二轴承的外圈与第一壳体的第一中心孔相连；第一螺母与穿过第三中心孔、第二中心孔的转轴的第一端螺纹连接；第二螺母与穿过第一中心孔的转轴的第二端螺纹连接。

根据本公开的至少一个实施方式，上述的关节机构，还包括第一旋钮、第二旋钮和第三旋钮；第二端盖部上设置有沿着第二端盖部的径向延伸的第二槽孔，第三端盖部上设置有沿着第三端盖部的径向延伸的第三槽孔，第二槽孔的延伸长度和第三槽孔的延伸长度相同，第一旋钮穿过第二槽孔、第三槽孔以及连接块的中间位置后，与压板部的延伸端螺纹连接；第一旋钮能够沿着第二槽孔和/或第三槽孔的延伸方向运动；第一端盖部上设置有沿着第一端盖部的周向延伸的弧形孔，第三旋钮穿过弧形孔后与压板部的延伸端螺纹连接；第三旋钮能够沿着弧形孔的延伸方向运动；第二旋钮穿过第一环壁部后能够向第二环壁部的外壁面施加压力，使得第一壳体和第二壳体之间不发生相对转动。

根据本公开的另一方面，提供了一种关节训练装置，包括：第一连接部、第一筒部和上述任一项的关节机构；第一连接部的第一端与关节机构固定连接，第一连接部的第二端与第一筒部可转动地连接，第一筒部能够绕第一连接部的延伸方向转动。

根据本公开的至少一个实施方式，上述的关节训练装置，第一连接部包括内挡板、外挡板、中间挡板、内侧滚珠组和外侧滚珠组；中间挡板的内表面和外表面均配置多个半球形凹槽，内挡板上设置多个圆形通孔，外挡板上设置多个圆形通孔；内侧滚珠组设置在中间挡板和内挡板之间，内侧滚珠组的多个滚珠能够在中间挡板的内表面上的多个半球形凹槽和内挡板的多个圆形通孔形成的多个空间内滚动；外侧滚珠组设置在中间挡板和外挡板之间，外侧滚珠组的多个滚珠能够在中间挡板的外表面上的多个半球形凹槽和外挡板的多个圆形通孔形成的多个空间内滚动。

根据本公开的至少一个实施方式，上述的关节训练装置，第一筒部包括锁定装置，锁定装置能够将第一筒部和第一连接部锁定，使得第一筒部和第一连接部不发生相对转动。

根据本公开的至少一个实施方式，上述的关节训练装置，第一筒部包括内侧部和外侧部；内侧部的外表面设置有多条平行弧形凹槽，内侧滚珠组透过内侧挡板上的多个圆形通孔后能够沿着内侧部上的多条平行弧形凹槽滚动；外侧部的内表面设置有多条平行弧形凹槽，外侧滚珠组透过外侧挡板上的多个圆形通孔后能够沿着外侧部上的多条平行弧形凹槽滚动。

根据本公开的至少一个实施方式，上述的关节训练装置，锁定装置为紧固螺钉，外侧部的上端设置有弧形孔，弧形孔的延伸方向为第一筒部的转动方向；紧固螺钉能够沿着弧形孔运动，紧固螺钉穿过弧形孔后能够将第一筒部和第一连接部的位置关系固定；弧形孔的延伸尺寸限制第一筒部相对于第一连接部的转动范围。

根据本公开的至少一个实施方式，上述的关节训练装置，中间挡板上设置有螺纹孔，紧固螺钉穿过弧形孔后能够与螺纹孔固定连接。

根据本公开的至少一个实施方式，上述的关节训练装置，内侧部上设置有多行通气孔，外侧部上也设置有多行通气孔；内侧部上的多行通气孔与内侧部上的多条平行弧形凹槽间隔设置；外侧部上的多行通气孔与外侧部上的多条平行弧形凹槽间隔设置。

根据本公开的至少一个实施方式，上述的关节训练装置，还包括第二连接部、第二筒部；第二连接部将第二筒部和关节机构固定连接。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开的一个实施方式的关节机构的爆炸示意图。

图2是根据本公开的一个实施方式的关节机构的侧视图之一。

图3是根据本公开的一个实施方式的关节机构的侧视图之二。

图4是根据图2示出的一个实施方式的关节机构的A-A剖视示意图。

图5是根据图2示出的一个实施方式的关节机构的局部剖视图。

图6是根据本公开一个实施方式的关节训练装置的结构示意图。

图7是根据本公开一个实施方式的关节训练装置的第一筒部和第一连接部的爆炸示意图。

附图标记说明：

1 关节机构

2 第一连接部

3 第一筒部

4 第二筒部

5 第二连接部

101 第一壳体

1011 第一环壁部

1012 第一端盖部

1013 卡件

102 第三壳体

1021 第三环壁部

1022 第三端盖部

1023 阻力调节滑道

1024 第二弧形缺口部

1025 第一滑道壁

1026 第二滑道壁

103 第一轴承

104 第一螺母

105 第一旋钮

106 阻力调节滑块

1061 连接块

107 第二旋钮

108 第二壳体

1081 第二环壁部

1082 第二端盖部

1083 第一弧形缺口部

109 第二轴承

110 转轴

1101 轴部

1102 压板部

111 第二螺母

112 第三旋钮

113 第一弹性体

114 第二弹性体

201 内挡板

202 内侧滚珠组

203 中间挡板

204 外侧滚珠组

205 外挡板

206 螺纹孔

207 半球形凹槽

301 内侧部

3011 弧形凹槽

3012 通气孔

302 外侧部

3021 紧固螺钉

3022 通气孔

3023 弧形孔

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

首先结合图1至图5对本公开的关节机构做详细说明。图1是本公开的一个实施方式的关节机构1的爆炸示意图。关节机构1包括：第一壳体101、第二壳体108和转轴110；第一壳体101包括第一环壁部1011和第一端盖部1012，第一环壁部1011和第一端盖部1012为一体结构，第一端盖部1012设置有第一中心孔；第二壳体108包括第二环壁部1081和第二端盖部1082，第二环壁部1081和第二端盖部1082为一体结构，第二端盖部1082设置有第二中心孔；转轴110的第一端插入第一中心孔，使得转轴110与第一壳体101可转动地连接；转轴110的第二端插入第二中心孔，使得转轴110与第二壳体108可转动地连接；第一端盖部1012的径向尺寸大于第二端盖部1082的径向尺寸，使得第二壳体108能够在第一壳体101内转动。

需要说明的是，关节机构1可以仅包括上面描述的各个部件，并非必须包括图1中示出的所有部件，第一壳体101和第二壳体108均大体呈圆环形状，并且在圆环形状的一端设置端盖部，第一壳体101和第二壳体108的另一端均设置为开口，使得第二壳体108能够嵌入到第一壳体101中。图1中第一壳体101上端示出的延伸部件为第二连接部，下文将会详细描述第二连接部。第一环壁部1011和第二环壁部1082的轴向延伸长度大致相同，使得第一环壁部1011和第二环壁部1082能够匹配。由于图1的示出角度，第一壳体101的第一中心孔未示出。第二壳体108的第二中心孔可以从图1中明确看出。第一中心孔尺寸和第二中心孔的尺寸优选地设置为相同。通过转轴110将第一壳体101和第二壳体108连接，使得第一壳体101和第二壳体108发生相对转动。当将关节机构1应用于肘关节或者膝关节的训练时，可以实现前臂和上臂的相对运动，或者小腿和大腿的相对运动。

根据本公开的一个优选实施方式，关节机构1的第一环壁部1011的内侧设置有卡件1013，第二环壁部1081的远离第二端盖部1082的一端设置有第一弧形缺口部1083，通过卡件1013和弧形缺口部1083的配合来限定第一壳体101和第二壳体108的相互转动范围。本实施方式并不对卡件1013的结构做特别限定。更优选地，卡件1013由第一端盖部1012延伸至第一环壁部1011的中间位置，相应地，第一弧形缺口部1083的沿着第二环壁部1081的轴向延伸长度为第二环壁部1081的轴向延伸长度的一半。

根据本公开的一个优选实施方式，关节机构1的转轴110包括轴部1101和压板部1102，压板部1101的延伸方向垂直于轴部1101的延伸方向，压板部1102与轴部1101固定连接。关节机构1还包括第三壳体102和阻力调节滑块106，第三壳体102和阻力调节滑块106设置在第一壳体101和第二壳体108之间；第三壳体102包括第三环壁部1021、第三端盖部1022和阻力调节滑道1023，第三环壁部1021和第三端盖部1022为一体结构，第三端盖部1022设置有第三中心孔，第三环壁部1021设置有第二弧形缺口部1024；阻力调节滑道1023包括第一滑道壁1025和第二滑道壁1026，第一滑道壁1025和第二滑道壁1026分别由第二弧形缺口部1024的两端向第三中心孔延伸，且第一滑道壁1025和第二滑道壁1026平行设置；阻力调节滑块106设置在第一滑道壁1025和第二滑道壁1026之间，并能够沿着第一滑道壁1025和/或第二滑道壁1026的延伸方向滑动；阻力调节滑块106包括连接块1061、第一延伸块和第二延伸块，第一延伸块和第二延伸块分别由连接块1061的两端向相同方向延伸，第一延伸块和第二延伸块平行设置且延伸长度相同；连接块1061的延伸长度与第二弧形缺口部1024的开口尺寸相匹配；第一延伸块和第二延伸块之间的距离限定转轴110的压板部1102的转动范围。关节机构1还包括第一弹性体113和第二弹性体114，第一弹性体113和第二弹性体114设置在转轴110的压板部1102的两侧，并固定在阻力调节滑块106的第一延伸块和第二延伸块之间。

图1中能够明确的看出由阻力调节滑块106的连接块1061延伸出的第一延伸块和第二延伸块，优选地，连接块1061、第一延伸块和第二延伸块为一体结构。图5中能够明确的看出阻力调节滑块106设置在第一滑道壁1025和第二滑道壁1026之间，并能够沿着第一滑道壁1025和/或第二滑道壁1026的延伸方向滑动，第一弹性体113和第二弹性体114设置在转轴110的压板部1102的两侧，并固定在阻力调节滑块106的第一延伸块和第二延伸块之间。

如图5所示，由于转轴110的上述结构，第一壳体101和第二壳体108发生相对转动时，压板部1102将会受到第一弹性体113或者第二弹性体114的阻碍，第一弹性体113或第二弹性体114将会发生形变。当阻力调节滑块106处于或者靠近第二弧形缺口部1024时，压板部1102发生预设角度的旋转受到的阻碍力最大，当阻力调节滑块106靠近轴部1101时，压板部1102发生预设角度的旋转受到的阻碍力最小。第一弹性体113和第二弹性体114可以通过弹簧件、弹性橡胶件等实现，本公开并不对第一弹性体和第二弹性体的材料或构成做特别限定。

根据本公开的一个优选实施方式，关节机构1还包括第一轴承103、第二轴承109、第一螺母104和第二螺母111；第一轴承103的内圈与转轴110的轴部1101的第一端相连，第一轴承103的外圈与第三壳体102的第三中心孔相连；第二轴承109的内圈与转轴110的轴部1101的第二端相连，第二轴承109的外圈与第一壳体101的第一中心孔相连；第一螺母104与穿过第三中心孔、第二中心孔的转轴110的第一端螺纹连接；第二螺母111与穿过第一中心孔的转轴110的第二端螺纹连接。

通过上述结构，第一壳体101和第二壳体108之间的相对转动更加柔顺，能够在一定程度上保护肘关节或者膝关节。

根据本公开的一个优选实施方式，关节机构1还包括第一旋钮105、第二旋钮107和第三旋钮112；第二端盖部1082上设置有沿着第二端盖部1082的径向延伸的第二槽孔(该第二槽孔能够从图1中和图3中明确看出)，第三端盖部1022上设置有沿着第三端盖部1022的径向延伸的第三槽孔(该第三槽孔能够从图1中明确看出)，第二槽孔的延伸长度和第三槽孔的延伸长度相同，第一旋钮105穿过第二槽孔、第三槽孔以及连接块1061的中间位置后，与压板部1102的延伸端螺纹连接；第一旋钮105能够沿着第二槽孔和/或第三槽孔的延伸方向运动。

当第一旋钮105与阻力调节滑块106的连接块1061处于拧紧状态时，第二壳体108、第三壳体102以及阻力调节滑块106固定，此时，第二壳体108、第三壳体102、阻力调节滑块106和第一旋钮105相当于一个整体，它们之间的相对位置将保持不变。

当第一旋钮105与阻力调节滑块106的连接块1061未处于拧紧状态时，第一旋钮805可以在第三壳体102的阻力调节滑道1023和第三壳体108的第三槽孔内带动阻力调节滑块106来回滑动来调整阻力调节滑块106的位置，进而实现阻力大小可调的功能。

第一端盖部1012上设置有沿着第一端盖部1012的周向延伸的弧形孔(由图2可以明确的看出第一端盖部1012上的弧形孔)，第三旋钮112穿过弧形孔后与压板部1102的延伸端螺纹连接；第三旋钮112能够沿着弧形孔的延伸方向运动。

第三旋钮112穿过第一壳体101与转轴110相连，当第三旋钮112与转轴110处于拧紧状态时，第三旋钮112、第一壳体101和转轴110固定；当第三旋钮112与转轴110未处于拧紧状态时，第三旋钮112可以在第一壳体101的的第一端盖部1012上的弧形孔内自由滑动。

第二旋钮107穿过第一环壁部1011后能够向第二环壁部1081的外壁面施加压力，使得第一壳体101和第二壳体108之间不发生相对转动。

当第二旋钮107处于拧紧状态时，无论第一旋钮105和第三旋钮112是否处于拧紧状态，关节机构1都会处于锁定状态，可实现关节固定功能。

当第二旋钮107未处于拧紧状态时，第一旋钮105和第三旋钮112处于拧紧状态时，关节机构1可实现在小范围(该小范围受到第一弹性体113和第二弹性体114能够提供的最大阻力限制)内的有阻力柔顺训练功能，此时，第一弹性体113或第二弹性体114发挥作用。

当第二旋钮107未处于拧紧状态时，且第一旋钮105和第二旋钮107均未处于拧紧状态时，关节机构1可实现无阻力自由训练功能，可转动的角度范围受到第一壳体101和第二壳体108的结构的限制，受到第一壳体101的第一端盖部1012上的弧形孔的延伸长度的限制，尤其受到卡件1013和第一弧形缺口部1083的限制。

接下来结合图6和图7对本公开的关节训练装置进行详细说明。如图6所示，根据本公开的一个实施方式，关节训练装置包括第一连接部2、第一筒部3和上述实施方式中任一项的关节机构1。第一连接部2的第一端与关节机构1固定连接，第一连接部2的第二端与第一筒部3可转动地连接，第一筒部3能够绕第一连接部2的延伸方向转动。

第一筒部3作为前臂或者小腿的固定装置，由图6可以看出，第一筒部3还可以包括绷带、内套等部件，绷带、内套可以采用现有技术中的结构或材料，本公开不对两者的结构或材料等做特别限定。

通过将第一连接部2的第二端与第一筒部3设置为可转动地连接，且第一筒部3能够绕第一连接部2的延伸方向转动，能够实现前臂或者小腿的转动训练(实现前臂的内翻和外翻，实现小腿的内翻和外翻)。

根据本公开的一个优选实施方式，关节训练装置的第一连接部2包括内挡板201、外挡板205、中间挡板203、内侧滚珠组202和外侧滚珠组204；中间挡板203的内表面和外表面均配置多个半球形凹槽207，内挡板201上设置多个圆形通孔，外挡板205上设置多个圆形通孔；内侧滚珠组202设置在中间挡板203和内挡板201之间，内侧滚珠组202的多个滚珠能够在中间挡板203的内表面上的多个半球形凹槽207和内挡板201的多个圆形通孔形成的多个空间内滚动；外侧滚珠组204设置在中间挡板203和外挡板205之间，外侧滚珠组204的多个滚珠能够在中间挡板203的外表面上的多个半球形凹槽207和外挡板205的多个圆形通孔形成的多个空间内滚动。

如图7所示，中间挡板203的外表面示例性的示出了8行3列半球形凹槽207，内表面也相应地设置8行3列半球形凹槽，由于图7的示出角度，内表面的半球形凹槽未能显示。优选地，如图7所示，中间挡板203的外表面设置有长方形凹框，中间挡板203的外表面的半球形凹槽207均设置在长方形凹框内，相应地，中间挡板203的内表面也设置有长方形凹框。图7示例性的示出了内侧滚珠组202由8行3列滚珠组成，外侧滚珠组204也由8行3列滚珠组成，内挡板201上示例性的示出了8行3列圆形通孔，外挡板205上示例性的示出了8行3列圆形通孔。

优选地，内挡板201被设置在中间挡板203的内表面上的长方形凹框内，外挡板205被设置在中间挡板203的外表面上的长方形凹框内，使得内挡板201、中间挡板203和外挡板205组成的结构更加紧凑。

根据本公开的一个优选实施方式，关节训练装置的第一筒部3包括内侧部301和外侧部302；内侧部301的外表面设置有多条平行弧形凹槽3011，内侧滚珠组202透过内侧挡板201上的多个圆形通孔后能够沿着内侧部上的多条平行弧形凹槽3011滚动；外侧部302的内表面设置有多条平行弧形凹槽，外侧滚珠组204透过外侧挡板205上的多个圆形通孔后能够沿着外侧部上的多条平行弧形凹槽滚动。

第一筒部3的结构便于前臂或者小腿旋转，并利用滚珠将滑动摩擦变为滚动摩擦，保证了在前臂或者小腿在旋转时，第一筒部3与第一连接部2之间产生的摩擦力很小，可以忽略不计。

图7中的内侧部301和外侧部302整体呈圆弧形状，内侧部301的外表面上示例性的示出了8条平行弧形凹槽3011，相应地，外侧部302的内表面上也设置8条平行弧形凹槽(图7未显示)。

根据本公开的一个优选实施方式，关节训练装置的第一筒部3包括锁定装置3021，锁定装置3021能够将第一筒部3和第一连接部2锁定，使得第一筒部3和第一连接部2不发生相对转动。优选地，锁定装置3021为紧固螺钉3021，外侧部302的上端设置有弧形孔3023，弧形孔3023的延伸方向为第一筒部3的转动方向；紧固螺钉3021能够沿着弧形孔3023运动；弧形孔3023的延伸尺寸限制第一筒部3相对于第一连接部2的转动范围。优选地，中间挡板203上设置有螺纹孔206，紧固螺钉3021穿过弧形孔3023后能够与螺纹孔206固定连接。

图7中的中间挡板203的上端示例性的示出了3个安装孔(显示为3个黑点)，图1中的第二壳体108的第二端盖部1082上也示例性的示出了3个安装孔(显示为3个黑点)，可以通过例如紧固螺钉将中间挡板203的3个安装孔和第二壳体108的3个安装孔固定连接，从而使得第一连接部2和关节机构1固定连接。

根据本公开的一个优选实施方式，关节训练装置的第一筒部3的内侧部301上设置有多行通气孔3012，外侧部302上也设置有多行通气孔3022；优选地，内侧部301上的多行通气孔3012与内侧部301上的多条平行弧形凹槽3011间隔设置；外侧部302上的多行通气孔3022与外侧部302上的多条平行弧形凹槽间隔设置。

根据本公开的一个优选实施方式，关节训练装置还包括第二连接部5、第二筒部4；第二连接部5将第二筒部4和关节机构1固定连接。

如图6所示，第二筒部4上也示例性的示出了多个通气孔，本公开不对第二筒部4的具体结构做特别限定，第二筒部4能够作为上臂或者大腿的固定装置。第二连接部5与关节机构1之间以及与第二筒部4之间均采用固定连接方式，例如可以通过螺钉配合螺纹孔的连接方式。

本公开的关节机构及关节训练装置在使用过程中，具备简单、方便、灵活、舒适、轻便等特点，能够根据使用者所处的不同康复阶段的不同康复需求，结合关节机构及关节训练装置所能实现的功能选择合适的功能训练方式，从而更好的帮助使用者有针对性的恢复其生理功能。本公开的关节机构通过结构设计，为使用者提供了三种关节康复模式，分别为：关节固定矫形模式、小范围内有阻力的柔性训练模式、无阻力自由训练模式。其中，在小范围内有阻力的柔性训练模式下，阻力的大小等级可以调节，从而更有效的促进肘关节或膝关节的功能康复。本公开的关节机构及关节训练装置可以实现对前臂(或者小腿)翻转自由度进行释放或锁定，当自由度锁定时，使用者的前臂(或者小腿)将被固定而无法进行转动；当自由度释放时，使用者的前臂(或者小腿)可以做内翻和外翻动作，并且前臂(或者小腿)所能转动的角度范围受到关节机构及关节训练装置的结构限制。本公开的关节机构及关节训练装置的结构，不仅可以独立的实现前臂(或者小腿)内、外翻功能训练和肘关节(或膝关节)功能训练，而且还可以实现二者相结合的功能训练。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (13)

1.一种关节机构，其特征在于，包括：第一壳体、第二壳体和转轴；

所述第一壳体包括第一环壁部和第一端盖部，所述第一环壁部和所述第一端盖部为一体结构，所述第一端盖部设置有第一中心孔；

所述第二壳体包括第二环壁部和第二端盖部，所述第二环壁部和所述第二端盖部为一体结构，所述第二端盖部设置有第二中心孔；

所述转轴的第一端插入所述第一中心孔，使得所述转轴与所述第一壳体可转动地连接；

所述转轴的第二端插入所述第二中心孔，使得所述转轴与所述第二壳体可转动地连接；以及

所述第一端盖部的径向尺寸大于所述第二端盖部的径向尺寸，使得所述第二壳体能够在所述第一壳体内转动；

其中，所述转轴包括轴部和压板部，所述压板部的延伸方向垂直于所述轴部的延伸方向，所述压板部与所述轴部固定连接；

所述关节机构还包括第三壳体和阻力调节滑块，所述第三壳体和阻力调节滑块设置在第一壳体和第二壳体之间；

所述第三壳体包括第三环壁部、第三端盖部和阻力调节滑道，所述第三环壁部和第三端盖部为一体结构，所述第三端盖部设置有第三中心孔，所述第三环壁部设置有第二弧形缺口部；所述阻力调节滑道包括第一滑道壁和第二滑道壁，所述第一滑道壁和第二滑道壁分别由所述第二弧形缺口部的两端向第三中心孔延伸，且第一滑道壁和第二滑道壁平行设置；

所述阻力调节滑块设置在所述第一滑道壁和第二滑道壁之间，并能够沿着第一滑道壁和/或第二滑道壁的延伸方向滑动；所述阻力调节滑块包括连接块、第一延伸块和第二延伸块，所述第一延伸块和所述第二延伸块分别由所述连接块的两端向相同方向延伸，所述第一延伸块和所述第二延伸块平行设置且延伸长度相同；所述连接块的延伸长度与所述第二弧形缺口部的开口尺寸相匹配；所述第一延伸块和所述第二延伸块之间的距离限定所述转轴的压板部的转动范围。

2.根据权利要求1所述的关节机构，其特征在于，所述第一环壁部的内侧设置有卡件，所述第二环壁部的远离第二端盖部的一端设置有第一弧形缺口部，通过所述卡件和所述弧形缺口部的配合来限定第一壳体和第二壳体的相互转动范围。

3.根据权利要求1所述的关节机构，其特征在于，还包括第一弹性体和第二弹性体，所述第一弹性体和所述第二弹性体设置在所述转轴的压板部的两侧，并固定在所述阻力调节滑块的第一延伸块和第二延伸块之间。

4.根据权利要求3所述的关节机构，其特征在于，还包括第一轴承、第二轴承、第一螺母和第二螺母；

第一轴承的内圈与转轴的轴部的第一端相连，第一轴承的外圈与第三壳体的所述第三中心孔相连；

第二轴承的内圈与转轴的轴部的第二端相连，第二轴承的外圈与第一壳体的所述第一中心孔相连；

第一螺母与穿过所述第三中心孔、所述第二中心孔的转轴的第一端螺纹连接；

第二螺母与穿过所述第一中心孔的转轴的第二端螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的关节机构，其特征在于，还包括第一旋钮、第二旋钮和第三旋钮；

所述第二端盖部上设置有沿着第二端盖部的径向延伸的第二槽孔，所述第三端盖部上设置有沿着第三端盖部的径向延伸的第三槽孔，所述第二槽孔的延伸长度和所述第三槽孔的延伸长度相同，所述第一旋钮穿过所述第二槽孔、所述第三槽孔以及所述连接块的中间位置后，与所述压板部的延伸端螺纹连接；所述第一旋钮能够沿着第二槽孔和/或第三槽孔的延伸方向运动；

所述第一端盖部上设置有沿着第一端盖部的周向延伸的弧形孔，所述第三旋钮穿过所述弧形孔后与所述压板部的延伸端螺纹连接；所述第三旋钮能够沿着所述弧形孔的延伸方向运动；

所述第二旋钮穿过所述第一环壁部后能够向所述第二环壁部的外壁面施加压力，使得所述第一壳体和所述第二壳体之间不发生相对转动。

6.一种关节训练装置，其特征在于，包括：

第一连接部；

第一筒部；以及

如权利要求1至5中任一项所述的关节机构，

所述第一连接部的第一端与所述关节机构固定连接，所述第一连接部的第二端与所述第一筒部可转动地连接，所述第一筒部能够绕所述第一连接部的延伸方向转动。

7.根据权利要求6所述的关节训练装置，其特征在于，所述第一连接部包括内挡板、外挡板、中间挡板、内侧滚珠组和外侧滚珠组；

所述中间挡板的内表面和外表面均配置多个半球形凹槽，所述内挡板上设置多个圆形通孔，所述外挡板上设置多个圆形通孔；

所述内侧滚珠组设置在所述中间挡板和所述内挡板之间，所述内侧滚珠组的多个滚珠能够在中间挡板的内表面上的多个半球形凹槽和内挡板的多个圆形通孔形成的多个空间内滚动；

所述外侧滚珠组设置在所述中间挡板和所述外挡板之间，所述外侧滚珠组的多个滚珠能够在中间挡板的外表面上的多个半球形凹槽和外挡板的多个圆形通孔形成的多个空间内滚动。

8.根据权利要求7所述的关节训练装置，其特征在于，所述第一筒部包括锁定装置，所述锁定装置能够将所述第一筒部和所述第一连接部锁定，使得所述第一筒部和所述第一连接部不发生相对转动。

9.根据权利要求8所述的关节训练装置，其特征在于，所述第一筒部包括内侧部和外侧部；

所述内侧部的外表面设置有多条平行弧形凹槽，所述内侧滚珠组透过内侧挡板上的多个圆形通孔后能够沿着所述内侧部上的所述多条平行弧形凹槽滚动；

所述外侧部的内表面设置有多条平行弧形凹槽，所述外侧滚珠组透过外侧挡板上的多个圆形通孔后能够沿着所述外侧部上的所述多条平行弧形凹槽滚动。

10.根据权利要求9所述的关节训练装置，其特征在于，所述锁定装置为紧固螺钉，所述外侧部的上端设置有弧形孔，所述弧形孔的延伸方向为所述第一筒部的转动方向；所述紧固螺钉能够沿着所述弧形孔运动，所述紧固螺钉穿过所述弧形孔后能够将所述第一筒部和第一连接部的位置关系固定；

所述弧形孔的延伸尺寸限制所述第一筒部相对于所述第一连接部的转动范围。

11.根据权利要求10所述的关节训练装置，其特征在于，所述中间挡板上设置有螺纹孔，所述紧固螺钉穿过所述弧形孔后能够与所述螺纹孔固定连接。

12.根据权利要求9所述的关节训练装置，其特征在于，所述内侧部上设置有多行通气孔，所述外侧部上也设置有多行通气孔；

所述内侧部上的多行通气孔与所述内侧部上的多条平行弧形凹槽间隔设置；

所述外侧部上的多行通气孔与所述外侧部上的多条平行弧形凹槽间隔设置。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的关节训练装置，其特征在于，还包括第二连接部和第二筒部；所述第二连接部将所述第二筒部和所述关节机构固定连接。

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