CN111388273A - 一种基于空间重力平衡的上肢康复外骨骼 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及上肢康复技术领域，且公开了一种基于空间重力平衡的上肢康复外骨骼，包括柔性囊，所述柔性囊的内部活动连接有棘轮，棘轮的表面活动连接有棘爪，棘爪远离棘轮的一端活动连接有卡盘，卡盘的表面套接有涡卷弹簧，所述棘轮的表面活动连接有弹力带，弹力带的两端均活动连接有转轴，转轴的底部固定连接有伸缩杆，通过当患者想要弯曲手臂时，手肘弯曲会拉伸柔性囊，故螺杆经啮合轴赋予一定的转速后带动转轴逆时针旋转，故其表面的弹力带被释放，弹力带受到的拉力变小故其弹力收缩，并拉动柔性囊两侧的手肘相互靠近，故从而达到了克服重力势能并使其能够进行调节帮助患者进行训练的效果。

Description

一种基于空间重力平衡的上肢康复外骨骼
技术领域
本发明涉及上肢康复技术领域，特别涉及一种基于空间重力平衡的上肢康复外骨骼。
背景技术
随着现代科技的发展，一些帮助患者康复的仿生外骨骼被研制出来，其配备了现代科技的产物，如物联网、感应器、信息传递等技术，使其具有辅助患者训练，防止患者受到两次伤害等优点，故被用于医疗领域，且具有良好的反馈。
但这种外骨骼的弊端便是，由于其自身金属部件较多，故自重较大，患者穿戴后在进行康复训练时，需额外耗费体力来抵抗金属部件产生的重力势能，且这种重力势能不能被调节，导致患者的训练效果不是很好，此外，患者在使用此部件训练时，往复运动行程中肌肉无法得到休息，且一直处于工作的状态，故会导致肌肉出现疲劳，因此一种基于空间重力平衡的上肢康复外骨骼应运而生。
发明内容
本发明目的在于实现上述克服重力势能并使其能够进行调节帮助患者进行训练、训练过程中使肌肉能够得到休息，而提供的：一种基于空间重力平衡的上肢康复外骨骼。
一种基于空间重力平衡的上肢康复外骨骼，包括柔性囊，所述柔性囊的内部活动连接有棘轮，棘轮的表面活动连接有棘爪，棘爪远离棘轮的一端活动连接有卡盘，卡盘的表面套接有涡卷弹簧，所述棘轮的表面活动连接有弹力带，弹力带的两端均活动连接有转轴，转轴的底部固定连接有伸缩杆，转轴与伸缩杆的连接处活动连接有螺杆，螺杆的另一端活动连接有啮合轮；
优选的，所述涡卷弹簧远离卡盘的一端活动连接有放置圈，放置圈被带动旋转时，会拉动涡卷弹簧的一端移动，且放置圈与棘轮活动，且只有棘轮逆时针旋转时，放置圈才会移动；
优选的，所述放置圈的表面活动连接有传动轴，传动轴起到传递动力的作用；
优选的，所述传动轴的表面啮合有支撑板，支撑板起到支撑弹力带移动的作用，防止其错位；
优选的，所述支撑板的内部开设有通风槽；
优选的，所述伸缩杆远离转轴的一端活动连接有拉伸弹簧，拉伸弹簧起到赋予伸缩杆一定移动范围的作用；
优选的，所述啮合轮的表面与柔性囊活动连接；
优选的，所述卡盘为顺时针凸起设计，只有当棘轮顺时针旋转时，棘爪才会与卡盘卡接为一体。
本发明的有益效果：
1.通过当患者想要弯曲手臂时，手肘弯曲会拉伸柔性囊，故螺杆经啮合轴赋予一定的转速后带动转轴逆时针旋转，故其表面的弹力带被释放，弹力带受到的拉力变小故其弹力收缩，并拉动柔性囊两侧的手肘相互靠近，故从而达到了克服重力势能并使其能够进行调节帮助患者进行训练的效果。
2.通过将患者的手肘放置在放置圈内部，当患者弯曲手肘肌肉发力后，此时若想伸展，患者自主发力挤压柔性囊，故转轴做与上述相反的工作，弹力带被拉伸带动棘轮顺时针旋转，故涡卷弹簧与棘轮卡盘之间形成相互抵抗的力，此时患者手肘不必用力便可抵抗手肘伸展时产生的动力势能，从而达到了训练过程中使肌肉能够得到休息的效果。
附图说明
图1为本发明柔性囊结构主视剖视图；
图2为本发明弹力带结构示意图；
图3为图2中A处局部放大图；
图4为本发明啮合轮结构示意图；
图5为本发明放置圈结构示意图；
图6为本发明涡卷弹簧结构示意图；
图7为图6中B处局部放大图。
图中：1-柔性囊、2-棘轮、3-棘爪、4-卡盘、5-涡卷弹簧、6-弹力带、7-转轴、8-伸缩杆、9-螺杆、10-啮合轮、11-放置圈、12-传动轴、13-支撑板、14-通风槽、15-拉伸弹簧。
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做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。
请参阅图1至图7所示，一种基于空间重力平衡的上肢康复外骨骼，包括柔性囊1，柔性囊1的内部活动连接有棘轮2，棘轮2的表面活动连接有棘爪3，棘爪3远离棘轮2的一端活动连接有卡盘4，卡盘4为顺时针凸起设计，只有当棘轮2顺时针旋转时，棘爪3才会与卡盘4卡接为一体；
卡盘4的表面套接有涡卷弹簧5，涡卷弹簧5远离卡盘4的一端活动连接有放置圈11，将柔性囊1放置于患者上肢的手肘部位，使手肘处于放置圈11的表面，放置圈11被带动旋转时，会拉动涡卷弹簧5的一端移动，且放置圈11与棘轮2活动，且只有棘轮2逆时针旋转时，放置圈11才会移动，放置圈11的表面活动连接有传动轴12，传动轴12起到传递动力的作用；
传动轴12的表面啮合有支撑板13，支撑板13起到支撑弹力带6移动的作用，防止其错位，支撑板13的内部开设有通风槽14，在柔性囊1被挤压或者拉伸的过冲中，会扰乱其表面的气流，故通风槽14中始终有气体流入或者流出，故可起到给患者手肘部位降温的效果，防止其出汗而影响训练体验；
棘轮2的表面活动连接有弹力带6，弹力带6收缩时会带动棘轮2进行旋转，棘轮2带动放置圈11转动，故涡卷弹簧5被拉伸，且涡卷弹簧5被拉伸的力与弹力带6的弹力成相互对抗的力，故调节棘轮2与棘爪3之间的阻尼力，可控制涡卷弹簧5的弹力；
弹力带6的两端均活动连接有转轴7，转轴7的底部固定连接有伸缩杆8，伸缩杆8远离转轴7的一端活动连接有拉伸弹簧15，拉伸弹簧15起到赋予伸缩杆8一定移动范围的作用，转轴7与伸缩杆8的连接处活动连接有螺杆9，螺杆9的另一端活动连接有啮合轮10，啮合轮10的表面与柔性囊1活动连接。
本发明的工作原理和过程：
在使用时，当患者想要弯曲手臂时，手肘弯曲会拉伸柔性囊1，故柔性囊1变长并拉动啮合轮10向靠近放置圈11的方向移动，故螺杆9经啮合轴10赋予一定的转速后带动转轴7逆时针旋转，故其表面的弹力带6被释放，弹力带6受到的拉力变小故其弹力收缩，并拉动柔性囊1两侧的手肘相互靠近；当患者弯曲手肘肌肉发力后，此时若想伸展，患者自主发力挤压柔性囊1，故转轴7做与上述相反的工作，弹力带6被拉伸带动棘轮2顺时针旋转，故棘轮2与棘爪3啮合，此时涡卷弹簧5因失去限制力而释放之前被拉伸的力，故涡卷弹簧5与卡盘4之间形成相互抵抗的力，此时患者手肘不必用力便可抵抗手肘伸展时产生的动力势能。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于空间重力平衡的上肢康复外骨骼，包括柔性囊(1)，其特征在于：所述柔性囊(1)的内部活动连接有棘轮(2)，棘轮(2)的表面活动连接有棘爪(3)，棘爪(3)远离棘轮(2)的一端活动连接有卡盘(4)，卡盘(4)的表面套接有涡卷弹簧(5)；
所述棘轮(2)的表面活动连接有弹力带(6)，弹力带(6)的两端均活动连接有转轴(7)，转轴(7)的底部固定连接有伸缩杆(8)，转轴(7)与伸缩杆(8)的连接处活动连接有螺杆(9)，螺杆(9)的另一端活动连接有啮合轮(10)。
2.根据权利要求1所述的一种基于空间重力平衡的上肢康复外骨骼，其特征在于：所述涡卷弹簧(5)远离卡盘(4)的一端活动连接有放置圈(11)。
3.根据权利要求2所述的一种基于空间重力平衡的上肢康复外骨骼，其特征在于：所述放置圈(11)的表面活动连接有传动轴(12)。
4.根据权利要求3所述的一种基于空间重力平衡的上肢康复外骨骼，其特征在于：所述传动轴(12)的表面啮合有支撑板(13)。
5.根据权利要求4所述的一种基于空间重力平衡的上肢康复外骨骼，其特征在于：所述支撑板(13)的内部开设有通风槽(14)。
6.根据权利要求1所述的一种基于空间重力平衡的上肢康复外骨骼，其特征在于：所述伸缩杆(8)远离转轴(7)的一端活动连接有拉伸弹簧(15)。
7.根据权利要求1所述的一种基于空间重力平衡的上肢康复外骨骼，其特征在于：所述啮合轮(10)的表面与柔性囊(1)活动连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于空间重力平衡的上肢康复外骨骼，其特征在于：所述卡盘(4)为顺时针凸起设计。
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