CN113367862A - 一种反馈关节 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反馈关节，属于医疗康复器械领域。该反馈关节包括连接件、反馈件和旋转驱动件，连接件沿第一轴线方向延伸设置，用于连接假肢和残肢，连接件上沿平行于残肢臂面周向的方向设置有弧形滑槽，反馈件可移动地穿设在弧形滑槽内，并弹性抵压在残肢的臂面上，旋转驱动件与假肢和反馈件均传动连接，以驱动假肢和反馈件绕第一轴线同步旋转。该反馈关节不仅能够实现自动旋转功能，且能够通过机械结构实现可直接感知的反馈功能，其结构简单，易于安装，制作成本低，对假肢转动位置的反馈兼具直观性、实时性，实用性高，患者的佩戴体验好。

Description

一种反馈关节

技术领域

本发明涉及技术医疗康复器械领域，尤其涉及一种反馈关节。

背景技术

各类自然灾害以及事故造成截肢者的数量不断攀升，而就目前面临的各种生活压力，很多截肢者都希望通过佩戴假肢，来完成相应的一些动作，以达到提高自身的生活质量和工作能力的目的。

假肢利用仿生学原理模仿人真正的肢体结构制成，因此，不可避免地假肢中会出现模仿人关节的仿生关节，例如腕关节、肩关节、肘关节等。仿生关节虽然具有旋转自由度，但是现有的有些仿生关节不能让残疾患者直接感觉到关节旋转的位置，从而导致在实际生活环境的使用中实用性欠缺；而有些仿生关节通过传感器和刺激器联合的方式反馈给残疾患者关节旋转角度，但该种仿生关节需要让残疾患者建立刺激器和关节角度的关系，属于间接反馈，反馈方式复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反馈关节，该反馈关节具有直接感知的反馈功能，反馈直观，实用性高，患者的佩戴体验好。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种反馈关节，包括：

连接件，所述连接件沿第一轴线方向延伸设置，用于连接假肢和残肢，所述连接件上沿平行于所述残肢臂面周向的方向设置有弧形滑槽；

反馈件，所述反馈件可移动地穿设在所述弧形滑槽内，并弹性抵压在所述残肢的臂面上；

旋转驱动件，所述旋转驱动件与所述假肢和所述反馈件均传动连接，以驱动所述假肢和所述反馈件绕所述第一轴线同步旋转。

作为优选，所述连接件包括外连接结构、内连接结构和旋转连接结构，所述外连接结构和所述内连接结构沿所述第一轴线方向间隔设置，所述外连接结构用于与所述假肢连接，所述内连接结构用于与所述残肢连接，所述旋转驱动件设置在所述内连接结构上，所述旋转驱动件的驱动端与所述外连接结构连接，所述弧形滑槽设置在所述内连接结构上，所述旋转连接结构的一端与所述旋转驱动件的驱动端连接，另一端与所述反馈件置于所述内连接结构外的端部传动连接，所述反馈件置于所述内连接结构内的端部弹性抵压在所述残肢的臂面上。

作为优选，所述反馈件包括依次连接的滑轮、弹性件和连接杆，所述滑轮弹性抵压在所述残肢的臂面上，且所述滑轮的旋转轴线平行于所述第一轴线，所述弹性件沿垂直于所述第一轴线的方向连接在所述滑轮的中部，所述连接杆与所述旋转连接结构连接。

作为优选，所述内连接结构包括均呈筒状的第一连接结构和第二连接结构，所述第一连接结构和所述第二连接结构嵌套设置，且所述第一连接结构和所述第二连接结构之间的套设长度可调。

作为优选，所述第一连接结构和所述第二连接结构两者中的一个沿长度方向间隔设置有至少一个第一连接孔，另一个沿长度方向间隔设置有多个第二连接孔，连接体可选择地穿过其中一个所述第一连接孔和一个所述第二连接孔设置。

作为优选，所述第一连接结构和所述第二连接结构两者中的一个设置有限位滑槽，另一个设置有限位滑块，所述限位滑块设置在所述限位滑槽内，并具有能够在所述限位滑槽内滑动的滑动状态以及限位在所述限位滑槽内的限位状态。

作为优选，所述旋转驱动件设置在所述连接件内，所述旋转连接结构设置在所述连接件外，所述旋转连接结构包括呈L形连接的水平杆和竖直杆，所述水平杆与所述旋转驱动件的驱动端连接，所述竖直杆与所述连接杆连接。

作为优选，所述竖直杆与所述连接杆的连接位置可调。

作为优选，所述弹性件的弹力可调，以改变所述滑轮对所述残肢臂面的抵触压力。

作为优选，所述反馈关节为腕关节、肘关节或者肩关节。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种反馈关节，该反馈关节包括连接件、反馈件和旋转驱动件，连接件沿第一轴线方向延伸设置，用于连接假肢和残肢，连接件上沿平行于残肢臂面周向的方向设置有弧形滑槽，反馈件穿设在弧形滑槽内，并弹性抵压在残肢的臂面上，旋转驱动件与假肢和反馈件均传动连接，以驱动假肢和反馈件绕第一轴线同步旋转。该反馈关节通过设置与假肢同步旋转并弹性抵压在残肢臂面上的反馈件，从而在假肢相对于残肢发生相对转动时，反馈件能够在残肢臂面上发生同步转动，并给残肢一抵触压力，患者通过感知该抵触压力即可直观地获得假肢所转动到的位置。该反馈关节通过机械结构实现可直接感知的反馈功能，不仅结构简单，易于安装，制作成本低，且反馈具有直观性、实时性，实用性高，患者的佩戴体验好。

附图说明

图1是本发明所提供的反馈关节的结构示意图；

图2是本发明所提供的反馈关节的剖视图；

图3是本发明所提供的反馈关节的反馈件的结构示意图。

图中：

1、反馈件；

11、滑轮；12、弹性件；13、连接杆；14、卡扣；

2、旋转驱动件；

21、驱动马达；22、减速器；

3、外连接结构；

4、内连接结构；

41、弧形滑槽；42、第一连接结构；421、第一连接孔；43、第二连接结构；431、第二连接孔；

5、旋转连接结构；

51、第三连接孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提供了一种反馈关节，其可安装至假肢和患者残肢之间，根据该反馈关节使用位置不同，该反馈关节可作为腕关节、肘关节或者肩关节等使用。以下以腕关节为例进行介绍，此时假肢即为假肢手，该反馈关节可帮助佩戴其的患者实现缺失腕部的旋转功能。该反馈关节通过机械结构实现可直接感知的反馈功能，利用该反馈功能，患者可直接感受到腕关节的旋转位置，从而获取假肢手的方位，辅助患者完成日常生活中的常用动作。例如，当患者利用假肢手抓取水杯时，可利用该反馈关节的反馈功能判断水杯的朝向，以避免水杯中的水洒出。

如图1和图2所示，该反馈关节包括连接件、反馈件1和旋转驱动件2。连接件沿第一轴线方向延伸设置，其用于连接假肢和残肢，连接件上沿平行于残肢臂面周向的方向设置有弧形滑槽41。弧形滑槽41所在平面垂直于第一轴线，弧形滑槽41具有预设圆心角，可选地，由于腕关节的可旋转角度一般为150°，因此该预设圆心角不小于150°。反馈件1穿设在弧形滑槽41内，并弹性抵压在残肢的臂面上，以给残肢一抵触压力，患者根据该抵触压力的发生位置，即可获得反馈件1在残肢上的位置。旋转驱动件2与假肢和反馈件1均传动连接，以驱动假肢和反馈件1绕第一轴线同步旋转。利用旋转驱动件2的同步驱动建立了假肢和反馈件1的直接联系，从而实现了根据反馈件1在残肢上的位置获得假肢的旋转方位的目的。

该反馈关节通过设置旋转驱动件2，可驱动假肢实现自动旋转，即该反馈关节能够实现自动旋转功能。并且，该反馈关节通过设置与假肢同步旋转并弹性抵压在残肢臂面上的反馈件1，从而在假肢在旋转驱动件2的驱动下相对于残肢发生相对转动时，反馈件1能够在残肢臂面上发生同步转动，并给残肢一抵触压力，患者通过感知该抵触压力的位置即可直观地获得假肢所转动到的位置。该反馈关节不仅结构简单，易于安装，制作成本低，且通过机械结构反馈腕关节转动位置，具有直观性和实时性，实用性高，患者的佩戴体验好。

继续参照图1和图2所示，连接件包括外连接结构3、内连接结构4和旋转连接结构5。其中，内连接结构4用于与残肢和旋转驱动件2连接。可选地，内连接结构4为一端开口的筒状结构，例如圆筒状结构，其具体包括呈圆环状的环形侧壁板和盖设在侧壁板一端的底部盖板。旋转驱动件2设置在内连接结构4内部，且旋转驱动件2的驱动端伸出内连接结构4的底部盖板设置，弧形滑槽41设置在内连接结构4的环形侧壁板上。

可选地，旋转驱动件2包括驱动马达21和减速器22，驱动马达21是该反馈关节的动力源，驱动马达21固定连接在内连接结构4的底部盖板上，连接方式可采用螺钉连接。驱动马达21的输出轴穿过设置在内连接结构4底部盖板上的安装孔设置。减速器22与驱动马达21连接，以根据需求降低驱动马达21的输出转速。

进一步地，为了便于根据需求调整连接件的整体长度，以使患者患侧和健侧的肢体在外观上长度相等，从而保证患者外形的穿戴美观，提高患者佩戴假肢的接收度，该连接件包括可拆卸连接的第一连接结构42和第二连接结构43，第一连接结构42和第二连接结构43之间的连接位置可调。旋转驱动件2安装在第一连接结构42内部，第一连接结构42通过旋转驱动件2和外连接结构3与假肢连接，第二连接结构43用于与残肢实现连接，第二连接结构43具体通过接受腔与残肢实现连接。

具体地，第一连接结构42为一端开口的筒状结构，第一连接结构42的中心轴线为上述第一轴线，在第一连接结构42上沿平行于第一轴线的方向间隔设置有多个第一连接孔421。第二连接结构43为两端均开口的筒状结构，第二连接结构43的中心轴线为上述第一轴线，在第二连接结构43上沿平行于第一轴线的方向间隔设置有多个第二连接孔431。第一连接结构42的部分结构嵌套在第二连接结构43的内部。

在组装第一连接结构42和第二连接结构43时，利用连接体选择性地穿过其中一个第一连接孔421和其中一个第二连接孔431即可完成两者的连接。当需要改变连接件的整体长度时，调整选择连接的第一连接孔421和第二连接孔431即可。该种调节连接件长度的方式操作简单，成本较低。可选地，连接体可以为螺钉、螺栓或者卡扣等。

当然在其他实施例中，多个第一连接孔421也可以沿与第一轴线呈锐角的方向间隔设置，只要大致沿第一连接结构42的长度方向间隔排布即可；同理，多个第二连接孔431也可以沿与第一轴线呈锐角的方向间隔设置，只要大致沿第二连接结构43的长度方向间隔排布即可，如此也可以达到上述调整连接件整体长度的目的。或者，也可以在第一连接结构42上仅设置一个第一连接孔421，在第二连接结构43上设置多个第二连接孔431，通过选择不同的第二连接孔431安装连接体从而达到上述调整连接件整体长度的目的。再或者，也可以在第一连接结构42上设置多个第一连接孔421，在第二连接结构43上仅设置一个第二连接孔431，通过选择不同的第一连接孔421安装连接体从而达到上述调整连接件整体长度的目的。

除了上述连接孔和连接体配合的方式外，还可以采用限位滑槽和限位滑块的方式实现对连接件整体长度的无极调节。

具体地，在第一连接结构42上设置限位滑槽，在第二连接结构43上设置限位滑块，限位滑块置于限位滑槽内，并具有能够在限位滑槽内滑动的滑动状态以及限位在限位滑槽内的限位状态。通过改变限位滑块在限位滑槽内的位置，从而达到调整连接件整体长度的目的。

可选地，可使限位滑块具有长度不同的长边和短边，短边的长度小于滑槽的宽度，长边的长度等于限位滑槽的宽度，限位滑块可相对于第一连接结构42旋转，从而当限位滑块的宽边旋转至与限位滑槽的宽度方向平行时，限位滑块可在限位滑槽内移动，第一连接结构42和第二连接结构43的相对位置可发生变化，连接件的整体长度可调；而当连接件的整体长度调整到位后，可旋转限位滑块的长边至与限位滑槽的宽度方向平行，此时限位滑块可卡在限位滑槽内，第一连接结构42和第二连接结构43的相对位置固定。

当然在其他实施例中，限位滑块和限位滑槽的设置位置可互换，即将限位滑块设置在第一连接结构42上，将限位滑槽设置在第二连接结构43上。限位滑槽和限位滑块可实现对连接件长度的无极调整，调整范围更大。

继续参照图1和图2所示，外连接结构3用于与假肢连接，可选地，外连接结构3可以为联轴器。联轴器沿第一轴线方向间隔设置在第一连接结构42远离第二连接结构43的一侧，驱动马达21的输出轴与联轴器的一端连接，联轴器的另一端与假肢(即假肢手)连接，从而在驱动马达21的驱动下，联轴器以及假肢手绕第一轴线进行旋转，进而实现该反馈关节的主动旋转功能。

继续参照图1和图2所示，旋转连接结构5的一端与旋转驱动件2的驱动端连接，另一端与反馈件1置于内连接结构4外的端部传动连接，反馈件1置于内连接结构4内的端部弹性抵压在残肢的臂面上。

具体地，如图3所示，反馈件1包括沿第二轴线方向依次连接的滑轮11、弹性件12和连接杆13，可选地，第二轴线与第一轴线垂直。滑轮11弹性抵压在残肢的臂面上，且滑轮11的旋转轴线平行于第一轴线。在本实施例中，滑轮11包括两个轮片和转轴，两个轮片平行间隔设置，轮片的圆周面抵压在残肢的臂面上，转轴沿第一轴线方向设置在两个轮片之间，且轮片可相对于转轴旋转。

弹性件12沿垂直于第一轴线的方向连接在转轴的中部，可选地，弹性件12为弹簧、弹片或者其他弹性结构。进一步可选地，弹性件12与滑轮11和连接杆13均可拆卸连接，以便根据残肢的敏感程度更换不同弹性系数的弹性件12，以及根据残肢的不同尺寸更换不同长度的弹性件12。例如，当残肢的敏感度较低时，可更换弹性系数较大的弹性件12，以增大对残肢的抵触压力，从而使患者能够精确感受到滑轮11的位置。

连接杆13的一端连接在弹性件12远离滑轮11的一侧，另一端穿过第二连接结构43上设置的弧形滑槽41后与旋转连接结构5连接。可选地，在连接杆13和旋转连接结构5之间设置有限位结构，可选地，限位结构为卡扣14，卡扣14套设在连接杆13上。为了便于安装卡扣14，在连接杆13上设置有卡槽，并将卡扣14置于卡槽内。在组装时，将旋转连接结构5套设在连接杆13上，卡扣14抵接在旋转连接结构5远离滑轮11的一侧，以达到限制旋转连接结构5的位置，避免旋转连接结构5从连接杆13上滑脱的目的。当然除了卡扣14外，其他能够限制在连接杆13和旋转连接结构5相对位置的结构同样适用于作为上述限位结构，例如连接杆13与旋转连接结构5螺纹连接、螺钉固定、过盈配合、铆钉连接或者磁力连接等。

继续参照图1和图2所示，旋转连接结构5设置在连接件外，旋转连接结构5包括呈L形连接的水平杆和竖直杆，水平杆与旋转驱动件2的驱动端连接，竖直杆与连接杆13连接。

竖直杆与连接杆13连接的连接位置可调。具体地，在竖直杆上设置有第三连接孔51，反馈件1的连接杆13穿过第三连接孔51设置，并被卡扣14限位。可选地，第三连接孔51的数量为多个，多个第三连接孔51沿平行于第一轴线的方向间隔设置在竖直杆上。

当第一连接结构42和第二连接结构43的连接位置发生变化时，由于反馈件1与第二连接结构43的相对位置不变，因此，反馈件1与第一连接结构42的相对位置发生变化，反馈件1与固连在第一连接结构42内的驱动马达21的相对位置随之发生变化，此时通过设置多个第三连接孔51，更改与连接杆13的第三连接孔51，即可不影响实现连接杆13与竖直杆的连接。

当然在其他实施例中，也可以利用直线滑槽替换多个第三连接孔51，直线滑槽沿第一轴线方向延伸，连接杆13置于直线滑槽内，并可在直线滑槽内移动，以适应第一连接结构42和第二连接结构43相对位置的变化。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种反馈关节，其特征在于，包括：

连接件，所述连接件沿第一轴线方向延伸设置，用于连接假肢和残肢，所述连接件上沿平行于所述残肢臂面周向的方向设置有弧形滑槽(41)；

反馈件(1)，所述反馈件(1)可移动地穿设在所述弧形滑槽(41)内，并弹性抵压在所述残肢的臂面上；

旋转驱动件(2)，所述旋转驱动件(2)与所述假肢和所述反馈件(1)均传动连接，以驱动所述假肢和所述反馈件(1)绕所述第一轴线同步旋转。

2.根据权利要求1所述的反馈关节，其特征在于，

所述连接件包括外连接结构(3)、内连接结构(4)和旋转连接结构(5)，所述外连接结构(3)和所述内连接结构(4)沿所述第一轴线方向间隔设置，所述外连接结构(3)用于与所述假肢连接，所述内连接结构(4)用于与所述残肢连接，所述旋转驱动件(2)设置在所述内连接结构(4)上，所述旋转驱动件(2)的驱动端与所述外连接结构(3)连接，所述弧形滑槽(41)设置在所述内连接结构(4)上，所述旋转连接结构(5)的一端与所述旋转驱动件(2)的驱动端连接，另一端与所述反馈件(1)置于所述内连接结构(4)外的端部传动连接，所述反馈件(1)置于所述内连接结构(4)内的端部弹性抵压在所述残肢的臂面上。

3.根据权利要求2所述的反馈关节，其特征在于，

所述反馈件(1)包括依次连接的滑轮(11)、弹性件(12)和连接杆(13)，所述滑轮(11)弹性抵压在所述残肢的臂面上，且所述滑轮(11)的旋转轴线平行于所述第一轴线，所述弹性件(12)沿垂直于所述第一轴线的方向连接在所述滑轮(11)的中部，所述连接杆(13)与所述旋转连接结构(5)连接。

4.根据权利要求2所述的反馈关节，其特征在于，

所述内连接结构(4)包括均呈筒状的第一连接结构(42)和第二连接结构(43)，所述第一连接结构(42)和所述第二连接结构(43)嵌套设置，且所述第一连接结构(42)和所述第二连接结构(43)之间的套设长度可调。

5.根据权利要求4所述的反馈关节，其特征在于，

所述第一连接结构(42)和所述第二连接结构(43)两者中的一个沿长度方向间隔设置有至少一个第一连接孔(421)，另一个沿长度方向间隔设置有多个第二连接孔(431)，连接体可选择地穿过其中一个所述第一连接孔(421)和一个所述第二连接孔(431)设置。

6.根据权利要求4所述的反馈关节，其特征在于，

所述第一连接结构(42)和所述第二连接结构(43)两者中的一个设置有限位滑槽，另一个设置有限位滑块，所述限位滑块设置在所述限位滑槽内，并具有能够在所述限位滑槽内滑动的滑动状态以及限位在所述限位滑槽内的限位状态。

7.根据权利要求3所述的反馈关节，其特征在于，

所述旋转驱动件(2)设置在所述连接件内，所述旋转连接结构(5)设置在所述连接件外，所述旋转连接结构(5)包括呈L形连接的水平杆和竖直杆，所述水平杆与所述旋转驱动件(2)的驱动端连接，所述竖直杆与所述连接杆(13)连接。

8.根据权利要求7所述的反馈关节，其特征在于，

所述竖直杆与所述连接杆(13)的连接位置可调。

9.根据权利要求3所述的反馈关节，其特征在于，

所述弹性件(12)的弹力可调，以改变所述滑轮(11)对所述残肢臂面的抵触压力。

10.根据权利要求1-9任一项所述的反馈关节，其特征在于，

所述反馈关节为腕关节、肘关节或者肩关节。

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