CN115531137B - 一种新型的膝关节外骨骼 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及环保降尘设备技术领域，特别涉及一种新型的膝关节外骨骼，包括大腿板，与所述大腿板活动铰接的小腿板，以及设于所述大腿板与所述小腿板之间的导向机构，所述导向机构包括活动槽，以及导向组件，所述导向组件用于使所述小腿板沿所述活动槽轨迹方向绕所述小腿板与所述大腿板的活动铰接处转动。本发明的一种新型的膝关节外骨骼，其导向组件沿所述活动槽轨迹方向绕所述小腿板与所述大腿板的活动铰接处转动，活动槽圆周半径逐渐缩小，使膝关节外骨骼旋转中心时刻保持与人体膝关节的旋转中心对齐，降低对人体造成的损伤。

Description

一种新型的膝关节外骨骼
【技术领域】
本发明属于康复外骨骼产品技术领域，特别涉及一种新型的膝关节外骨骼。
【背景技术】
高端装备制造业作为国民经济的母机产业，具有高技术含量、高附加值和高产业关联度的特征，但受历史因素和现实技术水平的限制，我国当前高端装备制造业跟世界相比，其“高端性”仍然不够，而医疗器械行业作为高端装备制造业中最精华的部分，首当其冲，需要进行技术升级，现在医疗器械行业中的膝关节外骨骼，绝大部分都是由一个简单的旋转动力关节组成，但是人体的膝关节并非一个简单的旋转幅度，在运动的时候其瞬时旋转中心会改变，而运动过程中外骨骼的旋转中心和人体膝关节的旋转中心没有对齐会在人体上产生额外的切向力，降低用户体验，长期使用，甚至对人体造成损伤，产生不可逆的影响。
【发明内容】
为了解决现有技术中外骨骼的旋转中心和人体膝关节的旋转中心没有对齐，降低用户体验，长期使用，甚至对人体造成损伤的问题。本发明提供了一种新型的膝关节外骨骼。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种新型的膝关节外骨骼，包括大腿板，与所述大腿板活动铰接的小腿板，以及设于所述大腿板与所述小腿板之间的导向机构，所述导向机构包括活动槽，以及导向组件，所述导向组件用于使所述小腿板沿所述活动槽轨迹方向绕所述小腿板与所述大腿板的活动铰接处转动。
如上所述的一种新型的膝关节外骨骼，所述大腿板与所述小腿板之间设有用于驱动所述小腿板相对所述大腿板转动的驱动机构。
如上所述的一种新型的膝关节外骨骼，所述驱动机构包括设于所述大腿板上的驱动电机，以及分别与所述小腿板和所述驱动电机输出端铰接的连杆。
如上所述的一种新型的膝关节外骨骼，所述导向组件包括设于所述小腿板上并与所述大腿板活动铰接的小腿板背面附件，以及铰接在所述小腿板背面附件与所述小腿板之间并位于所述活动槽内沿所述活动槽活动的内侧滚子。
如上所述的一种新型的膝关节外骨骼，所述导向组件包括导轨，以及外部导向组件，所述外部导向组件与所述内侧滚子分别位于所述导轨的两侧，以限制所述小腿板背面附件沿所述导轨转动。
如上所述的一种新型的膝关节外骨骼，所述外部导向组件包括设于所述小腿板背面附件上并与所述导轨相抵压的贴合件，所述活动槽位于所述导轨的内侧，所述内侧滚子和所述贴合件分别位于所述导轨的内外两侧。
如上所述的一种新型的膝关节外骨骼，所述外部导向组件还包括设于所述小腿板背面附件与所述小腿板之间并与所述导轨外侧面接触的外侧滚子，供所述外侧滚子上下移动的位移槽，以及两端分别与所述内侧滚子和所述外侧滚子连接的第一拉簧，所述外侧滚子在所述第一拉簧的作用下，沿所述位移槽移动，并始终与所述导轨保持贴合。
如上所述的一种新型的膝关节外骨骼，所述贴合件上设有导向面和限位面，所述导轨外侧面分别设有与所述导向面和所述限位面贴合的导向段和限位段，所述导向段与所述导向面配合时，所述小腿板可沿所述活动槽相对所述大腿板转动，所述限位段与所述限位面配合时，限制所述小腿板相对所述大腿板继续转动。
如上所述的一种新型的膝关节外骨骼，还包括用于使所述大腿板与所述小腿板保持处于弯曲状态的连接机构，所述连接机构包括设于所述大腿板上的第一铰接件，设于所述小腿板上的第二铰接件，与所述第一铰接件和所述第二铰接件铰接的第二拉簧以及设于所述活动槽末端的限位槽，所述小腿板相对所述大腿板转动至极限位置时，所述导向机构滑入所述限位槽，在所述第二拉簧的作用下，以保持所述小腿板相对所述大腿板转动的极限位置。
如上所述的一种新型的膝关节外骨骼，还包括用于调节高度的大腿高度调节机构，所述大腿高度调节机构包括与所述大腿板连接的大腿伸缩连杆，设于所述大腿伸缩连杆上的定位孔，以及设于所述大腿板上，并与所述定位孔插接的定位销。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
1.本发明的一种新型的膝关节外骨骼，其导向组件沿所述活动槽轨迹方向绕所述小腿板与所述大腿板的活动铰接处转动，活动槽轨迹参考人体运动过程中膝关节瞬时旋转中心的轨迹设计，使膝关节外骨骼旋转中心时刻保持与人体膝关节的旋转中心对齐，降低对人体造成的损伤。
2.本发明的一种新型的膝关节外骨骼，整体采用驱动构模拟人体膝关节的运动。
3.本发明的一种新型的膝关节外骨骼，大腿板与小腿板上分别设有合页，使得大腿板和小腿板可以横向旋转，进一步贴合人体。
4.本发明的一种新型的膝关节外骨骼，通过调节大腿高度调节机构中大腿伸缩连杆的伸缩高度，可以更好的适配使用者的身高。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。
图1是本申请的右侧视图；
图2是本申请的左侧视图；
图3是本申请的局部拆解视图；
图4是图3的A区域局部放大图；
图5是图1中大腿板的结构示意图；
图6是图1中小腿板背面附件的结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明所解决的技术问题技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1至图6，一种新型的膝关节外骨骼，包括大腿板1，与所述大腿板1活动铰接的小腿板2，以及设于所述大腿板1与所述小腿板2之间的导向机构5，所述导向机构5包括活动槽3，以及导向组件51，所述导向组件51用于使所述小腿板2沿所述活动槽3轨迹方向绕所述小腿板2与所述大腿板1的活动铰接处转动。
本发明的一种新型的膝关节外骨骼，其导向组件沿所述活动槽轨迹方向绕所述小腿板与所述大腿板的活动铰接处转动，活动槽轨迹参考人体运动过程中膝关节瞬时旋转中心的轨迹设计，使膝关节外骨骼旋转中心时刻保持与人体膝关节的旋转中心对齐，降低对人体造成的损伤。
进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述大腿板1与所述小腿板2之间设有用于驱动所述小腿板2相对所述大腿板1转动的驱动机构52。
进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述驱动机构52包括设于所述大腿板1上的驱动电机521，以及分别与所述小腿板2和所述驱动电机521输出端铰接的连杆522，从而带动小腿板相对大腿板方向运动，以模拟人体膝关节的运动。
进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述导向组件51包括设于所述小腿板2上并与所述大腿板1活动铰接的小腿板背面附件511，以及铰接在所述小腿板背面附件511与所述小腿板2之间并位于所述活动槽3内沿所述活动槽3活动的内侧滚子513。
进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述导向组件51包括导轨512，以及外部导向组件515，所述外部导向组件515与所述内侧滚子513分别位于所述导轨512的两侧，以限制所述小腿板背面附件511沿所述导轨512转动。
进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述外部导向组件515包括设于所述小腿板背面附件511上并与所述导轨512相抵压的贴合件5151，所述活动槽3位于所述导轨512的内侧，所述内侧滚子513和所述贴合件5151分别位于所述导轨512的内外两侧，以使外骨骼在伸展状态时，起支撑的作用，减少人体膝关节的受力。
进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述外部导向组件515还包括设于所述小腿板背面附件511与所述小腿板2之间并与所述导轨512外侧面接触的外侧滚子5152，供所述外侧滚子5152上下移动的位移槽5153，以及两端分别与所述内侧滚子513和所述外侧滚子5152连接的第一拉簧5154，所述外侧滚子5152在所述第一拉簧5154的作用下，沿所述位移槽5153移动，并始终与所述导轨512保持贴合。
进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述贴合件5151上设有导向面51511和限位面51512，所述导轨512外侧面分别设有与所述导向面51511和所述限位面51512贴合的导向段5121和限位段5122，所述导向段5121与所述导向面51511配合时，所述小腿板2可沿所述活动槽3相对所述大腿板1转动，所述限位段5122与所述限位面51512配合时，限制所述小腿板2相对所述大腿板1继续转动。
进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，还包括用于使所述大腿板1与所述小腿板2保持处于弯曲状态的连接机构6，所述连接机构6包括设于所述大腿板1上的第一铰接件61，设于所述小腿板2上的第二铰接件62，与所述第一铰接件61和所述第二铰接件62铰接的第二拉簧63以及设于所述活动槽3末端的限位槽31，所述小腿板2相对所述大腿板转动至极限位置时，所述导向机构5滑入所述限位槽31，在所述第二拉簧63的作用下，以保持所述小腿板2相对所述大腿板转动的极限位置。
进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，还包括用于调节高度的大腿高度调节机构7，所述大腿高度调节机构7包括与所述大腿板1连接的大腿伸缩连杆71，设于所述大腿伸缩连杆71上的定位孔711，以及设于所述大腿板1上，并与所述定位孔711插接的定位销712，通过定位销与定位孔插接，以固定大腿伸缩连杆的伸缩高度。
进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，还包括用于调节高度的小腿高度调节机构8，所述小腿高度调节机构8包括与所述小腿板2连接的小腿伸缩连杆81，设于所述小腿伸缩连杆81上的定位孔811，以及设于所述小腿板2上，并与所述定位孔811插接的定位销812，通过定位销与定位孔插接，以固定小腿伸缩连杆的伸缩高度。
进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，还包括用于调节高度的足部高度调节机构9，所述足部高度调节机构9包括与所述小腿伸缩连杆81铰接的足部伸缩连杆91，设于所述足部伸缩连杆91上的定位孔911，与足部伸缩连杆通过定位孔连接的脚垫92，以及设于所述脚垫92上，并与所述定位孔911插接的定位销912，通过定位销与定位孔插接，以固定足部伸缩连杆的伸缩高度。
进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述大腿伸缩连杆71上设有合页72，使得大腿板可以横向旋转，进一步贴合人体，提升使用舒适度。
进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述小腿伸缩连杆81上设有合页82，使得小腿板可以横向旋转，进一步贴合人体，提升使用舒适度。
本实施例的工作原理如下：
本发明的一种新型的膝关节外骨骼，其导向组件沿所述活动槽轨迹方向绕所述小腿板与所述大腿板的活动铰接处转动，活动槽轨迹参考人体运动过程中膝关节瞬时旋转中心的轨迹设计，使膝关节外骨骼旋转中心时刻保持与人体膝关节的旋转中心对齐，降低对人体造成的损伤。
如上是结合具体内容提供的实施方式，并不认定本申请的具体实施只局限于这些说明。凡与本申请的方法结构等近似雷同，或是对于本申请构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种新型的膝关节外骨骼，其特征在于：包括大腿板(1)，与所述大腿板(1)活动铰接的小腿板(2)，以及设于所述大腿板(1)与所述小腿板(2)之间的导向机构(5)，所述导向机构(5)包括活动槽(3)，以及导向组件(51)，所述导向组件(51)用于使所述小腿板(2)沿所述活动槽(3)轨迹方向绕所述小腿板(2)与所述大腿板(1)的活动铰接处转动；
所述大腿板(1)与所述小腿板(2)之间设有用于驱动所述小腿板(2)相对所述大腿板(1)转动的驱动机构(52)；
所述导向组件(51)包括设于所述小腿板(2)上并与所述大腿板(1)活动铰接的小腿板背面附件(511)，以及铰接在所述小腿板背面附件(511)与所述小腿板(2)之间并位于所述活动槽(3)内沿所述活动槽(3)活动的内侧滚子(513)；
所述导向组件(51)包括导轨(512)，以及外部导向组件(515)，所述外部导向组件(515)与所述内侧滚子(513)分别位于所述导轨(512)的两侧，以限制所述小腿板背面附件(511)沿所述导轨(512)转动；
所述外部导向组件(515)包括设于所述小腿板背面附件(511)上并与所述导轨(512)相抵压的贴合件(5151)，所述活动槽(3)位于所述导轨(512)的内侧，所述内侧滚子(513)和所述贴合件(5151)分别位于所述导轨(512)的内外两侧；
所述外部导向组件(515)还包括设于所述小腿板背面附件(511)与所述小腿板(2)之间并与所述导轨(512)外侧面接触的外侧滚子(5152)，供所述外侧滚子(5152)上下移动的位移槽(5153)，以及两端分别与所述内侧滚子(513)和所述外侧滚子(5152)连接的第一拉簧(5154)，所述外侧滚子(5152)在所述第一拉簧(5154)的作用下，沿所述位移槽(5153)移动，并始终与所述导轨(512)保持贴合。
2.根据权利要求1所述的一种新型的膝关节外骨骼，其特征在于：所述驱动机构(52)包括设于所述大腿板(1)上的驱动电机(521)，以及分别与所述小腿板(2)和所述驱动电机(521)输出端铰接的连杆(522)。
3.根据权利要求1所述的一种新型的膝关节外骨骼，其特征在于：所述贴合件(5151)上设有导向面(51511)和限位面(51512)，所述导轨(512)外侧面分别设有与所述导向面(51511)和所述限位面(51512)贴合的导向段(5121)和限位段(5122)，所述导向段(5121)与所述导向面(51511)配合时，所述小腿板(2)可沿所述活动槽(3)相对所述大腿板(1)转动，所述限位段(5122)与所述限位面(51512)配合时，限制所述小腿板(2)相对所述大腿板(1)继续转动。
4.根据权利要求1所述的一种新型的膝关节外骨骼，其特征在于：还包括用于使所述大腿板(1)与所述小腿板(2)保持处于弯曲状态的连接机构(6)，所述连接机构(6)包括设于所述大腿板(1)上的第一铰接件(61)，设于所述小腿板(2)上的第二铰接件(62)，与所述第一铰接件(61)和所述第二铰接件(62)铰接的第二拉簧(63)以及设于所述活动槽(3)末端的限位槽(31)，所述小腿板(2)相对所述大腿板转动至极限位置时，所述导向机构(5)滑入所述限位槽(31)，在所述第二拉簧(63)的作用下，以保持所述小腿板(2)相对所述大腿板转动的极限位置。
5.根据权利要求1所述的一种新型的膝关节外骨骼，其特征在于：还包括用于调节高度的大腿高度调节机构(7)，所述大腿高度调节机构(7)包括与所述大腿板(1)连接的大腿伸缩连杆(71)，设于所述大腿伸缩连杆(71)上的定位孔(711)，以及设于所述大腿板(1)上，并与所述定位孔(711)插接的定位销(712)。
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