CN116138985A - 关节康复设备及关节康复系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种关节康复设备及关节康复系统。该关节康复设备包括固定端、活动端、六个伸缩装置、第一多自由度转接器、第二多自由度转接器和固定件。各个伸缩装置的一端通过第一多自由度转接器可转动的设置于固定端，各个所述伸缩装置的另一端通过第二多自由度转接器连接于所述活动端，六个伸缩装置用于带动活动端移动和/或转动。固定件设置于活动端，固定件用于定位目标部位。本申请的关节康复设备通过设置固定端、活动端、六个伸缩装置、第一多自由度转接器、第二多自由度转接器和固定件，使得活动端能够自由移动和/或转动，且活动端的运动幅度大，便于进行各种康复训练。

Description

关节康复设备及关节康复系统

技术领域

本发明涉及康复器械技术领域，尤其涉及一种关节康复设备及关节康复系统。

背景技术

腕关节是连接手部与小臂的重要关节，由于手部经常频繁的抓取物体，从事各类作业，当突然背伸、跌倒时手掌着地等，经常会引起腕关节骨折损伤。脚踝扭伤也是一种十分常见的伤病，当脚踝或足部因为翻转、扭伤或受到过大外力时，踝关节周围的韧带也会受到过度拉伸或被撕裂。

因此，当腕关节或肘关节出现损伤后，通常需要对其进行康复治疗。现有的康复处理办法一般是通过手法进行医治，或者通过手术进行内部固定，当损伤恢复后通常需要对腕关节或肘关节进行训练。

随着医疗器械的不断发展，很多研究者利用机械学、力学、机器人学等学科的研究成果，结合医学理论设计出新的康复训练装置。但现有的康复训练装置通常运动局限性较大，不能满足训练的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种关节康复设备，用以改善现有技术中康复训练运动受限、幅度较小的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种关节康复设备，包括固定端、活动端、六个伸缩装置、第一多自由度转接器、第二多自由度转接器和固定件；各个所述伸缩装置的一端通过所述第一多自由度转接器可转动的设置于所述固定端，各个所述伸缩装置的另一端通过所述第二多自由度转接器连接于所述活动端，所述六个伸缩装置用于带动所述活动端移动和/或转动；所述固定件设置于所述活动端，所述固定件用于定位目标部位。

本发明的关节康复设备的有益效果在于：通过设置所述固定端、所述活动端、所述六个伸缩装置、所述第一多自由度转接器、所述第二多自由度转接器和所述固定件，并且各个所述伸缩装置的一端通过所述第一多自由度转接器可转动的设置于所述固定端，各个所述伸缩装置的另一端通过所述第二多自由度转接器连接于所述活动端，使得所述活动端能够自由移动或转动。通过所述固定件设置于所述活动端，能够对所述目标部位进行固定，使得所述活动端进行运动时能够带动所述目标关节进行训练，促进所述目标关节的康复。且所述伸缩组件通过所述第一多自由度转接器设置于所述固定端，所述活动端通过所述第二多自由度转接器设置于所述伸缩装置，使得所述活动端能够自由移动和/或转动，且所述活动端的运动幅度大，便于进行各种康复训练。

在一种可行的实施例中，所述固定端及所述活动端均为多边形。其有益效果在于：通过将所述固定端及所述活动端均设置为多边形，便于所述固定端和所述活动端的加工制造。

在一种可行的实施例中，所述活动端的面积小于所述固定端的面积。其有益效果在于：这样设置便于保证所述活动端的稳定性，便于康复训练的进行。.

在一种可行的实施例中，所述固定端及所述活动端均为六边形，并且所述固定端及所述活动端分别包括长短间隔的六个边，在所述活动端处于初始状态时，所述活动端较短边与所述固定端较长边位于同一平面内。其有益效果在于：将所述固定端及所述活动端均设置为六边形，便于各个所述伸缩装置与所述固定端及所述活动端的连接。将所述固定端及所述活动端分别设置为包括长短间隔的六个边，便于所述活动端运动的控制。通过所述活动端较短边与所述固定端较长边位于同一平面内，使得初始状态下，所述活动端与所述固定端处于竖直状态，便于使用。

在一种可行的实施例中，各个所述伸缩装置的一端通过所述第一多自由度转接器连接至所述固定端的长边与短边所连接的拐角处，各个所述伸缩装置的另一端通过所述第二多自由度转接器连接至所述活动端的长边与短边所连接的拐角处。其有益效果在于：通过将各个所述伸缩装置的两端设置于所述活动端和所述固定端的拐角处，便于所述伸缩装置、所述第一多自由度转接器和所述第二多自由度转接器的安装、固定。

在一种可行的实施例中，所述第一多自由度转接器和所述第二多自由度转接器均包括第一支架、连接件和第二支架；所述第一支架设置于所述固定端或所述活动端，所述连接件可转动的设置于所述第一支架，所述第二支架可转动的设置于所述连接件，且所述第一支架绕所述连接件的转动方向与所述第二支架绕所述连接件的转动方向不同，所述第二支架用于支撑所述伸缩装置。其有益效果在于：通过设置所述第一支架、所述连接件和所述第二支架，且将第一支架、所述连接件和所述第二支架依次转动设置，使得所述第一多自由度转接器和所述第二多自由度转接器存在四个方向的自由度。这样设置，通过所述第一多自由度转接器和所述第二多自由度转接器与各个所述伸缩装置的配合，便于各个所述伸缩装置的伸缩长度的控制。同时这样设置，也使得所述活动端可以进行任意方向的移动或转动。

在一种可行的实施例中，还包括控制单元；所述控制单元分别与各个所述伸缩装置通信连接，所述控制单元用于根据预定运动模式带动所述活动端移动和/或转动。其有益效果在于：通过设置所述控制单元，并根据所述控制单元的预定运动模式带动所述活动端按所述预定运动模式移动和/或转动，便于进行系统的康复训练，便于促进肌肉的恢复。

在一种可行的实施例中，所述预定运动模式带动所述活动端移动和/或转动包括带动所述活动端沿第一方向、第二方向和/或第三方向的移动，以及包括带动所述活动端绕所述第一方向、所述第二方向和/或所述第三方向的转动，所述第一方向垂直于所述第二方向，且所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向形成的平面。其有益效果在于：通常所述固定端水平设置，所述第一方向可以定义为左右方向，所述第二方向可以定义为前后方向，所述第三方向可以定义为上下方向。根据所述预定运动模式带动所述活动端移动和/或转动包括：带动所述活动端移动和带动所述活动端转动。带动所述活动端移动包括以下运动模式：带动所述活动端沿所述第一方向的移动、带动所述活动端沿所述第二方向的移动、带动所述活动端沿所述第三方向的移动、带动所述活动端沿所述第一方向叠加所述第二方向的移动、带动所述活动端沿所述第一方向叠加所述第三方向的移动、带动所述活动端沿所述第二方向叠加所述第三方向的移动、带动所述活动端沿所述第一方向叠加所述第二方向同时叠加所述第三方向的移动。带动所述活动端转动包括以下转动模式：带动所述活动端绕所述第一方向的转动、带动所述活动端绕所述第二方向的转动、带动所述活动端绕所述第三方向的转动、带动所述活动端绕所述第一方向叠加所述第二方向的转动、带动所述活动端绕所述第一方向叠加所述第三方向的转动、带动所述活动端绕所述第二方向叠加所述第三方向的转动、带动所述活动端绕所述第一方向叠加所述第二方向同时叠加所述第三方向的转动。根据所述预定运动模式带动所述活动端移动和/或转动还包括上述任意一种移动模式叠加上述任意一种转动模式的运动模式。这样设置，能够灵活使用所述关节康复设备，适用不同的应用场景。

在一种可行的实施例中，所述关节康复设备还包括位置信息采集单元；所述位置信息采集单元与所述控制单元通信连接，所述位置信息采集单元用于采集各个所述伸缩装置的位置信息，所述控制单元用于根据各个所述伸缩装置的位置信息调整所述活动端的运动方向及运动幅度。其有益效果在于：通过设置所述位置信息采集单元，便于知晓所述活动端的位置和各个所述伸缩装置的位置信息，便于根据各个所述伸缩装置的伸缩幅度或运动幅度对所述活动端可以到达的位置进行分析，便于设置所述预定运动模式的运动范围。

在一种可行的实施例中，所述关节康复设备还包括受力检测单元；所述受力检测单元设置于所述固定件，所述受力检测单元检测所述目标关节部位的受力信息，所述受力检测单元与所述控制单元电性连接，所述控制单元用于根据所述受力信息控制各个所述伸缩装置移动。其有益效果在于：通过在所述固定件设置所述受力检测单元，对所述目标关节在所述固定件上受到的拉力或扭力进行采集，并根据所述受力信息调整所述伸缩装置的启闭、复位或运动幅度，避免对目标关节造成损伤。

在一种可行的实施例中，所述关节康复设备还包括若干滑块；所述若干滑块可滑动设置于所述固定端和/或所述活动端，所述各个所述第一多自由度转接器和/或各个所述第二多自由度转接器设置于所述各个所述滑块上，所述滑块用于调整所述第一多自由度转接器和/或所述第二多自由度转接器的位置。其有益效果在于：通过所述若干滑块设置于所述第一多自由度转接器与所述固定端之间，便于调整所述固定端上各个所述第一多自由度转接器的间距，和/或通过所述若干滑块设置于所述第二多自由度转接器与所述活动端之间，便于调整所述活动端上各个所述第二多自由度转接器的间距，进而调整各个所述伸缩装置顶端间距或底端间距，进而能够对所述伸缩装置带动的所述固定端的运动精度或灵敏度进行调整。

在一种可行的实施例中，所述关节康复设备还包括承载件；所述承载件设置于所述固定端或所述活动端一侧，所述承载件用于承载使用者。其有益效果在于：设置所述承载件便于使用者躺或坐，便于提升使用的舒适性。

在一种可行的实施例中，所述关节康复设备还包括底板，所述固定端和/或所述承载件可滑动的设置于所述底板。其有益效果在于：通过设置所述底板便于调整所述承载件与所述固定端之间的相对位置，便于适用不同的人群。

在一种可行的实施例中，所述关节康复设备还包括驱动机构；所述驱动机构与所述固定端或所述承载件连接，所述驱动机构用于带动所述固定端或所述承载件移动。其有益效果在于：通过设置所述驱动机构便于所述承载件与所述固定端之间间距的调整，同时也便于将所述驱动机构与所述控制单元通信连接，配合所述受力分析单元或所述位置信息采集单元进行调整。

在一种可行的实施例中，所述伸缩装置分别为第一伸缩装置、第二伸缩装置、第三伸缩装置、第四伸缩装置、第五伸缩装置和第六伸缩装置，所述第一伸缩装置、所述第二伸缩装置、所述第三伸缩装置、所述第四伸缩装置、所述第五伸缩装置和所述第六伸缩装置之间无交叉与所述第一多自由度转接器和所述第二多自由度转接器对应连接。其有益效果在于：通过所述第一伸缩装置至所述第六伸缩装置之间无交叉设置，可以降低各个所述伸缩装置相互之间运动的妨碍，使得所述活动端的运动幅度可以设置为较大范围。

本发明还提供了一种关节康复系统，上述任一种可行的实施例中所述的关节康复设备及承载件，所述承载件用于承载训练对象。其有益效果在于：设置所述承载件便于使用者躺或坐，便于提升使用的舒适性。

在一种可行的实施例中，所述关节康复系统还包括驱动机构；所述驱动机构与所述固定端或所述承载件连接，所述驱动机构用于带动所述固定端或所述承载件移动。其有益效果在于：通过设置所述驱动机构便于所述承载件与所述固定端之间间距的调整。同时也可以将所述驱动机构与所述控制单元通信连接，配合所述受力分析单元或所述位置信息采集单元进行所述承载件或所述固定端的位置调整。

在一种可行的实施例中，所述控制单元控制所述第一伸缩装置和所述第二伸缩装置均伸缩相同距离、并控制所述第三伸缩装置和所述第四伸缩装置均伸缩相同距离、同时控制所述第五伸缩装置和所述第六伸缩装置均伸缩相同距离，且所述第一伸缩装置与所述第三伸缩装置的伸缩状态相反，并且所述第五伸缩装置与所述第三伸缩装置伸缩状态相同，带动所述活动端沿所述第一方向移动。其有益效果在于：通过控制所述第一伸缩装置和所述第二伸缩装置伸长相等距离、并控制所述第三伸缩装置和所述第四伸缩装置缩短相等距离、同时控制所述第五伸缩装置和所述第六伸缩装置缩短相等距离带动所述活动端沿所述第一方向的正方向运动；通过控制所述第一伸缩装置和所述第二伸缩装置缩短相等距离、并控制所述第三伸缩装置和所述第四伸缩装置伸长相等距离、同时控制所述第五伸缩装置和所述第六伸缩装置伸长相等距离带动所述活动端沿所述第一方向的反方向运动，对所述活动端进行精确控制。

在一种可行的实施例中，所述控制单元控制所述第一伸缩装置、所述第三伸缩装置和所述第五伸缩装置均缩短、并控制所述第二伸缩装置、所述第四伸缩装置和所述第六伸缩装置均伸长，带动所述活动端沿所述第二方向移动。其有益效果在于：通过控制所述第一伸缩装置、所述第三伸缩装置和所述第五伸缩装置缩短、并控制所述第二伸缩装置、所述第四伸缩装置和所述第六伸缩装置伸长时带动所述活动端沿所述第二方向移动。

在一种可行的实施例中，所述控制单元控制所述第一伸缩装置至所述第六伸缩装置的伸缩状态相同、且不倾斜，带动所述活动端沿所述第三方向移动。其有益效果在于：通过同时控制所述第一伸缩装置至所述第六伸缩装置伸长、且所述第一伸缩装置至所述第六伸缩装置不倾斜时即可带动所述活动端沿所述第三方向的正方向移动，或通过同时控制所述第一伸缩装置至所述第六伸缩装置缩短、且所述第一伸缩装置至所述第六伸缩装置不倾斜时即可带动所述活动端沿所述第三方向的反方向移动。

在一种可行的实施例中，所述控制单元控制所述第一伸缩装置、所述第三伸缩装置和所述第五伸缩装置均伸长、并控制所述第二伸缩装置、所述第四伸缩装置和所述第六伸缩装置均缩短，带动所述活动端绕所述第一方向转动。其有益效果在于：通过控制所述第一伸缩装置、所述第三伸缩装置和所述第五伸缩装置缩短、并控制所述第二伸缩装置、所述第四伸缩装置和所述第六伸缩装置伸长时带动所述活动端绕所述第一方向转动。同时通过控制所述第一伸缩装置、所述第三伸缩装置和所述第五伸缩装置缩短的幅度不同、并控制所述第二伸缩装置、所述第四伸缩装置和所述第六伸缩装置伸长的幅度不同可以调整所述活动端绕所述第一方向转动的轴心线位置。

在一种可行的实施例中，所述控制单元控制所述第一伸缩装置和所述第二伸缩装置均缩短、并控制所述第三伸缩装置、所述第四伸缩装置、所述第五伸缩装置和所述第六伸缩装置均伸长，带动所述活动端绕所述第二方向转动。其有益效果在于：通过控制所述第一伸缩装置和所述第二伸缩装置缩短、并控制所述第三伸缩装置、所述第四伸缩装置、所述第五伸缩装置和所述第六伸缩装置伸长时带动所述活动端绕所述第二方向转动；同时通过控制第一伸缩装置和所述第二伸缩装置缩短的幅度不同、并控制所述第三伸缩装置、所述第四伸缩装置、所述第五伸缩装置和所述第六伸缩装置伸长的幅度不同可以调整所述活动端绕所述第二方向转动的轴心线位置。

在一种可行的实施例中，所述控制单元控制所述第一伸缩装置至所述第六伸缩装置伸缩状态相同、且倾斜，带动所述活动端绕所述第三方向转动。其有益效果在于：通过控制通过同时控制所述第一伸缩装置至所述第六伸缩装置伸长、且所述第一伸缩装置至所述第六伸缩装置倾斜时，或通过同时控制所述第一伸缩装置至所述第六伸缩装置缩短、且所述第一伸缩装置至所述第六伸缩装置倾斜时即可带动所述活动端绕所述第三方向转动。

附图说明

图1为本发明第一种实施例中的关节康复设备的立体结构示意图；

图2为图1中的关节康复设备的左视图；

图3为图1中的关节康复设备的主视图；

图4为图1中的固定端和活动端的各条边线的结构示意图；

图5为图1中的关节康复设备的运动方向示意图；

图6为图1中的关节康复设备的俯视图；

图7为图1中的控制单元的示意图；

图8为图1中的第一多自由度转接器的结构示意图；

图9为本发明第二种实施例中的第一多自由度转接器的结构示意图；

图10为本发明第三种实施例中的第一多自由度转接器的结构示意图；

图11为本发明第四种实施例中的滑块和滑轨的结构示意图；

图12为本发明第五种实施例中的滑块和滑轨的结构示意图；

图13为本发明实施例中的关节康复系统的立体结构示意图；

图14为图13中的关节康复系统的主视图；

图15为图13中的关节康复系统的左视图；

图16为图13中的关节康复系统的俯视图；

图17为本发明实施例中的关节康复系统的沿第一方向移动结构示意图；

图18为本发明实施例中的关节康复系统的沿第二方向移动结构示意图；

图19为本发明实施例中的关节康复系统的沿第三方向移动结构示意图；

图20为本发明实施例中的关节康复系统的绕第一方向转动结构示意图；

图21为本发明实施例中的关节康复系统的绕第二方向转动结构示意图；

图22为本发明实施例中的关节康复系统的绕第三方向转动结构示意图。

图中标号：

1、固定端；101、第一条边；102、第二条边；103、第三条边；104、第四条边；105、第五条边；106、第六条边；107、第一方向；108、第二方向；109、第三方向；

2、活动端；201、奇数边；202、偶数边；203、第七条边；204、第八条边；205、第九条边；206、第十条边；207、第十一条边；208、第十二条边；

3、伸缩装置；301、第一伸缩装置；302、第二伸缩装置；303、第三伸缩装置；304、第四伸缩装置；305、第五伸缩装置；306、第六伸缩装置；

4、第一多自由度转接器；401、第一支架；402、第一转轴；403、第二转轴；404、第二支架；405、连接件；

5、第二多自由度转接器；

6、固定件；

7、承载件；

8、滑块；

9、滑轨；

10、控制单元；1001、控制信号输入模块；1002、信号处理模块；1003、输出模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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作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。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种关节康复设备。

图1为本发明第一种实施例中的关节康复设备的立体结构示意图，图2为图1中的关节康复设备的左视图，图3为图1中的关节康复设备的主视图，图4为图1中的固定端和活动端的各条边线的结构示意图，图5为图1中的关节康复设备的运动方向示意图，图6为图1中的关节康复设备的俯视图，图7为图1中的控制单元的示意图，图8为图1中的第一多自由度转接器的结构示意图。。

本发明的一些实施例中，参照图1至图8，该关节康复设备包括固定端1、活动端2、六个伸缩装置3、第一多自由度转接器4、第二多自由度转接器5和固定件6。各个所述伸缩装置3的一端通过所述第一多自由度转接器4可转动的设置于所述固定端1，各个所述伸缩装置3的另一端通过所述第二多自由度转接器5连接于所述活动端2，所述六个伸缩装置3用于带动所述活动端2移动和/或转动。所述固定件6设置于所述活动端2顶部，所述固定件6用于定位目标部位，例如腿部。所述第一多自由度转接器4和所述第二多自由度转接器5均至少设置为一个并位于所述伸缩装置3两端，即各个所述伸缩装置3的两端分别与至少一个所述第一多自由度转接器4和至少一个所述第二多自由度转接器5连接。

本发明的一些具体实施例中，所述伸缩装置3、所述第一多自由度转接器4和第二多自由度转接器5均设置为六个。所述固定端1呈六边形设置，所述固定端1的六边形的六条边依次为第一条边101、第二条边102、第三条边103、第四条边104、第五条边105和第六条边106，且所述六边形的第一条边101、第三条边103、第五条边105长度相等，所述六边形的第二条边102、第四条边104和第六条边106长度相等，并且第一条边101的长度小于第二条边102的长度。所述活动端2与所述固定端1的形状相同，所述活动端2的大小略小于所述固定端1的大小。

在一些实施例中，所述活动端2呈六边形设置，所述活动端2的六边形分为奇数边201和偶数边202，所述奇数边201依次为第七条边203、第九条边205和第十一条边207，所述偶数边202依次为第八条边204、第十条边206和第十二条边208。在一些实施例中，所述第一多自由度转接器4与所述第二多自由度转接器5可以为万向头、铰接结构、双球面转动结构或其他结构。在一种实施例中，所述第一多自由度转接器4的一侧结构与所述固定端1固定连接，所述第一多自由度转接器4的另一侧结构可转动设置。在一些实施例中，所述伸缩装置3可以是伸缩气缸、电动伸缩缸、伸缩电机或其他结构。在一些实施例中，所述固定件6可以为弧形板、束缚带、卡箍结构或其他。

本发明的一些实施例中，所述第一多自由度转接器4和所述第二多自由度转接器5均包括第一支架401、连接件405和第二支架404；所述第一支架401设置于所述固定端1或所述活动端2，所述连接件405可转动的设置于所述第一支架401，所述第二支架404可转动的设置于所述连接件405，且所述第一支架401绕所述连接件405的转动方向与所述第二支架404绕所述连接件405的转动方向不同，所述第二支架404用于支撑所述伸缩装置。这样使得所述伸缩装置3可以围绕所述第一多自由度转接器4或所述第二多自由度转接器5自由转动。

在一些实施例中，所述连接件405可以为十字轴。

在本实施例中，所述连接件405包括第一转轴402和第二转轴403。即所述第一多自由度转接器4与所述第二多自由度转接器5均包括第一支架401、第一转轴402、第二转轴403和第二支架404。所述第一支架401设置于所述固定端1或所述活动端2，所述第一转轴402可转动的设置于所述第一支架401，所述第二转轴403可转动的设置于所述第一转轴402，所述第二支架404可转动设置于所述第二转轴403，所述伸缩装置3设置于所述第二支架404。

在一些实施例中，所述第一转轴402绕所述第一支架401的转动方向与所述第二转轴403绕所述第一转轴402的转动方向相互垂直。由于所述第二转轴403绕所述第一转轴402的转动方向和所述第二支架404绕所述第二转轴403的转动方向均相同，此时可以将所述第二转轴403与所述第一转轴402一体设置，即形成所述十字轴。

在一些实施例中，所述第一支架404和所述第二转轴403可以一体设置，并将一体设置后的所述第二支架404或所述第二转轴403可自由转动的设置于所述第一转轴402，同样能达到所述第一多自由度转接器4或所述第二多自由度转接器5自由转动的目的。

通常情况下，所述固定端1固定水平设置，所述活动端2通过所述第一多自由度转接器4、所述伸缩装置3和所述第二多自由度转接器5设置于所述固定端1上侧，初始时所述固定端1的第一条边101与所述活动端2的一个偶数边202位于同一平面内，所述固定端1的第二条边102与所述活动端2的一个奇数边201位于同一平面内。在一些实施例中，初始时所述第一条边101与所述第十二条边208处于同一平面内，所述第二条边102与所述第七条边203处于同一平面内，所述第三条边103与所述第八条边204处于同一平面内，所述第四条边104与所述第九条边205处于同一平面内，所述第五条边105与所述第十条边206处于同一平面内，所述第六条边106与所述第十一条边207处于同一平面内。

各个所述第一多自由度转接器4设置于所述固定端1的上侧面的各个拐角处，各个所述第二多自由度转接器5设置于所述活动端2的下侧面的各个拐角处，各个所述伸缩装置3的两端分别与各个所述第一多自由度转接器4和各个所述第二多自由度转接器5固定连接。所述固定件6设置于所述活动端2的上侧面。

在一些实施例中，所述第一条边101和所述第二条边102的拐角处称之为第一拐角，所述第二条边102和所述第三条边103的拐角处称之为第二拐角，所述第三条边103与所述第四条边104的拐角处称之为第三拐角，所述第四条边104与所述第五条边105的拐角处称之为第四拐角，所述第五条边105与所述第六条边106的拐角处称之为第五拐角，所述第六条边106与所述第一条边101的拐角处称之为第六拐角。所述第七条边203和所述第八条边204的拐角处称之为第七拐角，所述第八条边204和所述第九条边205的拐角处称之为第八拐角，所述第九条边205与所述第十条边206的拐角处称之为第九拐角，所述第十条边206与所述第十一条边207的拐角处称之为第十拐角，所述第十一条边207与所述第十二条边208的拐角处称之为第十一拐角，所述第十二条边208与所述第七条边203的拐角处称之为第十二拐角。所述第一伸缩装置301的两端分别固定在第一拐角和第七拐角处，所述第二伸缩装置302的两端分别固定在第二拐角和第八拐角处，所述第三伸缩装置303的两端分别固定在第三拐角和第九拐角处，所述第四伸缩装置304的两端分别固定在第四拐角和第十拐角处，所述第五伸缩装置305的两端分别固定在第五拐角和第十一拐角处，所述第六伸缩装置306的两端分别固定在第六拐角和第十二拐角处。

使用时将需要进行锻炼的肘关节或膝关节固定在所述固定件6上，通过控制各个所述伸缩装置3，使所述活动端2能够叠加六个所述伸缩装置3的总运动进行移动或转动，进而带动所述活动端2沿水平面、水直面或倾斜面内的任意方向移动或转动，并对所述目标关节进行锻炼。

在一些实施例中，所述固定件6可以滑动或可拆卸的设置于所述活动端2上，这样便于调整所述固定件6的位置，或对所述固定件6进行固定。在一些实施例中，所述固定件6也可以设置为两个，便于同时对两个关节进行锻炼。

在一些实施例中，所述固定端1和所述活动端2也可以设置为矩形、方形、圆形、除六边形以外的多边形、不规则形状或其他。在其他一些实施例中，所述活动端2的大小也可以设置为大于所述固定端1的大小。

在一些实施例中，参照图1至图4，六个所述伸缩装置3前后对称设置，即所述第一伸缩装置301和所述第二伸缩装置302前后对称设置，所述第三伸缩装置303和所述第四伸缩装置304前后对称设置，所述第五伸缩装置305和所述第六伸缩装置306前后对称设置。且此时所述第十二条边208位于所述第一条边101的上方，所述第七条边203位于所述第二条边102的上方，所述第八条边204位于所述第三条边103的上方，所述第九条边205位于所述第四条边104的上方，所述第十条边206位于所述第五条边105的上方，所述第十一条边207位于所述第六条边106的上方。

在一些实施例中，参照图2和图6，所述第二多自由度转接器5可以通过螺栓固定设置。

图9为本发明第二种实施例中的第一多自由度转接器的结构示意图。

在一些实施例中，参照图1和图9，所述第一多自由度转接器4可以设置为一个整体，一个整体上设有至少六个可以自由转动的结构，便于所述第一多自由度转接器4的安装。

图10为本发明第三种实施例中的第一多自由度转接器的结构示意图。

在一些实施例中，参照图1和图10，所述第一多自由度转接器4可以设置为分体结构，一个整体上设有两个可以自由转动的结构，便于所述第一多自由度转接器4的更换。

在一些实施例中，所述固定端1和所述活动端2可以设置为固定板、固定框、支架或其他结构。

在一些实施例中，所述第一多自由度转接器4设置于所述固定端1的边上或内部，所述第二多自由度转接器5也可以设置于所述活动端2的边上或内部，不必要设置于所述固定端1或所述活动端2的拐角处。

在一些实施例中，所述固定端1也可以与竖直面平行设置；所述固定端1还可以与水平面呈一定角度的平面平行设置，即倾斜设置。

在一些实施例中，所述固定端1的第一条边101也可以与所述活动端2的奇数边201对应设置。

本发明的一些实施例中，参照图1至图8，所述关节康复设备还包括控制单元10；所述控制单元10分别与各个所述伸缩装置3通信连接，所述控制单元10用于根据预定运动模式带动所述活动端2移动和/或转动。

本发明的一些实施例中，所述预定运动模式带动所述活动端移动包括带动所述活动端2沿第一方向107、第二方向108和/或第三方向109的移动，所述预定运动模式带动所述活动端转动包括带动所述活动端2绕所述第一方向107、所述第二方向108和/或所述第三方向109的转动。所述第一方向107、所述第二方向108和/或所述第三方向109具体包括：所述第一方向107、所述第二方向108、所述第三方向109、所述第一方向107叠加所述第二方向108、所述第一方向107叠加所述第三方向109、所述第二方向108叠加所述第三方向109、所述第一方向107叠加所述第二方向108同时叠加所述第三方向109。

在一些实施例中，所述第一方向107和所述第二方向108均与所述固定端1所在的平面平行，且所述第一方向107与所述第二方向108垂直，所述第三方向109与所述固定端1所在的平面垂直。当所述固定端1水平设置时，所述第一方向107和所述第二方向108均与水平面平行，所述第三方向109即竖直方向。

在另外一些实施例中，所述第一方向107和/或所述第二方向108也可以与水平面呈一定的角度。

在其他一些实施例中，所述第三方向109也可以与竖直方向呈一定的角度。

本发明的一些具体实施例中，所述控制单元10与各个所述伸缩装置3通信连接，所述控制单元10包括控制信号输入模块、信号处理模块和输出模块。使用时通过所述控制信号输入模块输入需要所述活动端2运动或转动的方向，通过所述信号处理模块将所述控制信号输入模块输入的信号进行计算并转换成各个所述伸缩装置3需要伸缩的距离，之后通过所述输出模块并通过计算得到的信息控制各个所述伸缩装置3运动，进而实现所述活动端2的移动或转动。

所述预定运动模式可以包括一套完整的锻炼过程所需要完成的动作。比如一套完整的锻炼过程可能包括活动端2沿第一方向107往复运动O次、沿第二方向108往复运动P次、沿第三方向109往复运动Q次、绕第一方向107往复转动R次、绕第一方向107往复转动S次或绕第一方向107往复转动T次，O、P、Q、R、S、T均为大于等于1的正整数。一套完整的锻炼过程可能也包括叠加上述至少两种运动方式的运动。一套完整的锻炼过程可能还包括柔和上述任意一种运动方式的轻重程度的运动，所述柔和运动方式的轻重程度即移动或转动的幅度。

值得说明的时，由于所述运动或转动的方向可以为叠加所述第一方向107、所述第二方向108和/或所述第三方向109的运动。即理想状态下所述固定端1可以沿空间内的任意方向移动、或所述固定端1可以绕空间内的任意方向转动。

本发明的一些具体实施例中，所述预定运动模式也可以替换为由使用者或者操控人控制运动，即自由控制所述活动端2的运动。

本发明的一些实施例中，所述关节康复设备还包括位置信息采集单元；所述位置信息采集单元于所述控制单元10通信连接，所述位置信息采集单元用于采集各个所述伸缩装置3的位置信息，所述控制单元10用于根据各个所述伸缩装置3的位置信息调整所述活动端2的运动方向及运动幅度。

本发明的一些具体实施例中，所述位置信息采集单元用于采集各个所述伸缩装置3的伸缩状态，即所述伸缩装置3当前伸缩的长度、所述伸缩装置3相比于固定端1的角度、所述伸缩装置3相比于固定端1的距离或其他信息。由于所述伸缩装置3可伸缩的最大距离一定，所以使得所述固定端1可以运动的空间范围是一定的。通过所述位置信息采集单元获取各个所述伸缩装置3的位置信息，并通过所述控制单元10进行位置信息分析，即可知晓所述活动端2在所述可以运动的空间范围内的沿所述第一方向107、所述第二方向108和所述第三方向109可以运动距离或转动的角度，便于实际使用时做出适时调整，也便于配合所述控制单元10进行所述活动端2的运动的控制。

在一些实施例中，所述位置信息采集单元也可以直接采集所述活动端2相比于所述固定端1的位置信息，之后进行反推各个所述伸缩装置3的伸缩状态。

本发明的一些实施例中，所述关节康复设备还包括受力检测单元；所述受力检测单元设置于所述固定件6，所述受力检测单元检测所述目标关节部位的受力信息，所述受力检测单元与所述控制单元10电性连接，所述控制单元10用于根据所述受力信息控制各个所述伸缩装置3移动。

本发明的一些具体实施例中，由于所述关节康复设备适用对象为关节部位，因此需要严格控制所述活动端2的移动距离和转动角度的大小，避免对关节造成损伤。所述受力检测单元可以是应力传感器、压力传感器或扭力传感器。将所述受力检测单元设置于目标关节处，当受力值大于预设值时所述受力检测单元向所述控制单元10做出反馈，所述控制处理模块控制各个所述伸缩装置3复位或停止。

在一些实施例中，也可以设置为当受力值达到预设值的一定幅度时做出提示，比如受力值达到预设值的80％时做出提示。

图11为本发明第四种实施例中的滑块和滑轨的结构示意图。

本发明的一些实施例中，参照图1至图11，所述关节康复设备还包括若干滑块8；所述若干滑块8可滑动设置于所述固定端1和/或所述活动端2，所述各个所述第一多自由度转接器4和/或各个所述第二多自由度转接器5设置于所述各个所述滑块8上，所述滑块8用于调整所述第一多自由度转接器4和/或所述第二多自由度转接器5所述固定端1和/或所述活动端2上的位置。

本发明的一些具体实施例中，所述第一多自由度转接器4通过滑块8设置于所述固定端1上，所述滑块8通过滑轨9可滑动的设置于所述固定端1。使用时可以通过所述滑块8调整各个所述第一多自由度转接器4之间的间距，能够调整同等状态下控制所述伸缩装置3伸缩时移动或转动的侧重程度。

图12为本发明第五种实施例中的滑块和滑轨的结构示意图。

在一些实施例中，所述滑块8的运动方向可以是所述固定端1由外向内的方向，即如图12所示的所述滑轨9延伸的方向。在另一些实施例中，所述滑块8的运动方向也可以是相邻的两个所述第一多自由度转接器4之间连线的方向，即如图11所示的所述滑轨9延伸的方向。

在一些实施例中，所述第二多自由度转接器5通过滑块8设置于所述活动端2上，所述滑块8可滑动的设置。

在一些实施例中，所述第一多自由度转接器4通过滑块8设置于所述固定端1上，所述第二多自由度转接器5通过滑块8设置于所述活动端2上，所述滑块8可滑动的设置。

在一些实施例中，所述滑块8也可以直接滑动设置于所述活动端2或所述固定端1。

本发明的一些实施例中，所述第一伸缩装置301、所述第二伸缩装置302、所述第三伸缩装置303、所述第四伸缩装置304、所述第五伸缩装置305和所述第六伸缩装置306之间无交叉与所述第一多自由度转接器4和所述依次第二多自由度转接器5对应连接。

本发明的一些具体实施例中，所述第一伸缩装置301的底端通过所述第一多自由度转接器4设置于所述固定端1的第一条边101和第二条边102的拐角处，即所述第一拐角处。所述第一伸缩装置301的顶端通过所述第二多自由度转接器5设置于所述活动端2的第十二条边208和第七条边203的拐角处，即所述第七拐角处。所述第二伸缩装置302、所述第三伸缩装置303、所述第四伸缩装置304、所述第五伸缩装置305和所述第六伸缩装置306依次无交叉设置于所述固定端1和所述活动端2。这样设置能够降低各个所述伸缩装置3之间的相互影响。

图13为本发明实施例中的关节康复系统的立体结构示意图；图14为图13中的关节康复系统的主视图；图15为图13中的关节康复系统的左视图；图16为图13中的关节康复系统的俯视图。

本发明的一些实施例中，参照图1至图16，所述关节康复系统包括上述任一种实施例中的关节康复设备及承载件7；所述承载件7设置于所述固定端1或所述活动端2一侧，所述承载件7用于承载训练对象。

本发明的一些具体实施例中，所述承载件7可以为座椅或躺椅，通过所述承载件7对使用者进行承载，便于使用。

本发明的一些实施例中，所述关节康复系统还包括底板(图中未示)，所述固定端1和/或所述承载件7可滑动的设置于所述底板。

本发明的一些具体实施例中，设置所述底板，并是所述固定端1和所述承载件7中的至少一个可滑动的设置于所述底板上，便于调整所述固定端1和所述承载件7之间的相对位置。

值得说明的是，所述固定端1和/或所述承载件7可滑动的方向可以是左右方向、前后方向或上下方向，也可以是叠加左右方向、前后方向和上下方向中的至少两种。

本发明的一些实施例中，所述关节康复系统还包括驱动机构(图中未示)；所述驱动机构与所述固定端1或所述承载件7连接，所述驱动机构用于带动所述固定端1或所述承载件7移动。

本发明的一些具体实施例中，所述驱动机构可以是电机、气缸或其他，通过设置所述驱动机构带动所述固定端1或所述承载件7移动，便于使用。

在一些实施例中，所述驱动机构带动所述固定端1或所述承载件7的移动方向可以是左右方向、前后方向或上下方向，也可以是叠加左右方向、前后方向和上下方向中的至少两种。

在一些实施例中，所述驱动机构可以设置为两组，两组所述驱动机构分别于所述固定端1和所述承载件7连接，两组所述驱动机构分别控制所述固定端1和所述承载件7的移动。

图17为本发明实施例中的关节康复系统的沿第一方向移动结构示意图。

在一些实施例中，参照图1、图7和图17，通过所述控制单元10控制所述第一伸缩装置301和所述第二伸缩装置302缩短相同距离、并控制所述第三伸缩装置303和所述第四伸缩装置304伸长相同距离、同时控制所述第五伸缩装置305和所述第六伸缩装置306伸长相同距离，带动所述活动端2向左移动，即带动所述活动端2沿所述第一方向107正向移动。

在一些实施例中，通过所述控制单元10控制所述第一伸缩装置301和所述第二伸缩装置302伸长相同距离、并控制所述第三伸缩装置303和所述第四伸缩装置304缩短相同距离、同时控制所述第五伸缩装置305和所述第六伸缩装置306缩短相同距离，带动所述活动端2向右移动，即带动所述活动端2沿所述第一方向107反向移动。

图18为本发明实施例中的关节康复系统的沿第二方向移动结构示意图。

在一些实施例中，参照图1、图5、图7和图18，通过所述控制单元10控制所述第一伸缩装置301、所述第三伸缩装置303和所述第五伸缩装置305缩短、并控制所述第二伸缩装置302、所述第四伸缩装置304和所述第六伸缩装置306伸长，带动所述活动端2沿所述第二方向108移动，即带动所述活动端2沿所述第二方向108移动。

图19为本发明实施例中的关节康复系统的沿第三方向移动结构示意图。

在一些实施例中，参照图1、图7和图19，所述控制单元10控制所述第一伸缩装置301至所述第六伸缩装置306共同伸长、且各个所述伸缩装置3不倾斜，带动所述活动端2沿向上移动，即带动所述活动端2沿所述第三方向109正向移动。

在一些实施例中，通过所述控制单元10控制所述第一伸缩装置301至所述第六伸缩装置306共同缩短、且各个所述伸缩装置3不倾斜，带动所述活动端2沿向下移动，即带动所述活动端2沿所述第三方向109反向移动。

图20为本发明实施例中的关节康复系统的绕第一方向转动结构示意图。

在一些实施例中，参照图1、图7和图20，通过所述控制单元10控制所述第一伸缩装置301、所述第三伸缩装置303和所述第五伸缩装置305伸长、并控制所述第二伸缩装置302、所述第四伸缩装置304和所述第六伸缩装置306缩短，带动所述活动端2绕所述左右方向转动，即带动所述活动端2绕所述第一方向107转动。

图21为本发明实施例中的关节康复系统的绕第二方向转动结构示意图。

在一些实施例中，参照图1、图7和图21，通过所述控制单元10控制所述第一伸缩装置301和所述第二伸缩装置302缩短、并控制所述第三伸缩装置303、所述第四伸缩装置304、所述第五伸缩装置305和所述第六伸缩装置306伸长，带动所述活动端2绕所述前后方向转动，即带动所述活动端2绕所述第二方向108转动。

图22为本发明实施例中的关节康复系统的绕第三方向转动结构示意图。

在一些实施例中，参照图1、图7和图22，通过所述控制单元10控制所述第一伸缩装置301至所述第六伸缩装置306共同伸长、且各个所述伸缩装置3倾斜，带动所述活动端2绕上下方向顺时针转动，即带动所述活动端2绕所述第三方向109顺时针转动。

在一些实施例中，通过所述控制单元10控制所述第一伸缩装置301至所述第六伸缩装置306共同缩短、且各个所述伸缩装置3倾斜，带动所述活动端2绕上下方向逆时针转动，即带动所述活动端2绕所述第三方向109逆时针转动。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (14)

1.一种关节康复设备，其特征在于，包括固定端、活动端、六个伸缩装置、第一多自由度转接器、第二多自由度转接器和固定件；

各个所述伸缩装置的一端通过所述第一多自由度转接器可转动的设置于所述固定端，各个所述伸缩装置的另一端通过所述第二多自由度转接器连接于所述活动端，所述六个伸缩装置用于带动所述活动端移动和/或转动；

所述固定件设置于所述活动端，所述固定件用于定位目标部位。

2.根据权利要求1所述的关节康复设备，其特征在于，所述固定端及所述活动端均为多边形。

3.根据权利要求2所述的关节康复设备，其特征在于，所述活动端的面积小于所述固定端的面积。

4.根据权利要求2所述的关节康复设备，其特征在于，所述固定端及所述活动端均为六边形，并且所述固定端及所述活动端分别包括长短间隔的六个边，在所述活动端处于初始状态时，所述活动端较短边与所述固定端较长边位于同一平面内。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的关节康复设备，其特征在于，各个所述伸缩装置的一端通过所述第一多自由度转接器连接至所述固定端的长边与短边所连接的拐角处，各个所述伸缩装置的另一端通过所述第二多自由度转接器连接至所述活动端的长边与短边所连接的拐角处。

6.根据权利要求5所述的关节康复设备，其特征在于，所述第一多自由度转接器和所述第二多自由度转接器均包括第一支架、连接件和第二支架；

所述第一支架设置于所述固定端或所述活动端，所述连接件可转动的设置于所述第一支架，所述第二支架可转动的设置于所述连接件，且所述第一支架绕所述连接件的转动方向与所述第二支架绕所述连接件的转动方向不同，所述第二支架用于支撑所述伸缩装置。

7.根据权利要求1所述的关节康复设备，其特征在于，还包括控制单元；

所述控制单元分别与各个所述伸缩装置通信连接，所述控制单元用于根据预定运动模式带动所述活动端移动和/或转动。

8.根据权利要求7所述的关节康复设备，其特征在于，所述预定运动模式带动所述活动端移动和/或转动包括带动所述活动端沿第一方向、第二方向和/或第三方向的移动，以及包括带动所述活动端绕所述第一方向、所述第二方向和/或所述第三方向的转动，所述第一方向垂直于所述第二方向，且所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向形成的平面。

9.根据权利要求7或8所述的关节康复设备，其特征在于，还包括位置信息采集单元；

所述位置信息采集单元与所述控制单元通信连接，所述位置信息采集单元用于采集各个所述伸缩装置的位置信息，所述控制单元用于根据各个所述伸缩装置的位置信息调整所述活动端的运动方向及运动幅度。

10.根据权利要求9所述的关节康复设备，其特征在于，还包括受力检测单元；

所述受力检测单元设置于所述固定件，所述受力检测单元检测所述目标关节部位的受力信息，所述受力检测单元与所述控制单元电性连接，所述控制单元用于根据所述受力信息控制各个所述伸缩装置移动。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的关节康复设备，其特征在于，还包括若干滑块；

所述若干滑块的一端可滑动设置于所述固定端和/或所述活动端，并且所述若干滑块的另一端对应设置于各个所述第一多自由度转接器和/或各个所述第二多自由度转接器，所述滑块用于调整所述第一多自由度转接器和/或所述第二多自由度转接器在所述固定端和/或所述活动端上的位置。

12.根据权利要求7或8所述的关节康复设备，其特征在于，所述伸缩装置包括第一伸缩装置、第二伸缩装置、第三伸缩装置、第四伸缩装置、第五伸缩装置和第六伸缩装置，所述第一伸缩装置、所述第二伸缩装置、所述第三伸缩装置、所述第四伸缩装置、所述第五伸缩装置和所述第六伸缩装置之间无交叉与所述第一多自由度转接器和所述第二多自由度转接器对应连接，所述控制单元用于控制所述第一伸缩装置、第二伸缩装置、第三伸缩装置、第四伸缩装置、第五伸缩装置和第六伸缩装置的伸缩距离和/或方向，以控制所述活动端的移动和/或转动。

13.一种关节康复系统，包括如权利要求1至12任一项所述的关节康复设备及承载件，所述承载件用于承载训练对象。

14.根据权利要求13所述的关节康复系统，其特征在于，还包括驱动机构；所述驱动机构与所述固定端或所述承载件连接，所述驱动机构用于带动所述固定端或所述承载件移动。

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