CN211214209U - 肢体康复外骨骼 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种肢体康复外骨骼、所述肢体康复外骨骼包括:第一支撑杆;第二支撑杆,所述第二支撑杆与所述第一支撑杆转动连接;第一导轮组件,所述第一导轮组件设于所述第一支撑杆背离所述第二支撑杆的端部;第二导轮组件,所述第二导轮组件设于所述第二支撑杆背离所述第一支撑杆的端部;以及足底踩踏部,所述足底踩踏部与所述第一导轮组件固定连接,并邻近所述第一支撑杆设置,所述足底踩踏部用于承载人体脚踝,所述足底踩踏部与所述支撑面的距离h的取值范围为:25mm≤h≤125mm。本实用新型技术方案能够在采用外骨骼辅助人体康复时,起到导向的作用,并贴合肢体的运动轨迹,提高康复效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及外骨骼技术领域,特别涉及一种肢体康复外骨骼。
背景技术
康复临床中,在中风、脑瘫等病患的康复早期和急性期,常需要通过关节活动唤醒、重塑因脑组织损伤中断和紊乱的脑神经系统,同时还可以通过关节活动提高肌力、避免肌肉萎缩、肢体产生压疮等其他病症。
现有临床的康复科室中,大都是康复师人为地帮助患者进行相应的康复动作。因为在患者软瘫期,无法提供运动的主动力,所以此时完全需要依靠康复师出力来帮助患者进行训练,如此极大地浪费了人力和时间成本。由于每位康复师每天的康复量有限,所以无法满足脑组织损伤患者和骨科伤病患者快速增长的需求。并且通过人为地进行急性期地康复训练,不能很好地控制康复模式,如进行被动、主动、阻抗模式的有效切换,或者,现有康复训练中还会通过一些机械来辅助导向康复,但是现有的辅助机械运动轨迹不够平滑,与肢体的运动轨迹存在较大误差,以及运动时不够平稳,导致康复效果并不理想。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种肢体康复外骨骼,旨在采用外骨骼辅助人体康复时,起到导向的作用,并贴合肢体的运动轨迹,且运动平稳,提高康复效果。
为实现上述目的,本实用新型提出一种肢体康复外骨骼,所述肢体康复外骨骼包括:
第一支撑杆;
第二支撑杆,所述第二支撑杆与所述第一支撑杆转动连接;
第一导轮组件,所述第一导轮组件设于所述第一支撑杆背离所述第二支撑杆的端部;
第二导轮组件,所述第二导轮组件设于所述第二支撑杆背离所述第一支撑杆的端部;以及
足底踩踏部,所述足底踩踏部与所述第一导轮组件固定连接,并邻近所述第一支撑杆设置,所述足底踩踏部用于承载人体脚踝,所述足底踩踏部与所述支撑面的距离h的取值范围为:25mm≤h≤125mm。
可选地,所述足底踩踏部背离所述第一导轮组件的一侧形成有安置槽,所述安置槽用于承载人体脚踝。
可选地,所述第一导轮的半径为r1,所述r1的取值范围为:25mm≤r1≤100mm。
可选地,在所述第一支撑杆和/或所述第二支撑杆转动方向上,所述第一支撑杆和/或所述第二支撑杆转动形成夹角,所述第一导轮设于所述第一支撑杆的同一侧,所述第二导轮组件设于所述第二支撑杆朝向所述第一导轮组件的一侧。
可选地,所述第一导轮组件还包括第一转动轴,所述第一转动轴设于第一支撑杆背离所述第二支撑杆的端部,所述第一导轮可转动地套接于所述第一转动轴;
所述第二导轮组件包括第二导轮和第二转动轴,所述第二转动轴设于第二支撑杆背离所述第一支撑杆的端部,所述第二导轮可转动地套接于所述第二转动轴。
可选地,所述第一导轮组件还包括连接架,所述连接架设于第一支撑杆背离所述第二支撑杆的端部,所述连接架沿所述第一支撑杆的径向延伸,所述第一转动轴沿所述第一支撑杆的径向延伸,并转动连接于所述连接架。
可选地,所述连接架包括支撑主体和与所述支撑主体连接的连接构件,所述连接构件用于将所述第一支撑杆与所述支撑主体固定连接,所述第一转动轴与所述支撑主体转动连接,所述支撑主体的一表面凹陷形成让位槽,至少部分所述足底踩踏部容置于所述让位槽。
可选地,所述连接架还包括足底连接部,所述足底连接部包括折弯连接的第一连接段和第二连接段,所述第一连接段容置于所述让位槽内,所述第一连接段与容置于所述让位槽内的所述足底踩踏部固定连接,所述第二连接段与伸出所述让位槽的部分所述足底踩踏部固定连接。
可选地,所述第一导轮包括:
支撑轮毂,所述支撑轮毂包括内轮圈、外轮圈和连接筋,所述内轮圈和所述外轮圈相互套接,所述连接筋设于所述内轮圈和所述外轮圈之间,并连接所述内轮圈和所述外轮圈;和
轮毂轴承,所述轮毂轴承的外圈与所述内轮圈固定连接,所述轮毂轴承的内圈与所述第一转动轴固定连接。
可选地,每一所述第一导导轮的所述轮毂轴承的数量为至少两个,至少两所述轮毂轴承沿所述第一导轮的轴向间隔设置。
本实用新型技术方案通过将第一支撑杆和第二支撑杆转动连接,再将第一导轮组件设于第一支撑杆背离第二支撑杆的端部,以及将第二导轮组件设于第二支撑杆背离第一支撑杆的端部,当第一支撑杆在外力的作用下相对第二支撑杆转动时,第一导轮组件可以对第一支撑杆的背离第二支撑杆的端部运动起到导向的作用,而第二导轮组件也会对第二支撑杆背离第一支撑杆的端部运动起到导向的作用。设置足底踩踏部可以便于对使用者的小腿和脚掌部分进行支撑和固定,提高使用的效果,并且放置用户窜动带来的肢体康复外骨骼偏转,提高康复效果。并且,当足底踩踏部相对支撑面的距离h小于25mm时,会导人体足底与支撑面的距离过小,容易导致膝过深,不利于用户康复,并且距离过小容易导致使用过程中足底踩踏部与支撑面发生干涉,不利于使用,当足底踩踏部相对支撑面的距离大于125mm时,会导人体足底与支撑面的距离过大,从而人体脚踝部会被抬起过高,不利于用户康复,并且距离过大容易导致肢体康复外骨骼占用的空间过大,不方便使用,当足底踩踏部相对支撑面的距离h设置在25mm至125mm之间时,一方面能避免足底踩踏部与支撑面发生干涉,且防止膝过深,另一方面可以避免肢体康复外骨骼的结构过大,方便使用。可以理解的是,足底踩踏部相对支撑面的距离h的取值还可以为:30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、110mm等,均能避免足底踩踏部与支撑面发生干涉,且防止膝过深,以及避免肢体康复外骨骼的结构过大,方便使用。
以外骨骼辅助人体的下肢康复为例,第一支撑杆通过与人体小腿固定,第二支撑杆通过与人体大腿固定,再将人体脚掌部分与足底踩踏部固定后,驱动第一支撑杆相对第二支撑杆转动,以带动下肢做屈伸运动。人体在做康复运动时,一般是处于卧姿或者是坐姿的状态,由于在第一支撑杆设有第一导轮组件,所以第一支撑杆在运动时,第一导轮组件与支撑面接触,并相对支撑面滚动,因此能够减小第一支撑杆运动过程中的阻力,进而使小腿部分的运动更贴合肢体正常的运动轨迹,保证人体沿设定的方向运动。第二支撑杆在运动时,第二导轮组件与支撑面接触,因此能够减小第二支撑杆运动过程中的阻力,进而使大腿部分的运动更贴合肢体正常的运动轨迹。并且由于足底踩踏部与支撑面的距离h为:25mm≤h≤125mm,从而能提高康复效果。如此,本实用新型的技术方案可以在采用外骨骼辅助人体康复时,起到导向的作用,并贴合肢体的运动轨迹,提高康复效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例,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示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型肢体康复外骨骼一实施例的结构示意图;
图2为本实用新型肢体康复外骨骼一实施例又一视角的结构示意图;
图3为本实用新型肢体康复外骨骼一实施例再一视角的结构示意图;
图4为本实用新型肢体康复外骨骼的第一导轮组件一实施例中的局部结构示意图;
图5为本实用新型肢体康复外骨骼的第一导轮组件另一实施例中的局部结构示意图;
图6为本实用新型肢体康复外骨骼的第一导轮组件去除第一支撑杆的主视图;
图7为本实用新型肢体康复外骨骼的第一导轮组件去除第一支撑杆的分解示意图;
图8为本实用新型肢体康复外骨骼的第一导轮一实施例中的局部结构示意图;
图9为本实用新型肢体康复外骨骼的第一导轮一实施例中的分解示意图;
图10为本实用新型肢体康复外骨骼的第二导轮一实施例中的局部结构示意图。
附图标号说明:
标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
100 | 肢体康复外骨骼 | 30 | 第一导轮组件 |
10 | 第一支撑杆 | 31 | 第一导轮 |
11 | 第二连接孔 | 311 | 支撑轮毂 |
12 | 连接架 | 3111 | 内轮圈 |
121 | 支撑主体 | 3112 | 外轮圈 |
1211 | 支撑板 | 3113 | 连接筋 |
1211a | 让位槽 | 312 | 轮毂轴承 |
1212 | 支撑凸起 | 40 | 第二导轮组件 |
122 | 连接构件 | 41 | 第二导轮 |
1221 | 夹持件 | 50 | 足底踩踏部 |
1221a | 安装孔 | 60 | 足底连接部 |
1221b | 第一连接孔 | 61 | 第一连接段 |
123 | 第一转动轴 | 62 | 第二连接段 |
20 | 第二支撑杆 |
本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
需要说明,本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
另外,在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其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。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提出一种肢体康复外骨骼100,旨在便于实现患者的下肢康复。
参照图1至图5以及图10,在本申请的一实施例中,所述肢体康复外骨骼100包括:
第一支撑杆10;
第二支撑杆20,所述第二支撑杆20与所述第一支撑杆10转动连接;
第一导轮组件30,所述第一导轮组件30设于所述第一支撑杆10背离所述第二支撑杆20的端部;
第二导轮组件40,所述第二导轮组件40设于所述第二支撑杆20背离所述第一支撑杆10的端部;以及
足底踩踏部50,所述足底踩踏部50与所述第一导轮组件30固定连接,并邻近所述第一支撑杆10设置,所述足底踩踏部50用于承载人体脚踝,所述足底踩踏部50与所述支撑面的距离h的取值范围为:25mm≤h≤125mm。
本实用新型技术方案通过将第一支撑杆10和第二支撑杆20转动连接,再将第一导轮组件30设于第一支撑杆10背离第二支撑杆20的端部,以及将第二导轮组件40设于第二支撑杆20背离第一支撑杆10的端部,当第一支撑杆10在外力的作用下相对第二支撑杆20转动时,第一导轮组件30可以对第一支撑杆10的背离第二支撑杆20的端部运动起到导向的作用,而第二导轮组件40也会对第二支撑杆20背离第一支撑杆10的端部运动起到导向的作用。设置足底踩踏部50可以便于对使用者的小腿和脚掌部分进行支撑和固定,提高使用的效果,并且放置用户窜动带来的肢体康复外骨骼100偏转,提高康复效果。并且,当足底踩踏部50相对支撑面的距离h小于25mm时,会导人体足底与支撑面的距离过小,容易导致膝过深,不利于用户康复,并且距离过小容易导致使用过程中足底踩踏部50与支撑面发生干涉,不利于使用,当足底踩踏部50相对支撑面的距离大于125mm时,会导人体足底与支撑面的距离过大,从而人体脚踝部会被抬起过高,不利于用户康复,并且距离过大容易导致肢体康复外骨骼100占用的空间过大,不方便使用,当足底踩踏部50相对支撑面的距离h设置在25mm至125mm之间时,一方面能避免足底踩踏部50与支撑面发生干涉,且防止膝过深,另一方面可以避免肢体康复外骨骼100的结构过大,方便使用。可以理解的是,足底踩踏部50相对支撑面的距离h的取值还可以为:30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、110mm等,均能避免足底踩踏部50与支撑面发生干涉,且防止膝过深,以及避免肢体康复外骨骼100的结构过大,方便使用。
以外骨骼辅助人体的下肢康复为例,第一支撑杆10通过与人体小腿固定,第二支撑杆20通过与人体大腿固定,再将人体脚掌部分与足底踩踏部50固定后,驱动第一支撑杆10相对第二支撑杆20转动,以带动下肢做屈伸运动。人体在做康复运动时,一般是处于卧姿或者是坐姿的状态,由于在第一支撑杆10设有第一导轮组件30,所以第一支撑杆10在运动时,第一导轮组件30与支撑面接触,并相对支撑面滚动,因此能够减小第一支撑杆10运动过程中的阻力,进而使小腿部分的运动更贴合肢体正常的运动轨迹,保证人体沿设定的方向运动。第二支撑杆20在运动时,第二导轮组件40与支撑面接触,因此能够减小第二支撑杆20运动过程中的阻力,进而使大腿部分的运动更贴合肢体正常的运动轨迹。并且由于足底踩踏部50与支撑面的距离h为:25mm≤h≤125mm,从而能提高康复效果。如此,本实用新型的技术方案可以在采用外骨骼辅助人体康复时,起到导向的作用,并贴合肢体的运动轨迹,提高康复效果。
可以理解的是,在一种使用状态下,用户可以将下肢放置在肢体康复外骨骼100上,从而使得第一支撑杆10支撑小腿,第二支撑杆20支撑大腿,从而在驱动第一支撑杆10和第二支撑杆20相对转动时,对小腿和大腿进行康复训练。以及,为了便于固定患者肢体相对第一支撑杆10和第二支撑杆20的位置,本技术方案中在第一支撑杆10和/或第二支撑杆20上设有固定件,本申请的一实施例中,固定件设于第一支撑杆10和第二支撑杆20的上侧,或者固定件对应设于平行于第一支撑杆10和第二支撑杆20旋转方向的平面,从而在侧向固定腿部,在肢体康复外骨骼100与人体连接时,患者可以处于卧姿或者是坐姿的状态。其中,固定件的材质可以为橡胶、乳胶等弹性材料,也可以由多层布料和/或棉纱制成,以增加其透气性,方便患者使用。
需要说明的是,本申请的“所述第一导轮组件30设于所述第一支撑杆10背离所述第二支撑杆20的端部”中的“端部”,不局限于第一支撑杆10在长度方向的端面,可以理解为第一支撑杆10的自由端,也即,第一导轮组件30的安装可以是位于第一支撑杆10的自由端的,其具体的位置可以距离第一支撑杆10长度方向的端面一段距离或者就固定在端面上,同样的“所述第二导轮组件40设于所述第二支撑杆20背离所述第一支撑杆10的端部”中的“端部”,参照前文表述,在此不做赘述。
在本申请的一实施例中,第一支撑杆10和第二支撑杆20均可以为杆状或者是平板状等结构,为了减轻第一支撑杆10和第二支撑杆20的重量,可以在第一支撑杆10和第二支撑杆20上设置镂空结构。而第一支撑杆10和第二支撑杆20的材质可以采用金属(金属的材质可选择不锈钢材料、铝质材料,铝合金材料、铜质材料、铜合金材料、铁质材料、铁合金材料等)、塑料(塑料可选择硬质塑料,如ABS、POM、PS、PMMA、PC、PET、PBT、PPO等),以及其他合金材料等。或者采用金属材料和塑料的混合,只要能较好地提高第一支撑杆10和第二支撑杆20的稳定即可。如此,更加有利于提升第一支撑杆10和第二支撑杆20的设置稳定性,从而有效提升第一支撑杆10和第二支撑杆20的实用性、可靠性、及耐久性。在本申请的一实施例中,第二支撑杆20的尺寸大于第一支撑杆10的尺寸,因为人体的大腿尺寸大于小腿的尺寸,所以将用于支撑大腿的第二支撑杆20的尺寸设置为大于用于支撑小腿的第一支撑杆10的尺寸,可以使肢体康复外骨骼100的结构更稳定。需要说明的是,尺寸可以为长度、宽度、厚度等几何尺寸中的至少一种。
参照图4、图5,在本申请的一实施例中,所述足底踩踏部50背离所述第一导轮组件30的一侧形成有安置槽,所述安置槽用于承载人体脚踝。在本实施例中,足底踩踏部50大致呈“L”字形设置,用户的脚掌部分可以放置在“L”字形的短边上。设置足底踩踏部50可以便于对使用者的小腿和脚掌部分进行支撑和固定,提高使用的效果,并且放置用户窜动带来的肢体康复外骨骼100偏转,提高康复效果。可以理解的是,该安置槽的形状可以与人体足部的外轮廓适配,从而提高用户的使用效果。足底踩踏部50的材质可以采用橡胶件(橡胶的可以选择天然橡胶或合成橡胶)橡胶属于完全无定型聚合物,在室温下富有弹性,在很小的外力作用下能产生较大形变,除去外力后能恢复原状,可以很好地实现支撑人体足部并且提升用户感受。或者该翻转盖的材质可以采用硅胶件(可选择有机硅胶或无机硅胶),硅胶具有较好的化学稳定性并且具备较好的柔韧性,可以很好地实现支撑人体足部并且提升用户感受。或者该翻转盖的材质可以采用皮革件,皮革是经脱毛和鞣制等物理、化学加工所得到的已经变性不易腐烂的动物皮。皮革由天然蛋白质纤维在三维空间紧密编织构成的,其表面有一种特殊的粒面层,具有自然的粒纹和光泽,手感舒适,并且具备较好的弹性形变功能,可以很好地实现支撑人体足部并且提升用户感受。
参照图3、图6,在本申请的一实施例中,所述第一导轮31的半径为r1,所述r1的取值范围为:25mm≤r1≤100mm。由于第一导轮组件30的第一导轮31的半径是决定足底踩踏部50距离支撑面高度的因素,所以对第一导轮31的半径进行限定,以保证足底踩踏部50的高度适中。当第一导轮31的半径r1小于25mm时,会导人体足底与支撑面的距离过小,容易导致膝过深,不利于用户康复,并且距离过小容易导致使用过程中足底踩踏部50与支撑面发生干涉,不利于使用,当第一导轮31的半径r1大于125mm时,会导人体足底与支撑面的距离过大,从而人体脚踝部会被抬起过高,不利于用户康复,并且距离过大容易导致肢体康复外骨骼100占用的空间过大,不方便使用,当第一导轮31的半径r1设置在25mm至125mm之间时,一方面能避免足底踩踏部50与支撑面发生干涉,且防止膝过深,另一方面可以避免肢体康复外骨骼100的结构过大,方便使用。可以理解的是,第一导轮31的半径r1的取值还可以为:30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm等,均能避免足底踩踏部50与支撑面发生干涉,且防止膝过深,以及避免肢体康复外骨骼100的结构过大,方便使用。
参照图3,在本申请的一实施例中,所述第一导轮31的半径为r1,所述第二导轮41的半径为r2,所述r1与所述r2的关系为:r1≤r2。考虑到人体的大腿直径一般大于小腿直径,从而将第一导轮31的半径设置为小于等于第二导轮41的半径,从而使得肢体康复外骨骼100的形状更适应人体的形状,提高适配度和康复效果。
参照图3,在本申请的一实施例中,在所述第一支撑杆10和/或所述第二支撑杆20转动方向上,所述第一支撑杆10和/或所述第二支撑杆20转动形成夹角,所述第一导轮组件30设于所述第一支撑杆10的一侧,所述第二导轮组件40设于所述第二支撑杆20朝向所述第一导轮组件30的一侧。当第一支撑杆10和第二支撑杆20呈夹角时,即用户在使用过程中为收腿的状态,所述第一导轮组件30设于所述第一支撑杆10的一侧,所述第二导轮组件40设于所述第二支撑杆20朝向所述第一导轮组件30的一侧,可以为第一支撑杆10和第二支撑杆20相对的内表面,即类似小腿的后侧与大腿后侧,由于人体的肌肉组织和包裹在大腿和小腿上的,将第一导轮组件30和第二导轮组件40分别设置在小腿后侧和大腿后侧,可以通过第一导轮组件30和第二导轮组件40抬高肢体康复外骨骼100,从而对大腿和小腿进行让位放置,并避免需要用户的肌肉接触支撑面,防止肌肉的过度出力而影响康复效果,并且还能利于肢体康复外骨骼100支撑。可以理解的是,在第一支撑杆10和第二支撑杆20平行时,第一导轮组件30用于支撑的部分与第二导轮组件40用于支撑的部分设置在肢体康复外骨骼100的同一侧(腿部的后侧),这样可以使肢体康复外骨骼100在同一侧对用户进行支撑,提高支撑稳定性。
参照图1至图5,在本申请的一实施例中,所述第一导轮组件30还包括第一转动轴123,所述第一转动轴123设于第一支撑杆10背离所述第二支撑杆20的端部,所述第一导轮31可转动地套接于所述第一转动轴123;
所述第二导轮组件40包括第二导轮41和第二转动轴,所述第二转动轴设于第二支撑杆20背离所述第一支撑杆10的端部,所述第二导轮41可转动地套接于所述第二转动轴。可以理解的是,第一转动轴123沿第一支撑杆10的径向延伸形成,从而便于第一导轮31进行套接。该第一转动轴123背离第一支撑杆10的端部可以包括限位部,从而将第一导轮31可转动地套接在第一转动轴123时,可以防止第一导轮31在使用过程飞出。以及,该第一转动轴123还可以包括贯穿限位部的切缝,从而在安装第一导轮31时,可以通过将限位部合并起来,再穿过第一导轮31,第一转轴穿过第一导轮31后,限位部张开将第一导轮31限位于第一转动轴123。同样的,第二转动轴沿第二支撑杆20的径向延伸形成,从而便于第二导轮41进行套接。该第二转动轴背离第二支撑杆20的端部可以包括限位部,从而将第二导轮41可转动地套接在第二转动轴时,可以防止第二导轮41在使用过程飞出。以及,该第二转动轴还可以包括贯穿限位部的切缝,从而在安装第二导轮41时,可以通过将限位部合并起来,再穿过第二导轮41,第二转轴穿过第二导轮41后,限位部张开将第二导轮41限位于第二转动轴。
同样的,该第二导轮组件40也可以包括多个第二导轮41,多个所述第二导轮41同轴设置,从而进一步提高肢体康复外骨骼100的结构稳定性。
参照图2,在本申请的一实施例中,所述第一导轮31在轴向上的长度L1的取值范围为:10mm≤L1≤200mm;当第一导轮31轴向上的长度小于10mm时,第一导轮31用于与支撑面接触的面积会较小,在滚动过程中容易造成肢体康复外骨骼100的支撑不稳,影响用户的康复效果;当第一导轮31轴向上的长度大于200mm时,会导致第一导轮31的占用空间太大,造成肢体康复外骨骼100的整体结构过大,不利于用户安置,当L1的取值范围在10mm至200mm时,一方面便于对用户进行支撑,另一方面不会占用过大的体积,方便使用。可以理解的是,L1的取值还可以为:20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、90mm、100mm、120mm、150mm、160mm、180mm等,均能便于支撑且不会占用过大体积。
所述第二导轮41在轴向上的长度L2的取值范围为:30mm≤L2≤120mm。当第二导轮41轴向上的长度小于30mm时,第二导轮41用于与支撑面接触的面积会较小,在滚动过程中容易造成肢体康复外骨骼100的支撑不稳,影响用户的康复效果;当第二导轮41轴向上的长度大于120mm时,会导致第二导轮41的占用空间太大,造成肢体康复外骨骼100的整体结构过大,不利于用户安置,当L2的取值范围在30mm至120mm时,一方面便于对用户进行支撑,另一方面不会占用过大的体积,方便使用。可以理解的是,L1的取值还可以为:20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、90mm、100mm等,均能便于支撑且不会占用过大体积。
参照图4、图5,在本申请的一实施例中,所述第一导轮组件30还包括连接架12,所述连接架12设于第一支撑杆10背离所述第二支撑杆20的端部,所述连接架12沿所述第一支撑杆10的径向延伸,所述第一转动轴123沿所述第一支撑杆10的径向延伸,并转动连接于所述连接架12。设置沿第一支撑杆10径向延伸的连接架12和第一转动轴123可以提高第一导轮31的安装空间,使得第一导轮组件30可以设置更多的第一导轮31,从而进一步提高与支撑面的接触面积,提高肢体康复外骨骼100的结构稳定性。以及可以理解的是,当第一导轮31与第二导轮组件40同时支撑地面时,支撑位置大致呈三角形分布,如此设置,可以提高肢体康复外骨骼100运动时的稳定性。在一实施例中,该连接架12大致呈长条形的板状结构,如此设置一方面便于节省生产成本,另一方面便其沿第一支撑杆10的径向延伸。当连接架12与第一支撑杆10连接时,肢体康复外骨骼100大致呈“T”字形设置,从而保证结构的稳定性。
参照图4、图5,在本申请的一实施例中,所述连接架12包括支撑主体121和与所述支撑主体121连接的连接构件122,所述连接构件122用于将所述第一支撑杆10与所述支撑主体121固定连接,所述第一转动轴123与所述支撑主体121转动连接,所述支撑主体121的一表面凹陷形成让位槽1211a,至少部分所述足底踩踏部50容置于所述让位槽1211a。该连接构件122可以为螺母或者卡接结构或者限位结构,该第一支撑杆10还可以设有螺接孔、卡接位或者配合位,以使连接构件122可以将第一支撑杆10和支撑主体121连接。该连接构件122可以将第一支撑杆10固定于支撑主体121的一表面,从而便于用户的安装。以及,设置支撑主体121可以使连接架12较好地用于支撑肢体康复外骨骼100,提高结构稳定性。将部分的足底踩踏部50设置让位槽1211a内,一方面可以减少连接架12的占用空间,另一方面可以对肢体进行定位安置,提高康复效果。并且将部分的足底踩踏部50设置在让位槽1211a内,可以通过让位槽1211a对足底踩踏部50的高度进行让位控制,防止足底踩踏部50高度过高,方便使用。
参照图4、图5,在本申请的一实施例中,所述连接构件122包括连接件和与所述支撑主体121可拆卸固定连接的夹持件1221,所述夹持件1221形成有用于安装所述第一支撑杆10的安装孔1221a,所述夹持件1221还形成有贯穿所述安装孔1221a的第一连接孔121b,所述第一支撑杆10形成有第二连接孔11,所述连接件穿过所述第一连接孔121b和所述第二连接孔11,将所述夹持件1221和所述支撑第一支撑杆10固定连接。本实施例中,设置夹持件1221主要用于固定第一支撑杆10,设置连接件用于将夹持件1221与支撑主体121连接,提高连接构件122的连接稳定性。以及,可以理解的是,设置安装孔1221a可以在孔的径向上对第一支撑杆10进行限位,该安装孔1221a的截面轮廓优选与第一支撑杆10的截面轮廓适配,从而提高第一支撑杆10插接于安装孔1221a时的固定效果。在本实施例中,连接件可以为螺母,第一连接孔121b和第二连接孔11可以为螺纹孔,从而便于夹持件1221与第一支撑杆10的固定。
在本申请的一实施例中,所述连接构件122包括连接件和与所述支撑主体121可拆卸固定连接的夹持件1221,所述夹持件1221形成有用于夹持所述第一支撑杆10的夹持槽,所述夹持槽的槽口朝向所述支撑板1211设置,所述夹持件1221还形成有贯穿所述夹持槽槽壁的第一连接孔121b,所述第一支撑杆10形成有第二连接孔11,所述连接件穿过所述第一连接孔121b和所述第二连接孔11,将所述夹持件1221和所述支撑第一支撑杆10固定连接。本实施例中,设置夹持件1221主要用于固定第一支撑杆10,设置连接件用于将夹持件1221与支撑主体121连接,提高连接构件122的连接稳定性。以及,由于夹持槽具有槽口,设置夹持槽可以便于用户对第一支撑杆10的安装。可以理解的是,连接件可以为螺母,第一连接孔121b和第二连接孔11可以为螺纹孔,从而便于夹持件1221与第一支撑杆10的固定。
参照图6、图7,在本申请的一实施例中,所述支撑主体121包括支撑板1211和连接于支撑板1211表面的支撑凸起1212,所述连接构件122122设于所述支撑凸起1212背离所述支撑板1211的表面,所述支撑板1211沿所述第一支撑杆10的径向延伸,所述支撑凸起1212沿所述第一支撑杆10的径向形成有贯穿孔,所述第一转动轴123123可转动地穿过所述贯穿孔。设置支撑凸起1212可以对第一转动轴123123进行较好地支撑,该支撑凸起1212和支撑板1211上可以设置螺接孔,进而通过螺母将支撑板1211和支撑凸起1212固定连接。
参照图6、图7,在本申请的一实施例中,所述连接架12还包括足底连接部60,所述足底连接部60包括折弯连接的第一连接段61和第二连接段62,所述第一连接段61容置于所述让位槽1211a内,所述第一连接段61与容置于所述让位槽1211a内的所述足底踩踏部50固定连接,所述第二连接段62与伸出所述让位槽1211a的部分所述足底踩踏部50固定连接。设置折弯连接第一连接段61和第二连接段62可以使足底连接部60从不同的位置连接足底踩踏部50,从而在多个位置限制足底踩踏部50的自由度,保证足底踩踏部50良好的固定。
参照图6,在本申请的一实施例中,位于所述第一支撑杆10的径向上相对的两端部的所述第一导轮31的间距为w,所述间距w的取值范围为:250mm≤w≤450mm。在间距w的取值小于250mm时,容易导致第一导轮31之间的间距过小,过小的间距容易在使用过程中导致第一导轮组件30端轨迹偏移,从而不能较好的采用肢体康复外骨骼100为人体导向,当间距w的取值大于450mm时,容易导致第一导轮31之间的间距过大,较大的间距会导致肢体康复外骨骼100的安装空间较大,如此容易在使用过程中刀子肢体康复外骨骼100与其他东西干涉,影响正常使用。当w的取值范围位于250mm至450mm时,一方面有利于第一导轮组件30对肢体康复外骨骼100进行导向,另一方面不会使肢体康复外骨骼100占用的空间过大,便于使用。可以理解的是,当w的取值为260mm、280mm、300mm、320mm、350mm、360mm、4000mm、420mm、440mm或者前述任意二者之间的数值时,均能有利于第一导轮组件30对肢体康复外骨骼100进行导向,且不会使肢体康复外骨骼100占用的空间过大,便于使用。
参照图8、图9,在本申请的一实施例中,所述第一导轮31包括:
支撑轮毂311,所述支撑轮毂311包括内轮圈3111、外轮圈3112和连接筋3113,所述内轮圈3111和所述外轮圈3112相互套接,所述连接筋3113设于所述内轮圈3111和所述外轮圈3112之间,并连接所述内轮圈3111和所述外轮圈3112;和
轮毂轴承312,所述轮毂轴承312的外圈与所述内轮圈3111固定连接,所述轮毂轴承312的内圈与所述第一转动轴123固定连接。在一实施例中,支撑轮毂311的材质可以采用塑料(塑料可选择硬质塑料,如ABS、POM、PS、PMMA、PC、PET、PBT、PPO等)制作,从而使成本降低且易于成型。该第一导轮31大致呈圆柱状设置,从而便于滚动。设置连接筋3113可以进一步提高内轮圈3111与外轮圈3112的稳定性,并且使得第一导轮31的重量不会太重,影响用户的使用体验。设置轮毂轴承312可以将第一导轮31与第一转动轴123的连接变成滚动摩擦,减少转动的摩擦力,从而使得用户在采用肢体康复外骨骼100做康复训练时,更接近肢体正常的运动轨迹,方便使用。
参照图9,在本申请的一实施例中,每一所述第一导导轮的所述轮毂轴承的数量为至少两个,至少两所述轮毂轴承沿所述第一导轮31的轴向间隔设置。设置双轴承结构可以避免单轴承支撑时受力过大,保证第一导轮31的滚动顺滑,并且由于双轴承承力的面积大于单轴承,减少了第一转动轴123的变形,便于提高肢体康复外骨骼100结构的稳定性。
在本申请的一实施例中,所述第一转动轴123和所述轮毂轴承312之内圈的二者之一形成有凸键,所述第一转动轴123和所述轮毂轴承312之内圈的二者之另一形成有键槽,所述凸键插接于所述键槽内,以使所述第一转动轴123与所述轮毂轴承312固定连接。在本实施例中,通过凸键和键槽的方式实现轴承和轴的固定,如此设置可以使二者的固定效果较好,可以采用花键、三角键等固定方式,只要能实现较好的固定即可。
在本申请的一实施例中,所述第一导轮组件30和所述第二导轮组件40均安置于支撑面上,所述第一导轮组件30投影于支撑面形成第一投影区域,所述连接架12和所述第一支撑杆10投影于支撑面形成第二投影区域,在所述第一导轮31的轴向上,所述第一投影区域的长度大于所述第二投影区域的长度。也即,第一导轮组件30的宽度大于第一支撑杆10和连接架12的宽度,由于肢体小腿背离大腿的一端是没有其他相近的器官了(不像大腿,大腿根部是相近的),不容易通过人体的支撑得到稳定,设置宽度较大的第一导轮组件30可以使肢体康复外骨骼100的结构更稳定,进而提高在康复训练过程中的第一支撑杆10和第二支撑杆20的转动平稳,提高康复效果。
在本申请的一实施例中,所述肢体康复外骨骼100还包括动力装置,所述动力装置驱动所述第一支撑杆10相对所述第二支撑杆20转动。该动力装置可以为电机,该电机可以为步进电机或者伺服电机或者有刷电机或者无刷电机。还可以通过传动件将电机的输出轴与第一支撑杆10和/或第二支撑杆20传动连接。该传动件可以为钢线、齿轮、蜗杆或皮带等,只要便于传动即可,在一实施例中,电机可以设置在第二支撑杆20上,使用时,动力装置在通过传动组件驱动第一支撑杆10转动时,第一支撑杆10带动小腿运动,使人体完成屈膝、伸直等动作,在完成这些动作时,动力装置的位置变化幅度是很小的,因此能够减小甚至避免动力装置克服自身重力做功。也避免了因关节组件重力分布不均匀导致的腿部旋转、关节不对齐的问题,以更好的辅助用户康复。为了便于患者穿戴外骨骼,本实施例中,采用动力装置与第二支撑杆20可拆卸连接的方案,在给患者穿戴外骨骼时,可以先将动力装置拆下,以减轻穿戴时外骨骼的重量,在关节组件穿戴好之后,再将动力装置安装在第二支撑杆20上。在本实用新型的其他实施例中,也可采用动力装置与第二支撑杆20固定连接的方案,以减少穿戴外骨骼时的工序。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是在本实用新型的实用新型构思下,利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种肢体康复外骨骼,其特征在于,所述肢体康复外骨骼包括:
第一支撑杆;
第二支撑杆,所述第二支撑杆与所述第一支撑杆转动连接;
第一导轮组件,所述第一导轮组件设于所述第一支撑杆背离所述第二支撑杆的端部;
第二导轮组件,所述第二导轮组件设于所述第二支撑杆背离所述第一支撑杆的端部;以及
足底踩踏部,所述足底踩踏部与所述第一导轮组件固定连接,并邻近所述第一支撑杆设置,所述足底踩踏部用于承载人体脚踝,所述足底踩踏部与支撑面的距离h的取值范围为:25mm≤h≤125mm。
2.如权利要求1所述的肢体康复外骨骼,其特征在于,所述足底踩踏部背离所述第一导轮组件的一侧形成有安置槽,所述安置槽用于承载人体脚踝。
3.如权利要求1所述的肢体康复外骨骼,其特征在于,所述第一导轮的半径为r1,所述r1的取值范围为:25mm≤r1≤100mm。
4.如权利要求1所述的肢体康复外骨骼,其特征在于,在所述第一支撑杆和/或所述第二支撑杆转动方向上,所述第一支撑杆和/或所述第二支撑杆转动形成夹角,所述第一导轮设于所述第一支撑杆的同一侧,所述第二导轮组件设于所述第二支撑杆朝向所述第一导轮组件的一侧。
5.如权利要求1至4中任一项所述的肢体康复外骨骼,其特征在于,所述第一导轮组件还包括第一转动轴,所述第一转动轴设于第一支撑杆背离所述第二支撑杆的端部,所述第一导轮可转动地套接于所述第一转动轴;
所述第二导轮组件包括第二导轮和第二转动轴,所述第二转动轴设于第二支撑杆背离所述第一支撑杆的端部,所述第二导轮可转动地套接于所述第二转动轴。
6.如权利要求5所述的肢体康复外骨骼,其特征在于,所述第一导轮组件还包括连接架,所述连接架设于第一支撑杆背离所述第二支撑杆的端部,所述连接架沿所述第一支撑杆的径向延伸,所述第一转动轴沿所述第一支撑杆的径向延伸,并转动连接于所述连接架。
7.如权利要求6所述的肢体康复外骨骼,其特征在于,所述连接架包括支撑主体和与所述支撑主体连接的连接构件,所述连接构件用于将所述第一支撑杆与所述支撑主体固定连接,所述第一转动轴与所述支撑主体转动连接,所述支撑主体的一表面凹陷形成让位槽,至少部分所述足底踩踏部容置于所述让位槽。
8.如权利要求7所述的肢体康复外骨骼,其特征在于,所述连接架还包括足底连接部,所述足底连接部包括折弯连接的第一连接段和第二连接段,所述第一连接段容置于所述让位槽内,所述第一连接段与容置于所述让位槽内的所述足底踩踏部固定连接,所述第二连接段与伸出所述让位槽的部分所述足底踩踏部固定连接。
9.如权利要求5所述的肢体康复外骨骼,其特征在于,所述第一导轮包括:
支撑轮毂,所述支撑轮毂包括内轮圈、外轮圈和连接筋,所述内轮圈和所述外轮圈相互套接,所述连接筋设于所述内轮圈和所述外轮圈之间,并连接所述内轮圈和所述外轮圈;和
轮毂轴承,所述轮毂轴承的外圈与所述内轮圈固定连接,所述轮毂轴承的内圈与所述第一转动轴固定连接。
10.如权利要求9所述的肢体康复外骨骼,其特征在于,每一所述第一导导轮的所述轮毂轴承的数量为至少两个,至少两所述轮毂轴承沿所述第一导轮的轴向间隔设置。
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