CN219148355U - 一种气动软体机器人驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气动软体机器人驱动器，所述驱动器固定在下肢的侧面，并用于驱动下肢关节的弯曲，所述驱动器包括驱动单元以及固定单元，所述固定单元安装在所述驱动单元的两端，所述驱动单元包括腔体，所述腔体内部设有气腔和仿生骨架，所述气腔一端封闭，另一端通过气管连接气源，所述气腔沿着腔体的轴向分布，所述仿生骨架设置在气腔的外侧，所述腔体的一个外侧面设有限制机构。本实用新型的康复驱动器所有的零部件都采用轻质材质，因此整体较为轻便，且佩戴方便，具有良好的康复效果。

Description

一种气动软体机器人驱动器

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种气动软体机器人驱动器。

背景技术

医院对于治疗瘫痪、中风或者由于运动导致足踝部受损的病人，不仅仅是药物方面针对性治疗，其后期的康复理疗训练也非常重要，但是现在大部分患者依靠的是护工、护士或者家人进行人工腿部按摩，这会费时费劲，同时也会增加患者的治疗费用。康复器械是医生对患者进行康复训练或指导时所借助的器械，适用于各类医院的骨科、康复科患者手术治疗后进行恢复或者保持下肢正常生理功能的康复性治疗。

但是，目前的下肢康复器械结构较为复杂，且多为机械驱动，整个驱动器较为笨重，携带不方便，使用也不便利。因此，本领域急需一种较为轻便的康复驱动器，尤其是针对膝关节以及小腿、大腿肌肉及神经康复的驱动器。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种气动软体机器人驱动器。

为了实现本实用新型之目的，本申请提供以下技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种气动软体机器人驱动器，所述驱动器固定在下肢的侧面，并用于驱动下肢关节的弯曲，所述驱动器包括驱动单元以及固定单元，所述固定单元安装在所述驱动单元的两端，所述驱动单元包括腔体，所述腔体内部设有气腔和仿生骨架，所述气腔一端封闭，另一端通过气管连接气源，所述气腔沿着腔体的轴向分布，所述仿生骨架设置在气腔的外侧，所述腔体的一个外侧面设有限制机构。

在第一方面的一种实施方式中，所述仿生骨架的截面投影呈方形、圆形或椭圆形。

在第一方面的一种实施方式中，所述仿生骨架为分体式结构，包括多段闭环型的箍筋，且所有箍筋沿着腔体轴线方向均匀固定分布。

在第一方面的一种实施方式中，所述仿生骨架为一体式结构，包括多个依次连接的重复单元，每个重复单元包括依次连接的顶部结构、第一连接结构、底部结构以及第二连接结构，其中，所述顶部结构垂直于腔体的轴线方向，且所有重复单元的顶部结构均匀分布且平行，所述底部结构位于腔体设置限制结构的一侧。

在第一方面的一种实施方式中，所述仿生骨架的材质为刚性材质。

在第一方面的一种实施方式中，所述限制结构的材料为可弯曲但限制伸缩的材料。

在第一方面的一种实施方式中，所述腔体的材质为可伸缩的柔性材料。

在第一方面的一种实施方式中，所述固定单元为绑带，所述绑带上设有魔术贴。

在第一方面的一种实施方式中，所述气源为气泵或抽气机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：该康复驱动器所有的零部件都采用轻质材质，因此整体较为轻便，且佩戴方便，具有良好的康复效果。

附图说明

图1为实施例1中康复驱动器在使用时的状态示意图；

图2为康复驱动器的展开结构示意图；

图3为实施例1中仿生骨架的结构示意图；

图4为实施例2中仿生骨架的结构示意图；

图5

在附图中，1为腔体，2为气腔，3为仿生骨架，4为限制机构，5为气管，6为绑带，7为魔术贴，8为顶部结构，9为底部结构，10为第一连接结构，11为第二连接结构。

具体实施方式

除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中列举的所有的从最低值到最高值之间的数值，是指当最低值和最高值之间相差两个单位以上时，最低值与最高值之间以一个单位为增量得到的所有数值。

以下将描述本实用新型的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对本实用新型的实施方式进行修改和替换，所得实施方式也在本实用新型的保护范围之内。

传统的下肢康复驱动器结构复杂，且较为笨重，穿戴不易。本申请之目的在于提供一种气动软体机器人驱动器，所述康复驱动器用于驱动下肢关节如膝关节、髋关节、踝关节的弯曲，所述康复驱动器包括驱动单元以及固定单元，所述固定单元安装在所述驱动单元的两端，并分别用于固定小腿、大腿或脚掌，所述驱动单元包括腔体，所述腔体内部设有气腔和仿生骨架，所述气腔一端封闭，另一端通过气管连接气源，所述气腔沿着腔体的轴向分布，所述仿生骨架设置在气腔的外侧，所述腔体的一个外侧面设有限制机构。本申请所使用的腔体、仿生骨架、限制机构均较为轻便，携带便利，且通过设置固定单元，穿戴简单。

在一种具体实施方式中，所述仿生骨架所述骨架为分体式结构，包括多段闭环型的箍筋，且所有箍筋沿着腔体轴线方向均匀固定分布。

在另一种具体实施方式中，所述骨架为一体式结构，包括多个依次连接的重复单元，每个重复单元包括依次连接的顶部结构、第一连接结构、底部结构以及第二连接结构，其中，所述顶部结构垂直于腔体的轴线方向，且所有重复单元的顶部结构均匀分布且平行，所述底部结构位于腔体设置限制结构的一侧。

所述仿生骨架的截面为方形、圆形或椭圆形。设置刚性限制机构一方面是限制腔体径向膨胀或径向收缩，另一方面也可以提高腔体的整体强度，还能增大驱动器的驱动力。由于仿生骨架设置在腔体外部，因此，仿生骨架的截面基本与腔体的截面形状一致。本申请之所以选用方形、圆形或椭圆形，是因为该驱动器固定在下肢的侧面，这些形状的仿生骨架，能够使得驱动器在使用时与下肢贴合度更好，且有利于驱动力的增大。

在第一方面的一种实施方式中，所述骨架的材质选用刚性材质，如不锈钢、铝合金等材质均可，尽量选用质量较轻的材质，可降低驱动装置的总重量，提升便携性。

在第一方面的一种实施方式中，所述限制结构的材料为可弯曲但限制伸长的材料，比如可以选择工程塑料、尼龙、纤维布中的一种。

在第一方面的一种实施方式中，所述腔体的材料为可伸缩的柔性材料，比如可选择硅胶、橡胶或PVC中的一种。本申请所使用的材质均为轻质材料，可有效降低该医疗康复器械的重量，便于携带。

在一种具体实施方式中，所述固定单元为绑带，所述绑带上设有魔术贴。使用该结构的固定装置，穿戴更加简单，而且根据使用者的需求，可调节大小松紧。

在一种具体实施方式中，所述气源为气泵或抽气机。气泵可以向气腔内充气，而抽气机则可以将气腔内的空气抽离，两者工作原理类似，但弯曲方向相反。

实施例

下面将对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种气动软体机器人驱动器，其结构如图1、图2所示，包括一个腔体1，在腔体1的两端均设置绑带6，绑带6上设有魔术贴7，以便于绑带6与小腿或大腿的固定。在使用时，腔体1的位置与膝关节位置对应。在腔体1内设有一个气腔2，气腔2的一端封闭，另一端通过气管5连接气泵(图上未显示气泵)。在气腔2的外部设置仿生骨架3，在本实施例中，仿生骨架3的截面为方形螺旋，如图3所示，具体如下：包括多个重复单元，每个重复单元，每个重复单元包括依次连接的顶部结构8、第一连接结构10、底部结构9以及第二连接结构11，其中，顶部结构8垂直于腔体1的轴线方向，且所有重复单元的顶部结构8均匀分布且平行，底部结构9位于腔体设置限制结构的一侧。该结构能够使得骨架在使用时避免应力集中，从而提升骨架的使用寿命。

在腔体1的一个外侧面上设有一个用于限制腔体一侧伸长的限制机构4。

该康复驱动器的工作原理如下：

使用时，将患者的手臂伸直，将腔体1放置在膝盖上，通过绑带6将腔体1的两端分别固定在小腿和大腿处，并通过魔术贴7调节绑带6的长度，穿戴完成。

通过气泵向气腔2内充气时，由于仿生骨架3的存在，腔体1只能轴向伸长，同时，由于腔体1的一侧设有限制机构4，因此，与限制机构4连接处的腔体1无法伸长，这就导致在同一截面上，部分腔体1无法伸长，其余部分腔体1伸长，这就使得腔体1逐渐弯曲，即康复驱动器弯曲，如图1所示，从而驱动膝关节转动，小腿以及大腿上的肌肉及神经得到锻炼。

实施例2

采用与实施例1类似的结构，不同之处有两点：

(1)在本实施例中，仿生骨架3采用不同的形状，其投影为椭圆形，如图4所示，但顶部结构、底部结构、第一连接结构、第二连接结构的构思并未改变。

(2)在本实施例中，气腔2的一端封闭，另一端通过气管5连接抽气机(图上未显示抽气机)；

(3)该气动软体机器人驱动器在使用时，固定在膝盖关节的一侧，如图5所示。

该康复驱动器的弯曲原理如下：

通过抽气机抽取气腔2内的空气时，腔体1收缩，此处的收缩包括径向收缩和轴向收缩，但由于仿生骨架3的存在，腔体1无法径向收缩，只能轴向收缩，同时，由于腔体1的一侧设有限制机构4，因此，与限制机构4连接处的腔体1无法缩短，这就导致在同一截面上，部分腔体1无法缩短，其余部分腔体1缩短，这就使得腔体1逐渐弯曲，即康复驱动器弯曲，原理与实施例1充气时的原理类似，但弯曲方向相反。

上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都在本申请的范围之内。

Claims (9)

1.一种气动软体机器人驱动器，其特征在于，所述驱动器固定在下肢的侧面，并用于驱动下肢关节的弯曲，所述驱动器包括驱动单元以及固定单元，所述固定单元安装在所述驱动单元的两端，所述驱动单元包括腔体，所述腔体内部设有气腔和仿生骨架，所述气腔一端封闭，另一端通过气管连接气源，所述气腔沿着腔体的轴向分布，所述仿生骨架设置在气腔的外侧，所述腔体的一个外侧面设有限制机构。

2.如权利要求1所述的气动软体机器人驱动器，其特征在于，所述仿生骨架的截面投影呈方形、圆形或椭圆形。

3.如权利要求2所述的气动软体机器人驱动器，其特征在于，所述仿生骨架为分体式结构，包括多段闭环型的箍筋，且所有箍筋沿着腔体轴线方向均匀固定分布。

4.如权利要求2所述的气动软体机器人驱动器，其特征在于，所述仿生骨架为一体式结构，包括多个依次连接的重复单元，每个重复单元包括依次连接的顶部结构、第一连接结构、底部结构以及第二连接结构，其中，所述顶部结构垂直于腔体的轴线方向，且所有重复单元的顶部结构均匀分布且平行，所述底部结构位于腔体设置限制结构的一侧。

5.如权利要求1～4任一所述的气动软体机器人驱动器，其特征在于，所述仿生骨架的材质为刚性材质。

6.如权利要求1所述的气动软体机器人驱动器，其特征在于，所述限制机构的材料为可弯曲但限制伸缩的材料。

7.如权利要求1所述的气动软体机器人驱动器，其特征在于，所述腔体的材质为可伸缩的柔性材料。

8.如权利要求1所述的气动软体机器人驱动器，其特征在于，所述固定单元为绑带，所述绑带上设有魔术贴。

9.如权利要求1所述的气动软体机器人驱动器，其特征在于，所述气源为气泵或抽气机。

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