CN111249115A - 外骨骼组件及下肢康复装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种外骨骼组件及下肢康复装置，外骨骼组件包括：外骨骼本体；第一绑套，连接于外骨骼本体，第一绑套用以穿戴于小腿，以使外骨骼本体与小腿骨对应；第一绑套与所述外骨骼本体可转动连接，且第一绑套的旋转轴线垂直于人体的冠状面。本发明外骨骼组件能为具有个体差异的患者提供正确的辅助作用，满足了不同患者的需求，提高了外骨骼组件的适应性和实用性。

Description

外骨骼组件及下肢康复装置

技术领域

本发明涉及康复机器人技术领域，特别涉及一种外骨骼组件及下肢康复装置。

背景技术

康复机器人是国际机器人领域的研究热点之一。目前，康复机器人已经成为一种重要的辅助医疗设备，被广泛地应用到康复护理、假肢和康复治疗等方面。

其中，下肢外骨骼机器人是一种由机构本体、硬件系统、算法及软件系统，以及可穿戴部件共同构成的康复机器人，能够帮助脑卒中、脊髓损伤以及下肢运动功能有障碍的患者进行康复训练。具体的，患者通过使用下肢外骨骼机器人可以进行坐、站、行走、平衡等功能训练，帮助患者逐渐恢复肌力，掌握身体平衡，矫正异常行走步态，从而回归正常生活。

小腿外骨骼通过绑套穿戴于小腿，但现有技术中，小腿外骨骼与绑套固定连接，对于小腿骨略微弯曲的患者，穿戴绑套后小腿外骨骼也会倾斜，导致外骨骼对患者的康复过程无法起到正确的支撑作用，即无法满足具有个体差异的患者，降低了外骨骼组件的实用性。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种外骨骼组件，旨在解决如何提高外骨骼组件实用性的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出的外骨骼组件包括：

外骨骼本体；

第一绑套，连接于所述外骨骼本体，所述第一绑套用以穿戴于小腿，以使所述外骨骼本体与小腿骨对应；所述第一绑套与所述外骨骼本体可转动连接，且所述第一绑套的旋转轴线垂直于人体的冠状面。

优选地，所述外骨骼本体凸设有转轴，所述第一绑套与所述转轴可转动配合。

优选地，所述外骨骼组件还包括与所述转轴可转动配合的转接座，所述第一绑套连接于所述转接座。

优选地，所述转轴的周壁开设有沿周向延伸的安装槽，所述转接座的内周壁凸设有安装环，所述安装环与所述安装槽可转动配合。

优选地，所述外骨骼本体在所述转轴的一侧还凸设有限位凸起，所述转接座开设有与所述限位凸起对应的避位槽，所述转接座可转动至使所述避位槽的两相对侧壁与所述限位凸起限位抵接。

优选地，所述避位槽的两相对侧壁与所述转接座的轴心形成的圆心角不小于30°，且不超出50°。

优选地，所述第一绑套连接于所述外骨骼本体的下端，所述外骨骼组件还包括连接于所述外骨骼本体上端的第二绑套。

优选地，所述外骨骼本体的长度可调节设置。

优选地，外骨骼组件还包括折板及连接于所述折板的连接件，所述折板包括第一折部和第二折部，所述第一折部连接于所述外骨骼本体的上端并沿左右方向延伸，所述第二折部连接于所述第一折部的末端并朝后延伸，所述连接件连接于所述第二折部的后端，用以与动力关节部件转动配合；

所述第一折部与所述外骨骼本体可滑动配合，以使所述第二折部与所述外骨骼本体的间距呈可调节设置；

和/或，所述第二折部与所述连接件可滑动配合，以使所述第一折部与所述连接件的间距呈可调节设置。

本发明还提出一种下肢康复装置，包括一种外骨骼组件，该外骨骼组件包括：外骨骼本体；第一绑套，连接于所述外骨骼本体，所述第一绑套用以穿戴于小腿，以使所述外骨骼本体与小腿骨对应；所述第一绑套与所述外骨骼本体可转动连接，且所述第一绑套的旋转轴线垂直于人体的冠状面。

本发明外骨骼组件通过使外骨骼本体和第一绑套可转动连接，以使第一绑套可相对于外骨骼本体绕人体前后方向转动，从而第一绑套可通过旋转适应不同弯曲程度的小腿，以使穿戴后的外骨骼本体能保持竖直；外骨骼本体能为患者的康复运动提供准确的支撑力，避免小腿在康复运动过程中因错位的受力方向而受损，由此，外骨骼组件能为具有个体差异的患者提供正确的辅助作用，满足了不同患者的需求，提高了外骨骼组件的适应性和实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明外骨骼组件一实施例的结构示意图；

图2为本发明外骨骼组件一实施例的分解示意图；

图3为本发明外骨骼组件另一实施例的分解示意图；

图4为本发明外骨骼组件又一实施例的分解示意图；

图5为本发明下肢康复装置一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称	标号	名称
						10	外骨骼本体	20	第一绑套	30	转轴
40	转接座	31	安装槽	41	安装环
						11	限位凸起	42	避位槽	50	折板
60	连接件	51	第一折部	52	第二折部
						70	动力关节部件	80	第二绑套

本发明目的的实现、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

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示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。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。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，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种外骨骼组件，应用于下肢康复装置。

在本发明实施例中，如图1至图4所示，该外骨骼组件包括：外骨骼本体10；第一绑套20，连接于所述外骨骼本体10，所述第一绑套20用以穿戴于小腿，以使所述外骨骼本体10与小腿骨对应；所述第一绑套20与所述外骨骼本体10可转动连接，且所述第一绑套20的旋转轴30线垂直于人体的冠状面。

在本实施例中，外骨骼本体10连接于第一绑套20的前侧面，第一绑套20穿戴于患侧小腿后，外骨骼本体10相对固定于患侧小腿的前侧，并与小腿骨对应，以在患者康复运动过程中辅助患侧小腿骨起到支撑作用。第一绑套20的横向尺寸可调节，以适应不同的小腿尺寸。下肢康复装置还包括动力关节部件70，动力关节部件70绑定于患侧大腿，并位于患侧大腿的外侧，动力关节部件70与外骨骼本体10的上端可转动配合，以相对外骨骼本体10前后转动。动力关节部件70绑定于患侧大腿，动力关节部件70与小腿外骨骼的连接处邻近膝关节，即动力关节部件70的前后转动能助力下肢屈膝或伸膝。此时，外骨骼本体10受到的作用力通过第一绑套20作用于小腿，该作用力的方向需符合人体运动力学，以准确模拟小腿在运动过程中的受力情况。也就是说，在运动过程中，外骨骼本体10应保持竖直状态，避免朝左右倾斜，以使小腿受到的力能保持竖直朝下；若小腿受到的作用力方向过度倾斜，则会给小腿造成异常负荷，不利于康复。

在实际应用中，不同患者的小腿会产生不同程度的弯曲差异，若第一绑套20与外骨骼本体10为固定连接，则第一绑套20穿戴于小腿后可能会倾斜于竖直方向，导致动力关节部件70辅助运动的过程中小腿受力方向异常。因此，本实施例将第一绑套20与外骨骼本体10可转动连接，且旋转轴30线垂直于人体的冠状面，冠状面是沿左，右方向将人体纵切为前后两部分的断面，即第一绑套20的旋转轴30线沿人体的前后方向延伸，从而第一绑套20可相对外骨骼本体10沿左右方向转动。由此，第一绑套20穿戴于小腿后，即使小腿本身轻微弯曲，也可以通过转动外骨骼本体10将其转动至竖直状态，以保证小腿在受辅助运动的过程中受力正常。第一绑套20与外骨骼本体10的具体连接结构在此不做限制，只需满足可转动连接即可。

具体地，如图2所示，所述外骨骼本体10凸设有转轴30，所述第一绑套20与所述转轴30可转动配合。在本实施例中，第一绑套20采用柔性材料制成，以提高穿戴舒适性。转轴30采用硬质材料制成，以保证转动的稳定性。因此，转轴30凸设于外骨骼本体10，可增强结构强度和结构一体性。第一绑套20可开设与转轴30适配的轴孔，以直接与转轴30配合，也可通过转接件与转轴30配合，以提高配合强度。

在实际应用中，如图2所示，所述外骨骼组件还包括与所述转轴30可转动配合的转接座40，所述第一绑套20连接于所述转接座40。在本实施例中，转接座40呈环状或筒状设置，转接座40套设于转轴30并与转轴30可转动配合，转接座40一端凸出于转轴30的末端，以与第一绑套20固定连接。举例而言，第一绑套20上开设有过孔，转接座40朝向第一绑套20的端面开设有固定孔，过孔与固定孔可通过紧固件串接，以实现第一绑套20与转接座40的相对固定，由此，既增加了转接座40与转轴30的配合面积，又提高了转接座40与第一绑套20的连接强度，从而间接提高了第一绑套20与外骨骼本体10的配合强度。

在一实施例中，如图2所示，所述转轴30的周壁开设有沿周向延伸的安装槽31，所述转接座40的内周壁凸设有安装环41，所述安装环41与所述安装槽31可转动配合。在本实施例中，安装槽31沿转轴30的周向延伸，安装环41沿转接座40的周向延伸，安装环41与安装槽31配合，既可实现转接座40与转轴30的转动配合，又可在轴向上对转接座40进行限位，防止转接座40脱离转轴30，提高了转接座40与转轴30的配合稳定性。

具体地，如图3所示，所述外骨骼本体10在所述转轴30的一侧还凸设有限位凸起11，所述转接座40开设有与所述限位凸起11对应的避位槽42，所述转接座40可转动至使所述避位槽42的两相对侧壁与所述限位凸起11限位抵接。在本实施例中，限位凸起11凸设于转轴30的上侧，转接座40套设于转轴30后，限位凸起11位于避位槽42内，即限位凸起11位于转接座40的旋转轨迹上，通过避位槽42两个侧壁与限位凸起11的抵接，可限制转接座40的转动角度，从而限制第一绑套20相对于外骨骼本体10的转动角度。也就是说，第一绑套相对于外骨骼本体的转动角度也会被限位凸起限制，从而可防止第一绑套相对外骨骼本体转动至上下颠倒或穿戴口打横的位置，以方便用户更方便、准确地穿戴第一绑套。

在实际应用中，所述避位槽42的两相对侧壁与所述转接座40的轴心形成的圆心角不小于30°，且不超出50°。在本实施例中，避位槽42的两相对侧壁与转接座40的轴心形成的圆心角，即外骨骼本体10可相对第一绑套20转动的角度，将该角度设置为30°至50°，既可保证外骨骼本体10的旋转幅度能适应大多数患者的小腿弯曲程度，以有效保持竖直；又能避免作用于外骨骼本体10的力产生横向的分力，以有效保护小腿。避位槽42的两相对侧壁与所述转接座40的轴心形成的圆心角可设为40°，即外骨骼本体10可相对第一绑套20朝左右分别转动20°。

在一实施例中，如图1至图5所示，所述第一绑套20连接于所述外骨骼本体10的下端，所述外骨骼组件还包括连接于所述外骨骼本体10上端的第二绑套80。在本实施例中，第二绑套80也用以穿戴于小腿，第二绑套80穿戴于小腿后邻近膝关节，第二绑套80与外骨骼本体10固定连接，即外骨骼本体10的上端相对小腿固定，从而外骨骼本体10连接于动力关节部件70的部位不会偏移。外骨骼本体10的下端可相对上端转动，即在穿戴后与小腿的相对位置可实现动态调整，以适应小腿由腿部肌肉或其它因素造成的弯曲度改变，由此，进一步提高了外骨骼组件的适应性和实用性。

具体地，如图1和图2所示，所述外骨骼本体10的长度可调节设置。在本实施例中，外骨骼本体10包括下骨部和上骨部，上骨部开设有滑槽，下骨部与滑槽滑动配合，以控制下骨部的露出长度，从而实现对外骨骼本体10整体长度的调节。上骨部设有松紧旋钮，用以对调节后的下骨部进行紧固定位。此外，下骨部还设有刻度，以方便用户更直观地读取外骨骼本体10调节后的长度。通过将外骨骼本体10设置为长度可调节，可使外骨骼本体10适应不同小腿长度的患者，从而进一步提高外骨骼组件的适应性和实用性。

在实际应用中，如图1至图4所示，外骨骼组件还包括折板50及连接于所述折板50的连接件60，所述折板50包括第一折部51和第二折部52，所述第一折部51连接于所述外骨骼本体10的上端并沿左右方向延伸，所述第二折部52连接于所述第一折部51的末端并朝后延伸，所述连接件60连接于所述第二折部52的后端，用以与动力关节部件70转动配合；

所述第一折部51与所述外骨骼本体10可滑动配合，以使所述第二折部52与所述外骨骼本体10的间距呈可调节设置；和/或，所述第二折部52与所述连接件60可滑动配合，以使所述第一折部51与所述连接件60的间距呈可调节设置。

在本实施例中，第一折部51连接于外骨骼本体10邻近患侧小腿外侧的一面，第二折部52自第一折部51远离外骨骼本体10的一端朝后延伸，连接件60连接于第二折部52，并与动力关节部件70转动配合，由此，实现了动力关节部件70与外骨骼本体10的转动配合，以使动力关节部件70能相对外骨骼本体10前后转动。外骨骼本体10的上端开设有滑槽，第一折部51与滑槽可滑动配合，以控制第一折部51的露出长度，从而实现对第二折部52与外骨骼本体10间距的调节。外骨骼本体10上设有松紧旋钮，用以对调节露出长度后的第一折部51紧固定位。此外，第一折部51还设有刻度，以方便用户更直观地读取第二折部52与外骨骼本体10的间距。

连接件60开设有滑孔，第二折部52与滑孔可滑动配合，以控制第二折部52与动力关节部件70的间距，从而实现对第一折部51与连接件60间距的调节。连接件60上设有松紧旋钮，用以对调节间距后的第二折部52紧固定位。此外，第二折部52还设有刻度，以方便用户更直观地读取第一折部51与连接件60的间距。通过将第一折部51与连接件60的间距设置为可调节，第二折部52与外骨骼本体10的间距设置为可调节，可使外骨骼组件适应不同腿部宽度和厚度的患者，进一步提高外骨骼组件的适应性和实用性。

如图5所示，本发明还提出一种下肢康复装置，该下肢康复装置包括一种外骨骼组件，该外骨骼组件的具体结构参照上述实施例，由于本下肢康复装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明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发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种外骨骼组件，其特征在于，包括：

外骨骼本体；

第一绑套，连接于所述外骨骼本体，所述第一绑套用以穿戴于小腿，以使所述外骨骼本体与小腿骨对应；所述第一绑套与所述外骨骼本体可转动连接，且所述第一绑套的旋转轴线垂直于人体的冠状面。

2.如权利要求1所述的外骨骼组件，其特征在于，所述外骨骼本体凸设有转轴，所述第一绑套与所述转轴可转动配合。

3.如权利要求2所述的外骨骼组件，其特征在于，所述外骨骼组件还包括与所述转轴可转动配合的转接座，所述第一绑套连接于所述转接座。

4.如权利要求3所述的外骨骼组件，其特征在于，所述转轴的周壁开设有沿周向延伸的安装槽，所述转接座的内周壁凸设有安装环，所述安装环与所述安装槽可转动配合。

5.如权利要求4所述的外骨骼组件，其特征在于，所述外骨骼本体在所述转轴的一侧还凸设有限位凸起，所述转接座开设有与所述限位凸起对应的避位槽，所述转接座可转动至使所述避位槽的两相对侧壁与所述限位凸起限位抵接。

6.如权利要求5所述的外骨骼组件，其特征在于，所述避位槽的两相对侧壁与所述转接座的轴心形成的圆心角不小于30°，且不超出50°。

7.如权利要求1至6任一项所述的外骨骼组件，其特征在于，所述第一绑套连接于所述外骨骼本体的下端，所述外骨骼组件还包括连接于所述外骨骼本体上端的第二绑套。

8.如权利要求1至6任一项所述的外骨骼组件，其特征在于，所述外骨骼本体的长度可调节设置。

9.如权利要求1至6任一项所述的外骨骼组件，其特征在于，外骨骼组件还包括折板及连接于所述折板的连接件，所述折板包括第一折部和第二折部，所述第一折部连接于所述外骨骼本体的上端并沿左右方向延伸，所述第二折部连接于所述第一折部的末端并朝后延伸，所述连接件连接于所述第二折部的后端，用以与动力关节部件转动配合；

所述第一折部与所述外骨骼本体可滑动配合，以使所述第二折部与所述外骨骼本体的间距呈可调节设置；

和/或，所述第二折部与所述连接件可滑动配合，以使所述第一折部与所述连接件的间距呈可调节设置。

10.一种下肢康复装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的外骨骼组件。

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