[发明专利]基于柔顺恒力矩机构的关节支撑装置

说明书

本发明公开了一种基于柔顺恒力矩机构的关节支撑装置，包括位于肢体两侧的支撑单元，支撑单元包括上、下护板，上、下护板之间设置有柔顺导向机构，柔顺导向机构包括柔性连接的柔顺导向梁和旋转台，上护板的下端与柔顺导向梁固定连接，下护板的上端与旋转台固定连接。上述方案通过设置柔顺导向机构来连接上、下护板，一方面可以使上、下护板稳定连接对关节两端的肢体进行固定；另一方面能够在不加传感器和执行器的情况下实现恒力矩输出，通过柔顺导向机构产生的恒力矩能够增大受损关节的运动范围和角度，有助于受损关节的肌肉恢复功能；再者上、下护板在相对运动时运动副处无摩擦，运动精度高。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体设计一种基于柔顺恒力矩机构的关节支撑装置。

背景技术

在医疗器械领域，关节支撑装置主要用于受伤组织的康复、愈合和机能恢复。一般采用石膏板固定关节的方法能够为受损关节提供一个刚性表面，防止由于肢体的自身重量作用导致关节错位。但有些病患在膝关节、肘关节、踝关节、腕关节等关节处因有较大损伤或经历手术导致关节处肌肉的屈曲和伸缩的挛缩，为了恢复机体关节的功能，传统的石膏板固定关节的方法就不再适用。

现有技术中通常会使用一种能够为机体提供扭转力矩的关节支撑，通过扭转力矩能够增大关节的工作范围和角度。这种关节支撑一般需要在使用外部传感器和执行器的情况下才能实现恒力矩的输出，也有些关节支撑不需要外借助部传感器和执行器，使用扭簧结构来实现力矩输出。但是上述关节支撑通常会存在以下问题：1、成本高、结构复杂、尺寸较大；2、弹簧收缩时，弹簧所施加的力逐渐减小。导致病人在使用该种关节支撑时由于所提供的扭转力矩不同，会感觉到不适，康复效果较低；3、上述关节支撑在运动副处有摩擦和冲击、机构运动精度较低、不利于整体加工。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于柔顺恒力矩机构的关节支撑装置，在不借助其他装置的情况下实现恒力矩输出，便于受损关节处的功能恢复。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于柔顺恒力矩机构的关节支撑装置，包括位于肢体两侧的支撑单元，支撑单元包括上、下护板，上、下护板之间设置有柔顺导向机构，柔顺导向机构包括柔性连接的柔顺导向梁和旋转台，上护板的下端与柔顺导向梁固定连接，下护板的上端与旋转台固定连接。

柔顺导向梁整体呈环形板状且其板面整体位于铅垂面内，柔顺导向梁的环形中心区域内布置有由支架杆构成的三角架，支架杆上向内凸伸有悬伸杆，悬伸杆的悬伸端与旋转台固定连接。

所述支架杆包括位于中间的凹形杆件和连接在凹形杆件两端的直杆，相邻的两支架杆中直杆的杆端固定连接，悬伸杆的固定端与凹形杆件的底杆固定连接。

所述上护板的下端与柔顺导向梁的上端通过螺栓固定连接，下护板的上端与旋转台的中部通过螺栓固定连接。

所述柔顺导向机构还包括由左、右半壳构成的壳体，柔顺导向梁和旋转台布置在壳体的壳腔内，壳体的周围侧边开设有供上、下护板运动的缺口。

所述壳体靠近肢体的一侧端面上设置有海绵垫。

位于肢体两侧的上、下护板均通过海绵绑带与肢体固定。

所述上护板包括第一上支板和第二上支板，第一上支板的下段和/或第二上支板的上段板面上开设有条形孔，条形孔的长度方向与上护板的长度方向一致，螺栓穿过条形孔将第一上支板与第二上支板固定连接。

所述下护板包括第一下支板和第二下支板，第一下支板的下段和/或第二下支板的上段板面上开设有条形孔，条形孔的长度方向与下护板的长度方向一致，螺栓穿过条形孔将第一下支板与第二下支板固定连接。