一种柔性模块化关节康复机构制造技术

一种柔性模块化关节康复机构，它包括法兰、柔性夹紧单元和柔性驱动单元；柔性夹紧单元成对设置，且分别安装在一个法兰上，两个法兰之间均布有与二者连接的柔性驱动单元；柔性夹紧单元对定位通道内的肢体执行夹持；每个所述柔性驱动单元包括球窝、中空接头螺栓和多个空心柔性体；多个空心柔性体串接而成柔性驱动体，柔性驱动体两端的空心柔性体置于球窝中形成球铰，球铰的空心柔性体通过中空接头螺栓与球窝连接，中空接头螺栓的孔道与中心通道相通，每个法兰由球窝和穿设在法兰上的中空接头螺栓一起限位固定。本发明专利技术在提供主动康复运动能力的同时，具备能被动适应病人个性化体型方案关节运动规律的能力。

A flexible modular joint rehabilitation mechanism

【技术实现步骤摘要】
一种柔性模块化关节康复机构
本专利技术涉及一种关节康复机构，具体涉及一种柔性模块化关节康复机构。
技术介绍
目前，对于偏瘫、软组织拉伤以及术后关节康复来讲，后期康复训练成为促进整体康复的主要环节，目前医疗设备主要以固定支架、被动活动关节为主，主要依靠病人自身的主动运动，而在康复初期，如何主动辅助病人关节运动是关节康复的关键。在主动康复结构中，并联结构以稳定性高、力矩连续、工作空间大等优点成为主流趋势，而目前的主要产品是从并联刚性结构直接转移过来，驱动和控制复杂，体积庞大，便携性差，更主要是的是没有针对不同病人的个性化体型方案，同时刚性结构容易对康复病人造成二次伤害。
技术实现思路
本专利技术为克服现有技术不足，提供一种柔性模块化关节康复机构。该机构采用柔性驱动，在提供主动康复运动能力的同时，从材料自身提供被动适应病人个性化体型方案关节运动规律的能力；简化现有整体结构设计复杂度，便捷性好，可佩戴于康复肢体，随病人移动。本专利技术的技术方案为：一种柔性模块化关节康复机构，它包括法兰、柔性夹紧单元和柔性驱动单元；柔性夹紧单元成对设置，且分别安装在一个法兰上，两个法兰之间均布有与二者连接的N个柔性驱动单元；法兰、柔性夹紧单元和柔性驱动单元具有使肢体进出的定位通道，柔性夹紧单元对定位通道内的肢体执行夹持；其中N≥3，N为正整数；每个所述柔性驱动单元包括球窝、中空接头螺栓和多个空心柔性体；多个空心柔性体串接而成柔性驱动体，柔性驱动体两端的空心柔性体置于球窝中形成球铰，球铰的空心柔性体通过中空接头螺栓与球窝连接，多个空心柔性体开设有使彼此相互连通的中心通道，中空接头螺栓的孔道与中心通道相通，每个法兰由球窝和穿设在法兰上的中空接头螺栓一起限位固定。本专利技术相比现有技术的有益效果是：本专利技术空心柔性体与球窝构成球铰，柔性驱动单元可依靠球铰相对球窝自由转动，柔性驱动单元采用柔性材料制造，在柔性驱动单元内部有中心通道连通柔性体，当空心柔性体内部充气时，随着气压升高，柔性驱动单元可延长度方向伸长；其中柔性驱动单元的伸长为主动控制，球绞的相对转动为被动适应，空心柔性体能够被动适应不同病人个性化关节的运动规律。柔性夹紧单元提供足够固定力的前提下，能够保证安全并增加舒适性。整体便携，可随身携带，法兰与柔性驱动单元部位能够快速替换实现模块化设计。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步地说明：附图说明图1是本专利技术的立体结构示意图；图2是柔性驱动单元的主视图；图3是图2中沿A-A线的剖视图；图4是柔性夹紧单元的立体结构示意图；图5是柔性夹紧单元的主视图；图6是图5中沿B-B线的剖视图。具体实施方式参见图1-图3所示，一种柔性模块化关节康复机构，它包括法兰1、柔性夹紧单元2和柔性驱动单元3；柔性夹紧单元2成对设置，且分别安装在一个法兰1上，两个法兰1之间均布有与二者连接的N个柔性驱动单元3；法兰1、柔性夹紧单元2和柔性驱动单元3具有使肢体进出的定位通道，柔性夹紧单元2对通道内的肢体执行夹持；其中N≥3，N为正整数；每个所述柔性驱动单元3包括球窝31、中空接头螺栓32和多个空心柔性体33；多个空心柔性体33串接而成柔性驱动体，柔性驱动体两端的空心柔性体33置于球窝31中形成球铰，球铰的空心柔性体33通过中空接头螺栓32与球窝31连接，多个空心柔性体33开设有使彼此相互连通的中心通道34，中空接头螺栓32的孔道与中心通道相通，每个法兰1由球窝31和穿设在法兰1上的中空接头螺栓32一起限位固定。本实施方式中法兰1上对应柔性驱动单元3开有通孔，中空接头螺栓32的螺纹段由通孔穿过后，与球窝31端部的螺纹孔311螺纹配合，中空接头螺栓32螺纹段端部刺破空心柔性体33的壁面并伸入空心柔性体33内，完成球窝31和空心柔性体33的固定，以及中空柔性体5的密封，中空接头螺栓32的台阶端面(如头部端面)顶靠在法兰1外表面上或通孔所在的凹槽面上，实现了法兰1由中空接头螺栓32和球窝31压紧或夹紧而被固定。通常，中空接头螺栓32选用气阀螺钉。多个空心柔性体33串接可采用一体化成形制作。所述定位通道穿设于康复关节两端的肢体上，启动柔性夹紧单元2可加紧内部肢体；同时由于柔性的作用，可与肢体实现柔性接触和大面积挤压，提高舒适性同时起到安全保护作用。球窝31通过螺纹连接固定在法兰1上，空心柔性体33与球窝31组成球铰，可依靠球铰实现球窝31自由转动；柔性驱动单元2采用柔性材料制造，在空心柔性体33内部有中心通道34连通各柔性体，当由中空接头螺栓32向中心通道34内充气进入空心柔性体33内部，随着气压升高，柔性体串接的柔性驱动体可延长度方向伸长；其中柔性驱动体的伸长为主动控制，球铰的相对转动为被动适应，能够被动适应不同病人个性化关节的运动规律。可选地，如图1和图4-图6所示，所述执行器21包括环形外壳211、柔性膜212和刚性按压头213；环形外壳211内壁面上沿周向做有多个刚性按压头213，每个刚性按压头213为中空结构，每个所述按压头213的端部固接有柔性膜212，柔性膜212、刚性按压头213与环形外壳211形成储气室214，环形外壳211上加工有与储气室214相通的接口2111，环形外壳211与法兰1连接。该实施方式中，为进一步达到模块化布置方式，方便拆装，在环形外壳211的外端部沿周向安装多个连接凸耳215，连接凸耳215和法兰1内缘上分开有相配合的孔，通过在相配合的孔内安装螺栓实现环形外壳211和法兰1的可拆卸连接。可选地，所述环形外壳211为圆形外壳。圆形外壳更适合人体手臂，便于位置调整。上述示例中，环形外壳211通过配合的孔内螺栓与法兰1固连，刚性的环形外壳211套在康复关节两端的肢体上，经接口2111充气，储气室214中气压增加，柔性膜212向环形外壳211内侧膨胀，当所有柔性膜212同时膨胀时，可夹紧内部肢体；同时由于柔性膜212的柔性，可与肢体实现柔性接触和大面积挤压，提高舒适性同时起到安全保护作用。另外，向储气室214中注入或抽出气体，对充放气体频率、气体量大小的控制可实现按摩频率、按压力度的控制；调整执行器相对手臂的固定位置，可以实现手臂不同部位的按摩。此外，因柔性驱动单元3的配置是圆周对称的，所以整体机构可根据柔性夹紧单元2的需要绕着臂旋转到合适的位置，两个环形外壳211镜像配置，在柔性驱动单元3的带动下弯曲关节，同时柔性膜212可以对对应的穴位按摩。因为按摩时候都处于压力保持和加压状态，所以同时起到了夹持作用。在实现关节康复的同时，针对不同刚性按压头进行充放气控制可以实现按压部位可调的按摩，刚性按压头有利于保证柔性膜的方向性和刚度。用凸出点位的这种柔性膜212可以针对点位，通过整体调整位置和旋转，调整针对的穴位。可选地，所述柔性驱动单元3的数量为六个，每两个为一组布置，两个法兰1和三组柔性驱动单元2排布成delta机构。此时，整体康复机构虽然为delta并联结构，但是采用了柔性驱动单元3，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性模块化关节康复机构，其特征在于：它包括法兰(1)、柔性夹紧单元(2)和柔性驱动单元(3)；柔性夹紧单元(2)成对设置，且分别安装在一个法兰(1)上，两个法兰(1)之间均布有与二者连接的N个柔性驱动单元(3)；法兰(1)、柔性夹紧单元(2)和柔性驱动单元(3)具有使肢体进出的定位通道，柔性夹紧单元(2)对定位通道内的肢体执行夹持；其中N≥3，N为正整数；/n每个所述柔性驱动单元(3)包括球窝(31)、中空接头螺栓(32)和多个空心柔性体(33)；多个空心柔性体(33)串接而成柔性驱动体，柔性驱动体两端的空心柔性体(33)置于球窝(31)中形成球铰，球铰的空心柔性体(33)通过中空接头螺栓(32)与球窝(31)连接，多个空心柔性体(33)开设有使彼此相互连通的中心通道(34)，中空接头螺栓(32)的孔道与中心通道相通，每个法兰(1)由球窝(31)和穿设在法兰(1)上的中空接头螺栓(32)一起限位固定。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性模块化关节康复机构，其特征在于：它包括法兰(1)、柔性夹紧单元(2)和柔性驱动单元(3)；柔性夹紧单元(2)成对设置，且分别安装在一个法兰(1)上，两个法兰(1)之间均布有与二者连接的N个柔性驱动单元(3)；法兰(1)、柔性夹紧单元(2)和柔性驱动单元(3)具有使肢体进出的定位通道，柔性夹紧单元(2)对定位通道内的肢体执行夹持；其中N≥3，N为正整数；
每个所述柔性驱动单元(3)包括球窝(31)、中空接头螺栓(32)和多个空心柔性体(33)；多个空心柔性体(33)串接而成柔性驱动体，柔性驱动体两端的空心柔性体(33)置于球窝(31)中形成球铰，球铰的空心柔性体(33)通过中空接头螺栓(32)与球窝(31)连接，多个空心柔性体(33)开设有使彼此相互连通的中心通道(34)，中空接头螺栓(32)的孔道与中心通道相通，每个法兰(1)由球窝(31)和穿设在法兰(1)上的中空接头螺栓(32)一起限位固定。


2.根据权利要求1所述一种柔性模块化关节康复机构，其特征在于：所述执行器(21)包括环形外壳(211)、柔性膜(212)和刚性按压头(213)；环形外壳(211)内壁面上...

【专利技术属性】
技术研发人员：别东洋，韩建达，许嘉豪，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津;12