自助式双侧同步外骨骼康复机构制造技术

本发明专利技术提供了一种自助式双侧同步外骨骼康复机构。该康复机构包括左右手臂套袖、左右外骨骼连续体、马甲、刚性连接管以及滑动模块。其中，左右外骨骼连续体具有合金丝，合金丝穿过马甲和刚性连接管进入滑动模块，且左外骨骼连续体的合金丝与右外骨骼连续体的对应合金丝的端部的在滑动模块中固定在一起，组成多个合金丝束，并能够在滑动模块中滑动，从而左外骨骼连续体的合金丝的运动能够带动右外骨骼连续体的对应合金丝作出相同的运动，进而使左外骨骼连续体的运动带动右外骨骼连续体作出相同的运动。本发明专利技术的康复机构不需要借助外界驱动，仅依靠一侧手臂的运动带动另一侧手臂实现完全相同的运动，适合患者进行康复训练。

【技术实现步骤摘要】
自助式双侧同步外骨骼康复机构
[0001 ] 本专利技术涉及康复医疗器械领域，具体涉及适用于肩部损伤后的康复治疗。
技术介绍
机械外骨骼是仿生学的一项重要应用。外骨骼康复医疗机器人主要用来辅助残疾人和丧失部分运动能力的人进行一些日常活动以此来治疗损伤的肌肉，关节。在康复医学方面，对于那些因肌肉受损而无法行动的患者来说，它将成为一项突破性的治疗方法。在应用前景上，外骨骼康复医疗器械将会有着巨大的商业价值。对于目前已经研究开发出来的可穿戴外骨骼康复器械的设计一般都遵从一种设计思路:刚性连杆的铰接。这种设计对于康复器械来说有着很大的弊病:在运动过程中外骨骼很难与人体在不同的姿态下都能很好的贴合适应，这就会对人体产生一些阻力和冲击，与康复的理念相悖。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种自助式双侧同步外骨骼康复机构。不需要借助于外界驱动(电机，液压等)，仅依靠一侧手臂的运动带动另一侧手臂实现完全相同的运动。此机构与患者的身体紧凑贴合，方便穿戴。适合患者在诊所或者住所进行康复训练。为实现上述目的，提供了一种自助式双侧同步外骨骼康复医疗机构。主要用于肩部损伤或者中风患者的康复。该机构使用连续体机构，使得外骨骼在运动中各个姿态下很好的与人体贴合；该机构适合不同肩宽的患者，使得在使用过程中不需要实时调整；该机构依靠一侧手臂的运动，带动另外一侧手臂的同步运动。本专利技术自助式双侧同步外骨骼康复机构按照功能可以分为外骨骼模块，连接模块，以及镍钛合金丝滑动模块。本专利技术自助式双侧同步外骨骼康复机构的外骨骼模块位于整体机构的上部分。由不锈钢片和镍钛合金丝组成。不锈钢片呈类似于半圆环形状。不锈钢片的厚度较薄，上面有二十四个孔均匀分布，供合金丝穿过。一侧的外骨骼由二十个不锈钢片两两铆接而连接。第一片不锈钢片和第二片不锈钢片的铆接位置在不锈钢片的上面部分，第二片不锈钢片和第三片不锈钢片的铆接位置在不锈钢片的下面部分；第三片和第四片的铆接位置在不锈钢片的上面部分，第四片与第五片的铆接位置在不锈钢的下面部分。以此方式，在不锈钢片的上下部分相隔铆接。二十四根镍钛合金金丝依次穿过每个不锈钢片上面的孔。镍钛合金丝的一端固连于外骨骼末端。在锁紧不锈钢片的末端是手臂套袖。手臂套袖分为手臂上套袖和手臂下套袖。套袖可通过3D打印技术制造出来。手臂套袖与锁紧不锈钢片之间是通过螺钉螺母的方式固定。本专利技术自助式双侧同步外骨骼康复机构的连接模块位于整体机构的中间部分。为了保持中间那部分的每一根镍钛合金金丝的长度不变，将聚四氟乙烯(PTFE)的管子套在镍钛合金丝的外面。PTFE的管子的内径是2mm，外径是4mm。PTFE的管子的两端均在外部攻螺纹，这样，PTFE的管子就可以·固定住在不锈钢片上。本专利技术自助式双侧同步外骨骼康复机构的镍钛合金丝滑动模块位于整体机构的下面部分。由一块PTFE板、一块铝板和一个连接装置组成。连接装置上面有24个螺纹通孔均匀分布，这样PTFE管的一端可以旋进固定在连接装置上。位于左侧外骨骼的不锈钢片最下面的镍钛合金丝上套的PTFE管子固定在连接装置的左侧起的第一个螺纹孔上面。位于右侧外骨骼的不锈钢片最下面的镍钛合金丝上套的PTFE管子固定在连接装置的左侧起的第二个螺纹孔上面。以此方式，左右侧的外骨骼上面的同一位置的镍钛合金丝上套的PTFE管子在连接装置上相隔固定。PTFE板和铝板用螺栓固定住后再用螺纹连接方式与连接装置固定住。PTFE板子表面有12组均匀分布的槽。每一组槽由两条轨迹为三次曲线的曲线槽汇合成一条直线槽。连接装置上相邻的两根镍钛合金丝在穿过连接装置后经过曲线槽后汇集进入直线槽。上面已经说明，在外骨骼端，镍钛合金丝的一端已经被锁死固定住。在滑槽端，两根相邻的镍钛合金丝在滑槽内保持齐平，将两根镍钛合金丝套在毛细不锈钢管内。毛细不锈钢管的内径略小于两根镍钛合金丝的直径之和。插入毛细不锈钢管中的镍钛合金丝的长度较佳为是10mm。利用毛细不锈钢管可将两根镍钛合金丝的末端固定在一起。PTFE板上面滑槽的深度与镍钛合金丝的直径相等。铝板盖在PTFE板上，就可以约束住镍钛合金丝，使其只能在滑槽内上下滑动。本专利技术的康复机构用于患者的一侧肩关节及手臂均是健康状况，另一侧的肩关节受到损伤的情形中。康复训练过程中，患者首先伸开两臂在水平位置，穿戴上外骨骼康复机构。患者运动健康一侧的手臂。手臂在运动过程中会带动外骨骼变形。使得外骨骼紧紧贴合手臂。由于镍钛合金丝的一端在外骨骼的末端已经锁死。这样，会使得穿过不锈钢片的镍钛合金丝的长度发生变化。当手臂向下运动时，位于外骨骼上面部分的镍钛合金丝的会伸长，位于外骨骼下面部分的镍钛合金丝的长度会缩短。相反，当手臂向上运动时，位于外骨骼上面部分的镍钛合金丝的长度会缩短，会与外骨骼下面部分的镍钛合金丝的长度会伸长。连接模块部分，由于PTFE的管子的两端都已经固定住。在手臂运动过程中，位于滑动模块部分的镍钛合金丝会在槽内上下滑动。当外骨骼部分的镍钛合金丝的长度伸长时，那么槽内的镍钛合金丝会向上滑动以长度补给。当外骨骼部分的镍钛合金丝的长度缩短时，那么槽内的合金丝会向下滑动。上面已经说明，左右两侧外骨骼上面位于同一位置的两根对称的镍钛合金丝的另一端在滑槽内固定在一起。当健康一侧的手臂运动时，会引起外骨骼上面镍钛合金丝的长度的伸 长和缩短。与此对应是滑块部分的滑槽内的镍钛合金丝长度的缩短和伸长。滑槽内，与健康一侧对应的镍钛合金丝的上下滑动会带动另外一根镍钛合金丝同样上下运动。这样，就会使得另外一侧的外骨骼上面的镍钛合金丝的长度也随着健康一侧的外骨骼上面镍钛合金丝一起伸长和缩短。由于，左右两侧外骨骼上面同一位置的镍钛合金丝都在末端固定在一起。这样，健康一侧的运动会带动受损一侧的同步运动。就实现了双侧同步的目的。根据本专利技术的一方面，提供了一种自助式双侧同步外骨骼康复机构，其特征在于，所述康复机构包括左手臂套袖、右手臂套袖、左外骨骼连续体、右外骨骼连续体、马甲、刚性连接管以及滑动模块，其中，图11是本专利技术的前滑动模块50的立体分解结构图。后滑动模块与前滑动模块50 ’相同，在此不再详述。本文中，前滑动模块和后滑动模块统称为滑动模块。前滑动模块50由滑槽板502、盖板501以及条形连接件503组成。较佳地，滑槽板为一块PTFE板子502，盖板501为一块铝板501。条形连接件503上有二十四个螺纹孔503a均匀分布。与刚性连接管40的一端固定连接。PTFE板子502开有十二组滑槽5021。镍钛合金丝201从刚性连接管40内伸出，进入PTFE板子502上面的滑槽5021内。滑槽呈‘丫’字形状。滑槽上面部分的轨迹是一条三次曲线，为了使镍钛合金丝顺利过渡。从PTFE板子的左侧开始，左外骨骼连续体的第一根镍钛合金丝和右外骨骼连续体相应的第一根镍钛合金丝组成第一组镍钛合金丝束14，左外骨骼连续体的第二根镍钛合金丝和右外骨骼连续体相应的第二根镍钛合金丝组成第二组镍钛合金丝束14，以此方式，形成十二组镍钛合金丝束。在每束合金丝的末端，用毛细不锈钢管紧固，这样，镍钛合金丝的另一端也固定住了。从而每组镍钛合金丝束中的两根合金丝能够在滑动模块中一起上下滑动。需指出的是，上述的PTEF板子和铝板也可以由密度较小的其他材料制成。所述右外骨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自助式双侧同步外骨骼康复机构，其特征在于，所述康复机构包括左手臂套袖、右手臂套袖、左外骨骼连续体、右外骨骼连续体、马甲、刚性连接管以及滑动模块，其中，所述左外骨骼连续体的一端与所述左手臂套袖连接，另一端与所述马甲连接；所述右外骨骼连续体的一端与所述右手臂套袖连接，另一端与所述马甲连接；所述马甲与所述滑动模块连接，所述刚性连接管的一端固定于所述马甲，另一端固定于所述滑动模块；以及所述左外骨骼连续体和所述右外骨骼连续体具有合金丝，所述左外骨骼连续体的合金丝的一端固定于所述左外骨骼连续体的与所述左手臂套袖连接的端部，所述右外骨骼连续体的合金丝的一端固定于所述右外骨骼连续体的与所述右手臂套袖连接的端部，且所述合金丝穿过所述马甲和所述刚性连接管进入所述滑动模块，所述左外骨骼连续体的合金丝的另一端与所述右外骨骼连续体的对应合金丝的另一端的在滑动模块中固定在一起，组成多个合金丝束，并能够在所述滑动模块中滑动，从而所述左外骨骼连续体的合金丝的运动能够带动所述右外骨骼连续体的对应合金丝作出相同的运动，进而使得所述左外骨骼连续体的运动带动所述右外骨骼连续体作出相同的运动。

【技术特征摘要】
1.一种自助式双侧同步外骨骼康复机构，其特征在于，所述康复机构包括左手臂套袖、右手臂套袖、左外骨骼连续体、右外骨骼连续体、马甲、刚性连接管以及滑动模块，其中， 所述左外骨骼连续体的一端与所述左手臂套袖连接，另一端与所述马甲连接； 所述右外骨骼连续体的一端与所述右手臂套袖连接，另一端与所述马甲连接； 所述马甲与所述滑动模块连接，所述刚性连接管的一端固定于所述马甲，另一端固定于所述滑动模块；以及 所述左外骨骼连续体和所述右外骨骼连续体具有合金丝，所述左外骨骼连续体的合金丝的一端固定于所述左外骨骼连续体的与所述左手臂套袖连接的端部，所述右外骨骼连续体的合金丝的一端固定于所述右外骨骼连续体的与所述右手臂套袖连接的端部，且所述合金丝穿过所述马甲和所述刚性连接管进入所述滑动模块，所述左外骨骼连续体的合金丝的另一端与所述右外骨骼连续体的对应合金丝的另一端的在滑动模块中固定在一起，组成多个合金丝束，并能够在所述滑动模块中滑动，从而所述左外骨骼连续体的合金丝的运动能够带动所述右外骨骼连续体的对应合金丝作出相同的运动，进而使得所述左外骨骼连续体的运动带动所述右外骨骼连续体作出相同的运动。2.根据权利要求1所述的康复机构，其特征在于，所述左外骨骼连续体由多个锁紧间隔板、多个转动间隔板、固定间隔板以及合金丝构成，其中，所述合金丝一端固定于所述锁紧间隔板，另一端分别穿过所述转动间隔板、所述固定间隔板以及所述马甲，并进入所述滑动模块中，所述锁紧间隔板与所述左手臂套袖连接，所述固定间隔板与所述马甲连接，所述右骨骼连续体的结构与所述左骨骼连续体的结构相同。3.根据权利要求2所述的康复机构，其特征在于，所述多个锁紧间隔板为叠在一起的多个锁紧不锈钢片，镍钛合金丝的一端固定于所述多个锁紧不锈钢片，且各所述锁紧不锈钢片上开有多个螺纹孔，所述锁紧不锈钢片之间通过穿过所述多个螺纹孔的螺栓和螺母配合使得每一片锁紧不锈钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐凯，汪友，赵江然，刘国庆，傅敏宵，阳志雄，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：