一种针对偏瘫患者的对称式上肢自主康复外骨骼的制作方法

本发明属于上肢康复技术领域，涉及一种针对偏瘫患者的对称式上肢自主康复外骨骼。

背景技术：

近些年脑血栓患病逐年人数增加，病人有偏瘫症状，后期需要多锻炼来恢复。但是，康复医院的电动康复装置数量较少，资源不够，病人数过多，供不应求。而患者在家也缺少也很难进行康复运动，为了改善这种情况，实现病人在家在医院都可以借助器械进行自主康复训练，并且不给患者家庭造成过重经济负担，因此，提供一种简易有效的主动式上肢穿戴式外骨骼装置并供患者使用就显得尤为必要。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了提供一种针对偏瘫患者的对称式上肢自主康复外骨骼，采用对称式人力自主驱动设计，可以避免电力康复装置存在的受到的时空性限制的影响，能够满足偏瘫患者在大多数场合对大臂、小臂、手腕、手指自主康复训练及训练量的需求。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提出了一种针对偏瘫患者的对称式上肢自主康复外骨骼，包括：

穿戴式上身固定机构：用于附着在人体上半身；

对称式大臂摆动牵引机构：包括对称布置的主动大臂杆件和从动大臂杆件，以及将所述主动大臂杆件与从动大臂杆件连为一体的大臂动力传递杆件，所述主动大臂杆件与从动大臂杆件的上部均转动布置在穿戴式上身固定机构上；

对称式小臂摆动牵引机构：包括对称布置的主动小臂杆件和从动小臂杆件，以及将所述主动小臂杆件和从动小臂杆件连为一体的小臂动力传递杆件，所述的主动小臂杆件的中间部位转动连接所述主动大臂杆件的下端位置，所述从动小臂杆件的中间部位转动连接所述从动大臂杆件的下端位置；

手腕弯曲牵引机构：包括仿形的主动手掌依附件和从动手掌依附件，第一中间传动组件，以及两段第一柔索，所述主动手掌依附件和从动手掌依附件分别转动布置在所述主动小臂杆件和从动小臂杆件的前端位置，所述两段第一柔索中，其中一段第一柔索的两端分别连接所述主动手掌依附件和所述第一中间传动组件，另一段第一柔索的两端则分别连接所述第一中间传动组件和所述从动手掌依附件；

手指收缩牵引机构：包括仿形的主动手指依附件和从动手指依附件，第二中间传动组件，以及两段第二柔索，所述的主动手指依附件和从动手指依附件分别对应布置在所述主动手掌依附件和从动手掌依附件上，所述两段第二柔索中，其中一段第二柔索的两端分别连接所述主动手指依附件和所述第二中间传动组件，另一段第二柔索的两端则分别连接所述第二中间传动组件和所述从动手指依附件。

进一步的，所述的穿戴式上身固定机构包括主支架、以及从上到下设置在主支架上的若干组体前固定条和后背固定条，每组体前固定条和后背固定条一一对应设置，并围成可供人体上身穿过的空腔。

进一步的，在从动小臂杆件和穿戴式上身固定机构之间还设有弹簧省力组件。

更进一步的，所述的弹簧省力组件包括分别布置在从动小臂杆件和穿戴式上身固定机构上的两个弹簧定位杆，以及两端分别与两个弹簧定位杆固定并呈拉伸状态的省力弹簧。

进一步的，所述的穿戴式上身固定机构上还沿竖向布置有前后贯通的滑槽，所述的小臂动力传递杆件上还沿主动小臂杆件或从动小臂杆件方向设置有伸入所述滑槽内的滑杆。

进一步的，所述的第一中间传动组件包括第一中间传力轮组和若干组第一导向滑轮，其中，所述第一中间传力轮组由转动布置在小臂动力传递杆件上且同轴连接的两个第一传力轮组成，所述第一导向滑轮则分布在主动小臂杆件和从动小臂杆件上，两段第一柔索的其中一端分别连接两个第一传力轮，另一端则经主动小臂杆件或从动小臂杆件的第一导向滑轮导向后，分别连接所述主动手掌依附件和从动手掌依附件。

更进一步的，所述的第一中间传力轮组与小臂动力传递杆件之间还设有第一复位扭簧件。

进一步的，所述的第二中间传动组件包括第二中间传力轮组和若干组第二导向滑轮，其中，所述第二中间传力轮组由转动布置在小臂动力传递杆件上且同轴连接的两个第二传力轮组成，所述第二导向滑轮则分布在主动小臂杆件和从动小臂杆件上，两段第二柔索的其中一端分别连接两个第二传力轮，另一端则经主动小臂杆件或从动小臂杆件的第二导向滑轮导向后，分别连接所述主动手指依附件和从动手指依附件。

更进一步的，所述的第二中间传力轮组与小臂动力传递杆件之间还设有第二复位扭簧件。

进一步的，所述的主动手指依附件和从动手指依附件均由若干根仿照手指形状的手指杆件依次转动连接而成，且两段第二柔索分别连接主动手指依附件和从动手指依附件的末端位置。

与现有技术相比，本发明无需电力，避免了电力产品在时空上受限制的问题，同时设计较为简便，无电动机等电力零件，成本较低。

附图说明

图1为本发明的装配总示意图；

图2为穿戴式上身固定机构的示意图；

图3为对称式大臂摆动牵引机构的示意图；

图4为对称式小臂摆动牵引机构的示意图；

图5为手腕弯曲牵引机构的示意图；

图6为主动手掌依附件或从动手掌依附件部分的示意图；

图7为手指收缩牵引机构的示意图；

图8为主动手指依附件部分的示意图；

图9为从动手指依附件部分的示意图；

图10为第一中间传动组件部分的示意图；

图中标记说明：

1-穿戴式上身固定机构，11-主支架，12-前固定条，13-后背固定条，14-滑槽；

2-对称式大臂摆动牵引机构，21-主动大臂杆件，22-从动大臂杆件，23-大臂动力传递杆件；

3-对称式小臂摆动牵引机构，31-主动小臂杆件，32-从动小臂杆件，33-小臂动力传递杆件，34-弹簧定位杆，35-省力弹簧，36-滑杆，37-固定槽杆；

4-手腕弯曲牵引机构，41-主动手掌依附件，42-从动手掌依附件，43-第一柔索，44-第一中间传力轮组，45-第一导向滑轮，46-第一传力轮；

5-手指收缩牵引机构，51-主动手指依附件，52-从动手指依附件，53-第二柔索，54-第二中间传力轮组，55-第二导向滑轮，56-第二传力轮，57-手指杆件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

以下各实施方式或实施例中，如无特别说明的功能部件或结构，则表明其均为本领域为实现对应功能的常规部件或结构。

本发明提出了一种针对偏瘫患者的对称式上肢自主康复外骨骼，其结构参见图1所示，包括：

穿戴式上身固定机构1：用于附着在人体上半身；

对称式大臂摆动牵引机构2：请再参见图3所示，包括对称布置的主动大臂杆件21和从动大臂杆件22，以及将所述主动大臂杆件21与从动大臂杆件22连为一体的大臂动力传递杆件23，所述主动大臂杆件21与从动大臂杆件22的上部均转动布置在穿戴式上身固定机构1上；

对称式小臂摆动牵引机构3：请再参见图4所示，包括对称布置的主动小臂杆件31和从动小臂杆件32，以及将所述主动小臂杆件31和从动小臂杆件32连为一体的小臂动力传递杆件33，所述的主动小臂杆件31的中间部位转动连接所述主动大臂杆件21的下端位置，所述从动小臂杆件32的中间部位转动连接所述从动大臂杆件22的下端位置；

手腕弯曲牵引机构4：请再参见图5和图6所示，包括仿形的主动手掌依附件41和从动手掌依附件42，第一中间传动组件，以及两段第一柔索43，所述主动手掌依附件41和从动手掌依附件42分别转动布置在所述主动小臂杆件31和从动小臂杆件32的前端位置，所述两段第一柔索43中，其中一段第一柔索43的两端分别连接所述主动手掌依附件41和所述第一中间传动组件，另一段第一柔索43的两端则分别连接所述第一中间传动组件和所述从动手掌依附件42；

手指收缩牵引机构5：请再参见图7-图9所示，包括仿形的主动手指依附件51和从动手指依附件52，第二中间传动组件，以及两段第二柔索53，所述的主动手指依附件51和从动手指依附件52分别对应布置在所述主动手掌依附件41和从动手掌依附件42上，所述两段第二柔索53中，其中一段第二柔索53的两端分别连接所述主动手指依附件51和所述第二中间传动组件，另一段第二柔索53的两端则分别连接所述第二中间传动组件和所述从动手指依附件52。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图2所示，所述的穿戴式上身固定机构1包括主支架11、以及从上到下设置在主支架11上的若干组体前固定条12和后背固定条13，每组体前固定条12和后背固定条13一一对应设置，并围成可供人体上身穿过的空腔。优选的，前固定条12和后背固定条13设置有三组，其可以起到作为整个装置的施力基础的作用，此外，为减小对患者的负荷，穿戴式上身固定机构1的底部也可以固定在某些固定基础上。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图4所示，在从动小臂杆件32和穿戴式上身固定机构1之间还设有弹簧省力组件。弹簧省力组件主要是通过重复利用弹簧蓄能，减小小臂摆动过程中的拉动作用力。更具体的实施方式中，所述的弹簧省力组件包括分别布置在从动小臂杆件32和穿戴式上身固定机构1上的两个弹簧定位杆34，以及两端分别与两个弹簧定位杆34固定并呈拉伸状态的省力弹簧35。一般的，当从动小臂杆件32放下时，省力弹簧35即拉伸储能，当从动小臂杆件32被拉动抬起时，省力弹簧35即恢复原长并释放能力，达到省力的目的。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图2和图4所示，所述的穿戴式上身固定机构1上还沿竖向布置有前后贯通的滑槽14，所述的小臂动力传递杆件33上还沿主动小臂杆件31或从动小臂杆件32方向设置有伸入所述滑槽14内的滑杆36。优选的，滑杆36的宽度与滑槽14的宽度匹配，同时，滑杆36的长度要大于滑槽14的深度，且在滑杆36的末端还设有防止其脱出滑槽14的防脱凸起，这样，即可以通过滑杆36在滑槽14内部的竖向与水平移动，来限制主动小臂杆件31与从动小臂杆件32上下摆动行程，并使得主动小臂杆件31与从动小臂杆件32只能在竖直平面内运动。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图5所示，所述的第一中间传动组件包括第一中间传力轮组44和若干组第一导向滑轮45，其中，所述第一中间传力轮组44由转动布置在小臂动力传递杆件33上且同轴连接的两个第一传力轮46组成，所述第一导向滑轮45则分布在主动小臂杆件31和从动小臂杆件32上，两段第一柔索43的其中一端分别连接两个第一传力轮46，另一端则经主动小臂杆件31或从动小臂杆件32的第一导向滑轮45导向后，分别连接所述主动手掌依附件41和从动手掌依附件42。优选的，主动手掌依附件41和从动手掌依附件42上分别加工有伸入主动小臂杆件31和从动小臂杆件32上的转动连接孔内的转动轴，第一柔索43则分别与两个转动轴连接。

更具体的实施方式中，所述的第一中间传力轮组44与小臂动力传递杆件33之间还设有第一复位扭簧件。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图7所示，所述的第二中间传动组件包括第二中间传力轮组54和若干组第二导向滑轮55，其中，所述第二中间传力轮组54由转动布置在小臂动力传递杆件33上且同轴连接的两个第二传力轮56组成，所述第二导向滑轮55则分布在主动小臂杆件31和从动小臂杆件32上，两段第二柔索53的其中一端分别连接两个第二传力轮56，另一端则经主动小臂杆件31或从动小臂杆件32的第二导向滑轮55导向后，分别连接所述主动手指依附件51和从动手指依附件52。优选的，第二柔索53连接主动手指依附件51的手背面，而连接从动手指依附件52的手心面。

更具体的实施方式中，所述的第二中间传力轮组54与小臂动力传递杆件33之间还设有第二复位扭簧件。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图8和图9所示，所述的主动手指依附件51和从动手指依附件52均由若干根仿照手指形状的手指杆件57依次转动连接而成，且两段第二柔索53分别连接主动手指依附件51和从动手指依附件52的末端位置。

以上各实施方式可以任一单独实施，也可以任意两两组合或更多的组合实施。

下面结合具体实施例来对上述实施方式进行更详细的说明。

实施例1：

本实施例提供了一种针对偏瘫患者的对称式上肢自主康复外骨骼，其结构参见图1所示，包括：

穿戴式上身固定机构1：用于附着在人体上半身；

对称式大臂摆动牵引机构2：请再参见图3所示，包括对称布置的主动大臂杆件21和从动大臂杆件22，以及将主动大臂杆件21与从动大臂杆件22连为一体的大臂动力传递杆件23，主动大臂杆件21与从动大臂杆件22的上部均转动布置在穿戴式上身固定机构1上；

对称式小臂摆动牵引机构3：请再参见图4所示，包括对称布置的主动小臂杆件31和从动小臂杆件32，以及将主动小臂杆件31和从动小臂杆件32连为一体的小臂动力传递杆件33，主动小臂杆件31的中间部位转动连接主动大臂杆件21的下端位置，从动小臂杆件32的中间部位转动连接从动大臂杆件22的下端位置；

手腕弯曲牵引机构4：请再参见图5、图6和图10所示，包括仿形的主动手掌依附件41和从动手掌依附件42，第一中间传动组件，以及两段第一柔索43，主动手掌依附件41和从动手掌依附件42分别转动布置在主动小臂杆件31和从动小臂杆件32的前端位置，两段第一柔索43中，其中一段第一柔索43的两端分别连接主动手掌依附件41和第一中间传动组件，另一段第一柔索43的两端则分别连接第一中间传动组件和从动手掌依附件42；

手指收缩牵引机构5：请再参见图7-图9所示，包括仿形的主动手指依附件51和从动手指依附件52，第二中间传动组件，以及两段第二柔索53，主动手指依附件51和从动手指依附件52分别对应布置在主动手掌依附件41和从动手掌依附件42上，两段第二柔索53中，其中一段第二柔索53的两端分别连接主动手指依附件51和第二中间传动组件，另一段第二柔索53的两端则分别连接第二中间传动组件和从动手指依附件52。

请再参见图2所示，穿戴式上身固定机构1包括主支架11、以及从上到下设置在主支架11上的若干组体前固定条12和后背固定条13，每组体前固定条12和后背固定条13一一对应设置，并围成可供人体上身穿过的空腔。优选的，前固定条12和后背固定条13设置有三组，其可以起到作为整个装置的施力基础的作用，此外，为减小对患者的负荷，穿戴式上身固定机构1的底部也可以固定在某些固定基础上。

请再参见图4所示，在从动小臂杆件32和穿戴式上身固定机构1之间还设有弹簧省力组件。弹簧省力组件主要是通过重复利用弹簧蓄能，减小小臂摆动过程中的拉动作用力。更具体的实施方式中，弹簧省力组件包括分别布置在从动小臂杆件32和穿戴式上身固定机构1上的两个弹簧定位杆34，以及两端分别与两个弹簧定位杆34固定并呈拉伸状态的省力弹簧35。一般的，当从动小臂杆件32放下时，省力弹簧35即拉伸储能，当从动小臂杆件32被拉动抬起时，省力弹簧35即恢复原长并释放能力，达到省力的目的。

请再参见图2和图4所示，穿戴式上身固定机构1上还沿竖向布置有前后贯通的滑槽14，小臂动力传递杆件33上还沿主动小臂杆件31或从动小臂杆件32方向设置有伸入滑槽14内的滑杆36。优选的，滑杆36的宽度与滑槽14的宽度匹配，同时，滑杆36的长度要大于滑槽14的深度，且在滑杆36的末端还设有防止其脱出滑槽14的防脱凸起，这样，即可以通过滑杆36在滑槽14内部的竖向与水平移动，来限制主动小臂杆件31与从动小臂杆件32上下摆动行程，并使得主动小臂杆件31与从动小臂杆件32只能在竖直平面内运动。

请再参见图5所示，第一中间传动组件包括第一中间传力轮组44和若干组第一导向滑轮45，其中，第一中间传力轮组44由转动布置在小臂动力传递杆件33上且同轴连接的两个第一传力轮46组成，第一导向滑轮45则分布在主动小臂杆件31和从动小臂杆件32上，两段第一柔索43的其中一端分别连接两个第一传力轮46，另一端则经主动小臂杆件31或从动小臂杆件32的第一导向滑轮45导向后，分别连接主动手掌依附件41和从动手掌依附件42。优选的，主动手掌依附件41和从动手掌依附件42上分别加工有伸入主动小臂杆件31和从动小臂杆件32上的转动连接孔内的转动轴，第一柔索43则分别与两个转动轴连接。第一中间传力轮组44与小臂动力传递杆件33之间还设有第一复位扭簧件，其也可以用其同样蓄能复位功能的螺旋弹簧片替代，同理，第二复位扭簧件也一样。

请再参见图7所示，第二中间传动组件包括第二中间传力轮组54和若干组第二导向滑轮55，其中，第二中间传力轮组54由转动布置在小臂动力传递杆件33上且同轴连接的两个第二传力轮56组成，第二导向滑轮55则分布在主动小臂杆件31和从动小臂杆件32上，两段第二柔索53的其中一端分别连接两个第二传力轮56，另一端则经主动小臂杆件31或从动小臂杆件32的第二导向滑轮55导向后，分别连接主动手指依附件51和从动手指依附件52。优选的，第二柔索53连接主动手指依附件51的手背面，而连接从动手指依附件52的手心面。第二中间传力轮组54与小臂动力传递杆件33之间还设有第二复位扭簧件。

本实施例中，请再参见图4所示，第一中间传动组件和第二中间传动组件分别设置在小臂动力传递杆件33上的两个固定槽杆37上。

请再参见图8和图9所示，主动手指依附件51和从动手指依附件52均由若干根仿照手指形状的手指杆件57依次转动连接而成，且两段第二柔索53分别连接主动手指依附件51和从动手指依附件52的末端位置。

本实施例的装置的工作过程参考如下：

(1)大臂康复

以康复右上肢(即右上肢作为从动上肢，左上肢作为主动上肢)为例，大臂摆动牵引机构如图1和图3所示，通过顶部的两个对称的大臂连接轴转动布置在穿戴式上身固定机构1上。

使用时，利用主动大臂杆件21和从动大臂杆件22分别固定患者的左右大臂，当患者左臂前后摆动时，带动主动大臂杆件21转动，进而带动从动大臂杆件22和其上固定的右大臂，实现大臂康复运动的目的。

(2)小臂康复

同样以康复右上肢为例，小臂摆动牵引机构如图1和图4所示，使用时，利用主动小臂杆件31和从动小臂杆件32分别固定患者的左右小臂，患者左小臂上下摆动时，带动主动小臂杆件31，通过杠杆效应将运动传递给小臂动力传递杆件33，再对应将运动传递给从动小臂杆件32，进而带动右小臂的上下摆动，实现小臂康复运动的目的。上下摆动过程中，小臂放下时弹簧拉伸储能，抬起时弹簧恢复原长释放能量，达到省力的目的。

(3)手腕康复

以康复右上肢为例，手腕弯曲牵引机构4如图1和图6所示，将左手手腕和右手手腕分别固定依附在主动手掌依附件41和从动手掌依附件42上，使用时，左手手腕弯曲，拉动第一柔索，第一柔索通过第一导向滑轮45传力后拉动第一中间传动组件上的第一传力轮46转动，进而牵引另一段第一柔索受拉，从而拉动从动手掌依附件42转动，使右手腕受拉弯曲，同时第一复位扭簧件储能，当左手恢复自然状态时，第一复位扭簧件复位，右手手腕不受拉力，自然恢复到放松状态，实现手腕康复运动的目的。

(4)手指康复

同样以康复右上肢为例，手指弯曲牵引机构如图1和图7等所示，将左手手指与右手手指对应固定依附在仿形的主动手指依附件51的手心一侧和从动手指依附件52的手背一侧上，使用时，左手手指收缩，拉动第二柔索，第二柔索通过第二导向滑轮55导向传力后拉动第二中间传动组件上的第二传力轮56转动，进而牵引另一段第二柔索受拉，从而拉动从动手指依附件52上的手指杆件57转动弯曲，使右手手指受拉弯曲，同时第二复位扭簧件储能，左手手指恢复自然状态时，第二复位扭簧件复位，右手手指不受拉力，自然恢复到放松状态，实现手指康复运动的目的。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。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他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

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