下肢康复外骨骼和下肢康复系统的制作方法

本实用新型涉及外骨骼技术领域，特别涉及一种下肢康复外骨骼和下肢康复系统。

背景技术：

康复临床中，在中风、脑瘫等病患的康复早期和急性期，常需要通过关节活动唤醒、重塑因脑组织损伤中断和紊乱的脑神经系统，同时还可以通过关节活动提高肌力、避免肌肉萎缩、肢体产生压疮等其他病症。

相关技术中的临床的康复科室中，大都是康复师人为地帮助患者进行相应的康复动作。因为在患者软瘫期，无法提供运动的主动力，所以此时完全需要依靠康复师出力来帮助患者进行训练，如此极大地浪费了人力和时间成本。由于每位康复师每天的康复量有限，所以无法满足脑组织损伤患者和骨科伤病患者快速增长的需求。并且通过人为地进行急性期地康复训练，不能很好地控制康复模式，如进行被动、主动、阻抗模式的有效切换，或者，相关技术中的康复训练中还会通过一些机械来辅助导向康复，但是相关技术中的辅助机械运动轨迹不够平滑，与肢体的运动轨迹存在较大误差，导致康复效果并不理想，而且脚踝部往往只采用固定的矫正器，不能保证康复训练过程中足底的踩实感，且不能有效地改善踝关节周边肌肉的肌力。

上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种下肢康复外骨骼和下肢康复系统，旨在提高患者的下肢康复效果，同时保证康复训练过程中足底的踩实感，且有效地改善踝关节周边肌肉的肌力。

为实现上述目的，本实用新型提出的下肢康复外骨骼，包括：第一支撑杆；第二支撑杆，所述第二支撑杆与所述第一支撑杆转动连接；第一导轮组件，所述第一导轮组件设于所述第一支撑杆背离所述第二支撑杆的端部；第二导轮组件，所述第二导轮组件设于所述第二支撑杆背离所述第一支撑杆的端部；角度调节机构，所述角度调节具有固定部和转动部，所述固定部固定连接于所述第二导轮组件，所述转动部可沿多个方向相对于所述第二导轮组件转动；以及脚踝固定件，所述脚踝固定件包括小腿固定段和脚跟固定段，所述小腿固定段和所述脚跟固定段沿所述第二支撑杆的轴向间隔设置，所述小腿固定段固定连接于所述第二导轮组件，所述脚跟固定段的侧面连接于所述角度调节机构，并跟随所述转动部转动，所述脚跟固定段于转动过程中限位抵接于所述第二导轮组件。

可选地，所述脚跟固定段包括基板和二侧板，所述基板具有弯折连接的脚底部和脚跟部，二所述侧板均呈圆弧状，且分别设于所述基板的相对两侧，所述转动部固定连接于一所述侧板。

可选地，所述角度调节机构包括安装板和万向球轴承，所述万向球轴承包括连接轴、套接于所述连接轴一端的万向球以及套设于所述万向球外侧的外圈轮，所述安装板和所述外圈轮形成为所述固定部，所述连接轴和所述万向球形成为所述转动部，所述安装板固定安装于所述第二导轮组件，并位于所述脚跟固定段的一侧，所述外圈轮固定安装于所述安装板，所述连接轴远离所述万向球的一端固定连接于所述侧板。

可选地，所述第二导轮组件包括连接架和第二导轮，所述连接架设于所述第二支撑杆背离所述第一支撑杆的端部，所述第二导轮转动连接于所述连接架，所述小腿固定段固定连接于所述连接架，所述安装板固定安装于所述连接架。

可选地，所述连接架包括：连接板，所述连接板设于所述第二支撑杆背离所述第一支撑杆的端部，所述连接板具有长度方向，其长度方向垂直于所述第二支撑杆的轴线方向，所述第二导轮转动连接于所述连接板，所述安装板固定安装于所述连接板；和固定板，所述固定板的一侧板固定于所述连接板，并朝向所述第二支撑杆延伸，所述小腿固定段固定连接于所述固定板。

可选地，所述连接板的表面凹陷形成安装位，所述安装板固定连接于所述安装位，所述固定板固定于所述连接板未凹陷成安装位的表面；和/或，所述第二导轮设置有两个，两个所述第二导轮可转动地连接于所述连接板沿长度方向的相对两侧。

可选地，所述连接轴远离所述万向球的一端设置有限位盘，所述限位盘固定连接于所述侧板，所述限位盘随所述万向球转动过程中限位抵接于所述安装板。

可选地，所述角度调节机构设置有两个，两个所述角度调节机构分别设于所述脚跟固定段的相对两侧，并分别固定连接于所述脚跟固定段的相对两侧面。

可选地，两所述角度调节机构的转动部之轴线处于同一直线。

本实用新型还提出了一种下肢康复系统，包括两组下肢康复外骨骼，两组所述下肢康复外骨骼相对设置；所述下肢康复外骨骼包括：第一支撑杆；第二支撑杆，所述第二支撑杆与所述第一支撑杆转动连接；第一导轮组件，所述第一导轮组件设于所述第一支撑杆背离所述第二支撑杆的端部；第二导轮组件，所述第二导轮组件设于所述第二支撑杆背离所述第一支撑杆的端部；角度调节机构，所述角度调节具有固定部和转动部，所述固定部固定连接于所述第二导轮组件，所述转动部可沿多个方向相对于所述第二导轮组件转动；以及脚踝固定件，所述脚踝固定件包括小腿固定段和脚跟固定段，所述小腿固定段和所述脚跟固定段沿所述第二支撑杆的轴向间隔设置，所述小腿固定段固定连接于所述第二导轮组件，所述脚跟固定段的侧面连接于所述角度调节机构，并跟随所述转动部转动，所述脚跟固定段于转动过程中限位抵接于所述第二导轮组件。

本实用新型的技术方案，通过将第一支撑杆和第二支撑杆转动连接，再将第一导轮组件设置于第一支撑杆背离第二支撑杆的端部，将第二导轮设置于第二支撑杆背离第一支撑杆的端部。当第一支撑杆在外力作用下相对于第二支撑杆转动时，第一导轮组件可以对第一支撑杆的运动起到导向作用，而第二导轮组件也会对第二支撑杆的运动起到导向作用。同时，在第二导轮组件还设置角度调节机构和脚踝固定件，脚踝固定件包括分体的小腿固定段和脚跟固定段，小腿固定段固定连接于第二导轮组件，角度调节机构具有固定部和转动部，固定部固定连接于第二导轮组件，转动部固定连接于脚跟固定段的侧面。当患者采用本实用新型下肢康复外骨骼进行康复训练时，第一支撑杆与患者大腿固定，第二支撑杆与患者小腿固定，脚踝固定件的小腿固定段固定于患者的小腿，脚跟固定段固定于患者的脚跟处。一般患者是处于卧姿或者是坐姿的状态，由于在第二支撑杆设置有第二导轮组件，则在第二支撑杆运动时，第二导轮组件与支撑面接触，并相对于支撑面滚动，因此能够减小第二支撑杆运动过程中的阻力，进而使得小腿部分的运动更贴合肢体正常的运动轨迹，保证人体沿设定的方向运动。相应地，第一支撑杆在运动时，第一导轮组件与支撑面接触，以减小第一支撑杆运动过程中的阻力，进而使得大腿部分的运动更贴合肢体正常的运动轨迹。如此，本实用新型的技术方案可以在采用外骨骼辅助患者康复时，起到导向作用，并对不恰当的动作进行纠正，从而提高其康复效果。同时，患者脚踝关节能够随着脚跟固定段沿多个方向进行较小角度的转动，这样可以有效改善踝关节周围肌肉的肌力，有助于脑神经的重塑。并且，能够保证患者在康复训练过程中足跟与脚跟固定段贴合，增强患者足底本体感觉，重塑足底走路时踩地的感知神经，有利患者下肢康复，为患者正常行走打下基础。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型下肢康复外骨骼一实施例的结构示意图；

图2为下肢康复外骨骼另一视角的局部结构示意图；

图3为图2中万向球轴承的剖视结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、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

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)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，在本实用新型中如涉及“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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型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，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种下肢康复外骨骼100，旨在实现患者下肢的康复。

请参阅图1和图2，在本实用新型的一实施例中，下肢康复外骨骼100包括：第一支撑杆10；第二支撑杆20，第二支撑杆20与第一支撑杆10转动连接；第一导轮组件30，第一导轮组件30设于第一支撑杆10背离第二支撑杆20的端部；第二导轮组件40，第二导轮组件40设于第二支撑杆20背离第一支撑杆10的端部；角度调节机构50，角度调节具有固定部和转动部，固定部固定连接于第二导轮组件40，转动部可沿多个方向相对于第二导轮组件40转动；以及脚踝固定件70，脚踝固定件70包括小腿固定段71和脚跟固定段73，小腿固定段71和脚跟固定段73沿第二支撑杆20的轴向间隔设置，小腿固定段71固定连接于第二导轮组件40，脚跟固定段73的侧面连接于角度调节机构50，并跟随转动部转动，脚跟固定段73于转动过程中限位抵接于第二导轮组件40。

具体地，第一支撑杆10和第二支撑杆20的外形均大致呈杆状，其材质一般采用金属材质，以保证第一支撑杆10和第二支撑杆20的支撑稳定性，从而提升第一支撑杆10和第二支撑杆20的实用性、可靠性及耐久性。在采用本实用新型下肢康复外骨骼100进行康复训练时，第一支撑杆10用于支撑固定患者大腿，第二支撑杆20用于支撑固定患者小腿，第一支撑杆10与第二支撑杆20转动连接，这样驱动第二支撑杆20相对于第一支撑杆10转动，可以实现对患者的小腿和大腿进行有效的康复训练。并且，在第一支撑杆10背离第二支撑杆20的端部和第二支撑杆20背离第一支撑杆10的端部分别设置第一导轮组件30和第二导轮组件40，以对患者康复训练过程中起到导向作用。同时，在第二导轮组件40设置角度调节机构50和脚踝固定件70，脚踝固定件70包括分体的小腿固定段71和脚跟固定段73，小腿固定段71用于支撑固定患者的小腿，并固定连接于第二导轮组件40，脚跟固定段73用于支撑固定患者的脚踝关节，角度调节机构50具有固定部和转动部，固定部固定连接于第二导轮组件40，转动部固定连接于脚跟固定段73的侧面，这样脚跟固定段73会随着转动部相对于第二导轮组件40沿多个方向转动。并且，脚跟固定段73在转动过程中限位抵接于第二导轮组件40，这样可以满足患者下肢屈伸运动过程中足底与小腿发生轻微转动，使得足跟始终与脚跟固定段73接触。如此，在患者进行康复训练过程中，患者的脚踝关节会在脚跟固定段73的带动下进行自由度活动，可以有效地改善脚踝关节周围肌肉的肌力，有助于脑神经的重塑，同时，由于受到自身中的和下肢康复外骨骼100辅助力的作用，患者足底会有受力的感觉，达到类似走路时足底着地的效果，从而增加患者足底受力的本体意识，提高其自主参与感，重塑足底走路时踩地的感知神经，有利患者下肢康复，为患者正常行走打下基础。

因此，可以理解的，本实用新型的技术方案，通过将第一支撑杆10和第二支撑杆20转动连接，再将第一导轮组件30设置于第一支撑杆10背离第二支撑杆20的端部，将第二导轮41设置于第二支撑杆20背离第一支撑杆10的端部。当第一支撑杆10在外力作用下相对于第二支撑杆20转动时，第一导轮组件30可以对第一支撑杆10的运动起到导向作用，而第二导轮组件40也会对第二支撑杆20的运动起到导向作用。同时，在第二导轮组件40还设置角度调节机构50和脚踝固定件70，脚踝固定件70包括分体的小腿固定段71和脚跟固定段73，小腿固定段71固定连接于第二导轮组件40，角度调节机构50具有固定部和转动部，固定部固定连接于第二导轮组件40，转动部固定连接于脚跟固定段73的侧面。当患者采用本实用新型下肢康复外骨骼100进行康复训练时，第一支撑杆10与患者大腿固定，第二支撑杆20与患者小腿固定，脚踝固定件70的小腿固定段71固定于患者的小腿，脚跟固定段73固定于患者的脚跟处。一般患者是处于卧姿或者是坐姿的状态，由于在第二支撑杆20设置有第二导轮组件40，则在第二支撑杆20运动时，第二导轮组件40与支撑面接触，并相对于支撑面滚动，因此能够减小第二支撑杆20运动过程中的阻力，进而使得小腿部分的运动更贴合肢体正常的运动轨迹，保证人体沿设定的方向运动。相应地，第一支撑杆10在运动时，第一导轮组件30与支撑面接触，以减小第一支撑杆10运动过程中的阻力，进而使得大腿部分的运动更贴合肢体正常的运动轨迹。如此，本实用新型的技术方案可以在采用外骨骼辅助患者康复时，起到导向作用，并对不恰当的动作进行纠正，从而提高其康复效果。同时，患者脚踝关节能够随着脚跟固定段73沿多个方向进行较小角度的转动，这样可以有效改善踝关节周围肌肉的肌力，有助于脑神经的重塑。并且，能够保证患者在康复训练过程中足跟与脚跟固定段73贴合，增强患者足底本体感觉，重塑足底走路时踩地的感知神经，有利患者下肢康复，为患者正常行走打下基础。

需要说明的是，请参阅图2，脚跟固定段73随转动部具有相互垂直的x方向、y方向及z方向，x方向和y方向所在的平面与脚跟固定段73的脚底面平行，则脚跟固定段73沿x方向的转动角度范围均为负10度至正10度，沿y方向和z方向的转动角度范围均为负8度至正8度。可以理解的，患者在进行康复训练过程中，脚踝趾屈和背屈方向有±10度的转动范围，其余2个方向的转动范围为±8度。该转动角度的范围既能够满足屈伸腿过程中的微微活动，又能够有效预防足内外翻、足下垂等病症。

可选地，小腿固定段71和脚跟固定段73的间距范围为2cm-4cm。这里小腿固定段71和脚跟固定段73之间存在一定间隙，以保证脚跟固定段73的自由度转动过程较为顺畅，以防止其与小腿固定段71产生碰撞以影响自由度转动过程。在装配时，可将小腿固定段71和脚跟固定段73的间距设置为2cm、或3cm、或4cm。

进一步地，脚跟固定段73包括基板731和二侧板733，基板731具有弯折连接的脚底部和脚跟部，二侧板733均呈圆弧状，且分别设于基板731的相对两侧，转动部固定连接于一侧板733。这里基板731大致呈l型结构，具有弯折连接的脚底部和脚跟部，并基板731的相对两侧均设置有一侧板733，侧板733大致呈圆弧状，连接于脚底部和脚跟部，角度调节机构50位于脚跟固定段73的一侧，其转动部通过螺钉固定连接于一侧板733，这样脚跟固定段73会随转动部发生轻微转动。可以理解的时，在患者采用该下肢康复外骨骼100进行康复训练时，患者的脚底面贴合于脚底部，脚跟背面抵接于脚跟部，脚踝关节的两侧分别贴合于二侧板733，这样患者的脚踝关节可以随着脚跟固定段73沿多个进行轻微转动，以改善患者脚踝关节周围的肌力，有助于脑神经的重塑。

请参阅图2和图3，在本实用新型的一实施例中，角度调节机构50包括安装板51和万向球轴承53，万向球轴承53包括连接轴533、套接于连接轴533一端的万向球531以及套设于万向球531外侧的外圈轮535，安装板51和外圈轮535形成为固定部，连接轴533和万向球531形成为转动部，安装板51固定安装于第二导轮组件40，并位于脚跟固定段73的一侧，外圈轮535固定安装于安装板51，连接轴533远离万向球531的一端固定连接于侧板733。

具体地，安装板51固定安装于第二导轮组件40，且固定安装方式一般为螺钉固定，简单且有效。安装板51的板面垂直于第二导轮组件40的轴线方向，万向球轴承53的外圈轮535固定于安装板51，一般地外圈轮535固定于安装板51远离第二导轮组件40的一侧，且连接轴533背离安装板51的端部通过螺钉固定连接于侧板733，这样便可实现脚跟固定段73随万向球531沿多个方向发生轻微转动。

请再次参阅图1，第一导轮组件30包括第一导轮31和第一转轴，第一转轴设置于第一支撑杆10背离第二支撑杆20的端部，第一导轮31可转动地套接于第一转轴，可以理解的，第一转轴沿第一支撑杆10的径向延伸设置，以便于第一导轮31的套接安装。这里第一转轴背离第一支撑杆10的端部可以设置限位部，以对第一导轮31进行轴向定位，这样可以有效防止第一导轮31在转动过程中脱离第一转轴而飞出。

请再次参阅图2，第二导轮组件40包括连接架43和第二导轮41，连接架43设于第二支撑杆20背离第一支撑杆10的端部，第二导轮41转动连接于连接架43，小腿固定段71固定连接于连接架43，安装板51固定安装于连接架43。这里连接架43主要起到支撑固定作用，小腿固定段71沿第二支撑杆20的轴向延伸，并采用螺钉固定于连接架43。安装板51通过螺钉固定安装于连接架43，并位于脚跟固定段73的一侧，这样安装于安装板51的万向球轴承53之连接轴533固定连接于侧板733。如此的设置，可以使得各个结构更加紧凑，从而减小下肢康复外骨骼100的整体尺寸，同时还可以保证脚跟固定段73转动过程的稳定性和可靠性。

可选地，连接架43包括：连接板431，连接板431设于第二支撑杆20背离第一支撑杆10的端部，连接板431具有长度方向，其长度方向垂直于第二支撑杆20的轴线方向，第二导轮41转动连接于连接板431，安装板51固定安装于连接板431；和固定板，固定板的一侧板733固定于连接板431，并朝向第二支撑杆20延伸，小腿固定段71固定连接于固定板。

具体地，连接板431具有长度方向，其长度方向垂直于第二支撑杆20的轴线方向，固定板的板面平行于连接板431的板面，固定板的一侧采用螺钉固定连接，并朝向第二支撑杆20延伸，固定板用于固定小腿固定段71。安装板51的一侧固定连接于连接板431，且安装板51的板面垂直于连接板431的板面，安装板51远离连接板431的一侧安装万向球轴承53，用以连接脚跟固定段73的侧面。可以理解的是，连接板431装配后，整个下肢康复外骨骼100大致呈“t”字型设置，这样可以保证结构稳定性，从而保证患者康复训练过程中的可靠性。

需要说明的是，为了减轻下肢康复外骨骼100的整体重量，固定板的表面均开设有减重孔，且减重孔的数量可以设置多个，这里减重孔的形状可以为三角形、或者方形，或者其他合理的形状，在此不作限制。并且，固定板朝向第二支撑杆20的一端大致呈三角状，这样既能起到固定安装小腿固定段71的作用，又在一定程度上节省材料成本，减轻其整体重量。

进一步地，连接板431的朝向脚踝固定件70的表面凹陷形成安装位4311，固定板固定连接于安装位4311，安装板51固定于连接板431未凹陷成安装位4311的表面。这里安装位4311大致呈方形，设于连接板431的中部，安装位4311的设置，可使得患者在采用下肢康复外骨骼100进行康复训练时，患者的大腿和小腿轴线处于同一轴线，以有效防止其发生错位，从而有利于患者的下肢康复。而且将安装板51固定于连接板431未凹陷成安装位4311的表面，可以相对减小安装板51的尺寸，节省材料并减轻重量。

进一步地，第二导轮41设置有两个，两个所述第二导轮41可转动地连接于所述连接板431沿长度方向的相对两侧。

具体地，连接板431背向脚踝固定件70的表面设置有安装轴(未图示)，安装轴沿连接板431的长度方向延伸设置，且安装轴的两端分别显露于连接板431沿长度方向的相对两侧面，两个第二导轮41分别可旋转地套设于安装轴的两显露端，如此便可实现第二导轮41的转动。两个第二导轮41的设置，可进一步提高与支撑面的接触面积，从而提高下肢康复外骨骼100的结构稳定性。

进一步地，连接轴533远离万向球531的一端设置有限位盘5331，限位盘5331固定连接于侧板733，限位盘5331随所述万向球531转动过程中限位抵接于安装板51。这里限位盘5331大致呈圆盘状，设置于连接轴533远离万向球531的端部，限位盘5331通过螺钉固定连接于侧板733，如此的设置，在万向球531转动过程中限位盘5331限位抵接于安装板51，以实现患者采用该下肢康复外骨骼100时脚踝关节发生轻微转动。

进一步地，在本实用新型的一实施例中，角度调节机构50设置有两个，两个角度调节机构50分别设于脚跟固定段73的相对两侧，并分别固定连接于脚跟固定段73的相对两侧面。两个角度调节机构50的设置，能够保证脚跟固定段73转动过程更加快速且有效，同时也能保证脚跟固定段73转动过程的稳定性，从而更有效地以改善脚踝关节周围肌肉的肌力，有助于脑神经的重塑；更有效地增强患者足底本体感觉，重塑足底走路时踩地的感知神经，更有利于患者下肢康复。

可选地，两角度调节机构50的转动部之轴线处于同一直线。如此的设置，可以使得脚跟固定段73的转动过程更加省力、快速且有效。

本实用新型还提出一种下肢康复系统，所述下肢康复系统包括两组如前所述的下肢康复外骨骼100，两组下肢康复外骨骼100相对设置，分别用以支撑患者的左右肢体，该下肢康复外骨骼100的具体结构参照前述实施例。由于下肢康复系统采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前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。

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