一种连接件及其应用的关节外骨骼及膝关节外骨骼的制作方法

本技术涉及康复器械领域，特别是涉及一种连接件及其应用的关节外骨骼及膝关节外骨骼。

背景技术：

1、关节类疾病和损伤在全球范围内都是常见的健康问题，特别是老年人、运动员以及一些偏瘫患者等特定人群更容易受到影响。一些患者在接受关节类手术后需要一段时间进行康复和适应过程。通过关节外骨骼的辅助，患者可以得到稳定的支持，保持适当的运动幅度，减轻关节负担，促进患者康复。目前，一些关节类外骨骼采用了单旋转中心结构，但由于人体关节处经常需要灵活旋转，其旋转中心位置会发生变动，使得单旋转中心结构与人体关节旋转运动中心不对齐，极易破坏人体的自然生物力学特性。如专利授权公告号为cn205905014u的中国专利公开了一种外骨骼机器人的大腿与小腿连接装置，包括小腿部驱动电机和腿部连接件，所述大腿部下端与小腿部上端通过小腿部驱动电机转轴以及腿部连接件连接，所述腿部连接件设有阻止小腿部与大腿部呈180度角时小腿部继续向前转动的限位机构，但该结构仍存在与人体膝关节旋转中心不对齐，且需要通过电源电机来控制达到对小腿伸展运动的限制，结构复杂且无法根据使用者的需要对关节的活动范围如屈曲运动、伸展运动提供限制，同时穿戴、使用不便。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种连接件及其应用的关节外骨骼及膝关节外骨骼，其能够多维度的限制所应用连接件的关节的屈曲运动、伸展运动以及活动范围，适应不同人群对关节的限位需求，使用方便和穿戴舒适。

2、为达到上述目的，本技术提供的技术方案如下：

3、一方面，本技术提供一种连接件，其包括上基座、下基座、弹性部件和限位装置，所述弹性部件位于上基座与下基座之间，并可拆卸的固定连接在上基座与下基座上；所述限位装置用于限制弹性部件弯曲、伸展的范围并与上基座、下基座可活动连接。

4、优选的，所述限位装置为滑动限位装置，其包括限位支撑体、限位滑杆、限位挡杆和限位滑动单元；所述限位支撑体一端与上基座或下基座可转动连接，另一端用与限位滑杆的一端可滑动连接；所述限位滑杆可滑动的安装在限位支撑体上，其一端可滑动安装在限位支撑体上，另一端可转动的连接下基座或上基座；所述限位档杆和限位滑动单元用于限制所述限位滑杆在限位支撑体上的滑动范围。

5、优选的，所述限位支撑体的另一端开设有开口，用于供限位滑杆插入并在限位支撑体上滑动；所述限位挡杆用于限位所述限位滑杆，其固定于限位滑杆位于限位支撑体内的一端并随限位滑杆滑动，所述限位滑动单元可移动的安装在限位支撑体上，用于阻挡限位挡杆。

6、优选的，所述限位支撑体为一长方体其内部中空，中部设有与长边方向平行的滑槽，所述限位支撑体沿长边两侧设置多个对称的齿状突起，相邻两个齿状突起间设置齿槽，用于调整滑动限位装置进行限位角度的范围，所述限位滑杆从限位支撑体的一端嵌套在所述限位支撑体内部并能够在限位支撑体内部滑动，当限位滑杆在限位支撑体内部滑动时，所述限位挡杆在限位支撑体中部的滑槽随之移动。

7、优选的，所述限位滑动单元包括限位固定块、弹簧固定柱、弹簧和限位滑动块，所述限位固定块外轮廓与限位支撑体上的齿槽相适配，使其能够恰好卡入齿槽内部，所述限位固定块内部中空，其表面贯穿设有一开口，所述限位滑动块的顶端从限位固定块的一端嵌套在限位固定块的内部，所述限位滑动块表面贯穿设有与限位固定块上开口大小相同的开口，当所述限位滑动块嵌套在限位固定块内部后，限位滑动块上的开口与限位固定块上的开口部分或完全重合；所述限位滑动块顶部开设有安装孔，所述弹簧固定柱通过该安装孔固定安装在限位滑动块上，所述弹簧嵌套在弹簧固定柱上，一端连接在限位滑动块上，另一端连接在限位固定块内部。

8、优选的，所述弹簧的弹性为使限位滑动单元可在紧按弹簧时在限位支撑体上滑动，放松后固定于限位支撑体的齿槽内；所述限位滑动单元的数量设置为两个，使限位挡杆在两个限位滑动单元之间移动。

9、优选的，还包括限位外壳，所述限位外壳固定在限位支撑体外部，所述限位外壳外表面设置与限位支撑体上的齿状突起数量、位置一一对应的标记或刻度。

10、优选的，还包括连续限位装置，所述连续限位装置包括所述的弹性部件和多个连续体模块，所述多个连续体模块相互断开并连续排列的设置在弹性部件的一侧，用于限制弹性部件沿设置多个连续体一侧伸展的角度范围。

11、另一方面，本技术提供一种关节外骨骼，其包括上述所述的连接件，所述上基座、下基座分别设有可适配所要连接外部部件的连接端，用于与不同的外部部件相连接；使用时，所述连接件位于人体关节侧面。

12、再一方面，本技术提供一种膝关节外骨骼，其包括上述所述的连接件，所述上基座、下基座分别设有可适配所要连接外部部件的连接端，用于与不同的外部部件相连接；使用时，所述连接件位于人体膝关节侧面。

13、本技术实施方案中提供的连接件及其应用的外骨骼、膝关节外骨骼通过设置弹性部件，通过弹性部件的弹性弯曲伸展的灵活性和刚度，使得本技术的连接件具有可变的弯曲、旋转中心；同时通过设置滑动限位装置，使其具有限位功能，能够对应用该连接件的关节外骨骼设备的使用者的关节的活动范围如屈曲运动、伸展运动的角度提供按需的限制，且能根据使用者的需求自行调整限制关节的活动范围，需要时，还能够将使用者的关节准确限制在所需的角度，使得本技术的连接件具有可变旋转中心及有效限位的功能。

14、另外，本技术实施方案中提供的连接件及其应用的外骨骼、膝关节外骨骼，其连接件通过调节限位滑动单元在限位支撑体上的位置，可对所连接设备做不同的角度范围限制，可以适用不同类型的关节的旋转及弯曲角度的精准控制和限制需求。

15、另一方面，本技术实施方案中提供的连接件及其应用的外骨骼、膝关节外骨骼，其中通过设置两个滑动限位装置，使得该连接件具有双向限位功能，更加方便精准的调节配套使用的关节的屈曲运动、伸展运动和活动范围，并可达到调节固定到用户需要的角度；可对穿戴者的关节、膝关节运动角度提供准确限制，并可通过限位系统上的限位滑动结构改变限制范围，从而适应不同人群对膝关节的限位需求；

16、另一方面，本技术实施方案中提供的连接件及其应用的外骨骼、膝关节外骨骼，通过其连续限位装置上的弹性部件和连续体模块结构的配合，可使应用该连接件的关节外骨骼随人体关节的旋转运动而改变其旋转中心，更加符合人体工程学结构设计，能够适应人体关节的自然运动，提高使用者使用时的舒适程度。

17、另外，本技术实施方案中提供的连接件及其应用的外骨骼、膝关节外骨骼，通过设置连续限位装置能够为关节的伸展情况提供进一步的安全保障，防止因使用者调整不当而出现关节过伸的情况。

18、另外，本技术实施方案中提供的外骨骼、膝关节外骨骼，通过设置连续体模块两侧的限位板，能够限制连接件整体的扭转运动，防止使用者在穿戴时由于膝关节控制能力弱而摔倒出现意外，进一步提高了膝关节外骨骼整体的稳定性。

19、另外，本技术提供的关节外骨骼及膝关节外骨骼中，连接件位于人体膝盖侧面，能够支持膝关节大角度屈曲，不影响穿戴者自然行走时下关节的自然活动。