一种基于仿生学的下肢康复锻炼监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术的技术方案结合仿生学设置联动机构与直线推进机构将患者腿部及脚部在进行运动时的运动轨迹转化为可执行监测的机械组件；藉此利用监测组件监测患者在运动时的运动幅度是否过大，若运动幅度过大，利用阻止机构和急停机构反向暂停患者运动。急停机构反向暂停患者运动。急停机构反向暂停患者运动。

【技术实现步骤摘要】
一种基于仿生学的下肢康复锻炼监测装置


[0001]本专利技术属于医疗器械领域，具体涉及为一种基于仿生学的下肢康复锻炼监测装置。

技术介绍

[0002]骨损伤是生活中常见的一种问题，主要是运动或碰撞引发的骨头损伤，这种情况需要针对骨损伤的程度来进行判断，并且进行后期的康复运动，帮助骨损伤患者恢复。针对腿部骨折1～2周内断端虽经整复，但不稳定，此时骨折并发的软组织损伤尚需修复，局部疼痛，肢端肿胀仍存在，因此锻炼主要形式是通过腿部肌肉收缩放松运动及在不影响断端再移位的情况下，进行腿部关节屈伸活动，以帮助血液回流，促进肿胀消退，防止肌肉萎缩。骨折2～3周后肢体肿胀疼痛已明显减轻，软组织创伤已基本修复，骨痂开始形成，断端初步连接。除加强进行肌肉收缩与放松运动外，其他关节均可逐渐加大主动活动度，由单一而到几个关节的协同锻炼，在牵引架上的病人，也可通过肌肉收缩、放松和身体其他部位的运动来带动患肢的活动。
[0003]在患者腿部骨折的康复过程中，是存在由借助外力至自主完成训练的这一过程，其借助外力的过程在肌肉训练中称为被动训练，其自主完成训练的过程在肌肉训练中称为主动训练；在被动训练至主动训练的过程中；由于缺乏医生辅导，患者无法判断自身运动幅度的大小，且运动幅度的大小直接影响愈后回复的好坏。
[0004]本专利技术针对现有患者在被动训练转化为主动训练的过程中无法自主监测自身运动幅度的问题，提供一种基于仿生学的下肢康复锻炼监测装置。

技术实现思路

[0005]为了克服现有患者在被动训练转化为主动训练的过程中无法自主监测自身运动幅度，本专利技术提供一种基于仿生学的下肢康复锻炼监测装置。
[0006]一种基于仿生学的下肢康复锻炼监测装置，其包括：承置患者脚部的第一运动台、承置患者腿部的第二运动台；其特征在于；在第一运动台与第二运动台的下端设置承置第一运动台与第二运动台的长板；患者在主动进行踝关节内外旋时脚弓处一点存在一椭圆形运动轨迹，且沿该点的运动轨迹在第一运动台表面设置随该点运动的联动支架；在所述长板的端面设置监测联动支架运动幅度的第一监测组件以及反向锁紧联动支架的急停机构；患者在主动进行膝关节弯曲联系时腿部一点存在一直线运动轨迹，且沿该点的运动轨迹在第二运动台表面设置随该点运动的直线滑动机构；在所述长板端面设置监测直线滑动机构运动幅度的第二监测组件以及反向锁紧直线滑动机构的阻止机构；使用时联动机构与直线推进机构将患者腿部及脚部在进行运动时的运动轨迹转化为可执行监测的机械组件；藉此利用监测组件监测患者在运动时的运动幅度是否过大，若运动幅度过大，利用阻止机构和急停机构反向暂停患者运动。
[0007]进一步，沿患者脚部的一水平线在第一运动台的外表面设置一连接杆，且在连接
杆的一端设置联动支架；上述设置可以对脚部进行踝关节内外旋时其原有脚部旋转中心点进行空间位置上的变化；避免联动机构影像患者足部自由进行踝关节内外旋。
[0008]进一步，所述联动支架包括固定平台和与连接杆一端固定的工作平台；所述固定平台与所述工作平台之间通过一条第一杆和一条第二杆相连；所述固定平台的两端分别与第一杆的第一端和第二杆的第一端通过转动副连接，所述工作平台的两端分别与第一杆的第二端和第二杆的第二端通过转动副连接；所述固定平台、工作平台、第一杆和第二杆均设为球面连杆，且其球心在空间重合成一点，即为该机构的旋转中心；所述工作平台上的一点绕其旋转中心做运动轨迹为椭圆形的往复运动；所述该点的运动轨迹与人体主动踝关节内外旋时脚弓处一点运动轨迹相似。
[0009]进一步，所述工作平台的第一端与旋转中心的连线为中心轴线；所述第一杆的第二端与旋转中心的中心连线绕其中心轴线做圆周远动。
[0010]进一步，所述工作平台的第二端与与旋转中心的连线与中心轴线保持在同一水平面，且其夹角不大于90度；上述设置是为了避免第二杆与工作平台发生运动干涉。
[0011]进一步，所述第二杆第一端的转动副的转动角度与患者在进行踝关节内外旋脚部一点的运动轨迹存在线性关系；脚部一点的椭圆形轨迹周长越长，该点的转动角度越大；在所述第二杆第一端的端点处设置监测组件。
[0012]进一步，所述第一监测组件包括：角度传感器、金属片、控制器；在所述第二杆第一端的转动副端面设置一金属片，且沿其端面的同一水平面设置角度传感器；在第一运动平台的端面设置接受该传感信息的控制器，且控制器的输出端与急停机构电连接。
[0013]进一步，所述急停机构设置在所述第一杆的第二端处；所述急停机构包括：相互啮合的两齿轮；在所述第一杆的第二端的转动副上设置两齿轮中的一齿轮，且沿其外缘设置另一齿轮；在另一齿轮的下端设置一推进另一齿轮做直线往复运动的滚珠丝杠，且在滚珠丝杠的一端设置一旋转电机，旋转电机与控制器电连接。
[0014]进一步，所述连接杆为90度弯折的连接杆，且连接杆与地面保持垂直；所述固定平台与水平地面的夹角为45度；上述设置使足跟段的受力点位置发生改变。
[0015]进一步，所述连接杆可沿中心处分割，且在所述连接杆的两个分割端口对应设置一螺纹连接机构；在进行膝关节弯曲练习；利用螺纹连接机构断开连接杆与脚辅助架；上述设置可以有效解决膝关节弯曲练习和踝关节内外旋时的运动干涉问题。
[0016]进一步，所述螺纹连接机构设置在连接杆一个分割端口且可转动的螺母以及设置在另一个分割端口且与螺母螺纹啮合的螺纹杆；使用时转动螺母拆卸连接杆的分割端口。
[0017]进一步，所述长板与所述固定平台的下端固定连接。
[0018]进一步，沿第一运动平台对应人体足跟处在第一运动平台底端设置一球铰头，且在球铰头的下端设置直线推进机构；所述直线推进机构包括一斜向滑轨以及与在滑轨上滑动的滑块；所述滑动的运动位移与膝关节的弯曲程度存在线性关系；膝关节弯曲强度越大，所述滑块的运动位移越大；沿滑块的运动方向在滑轨的一端设置第二监测组件；上述设置可以实现患者在进行膝关节弯曲练习时滑块上一点沿一斜向直线做往复直线运动，与患者进行膝关节弯曲练习时腿部一点的运动轨迹相同；监测滑块的运动位移等于监测患者进行膝关节弯曲时的弯曲强度。
[0019]进一步，所述第二监测组件设置为沿滑块端面设置在长板端面的位移传感器；且
在滑块的端面设置与位移传感器适配的应变片；在滑块的侧端面设置阻止机构。
[0020]进一步，所述阻止机构设置为沿滑块侧端面轴向设置的电动推杆，且沿电动推杆的输出端在滑轨的端面设置与一排插孔；在电动推杆的输出轴上设置与插孔适配的插杆；所述电动推杆与控制器电连接；上述设置可以实现主动停止滑块运动，以提醒患者运动强度过大。
[0021]进一步，在长板的端面设置为位移传感器、角度传感器、旋转电机和电动推杆以及控制器提供电能的电池组件。
[0022]进一步，在所述第一运动平台与所述第二运动平台的连接处设置具有弯曲自由度的球铰机构，所述球铰机构包括伸缩杆、连接片、球铰头；在所述第一运动平台的端口处至所述第二运动平台的端口处依次设置连接片，且在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于仿生学的下肢康复锻炼监测装置，其包括：承置患者脚部的第一运动台、承置患者腿部的第二运动台；其特征在于；在第一运动台与第二运动台的下端设置承置第一运动台与第二运动台的长板；患者在主动进行踝关节内外旋时脚弓处一点存在一椭圆形运动轨迹，且沿该点的运动轨迹在第一运动台表面设置随该点运动的联动支架；在所述长板的端面设置监测联动支架运动幅度的第一监测组件以及反向锁紧联动支架的急停机构；患者在主动进行膝关节弯曲联系时腿部一点存在一直线运动轨迹，且沿该点的运动轨迹在第二运动台表面设置随该点运动的直线滑动机构；在所述长板端面设置监测直线滑动机构运动幅度的第二监测组件以及反向锁紧直线滑动机构的阻止机构。2.根据权利要求1所述的一种基于仿生学的下肢康复锻炼监测装置，其特征在于，沿患者脚部的一水平线在第一运动台的外表面设置一连接杆，且在连接杆的一端设置联动支架。3.根据权利要求2所述的一种基于仿生学的下肢康复锻炼监测装置，其特征在于，所述联动支架中国第二杆第一端的转动副的转动角度与患者在进行踝关节内外旋脚部一点的运动轨迹存在线性关系；脚部一点的椭圆形轨迹周长越长，该点的转动角度越大；在所述第二杆第一端的端点处设置监测组件。4.根据权利要求3所述的一种基于仿生学的下肢康复锻炼监测装置，其特征在于，所述第一监测组件包括：角度传感器、金属片、控制器；在所述第二杆第一端的转动副端面设置一金属片，且沿其端面的同一水平面设置角度传感器；在第一运动平台的端面设置接受该传感信息的控制器，且控制器的输出端与急停机构电连接。5.根据权利要求4所述的一种基于仿生学的下肢康复锻炼监测装置，其特征在于，所述急...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨承刚，向常娟，
申请(专利权)人：固安博健生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：