專利名稱：一種膝下截肢膝關(guān)節(jié)功能康復(fù)訓(xùn)練器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于康復(fù)醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種膝下截肢膝關(guān)節(jié)功能康復(fù) 訓(xùn)練器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代康復(fù)理論認(rèn)為，截肢康復(fù)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，正確的下肢截肢康復(fù) 應(yīng)該包括截肢術(shù)前的評價和訓(xùn)練，截肢術(shù)及術(shù)后的處理、評價和康復(fù)訓(xùn)練，臨時 及永久假肢的穿戴、使用，心理康復(fù)以及患者重返家庭、回歸生活的全過程。
1995年12月中國殘聯(lián)根據(jù)1987年抽樣調(diào)査的結(jié)果推算，并參考近年來進(jìn)行 的一些單項統(tǒng)計和部分地區(qū)進(jìn)行的普查、抽査，重新公布了全國殘疾人總數(shù)和各 類殘疾人數(shù)量。公布結(jié)果表明我國有著眾多的截肢者，并且很多患者急需安裝假 肢。而假肢需要根據(jù)殘肢設(shè)計并受到殘肢的支配，安裝假肢不僅僅與假肢產(chǎn)品的 質(zhì)量、性能有關(guān)，而且與殘肢康復(fù)狀況密切相關(guān)。
如今市面上的康復(fù)訓(xùn)練器材多是針對健康人群或是偏癱患者而設(shè)計的，考慮 的是基本的、通用的功能，結(jié)構(gòu)設(shè)計上簡單，沒有充分考慮不同下肢截肢者的差 異，運(yùn)動幅度、強(qiáng)度有限，不能達(dá)到良好的訓(xùn)練效果。而在我國各假肢裝配中心， 針對殘肢康復(fù)的訓(xùn)練器材也存在相同的問題，患者迅速康復(fù)的需求得不到滿足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種主被動訓(xùn)練相結(jié)合，訓(xùn)練強(qiáng)度、幅度均可調(diào)節(jié)的， 針對膝關(guān)節(jié)殘肢術(shù)后運(yùn)動能力及肌力康復(fù)的一種膝下截肢膝關(guān)節(jié)功能康復(fù)訓(xùn)練 器°一種膝下截肢膝關(guān)節(jié)功能康復(fù)訓(xùn)練器，其特征在于，所述膝下截肢膝關(guān)節(jié)功
能康復(fù)訓(xùn)練器主要由電機(jī)l、四桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2、帶輪傳動機(jī)構(gòu)3、殘肢托板4、座 椅5、磁粉力矩器6和底座7組成，底座7上設(shè)置座椅5，座椅5前設(shè)置帶輪傳 動機(jī)構(gòu)3，所述帶輪傳動機(jī)構(gòu)3主要由小帶輪軸8、小帶輪31、傳送帶32、大帶 輪軸9和大帶輪33組成，帶輪傳動機(jī)構(gòu)3前端設(shè)置小帶輪軸8，小帶輪軸8 —端 與磁粉力矩器6相連，中間安裝小帶輪31，另一端通過四桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2與電機(jī)1 相連，小帶輪軸8安裝在固定于底座7上的小帶輪支撐架34上，小帶輪31通過 傳送帶32與設(shè)置于帶輪傳動機(jī)構(gòu)3后端的大帶輪33相連，大帶輪33安裝在大 帶輪軸9上，大帶輪軸9安裝在固定于底座7上的大帶輪支撐架35上，大帶輪 軸9兩側(cè)安裝殘肢托板4。
所述殘肢托板4上安裝殘肢固定用帶10。
所述四桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2由偏心盤21、連桿25和擺桿26組成，偏心盤21、連 桿25和擺桿26依次連接，偏心盤21與電機(jī)1相連，擺桿26連接在小帶輪軸8 上。
所述偏心盤21帶T型槽，軸壓緊螺釘22及壓緊用平鍵23將電機(jī)1的輸出 軸和偏心盤21緊固在一起，T型槽螺釘24可在偏心盤21的T型槽內(nèi)滑動并鎖 死，以改變T型槽螺釘24與偏心盤21中心的距離。
所述擺桿26極限擺幅為135° ，兩個極限位置為以豎直方向為中心，左右對稱。
本發(fā)明的有益效果如下(l)主被動訓(xùn)練相結(jié)合，適用于不同康復(fù)階段的患者; (2)輸出極限擺角可調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同患者的不同極限屈膝角度；(3)運(yùn)動輸出端位于 患者身體兩腿內(nèi)側(cè)，同軸雙向輸出，適應(yīng)不同側(cè)截肢患者，大大簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)， 有效地降低了生產(chǎn)成本。


圖1是本發(fā)明整體三維結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明整體機(jī)構(gòu)圖3是本發(fā)明擺角調(diào)節(jié)部分機(jī)構(gòu)圖4是本發(fā)明帶輪傳動部分機(jī)構(gòu)圖中標(biāo)號
l-電機(jī)；2-四桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；3-帶輪傳動機(jī)構(gòu)；4-殘肢托板；5-座椅；6-磁粉力 矩器；7-底座；8-小帶輪軸；9-大帶輪軸；10-殘肢固定用帶；21-偏心盤；22-軸 壓緊螺釘；23-壓緊用平鍵；24-T型槽螺釘；25-連桿；26-擺桿；3 1-小帶輪；32-傳動帶；33-大帶輪；34-小帶輪支撐架；35-大帶輪支撐架。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
實施例1
一種膝下截肢膝關(guān)節(jié)功能康復(fù)訓(xùn)練器，所述膝下截肢膝關(guān)節(jié)功能康復(fù)訓(xùn)練器
主要由電機(jī)l、四桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2、帶輪傳動機(jī)構(gòu)3、殘肢托板4、座椅5、磁粉力 矩器6和底座7組成，其整體三維結(jié)構(gòu)示意圖如圖l所示，圖2為整體機(jī)構(gòu)圖， 底座7上設(shè)置座椅5，座椅5前設(shè)置帶輪傳動機(jī)構(gòu)3，所述帶輪傳動機(jī)構(gòu)3主要 由小帶輪軸8、小帶輪31、齒形傳送帶32、大帶輪軸9和大帶輪33組成，帶輪 傳動機(jī)構(gòu)3前端設(shè)置小帶輪軸8，小帶輪軸8 —端與磁粉力矩器2相連，中間安 裝小帶輪31，另一端通過四桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2與電機(jī)1相連，所述四桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2 由偏心盤21、連桿25和擺桿26組成，所述偏心盤21帶T型槽，軸壓緊螺釘22 及壓緊用平鍵23將電機(jī)1的輸出軸和偏心盤21緊固在一起，T型槽螺釘24可 在偏心盤21的T型槽內(nèi)滑動并鎖死，以改變T型槽螺釘24與偏心盤21中心的距離，獲得不同的工作長度，擺角調(diào)節(jié)部分機(jī)構(gòu)圖如圖3所示；偏心盤21、連桿
25和擺桿26依次連接，偏心盤21與電機(jī)1相連，擺桿26連接在小帶輪軸8上； 小帶輪軸8安裝在固定于底座7上的小帶輪支撐架34上，小帶輪31通過齒形傳 送帶32與設(shè)置于帶輪傳動機(jī)構(gòu)3后端的大帶輪33相連，大帶輪33安裝在大帶 輪軸9上，大帶輪軸9安裝在固定于底座7上的大帶輪支撐架35上，大帶輪軸9 兩側(cè)安裝殘肢托板4，殘肢托板4上安裝殘肢固定用帶10 (殘肢固定用帶采用搭 扣或粘接等方式，以適應(yīng)不同患者需要)，帶輪傳動部分機(jī)構(gòu)圖如圖4所示。
所述擺桿26極限擺幅為135° ，兩個極限位置為以豎直方向為中心，左右對稱。
電機(jī)l為動力源，磁粉力矩器6為阻力源，工作時，電機(jī)l輸出持續(xù)圓周運(yùn) 動，磁粉力矩器6輸出阻力(力矩)，電機(jī)1與磁粉力矩器6同時同軸作用帶動 偏心盤21轉(zhuǎn)動，由四桿機(jī)構(gòu)將圓周轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為擺桿26的往復(fù)擺動，通過小帶輪 31 、齒形傳動帶32將運(yùn)動傳到大帶輪33 ，大帶輪33再帶動殘肢托板4做一定角 度范圍內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動，輸出擺動為左右兩側(cè)輸出，不同側(cè)的殘肢康復(fù)均可適用。
運(yùn)動輸出端位于患者身體兩腿內(nèi)側(cè)，同軸雙向輸出，不受截肢患者患肢方位 影響，適應(yīng)面寬，大大簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，有效地降低了設(shè)備成本
電機(jī)單向輸出，并由帶T型槽的偏心輪和連桿機(jī)構(gòu)將單向轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為往復(fù)運(yùn) 動并通過調(diào)節(jié)帶T型槽的偏心輪上的T型螺釘?shù)奈恢?，改變往?fù)運(yùn)動角度的范圍。 由此輸出的往復(fù)運(yùn)動與磁粉力矩器輸出的阻尼在帶輪軸上同時同軸作用，并由帶 輪傳動將運(yùn)動傳導(dǎo)到訓(xùn)練器輸出端的殘肢托板。當(dāng)電機(jī)輸出動力時，與磁粉力矩 器相結(jié)合，可實現(xiàn)阻力(力矩)可調(diào)的被動訓(xùn)練；當(dāng)電機(jī)不輸出動力，僅有磁粉 力矩器輸出阻尼時，可實現(xiàn)患者自主帶動阻尼源進(jìn)行的阻力(力矩)可調(diào)的主動 訓(xùn)練。訓(xùn)練時，患者坐于座椅5，將需要訓(xùn)練的殘肢置于殘肢托板4上，并用殘肢固定用帶10固定。在患者使用訓(xùn)練器時，帶輪傳動機(jī)構(gòu)位于患者兩腿內(nèi)側(cè)， 同軸雙向輸出運(yùn)動，以適應(yīng)不同側(cè)截肢患者的訓(xùn)練。
本發(fā)明的偏心盤和連桿組成的可調(diào)桿長四桿機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)單方向輸入，雙方向 運(yùn)動輸出的功能，通過調(diào)節(jié)偏心盤的偏心距，實現(xiàn)了輸出運(yùn)動范圍可調(diào)的功能，
被動訓(xùn)練時輸出往復(fù)且往復(fù)運(yùn)動范圍可調(diào)的運(yùn)動；當(dāng)進(jìn)行主動訓(xùn)練時，由于偏心 盤的存在，解決了四桿機(jī)構(gòu)死點(diǎn)問題。
本發(fā)明把電機(jī)和磁粉力矩器同時同軸作用，通過對電機(jī)和磁粉力矩器的分別 控制，實現(xiàn)主動訓(xùn)練和被動訓(xùn)練方式的轉(zhuǎn)換以及訓(xùn)練強(qiáng)度的變化與調(diào)節(jié)。
本發(fā)明可使用單向動力源即電機(jī)來驅(qū)使殘肢托板帶動患者的膝關(guān)節(jié)殘肢做 往復(fù)運(yùn)動，且往復(fù)角度可以調(diào)節(jié)，整體結(jié)構(gòu)簡單實用，調(diào)節(jié)方便，利于維護(hù)和修 理。并且由于動力源的單向輸出，大大延長了動力源的使用壽命。
本發(fā)明利用電機(jī)和磁粉力矩器的共同作用實現(xiàn)輸出力(力矩)大小的改變； 通過對電機(jī)和磁粉力矩器的分別控制，實現(xiàn)了主被動訓(xùn)練的轉(zhuǎn)化，大大增強(qiáng)了機(jī) 構(gòu)的可調(diào)節(jié)性，從而能更好的貼近患者所需的訓(xùn)練要求。
本發(fā)明選用帶傳動作為長距離動力轉(zhuǎn)動的方式，具有良好的過載保護(hù)功能， 經(jīng)濟(jì)、安全、簡便，易于維護(hù)。
權(quán)利要求
1、一種膝下截肢膝關(guān)節(jié)功能康復(fù)訓(xùn)練器，其特征在于，所述膝下截肢膝關(guān)節(jié)功能康復(fù)訓(xùn)練器主要由電機(jī)(1)、四桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(2)、帶輪傳動機(jī)構(gòu)(3)、殘肢托板(4)、座椅(5)、磁粉力矩器(6)和底座(7)組成，底座(7)上設(shè)置座椅(5)，座椅(5)前設(shè)置帶輪傳動機(jī)構(gòu)(3)，所述帶輪傳動機(jī)構(gòu)(3)主要由小帶輪軸(8)、小帶輪(31)、傳送帶(32)、大帶輪軸(9)和大帶輪(33)組成，帶輪傳動機(jī)構(gòu)(3)前端設(shè)置小帶輪軸(8)，小帶輪軸(8)一端與磁粉力矩器(6)相連，中間安裝小帶輪(31)，另一端通過四桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(2)與電機(jī)(1)相連，小帶輪軸(8)安裝在固定于底座(7)上的小帶輪支撐架(34)上，小帶輪(31)通過傳送帶(32)與設(shè)置于帶輪傳動機(jī)構(gòu)(3)后端的大帶輪(33)相連，大帶輪(33)安裝在大帶輪軸(9)上，大帶輪軸(9)安裝在固定于底座(7)上的大帶輪支撐架(35)上，大帶輪軸(9)兩側(cè)安裝殘肢托板(4)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膝下截肢膝關(guān)節(jié)功能康復(fù)訓(xùn)練器，其特征在 于，所述殘肢托板(4)上安裝殘肢固定用帶(10)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膝下截肢膝關(guān)節(jié)功能康復(fù)訓(xùn)練器，其特征在 于，所述四桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(2)由偏心盤(21)、連桿(25)和擺桿(26)組成，偏 心盤(21)、連桿(25)和擺桿(26)依次連接，偏心盤(21)與電機(jī)(1)相連， 擺桿(26)連接在小帶輪軸(8)上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種膝下截肢膝關(guān)節(jié)功能康復(fù)訓(xùn)練器，其特征在 于，所述偏心盤(21)帶T型槽，軸壓緊螺釘(22)及壓緊用平鍵(23)將電機(jī)(1)的輸出軸和偏心盤(21)緊固在一起，T型槽螺釘(24)可在偏心盤(21) 的T型槽內(nèi)滑動并鎖死，以改變T型槽螺釘(24)與偏心盤(21)中心的距離。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種膝下截肢膝關(guān)節(jié)功能康復(fù)訓(xùn)練器，其特征在于，所述擺桿(26)極限擺幅為135° ，兩個極限位置為以豎直方向為中心，左右對稱。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于康復(fù)醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域的一種膝下截肢膝關(guān)節(jié)功能康復(fù)訓(xùn)練器。通過四桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將電機(jī)的單向輸出轉(zhuǎn)化為往復(fù)運(yùn)動，且往復(fù)運(yùn)動的角度可調(diào)節(jié)。通過輸出動力和磁粉力矩器輸出阻尼同時同軸作用在一個機(jī)構(gòu)上即可實現(xiàn)主被動訓(xùn)練，且輸出阻力、力矩可調(diào)，本發(fā)明實現(xiàn)了主被動訓(xùn)練相結(jié)合，適用于不同康復(fù)階段的患者，輸出極限擺角可調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同患者的不同極限屈膝角度，運(yùn)動輸出端位于患者身體兩腿內(nèi)側(cè)，同軸雙向輸出，適應(yīng)不同側(cè)截肢患者，大大簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，有效地降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號A63B23/04GK101623548SQ20091009091
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者張曉玉, 張濟(jì)川, 郝智秀, 陶春靜, 高相飛 申請人:清華大學(xué)