[发明专利]下肢关节康复训练器

说明书

技术领域  本发明涉及一种医疗器械，尤其是一种被动、主动运动训练的下肢关节康复训练器。

技术背景  现有的下肢关节康复训练器主要是由机壳、下肢托架、可调节脚支架、传动机构及控制机构等组成，其中的下肢托架则由转动节头连接在一起的大腿支架和小腿支架构成。通过传动机构驱动推杆下端作往复运动，带动下肢托架伸展和屈曲，使置于下肢托架上的患肢得到被动训练，从而达到康复治疗的目的。由于推杆位于小腿支架末端的伸缩杆端部的腿支架下，当推杆下端运行至行程终点时，即下肢托架的屈曲角度最大时，推杆的高度处于最低点，使下肢托架的长度调节及活动角度受到限制，较难满足不同身高的患者的需求。虽然在不断改进后能够适当的提高活动角度，适应能力不断增强。但是都没有摆脱结构上的限制，活动的范围适应的程度必然有限，治疗的效果就会受到很大的影响，在以这种下肢托架结构做康复被动训练时关节做的是非平动不等速运动，这种训练达不到最佳治疗效果。在手术后早期被动训练是十分必要的，但是也存在一个问题：病人由于缺乏手术后早期肌肉的主动收缩，均存在不同程度的肌肉萎缩。国外一般是先进行被动训练，然后有专门的医护人员对病人进行主动训练指导，这就要求实施者具有一定的护理知识，同时也是一项消耗体力的工作。并且现有主动训练器大多过于复杂，并存在肢体重力代偿作用，使患肢主动训练达不到应有的效果。

发明内容  本发明的目的是提供一种活动角度完全满足人体需要、在进行康复训练时实现患者肢体平动和匀速、可在术后前期进行被动训练又可根据患者的训练情况进行不同阶段的主动训练的下肢关节康复训练器，患者可依靠本机实现自主训练，从而实现最佳治疗效果。

为达到上述目的，本发明下肢关节康复训练器，包括机壳、底板、搁腿板、可调节脚支架以及设置在机壳内的传动机构及控制电路，位于底板和搁腿板之间设有金刚度机构固定于连杆上，与连杆铰接有四根可调曲柄；可调曲柄属于从动的两根通过涨紧联接套与轴承座内的轴相联接；可调曲柄属于驱动的两根通过涨紧联接套与驱动轴相联接；底板上固定有轴承座和机壳；所述的控制电路是由单片机所组成的智能控制电路；其中由信号采集模块所采集的监控信号与通过人机交互模块所设定的控制信号传至单片机，经单片机处理后传到电机驱动模块中；变刚度机构由电机、传动机构、小齿轮、弹簧套筒、压缩弹簧、压缩杆、外齿条固定架、内齿条固定架组成；其中电机通过传动机构中的连接轴与小齿轮固定连接；小齿轮与外齿条固定架、内齿条固定架上的齿条相咬合；两个弹簧套筒内置有两根压缩弹簧并套在压缩杆上，弹簧套筒位于压缩杆中间端的为活动端，另一端固定在齿条固定架上；弹簧套筒活动端设有档片挡住弹簧；所述的控制电路还设有信号采集模块、数据通信模块；数据通信模块通过RS232总线与电脑连接；信号采集模块由弹簧位置传感器、主电机位置传感器、扭矩传感器、数模转换器构成；所有传感器都将采集的电压信号输入数模转换器转换成数字信号传给单片机；变刚度机构的两压缩杆中间设有连接器可通过各种固定连接与搁腿板相连接；变刚度机构中的传动机构由蜗杆、蜗轮、连接轴所构成，且蜗轮与连接轴固定为一体。

本发明的优点是：结构合理、工艺简单、造价低廉、应用广泛，在进行被动训练时，压缩弹簧不产生压缩变形，搁腿板变刚度机构无相对运动，还能满足不同身高的病人训练使用；在训练过程中可保证患者关节活动平稳；另外，可避免肢体重力的代偿作用，依靠单片机控制传感器为使用者控制提供方便，并能自我监控。

附图说明  图1为本发明下肢关节康复训练器的整体结构示意图。

图2为本发明下肢关节康复训练器的变刚度结构的示意图。

图3为本发明下肢关节康复训练器的变刚度结构的俯视图。

图4为本发明下肢关节康复训练器的控制系统结构框图。