[发明专利]一种基于对称式绳索驱动的被动助力膝关节矫形器

说明书

本发明涉及康复医疗器械领域，具体涉及一种基于对称式绳索驱动的被动助力膝关节矫形器，包括膝关节穿戴装置、连接传动装置和储能单元三部分，连接传动装置将膝关节穿戴装置与储能单元有效的链接在一起，实现了膝关节的屈曲/伸展运动与储能单元活塞往复运动之间的传递与转换。在可以实现膝关节屈曲储能/伸展释能、降低膝关节载荷并且为膝关节提供额外动力的同时，使得膝关节支具的体积更紧凑，保证膝关节内外矫形力的对称性。

技术领域

本发明涉及康复医疗器械领域，具体涉及一种基于对称式绳索驱动的被动助力膝关节矫形器。

背景技术

传统被动助力膝关节矫形器的储能单元通常安装在膝关节铰链或髋关节支架外侧处，导致被动助力膝关节矫形器的体积与重量过大，非常影响日常穿戴效果。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于对称式绳索驱动的被动助力膝关节矫形器，在可以实现膝关节屈曲储能/伸展释能、降低膝关节载荷并且为膝关节提供额外动力的同时，使得膝关节支具的体积更紧凑，保证膝关节内外矫形力的对称性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于对称式绳索驱动的被动助力膝关节矫形器，包括膝关节穿戴装置、连接传动装置和储能单元；

所述膝关节穿戴装置包括股骨穿戴单元、可调式股骨束缚带、胫骨穿戴单元和可调式胫骨束缚带；

所述连接传动装置包括安装在股骨穿戴单元下端的股骨铰链、安装在胫骨穿戴单元上端的胫骨铰链、用于连接股骨铰链和胫骨铰链的连杆、穿设在股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元内的对称式驱动绳索、用于安装对称式驱动绳索的销钉固定端、开关固定端、销钉和调节盘、用于连接股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元的铰链单元、用于调节对称式驱动绳索松紧度的调节开关以及用于改变对称式驱动绳索方向的导轮；

所述储能单元固定在股骨穿戴单元或者胫骨穿戴单元上，包括底座、通过液体弹簧安装在底座上的顶盖，对称式驱动绳索中段固定在顶盖上，并通过两侧的导轮改变对称式驱动绳索的运动方向。

进一步地，膝关节进行屈曲/伸展运动通过股骨穿戴单元与胫骨穿戴单元传递至连接传动装置，连接传动装置通过股骨铰链和胫骨铰链配合铰链单元和连杆与膝关节同步进行屈曲/伸展运动。

进一步地，胫骨铰链一端是凸轮机构，与对称式驱动绳索之间接触配合，另一端固定在胫骨穿戴单元上；股骨铰链固定在股骨穿戴单元上，中间留有通孔，对称式驱动绳索可从中通过。

进一步地，所述的对称式驱动绳索的一端连接调节盘，配合销钉固定端与调节开关实现固定；另一端连接开关固定端配合销钉实现固定，对称式驱动绳索的两端对称固定在股骨穿戴单元内的两侧。

进一步地，储能单元以及导轮可以安装在胫骨穿戴单元上或者安装在股骨穿戴单元上，当储能单元安装在股骨穿戴单元上时，需要将股骨穿戴单元反向安装。

进一步地，可以通过降低液体弹簧的数量，来降低整体膝关节辅助力矩；使用单根液体弹簧时，导轮由单层改为双层导轮，并安装在液体弹簧的正下方，对称式驱动绳索通过双层导轮下方反向绕过顶盖后，一端连接销钉固定端，另一端连接开关固定端。

进一步地，液体弹簧可以替换成压缩式机械弹簧来实现压缩储能、回弹伸展释放能量的功能。

进一步地，液体弹簧可以替换成任何弹性单元包括但不限于机械弹簧、弹性材料、气体弹簧、电推杆等。

本发明具有以下有益效果：

同时相比于传统连杆式的传动方式，对称式绳索的驱动方式可以避免由于膝关节内外侧传动系统不一致所导致的膝关节矫形器变形，降低对膝关节矫形器材料硬度的要求，进一步的降低成本。同时对称式的驱动方式能够保证膝关节内外侧受到均匀的矫形力，防止由于膝关节内外侧矫形力不一致导致的膝关节二次损伤。