CN105496747A - 踝泵运动器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型的踝泵运动器，该机器由机械传动部分、执行机构及控制系统组成。机械传动机构利用步进电机带动丝杆滑块组件运动，完成所需的“踝泵运动”；执行机构包括撑腿组件、托脚装置及可控压弹性绷带，撑腿组件、托脚装置起支撑脚踝并确保其绕脚踝中心旋转，可控压弹性绷带置于撑腿组件之上，通过向绷带内充入不同压力的压缩空气，适合不同个体的静脉跨壁压并实时反馈压力给控制系统；控制系统由西门子PLC、驱动器、传感器、触摸屏等电气元件组成，能够实现多种康复运动模式、运动周期加及间隔时间调节、压力监控报警、人机交互等功能。本发明具有机构简单、控制方便、成本低廉等优点，适用于医疗机构及百姓家庭。
Description
技术领域
本发明涉及理疗康复设备，具体涉及一种能实现可控压弹性绷带与“踝泵运动”相结合的踝泵运动器。
背景技术
随着社会的进步，人口结构趋向老龄化，多种内外科疾病导致患者长期卧床，下肢活动受限。而DVT（下肢深静脉血栓形成）是其严重并发症之一，部分患者血栓情况如不及时治疗则可能危及患者的生命。早期有效护理干预对减低和预防DVT疾病的发生率、减轻患者的痛苦显得非常重要，目前已越来越被临床所重视。
目前，市场上用于预防DVT疾病的空气压力波治疗仪，是利用充气加压泵间断对远端足部到小腿等处进行机械挤压促进静脉回流等方式产生搏动性血流来预防DVT。但机械挤压为非肢体正常运动，对肌肉，关节，韧带功能恢复不利。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种将可控压弹性绷带与“踝泵运动”相结合的踝泵运动器，该仪器可有效预防DVT，其机构简单、运动灵活、控制方便、方便实用，具有良好的应用前景。
本发明的技术解决方案是：该运动器由内部机械传动部分、顶部的执行机构及控制系统组成，所述的内部机械传动部分包括“踝泵运动”机构、步进电机、微型行星齿轮减速器、外壳，“踝泵运动”机构由短滑台组件及长滑台组件构成，长滑台与机壳相连，安装在框架中后部，滑台与步进电机通过微型行星齿轮减速器相连接，短滑台组件通过连接件与球槽相连，小球置于球槽之中，小球上固定轴套；所述的顶部的执行机构包括由可控压弹性绷带、撑腿组件、托脚装置，可控压弹性绷带置于撑腿组件之上，使用时包裹在患者小腿部位，撑腿组件有固定在机架上的横杆及帆布组成，用于支撑小腿重量，托脚装置有前后摆动架上梁、前后摆动架下梁、竖杆、支座组成，前后摆动架上梁、前后摆动架下梁焊接成前后摆动架，竖杆通过短轴、轴承、光轴座与前后摆动架及支座连接，竖杆一端与摆动架相连，一端通过光杆插入与小球的固定的轴套中；所述的控制系统包括触摸屏、西门子PLC、驱动器、继电器，触摸屏将“踝泵运动”所需的运动参数传输给PLC，PLC经过分析计算后，将“踝泵运动”的轨迹换算成不同周期和个数的脉冲信号，再将信号传输给两个驱动器，驱动器驱动电机按照设定的转速完成指定的圈数，从而改变滑块与框架的相对位置，通过中间的连接小球改变顶部执行机构的各个摆角，带动踝关节运动，将跖屈/背屈、内旋/外旋等运动组合，便形成环绕运动，即“踝泵运动”。
其中，可控压弹性绷带在原有绷带内添加了气囊，通过PLC来控制气泵向绷带内打入压缩气体，从而使绷带绷紧，同时传感器将绷带的压力值反馈给PLC，PLC将实际值与设定值进行比较计算，并控制气泵与气阀调节气囊中气体的量，改变绷带绷紧程度，从而实现自动调节静脉跨壁压。
其中，撑腿组件安装于框架组件后半段上侧。
其中，顶部的执行机构采用钣金折弯件制成，各运动件连接部分安装轴承，并使相互垂直的两轴心线交于一点，且该点位于患者踝关节中心。
其中，托脚装置安装于“踝泵运动”机构之上，使用时通过普通绷带将脚与托脚装置系牢，“踝泵运动”机构置中安装在框架组件内部后侧。
其中，滑台组件两端安装传感器。
其中，触摸屏置于框架组件前半段上侧，PLC竖直安装于框架组件内部后侧，驱动器与继电器并排安装于框架组件内部下方前侧，外壳包裹于框架组件外侧。
本发明相比现有技术具有以下优点：1、可控压弹力绷带可根据患者不同个体特点，选择不同压力；2、可根据不同个体特点，在医学参考参数范围内灵活设置跖屈/背屈、内旋/外旋等运动参数；3、临床应用中，可查询当前参数设置，以便统计和分析，获得个体最佳预防DVT的临床效果的相关数据；4、该踝泵运动器机构简单、运动灵活、控制方便、方便实用。
附图说明
图1为本发明踝泵运动器结构图。
图2为图1中可控压弹性绷带结构图。
图3为图1中“踝泵运动”机构结构图。
图4为图3中底部的丝杆滑台传动部分结构图。
图5为图3中底部的丝杆滑台与顶部执行机构的中间连接件结构图。
图中，0-外壳，1--可控压弹性绷带，2-“踝泵运动”机构，3-托脚装置，4-触摸屏，5-框架组件，6-PLC，7-驱动器，8-继电器，9-撑腿组件，10-开关电源，11-绷带，12-气囊，13-气管，14-放气电磁阀，15-管路接头，16-气压传感器，17-单向阀，18-小型空气泵，20-中间连接件21短滑台组件，22-长滑台组件，23-短滑台传感器安装板，24-传感器，25-长滑台传感器安装板，201-支座，202-短轴，203-轴承，204-光轴座，205-前后摆动件上梁，206-竖杆，207-前后摆动件下梁，208-滑动轴，209-轴套，210-步进电机，211-微型行星齿轮减速器，212-减速器安装板，213-联轴器，214-丝杆，215-丝杆螺母，216-滑块，217-感应头，218-丝杆轴承。219-轴承安装板，2000-角马，2001-连接件1，2002-连接件2，2003-连接板，2004-球槽上盖，2—5-球槽下盖，2006-小球。
具体实施方式
如图1所示，该踝泵运动器包括外壳0、可控压弹性绷带1、“踝泵运动”机构2、托脚装置3，触摸屏4、框架组件5、PLC6、驱动器7、继电器8、撑腿组件9、电源10。可控压弹性绷带1置于撑腿组件9之上，使用时包裹在患者小腿部位；撑腿组件9安装于框架组件5后半段上侧，支撑患者小腿重量；托脚装置3安装于“踝泵运动”机构2之上，使用时通过普通绷带将脚与托脚装置3系牢；“踝泵运动”机构2置中安装在框架组件5内部后侧；触摸屏4置于框架组件5前半段上侧；PLC6竖直安装于框架组件5内部后侧；驱动器7与继电器8并排安装于框架组件内部下方前侧；外壳0包裹于框架组件外侧。
如图2所示，气囊12置于绷带11之内。放气电磁阀14、气压传感器16分别与管路接头15连接。气囊12、管路接头15单向阀17、小型空气泵18各个元器件直接通过气管13相连接。工作时，通过PLC6来控制气泵18向气囊12内打入压缩气体，从而使绷带11绷紧，同时传感器16将绷带11的压力值反馈给PLC6。PLC6将实际值与设定值进行比较计算，并控制气泵18与气阀调节14气囊12中气体的量，改变绷带11绷紧程度，从而实现自动调节静脉跨壁压的功能。
如图3所示，前后摆动架上梁205与前后摆动架下梁207焊接成前后摆动架。竖杆206通过短轴202、轴承203、光轴座204这类标准零件与前后摆动架连接。前后摆动架再次使用短轴202、轴承203、光轴座204这类标准零件与支座201连接。滑动轴208一端通过光轴座204与竖杆206连接，另一端置于与中间连接件20相连接的轴套209内。连接件20安装在短滑台组件21之上，短滑台组件21又与长滑台组件22相连。短滑台传感器安装板23位于短滑台组件21之下，长滑台传感器安装板25位于长滑台组件22之下。传感器24安装在短滑台传感器安装板23、长滑台传感器安装板25之上。
如图4所示，微型行星齿轮减速器211一端与步进电机210，另一端安装在减速器安装板212上。联轴器213分布与微型行星齿轮减速器211的输出轴和丝杆214相连接。丝杆214通过安装在滑块216上的丝杆螺母215，后端再与安装在轴承安装板219上的丝杆轴承218相连接。
如图5所示，小球2007置于球槽上板2005与球槽下板2006之中。球槽上板2005、连接板2003、连接件12002、连接件22001依次连接。
工作时，触摸屏4将“踝泵运动”所需的运动参数传输给PLC6，PLC6经过分析计算后，控制可控压弹性绷带1工作与继电器8得电，并将“踝泵运动”的轨迹换算成不同周期和个数的脉冲信号，再将信号传输给两个驱动器7，驱动器驱动7步进电机210按照设定的转速完成指定的圈数，从而改变滑块216与框架5的相对位置，通过中间的连接小球2007改变顶部执行机构的各个摆角，带动踝关节运动。将跖屈/背屈、内旋/外旋等运动组合，便形成环绕运动，即“踝泵运动”。
Claims (10)
1.踝泵运动器，其特征在于：包含内部机械传动部分、顶部的执行机构及控制系统组成，内部机械传动部分包括“踝泵运动”机构、步进电机、微型行星齿轮减速器、外壳，顶部的执行机构包括由可控压弹性绷带、撑腿组件、托脚装置，控制系统包括触摸屏、西门子PLC、驱动器、继电器。
2.所述的可控压弹性绷带置于撑腿组件之上，使用时包裹在患者小腿部位；所述的撑腿组件安装于框架组件后半段上侧，支撑患者小腿重量；所述的托脚装置安装于“踝泵运动”机构之上，使用时通过普通绷带将脚与托脚装置系牢；所述的踝泵运动机构置中安装在框架组件内部后侧；所述的触摸屏置于框架组件前半段上侧；所述的PLC竖直安装于框架组件内部后侧；所述的驱动器与继电器并排安装于框架组件内部下方前侧；所述的外壳包裹于框架组件外侧。
3.根据权利要求1所述的踝泵运动器，其特征在于：可控压弹性绷带可以由PLC控制气泵向绷带内打入压缩气体，改变绷带绷紧程度，同时传感器反馈压力给PLC，自动调节静脉跨壁压。
4.根据权利要求1所述的踝泵运动器，其特征在于：“踝泵运动”机构可分为底部的传动部分与顶部的执行部分。
5.根据权利要求1所述的踝泵运动器，其特征在于：踝泵运动器使用不锈钢外壳包裹。
6.根据权利要求1所述的踝泵运动器，其特征在于：顶部的执行部分采用钣金折弯件制成，并使相互垂直的两轴心线交于一点，且该点位于患者踝关节。
7.根据权利要求1所述的踝泵运动器，其特征在于：底部传动机构与顶部执行机构的采用滑动小球连接。
8.根据权利要求1所述的踝泵运动器，其特征在于：控制系统由PLC和触摸屏组成。
9.根据权利要求1所述的踝泵运动器，其特征在于：具有3种运动控制的模式，即只完成前后跖屈/背屈运动的模式一；跖屈/背屈、内旋/外旋组成的左脚“踝泵运动”模式二；以及右脚“踝泵运动”模式三。
10.根据权利要求1所述的踝泵运动器，其特征在于：每种模式运行时，先对通过前后跖屈与背屈完成踝关节的热身运动，且运行的速度逐步增加至所需速度。
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