CN106691779A - 一种悬吊结构动力膝关节康复平台 - Google Patents

一种悬吊结构动力膝关节康复平台 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种悬吊结构动力膝关节康复平台，其特征在于：包括座椅、前后调整机构、伸缩柱、可旋转承载悬臂和动力膝关节单元；所述座椅包括座板和底座；所述前后调整机构设置在所述底座的前侧；所述伸缩柱设置在所述前后调整机构的输出端的顶部；所述可旋转承载悬臂的一端设置在伸缩柱的顶部，另一端悬吊所述动力膝关节单元。

Description

一种悬吊结构动力膝关节康复平台
技术领域
本发明涉及一种关节康复平台，尤其涉及一种悬吊结构动力膝关节康复平台。
背景技术
针对膝关节的动力辅助康复平台，一般由复杂的动力系统组成，它可以增加患者肌力和膝关节的灵活性以及改善患者对肌肉的控制能力，但是该类装置比较庞大，占地面积大，设备笨重，调整不便，系统针对性不强，且价格昂贵。这种辅助康复装置一般集中在康复医疗中心，所以患者只能到康复中心进行康复，这对有行动障碍的患者来说也是非常不便的。
综上所述，亟需一种轻巧、占地小、调整方便且驱动扭矩大的膝关节康复设备。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种轻巧、调整方便且能够满足康复治疗需求的悬吊结构动力膝关节康复平台。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种悬吊结构动力膝关节康复平台，其特征在于：包括座椅、前后调整机构、伸缩柱、可旋转承载悬臂和动力膝关节单元；所述座椅包括座板和底座；所述前后调整机构设置在所述底座的前侧；所述伸缩柱设置在所述前后调整机构的输出端的顶部；所述可旋转承载悬臂的
所述前后调整机构包括导轨、滑块和滑动驱动装置；所述导轨与所述底座紧固连接且沿前后方向布置；所述滑块滑动连接在所述导轨上；所述滑块驱动装置的输出端与所述滑块紧固连接，用于控制所述滑块在所述导轨上的位置。
所述滑块驱动装置为气缸、液压缸或电动推杆。
所述伸缩柱包括固定部和升降部，所述固定部与升降部之间通过升降驱动装置连接，所述升降驱动装置为气缸、液压缸或电动推杆。
所述可旋转承载悬臂包括主承载梁、连杆、固定盘和转动盘；所述固定盘紧固连接在所述伸缩柱的顶部且通过轴承与所述主承载梁的一端连接；所述转动盘紧固连接在所述动力膝关节单元的顶部且通过轴承与所述主承载梁的另一端连接；在所述固定盘和转动盘的左、右两侧均设置有一个支耳；所述连杆为两根且分布在所述主承载梁的左、右两侧，每一所述连杆均铰接在两个所述支耳之间；在所述伸缩柱的顶部还设置有用于驱动所述主承载梁旋转的旋转驱动装置。
所述动力膝关节单元包括上支板和下支板；在所述上支板上设置有推杆驱动机构，所述推杆驱动机构的输出端为输出直线运动的推杆，所述推杆的端部与横连杆紧固连接，所述横连杆两端分别与连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与所述下支板铰接；在所述上支板的下端固定设置有第一齿轮，在所述下支板的上端固定设置有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。
所述推杆驱动机构包括支座、电机、滚珠丝杠副和所述推杆；所述支座与所述上支板紧固连接，所述电机紧固连接在所述支座上，所述电机的输出端连接所述滚珠丝杠副，所述滚珠丝杠副的丝杠母与所述推杆紧固连接。
所述下支板与所述连杆连接的部位为弹性片，所述弹性片与所述下支板连接为一体
所述动力膝关节单元包括上支板和下支板；在所述上支板上设置有推杆驱动机构，所述推杆驱动机构包括电机支架、电机、齿轮和齿条，所述电机支架与所述上支板紧固连接，所述电机紧固连接在所述电机支架上，所述电机的输出端与所述齿轮紧固连接，所述电机支架带有沿所述上支板的长度方向布置的滑槽，所述齿条滑动连接在所述滑槽中，所述齿轮与所述齿条啮合；所述齿条即为推杆驱动机构的输出端；所述齿条的底端通过铰链轴连接三角连杆的第一端，所述三角连杆的第二端与所述上支板铰接，所述三角连杆的第三端与连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与所述下支板铰接；在所述上支板的下端固定设置有第一齿轮，在所述下支板的上端固定设置有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明在座椅前方设置有前后调整机构，在前后调整机构的输出端设置有伸缩柱，在伸缩柱的顶端设置有可旋转承载悬臂，在可旋转承载悬臂靠近座椅的一端悬吊动力膝关节单元，因此，可以在患者坐在座椅上之后，利用前后调整机构、伸缩柱和可旋转承载悬臂将动力膝关节单元移动到患者的腿部，对患者的膝关节进行康复治疗。2、本发明动力膝关节单元设置有用于与患者的肢体固定的上支板和下支板，上支板上设置有推杆驱动机构，推杆驱动机构的输出端通过铰接轴或横连杆与连杆机构连接，连杆机构的另一端与下支板铰接，因此通过推杆的推/拉运动可以实现下支板向屈曲方向/伸展方向转动，从而实现动力下的膝关节运动。3、本发明由于下支板与连杆连接的部位采用弹性片，弹性片与下支板连接为一体，弹性片在推动小腿运动时，能够起到缓冲和储能作用，实现类似于腿部肌腱的功能，在运动过程中可以交替地进行储存能量与释放能量，以将动能、重力势能和弹性势能进行转换，这样不但能够提高人行走时能量的利用效率，还能够改善对行走环境的适应性。4、本发明在上支板的下端固定设置有第一齿轮，在下支板的上端固定设置有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合，能够产生非圆周的转动，以拟合关节的转动。5、本发明采用由两根连杆和固定盘、转动盘构成的四连杆结构对动力膝关节单元进行悬吊，可以保证动力膝关节单元在可旋转承载悬臂进行旋转的过程中其朝向始终保持不变。6、本发明重量轻、姿态调整方便，并且扭矩大，能够满足膝关节的康复治疗需求。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明可旋转承载悬臂的结构示意图；
图3是本发明第一种动力膝关节单元的结构示意图；
图4是本发明第一种动力膝关节单元的侧视示意图；
图5是本发明第二种动力膝关节单元的结构示意图；
图6是图5中A部分去除齿轮连接板后的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1、图2所示，本发明包括座椅1、前后调整机构2、伸缩柱3、可旋转承载悬臂4和动力膝关节单元5。座椅1包括座板11和底座12。前后调整机构2设置在底座12的前侧。伸缩柱3设置在前后调整机构2的输出端的顶部。可旋转承载悬臂4的一端设置在伸缩柱3的顶部，另一端悬吊动力膝关节单元5。
进一步地，前后调整机构2包括导轨21、滑块22和滑动驱动装置(图中未示出)；导轨21与底座12紧固连接且沿前后方向布置；滑块22滑动连接在导轨21上；滑块驱动装置的输出端与滑块22紧固连接，用于控制滑块22在导轨21上的位置。滑块驱动装置为气缸、液压缸、电动推杆或与滚珠丝杠副连接的电机。
进一步地，伸缩柱3包括固定部31和升降部32，固定部31与升降部32之间通过升降驱动装置(图中未示出)连接，升降驱动装置为气缸、液压缸或电动推杆。
进一步地，可旋转承载悬臂4包括主承载梁41、连杆42、固定盘43和转动盘44；固定盘43紧固连接在伸缩柱3的顶部且通过轴承45与主承载梁41的一端连接；转动盘44紧固连接在动力膝关节单元5的顶部且通过轴承45与主承载梁41的另一端连接；在固定盘43和转动盘44的左、右两侧均设置有一个支耳；连杆42为两根且分布在主承载梁41的左、右两侧，每一连杆42均铰接在两个支耳之间；在伸缩柱3的顶部还设置有用于驱动主承载梁41旋转的旋转驱动装置46。具体地，旋转驱动装置46可以采用电机加同步带的方式实现对主承载梁41的旋转驱动。本发明采用由两根连杆42和固定盘43、转动盘44构成的四连杆结构对动力膝关节单元5进行悬吊，可以保证动力膝关节单元5在可旋转承载悬臂4进行旋转的过程中其朝向始终保持不变。
本发明给出了多种动力膝关节单元5的结构(如图3～6所示)，下面分别做以说明：
实施例1：
如图3、图4所示，本实施例中的动力膝关节单元5包括上支板51和下支板52，在上支板51上设置有推杆驱动机构，推杆驱动机构的输出端为输出直线运动的推杆53，推杆53的端部与横连杆54紧固连接，横连杆54两端分别与连杆55的一端铰接，连杆55的另一端与下支板52铰接。在上支板51的下端固定设置有第一齿轮56，在下支板的上端固定设置有第二齿轮57，第二齿轮57与第一齿轮56啮合。下支板51与连杆55连接的部位为弹性片58，弹性片58与下支板52连接为一体。推杆驱动机构包括支座59、电机60、滚珠丝杠副61和推杆53，其中，支座59与上支板51紧固连接，电机60紧固连接在支座59上，电机60的输出端连接滚珠丝杠副61，滚珠丝杠副61的丝杠母与推杆53紧固连接。
实施例2：
如图5、图6所示，本实施例中的动力膝关节单元5包括上支板71和下支板72，在上支板71上设置有推杆驱动机构，推杆驱动机构包括电机支架73、电机74、齿轮75和齿条76，电机支架73与上支板71紧固连接，电机74紧固连接在电机支架73上，电机74的输出端与齿轮75紧固连接，电机支架73带有沿上支板71的长度方向布置的滑槽77，齿条76滑动连接在滑槽77中，齿轮75与齿条76啮合，齿条76即为推杆驱动机构的输出端。齿条76的底端通过铰链轴78连接三角连杆79的第一端，三角连杆79的第二端与上支板71铰接，三角连杆79的第三端与连杆80的一端铰接，连杆80的另一端与下支板72铰接。下支板72与连杆80连接的部位为弹性片81，弹性片81与下支板72连接为一体。在上支板71的下端固定设置有第一齿轮82，在下支板72的上端固定设置有第二齿轮83，第二齿轮83与第一齿轮82啮合。
使用本发明进行康复治疗时，首先将可旋转承载悬臂4向左或向右旋转至一侧，将伸缩柱3升到最高处，将前后调整机构2的输出端调整至最前方。然后让患者做到椅子上，之后将可旋转承载悬臂4旋转至动力膝关节单元5达到需要康复的腿上方，降低伸缩柱3至动力膝关节单元5接近带康复的大腿，将前后调整机构2的输出端滑移至合适的位置，将患者的大腿与动力膝关节单元5的上支板固定、小腿与下支板固定，之后开启推杆驱动机构可对患者的膝关节进行康复治疗。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种悬吊结构动力膝关节康复平台，其特征在于：包括座椅、前后调整机构、伸缩柱、可旋转承载悬臂和动力膝关节单元；所述座椅包括座板和底座；所述前后调整机构设置在所述底座的前侧；所述伸缩柱设置在所述前后调整机构的输出端的顶部；所述可旋转承载悬臂的一端设置在伸缩柱的顶部，另一端悬吊所述动力膝关节单元。
2.如权利要求1所述的一种悬吊结构动力膝关节康复平台，其特征在于：所述前后调整机构包括导轨、滑块和滑动驱动装置；所述导轨与所述底座紧固连接且沿前后方向布置；所述滑块滑动连接在所述导轨上；所述滑块驱动装置的输出端与所述滑块紧固连接，用于控制所述滑块在所述导轨上的位置。
3.如权利要求2所述的一种悬吊结构动力膝关节康复平台，其特征在于：所述滑块驱动装置为气缸、液压缸或电动推杆。
4.如权利要求1所述的一种悬吊结构动力膝关节康复平台，其特征在于：所述伸缩柱包括固定部和升降部，所述固定部与升降部之间通过升降驱动装置连接，所述升降驱动装置为气缸、液压缸或电动推杆。
5.如权利要求1所述的一种悬吊结构动力膝关节康复平台，其特征在于：所述可旋转承载悬臂包括主承载梁、连杆、固定盘和转动盘；所述固定盘紧固连接在所述伸缩柱的顶部且通过轴承与所述主承载梁的一端连接；所述转动盘紧固连接在所述动力膝关节单元的顶部且通过轴承与所述主承载梁的另一端连接；在所述固定盘和转动盘的左、右两侧均设置有一个支耳；所述连杆为两根且分布在所述主承载梁的左、右两侧，每一所述连杆均铰接在两个所述支耳之间；在所述伸缩柱的顶部还设置有用于驱动所述主承载梁旋转的旋转驱动装置。
6.如权利要求1所述的一种悬吊结构动力膝关节康复平台，其特征在于：所述动力膝关节单元包括上支板和下支板；在所述上支板上设置有推杆驱动机构，所述推杆驱动机构的输出端为输出直线运动的推杆，所述推杆的端部与横连杆紧固连接，所述横连杆两端分别与连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与所述下支板铰接；在所述上支板的下端固定设置有第一齿轮，在所述下支板的上端固定设置有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。
7.如权利要求6所述的一种悬吊结构动力膝关节康复平台，其特征在于：所述推杆驱动机构包括支座、电机、滚珠丝杠副和所述推杆；所述支座与所述上支板紧固连接，所述电机紧固连接在所述支座上，所述电机的输出端连接所述滚珠丝杠副，所述滚珠丝杠副的丝杠母与所述推杆紧固连接。
8.如权利要求6所述的一种悬吊结构动力膝关节康复平台，其特征在于：所述下支板与所述连杆连接的部位为弹性片，所述弹性片与所述下支板连接为一体。
9.如权利要求1所述的一种悬吊结构动力膝关节康复平台，其特征在于：所述动力膝关节单元包括上支板和下支板；在所述上支板上设置有推杆驱动机构，所述推杆驱动机构包括电机支架、电机、齿轮和齿条，所述电机支架与所述上支板紧固连接，所述电机紧固连接在所述电机支架上，所述电机的输出端与所述齿轮紧固连接，所述电机支架带有沿所述上支板的长度方向布置的滑槽，所述齿条滑动连接在所述滑槽中，所述齿轮与所述齿条啮合；所述齿条即为推杆驱动机构的输出端；所述齿条的底端通过铰链轴连接三角连杆的第一端，所述三角连杆的第二端与所述上支板铰接，所述三角连杆的第三端与连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与所述下支板铰接；在所述上支板的下端固定设置有第一齿轮，在所述下支板的上端固定设置有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。
10.如权利要求9所述的一种悬吊结构动力膝关节康复平台，其特征在于：所述下支板与所述连杆连接的部位为弹性片，所述弹性片与所述下支板连接为一体。
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