CN108210242B - 牵引式踝关节康复训练器 - Google Patents
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Abstract
一种牵引式踝关节康复训练器，包括底座、滑轮支架、气压升降台、小腿托、脚套、电机驱动机构和屈伸运动牵引机构，滑轮支架安装在底座的一端，气压升降台安装在底座的中间，电机驱动机构安装在底座的一侧，屈伸运动牵引机构设置在电机驱动机构、滑轮支架和脚套之间，小腿托活动连接在气压升降台上，脚套设有上挂钩和下挂钩，上挂钩和下挂钩分别通过屈伸运动牵引机构与电机驱动机构相连，气压升降台带动小腿托升降，电机驱动机构通过屈伸运动牵引机构带动脚套实现屈伸运动。本发明利用电机连接牵引绳，通过牵引绳连接脚套带动踝关节作屈伸或侧翻运动，可有效协助踝关节损伤患者进行术后康复训练，或对踝关节畸形患者进行矫正治疗。结构简洁，操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种康复训练设备，尤其涉及一种利用电机带动绳索协助踝关节进行背屈、跖屈、内翻、外翻运动的牵引式踝关节训练器。
背景技术
踝关节是人体负重最大的关节，也是人体下肢运动的关键关节，是骨折最易发生的部位。随着人口老龄化的加剧，交通工具的快速发展以及人们生活节奏的加快，踝关节损伤已然成为骨科常见病。
目前，踝关节康复训练主要通过治疗师的手对患者进行背屈/跖屈、内翻/外翻、内旋/外旋的康复训练。这种训练方式对患者踝关节的功能恢复起到了重要作用，并帮助临床工作者积累了丰富的实践经验和理论水平。但是，这种康复训练模式存在一些问题。首先，“手把手”的“一对一”康复训练使得治疗师严重缺乏；其次，传统的人工康复训练消耗治疗师大量的时间精力，从而，很难保证充足的训练时间和足够的训练强度，治疗的效果也多取决于治疗师的经验和水平；再次，患者多被动治疗，参与治疗的主动性不够，从而加大了训练的难度。在我国目前医疗资源严重短缺的情况下，很多踝关节术后患者或者踝关节畸形患者，没有方便长期且随时进行的踝关节辅助训练，或者只能够进行一些不规范的康复训练，造成踝关节不稳从而出现反复扭伤以及关节活动障碍等，严重影响了患者的生活质量。因此，开拓广泛的康复训练方法是解决患者踝关节功能障碍的当务之急。
目前临床使用的踝关节康复器械种类繁多，具有一定训练效果，但是大都存在功能单一、成本过高、使用不便等缺点，大多为医院和康复机构使用。还有很多踝关节康复机器人尚处于研究阶段。因此，针对患者家庭训练需求，研发使用方便、康复效果好、功能丰富、价格低廉的踝关节康复训练器，既可解决医疗资源短缺引起的长期康复训练的困难，又打破了原有手法治疗的质量局限，将治疗师从体力劳动中解放出来，具有一定的实用价值和良好的应用前景。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种牵引式踝关节康复训练器。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种牵引式踝关节康复训练器，包括底座、滑轮支架、气压升降台、小腿托、脚套、电机驱动机构和屈伸运动牵引机构，滑轮支架安装在底座的一端，气压升降台安装在底座的中间，电机驱动机构安装在底座的一侧，屈伸运动牵引机构设置在电机驱动机构、滑轮支架和脚套之间，小腿托活动连接在气压升降台上，脚套设有上挂钩和下挂钩，上挂钩和下挂钩分别通过屈伸运动牵引机构与电机驱动机构相连，气压升降台带动小腿托升降，电机驱动机构通过屈伸运动牵引机构带动脚套实现屈伸运动。
所述屈伸运动牵引机构包括定滑轮、张紧轮、双滑轮和屈伸运动牵引绳，所述电机驱动机构设有驱动轮，所述滑轮支架设有悬臂，双滑轮安装在驱动轮的前方底座上，张紧轮安装在滑轮支架的上端，定滑轮安装在悬臂的前端，屈伸运动牵引绳的一端沿驱动轮经双滑轮、张紧轮、定滑轮与脚套的上挂钩相连，屈伸运动牵引绳的另一端沿驱动轮经双滑轮与脚套的下挂钩相连。
还包括侧翻运动牵引机构，该侧翻运动牵引机构包括侧翻运动牵引绳和花篮螺丝收紧器，所述脚套设有左挂钩和右挂钩，所述滑轮支架设有多个左侧挂钩和右侧挂钩；侧翻运动牵引绳的一端沿驱动轮经双滑轮、左侧挂钩与脚套的左挂钩相连，侧翻运动牵引绳的另一端沿驱动轮经双滑轮、右侧挂钩与脚套的右挂钩相连；花篮螺丝收紧器连接在两段侧翻运动牵引绳之间，电机驱动机构通过侧翻运动牵引机构带动脚套实现侧翻运动。
所述底座下面安装有多个万向轮，底座上面设有滑槽，所述气压升降台架设在该滑槽上可沿滑槽前后移动。
所述电机驱动机构由时间继电器控制实现正反转有规律的变换。
本发明的有益效果是：
1、通过牵引绳连接脚套带动踝关节作屈伸或侧翻运动，可有效协助踝关节损伤患者进行术后康复训练，或对踝关节畸形患者进行矫正治疗。
2、采用可调性原则，方便调整，适用于踝关节活动度，腿长、腿粗不同的患者。
3、结构简洁，操作方便。
附图说明
图1是本发明踝关节康复训练器的整体结构示意图；
图2是本发明踝关节康复训练器进行跖屈训练示意图；
图3是本发明踝关节康复训练器进行背屈训练示意图；
图4是本发明踝关节康复训练器进行内翻训练示意图；
图5是本发明踝关节康复训练器进行外翻训练示意图；
图6、图7是本发明踝关节康复训练器中脚套结构示意图；
图8是本发明踝关节康复训练器的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
参见图1，配合参见图2、图3，本发明的牵引式踝关节康复训练器，包括底,1、滑轮支架2、气压升降台3、小腿托4、脚套5、电机驱动机构6和屈伸运动牵引机构7，滑轮支架安装在底座的一端，气压升降台安装在底座的中间，电机驱动机构安装在底座的一侧，屈伸运动牵引机构设置在电机驱动机构、滑轮支架和脚套之间，小腿托活动连接在气压升降台上。
配合参见图6、图7，本发明中的脚套5设有上挂钩51、下挂钩52、左挂钩53和右挂钩54，上挂钩和下挂钩分别通过屈伸运动牵引机构与电机驱动机构相连，气压升降台带动小腿托升降，电机驱动机构通过屈伸运动牵引机构带动脚套实现屈伸运动。脚套根据人体力学和人因工程学进行设计，方便穿戴且便于固定脚掌，防止因脚掌移动对训练效果产生影响。
其中的屈伸运动牵引机构7包括定滑轮71、张紧轮72、双滑轮73和屈伸运动牵引绳74，电机驱动机构6设有驱动轮61，滑轮支架2设有悬臂21，双滑轮安装在驱动轮的前方底座上，张紧轮安装在滑轮支架的上端，定滑轮安装在悬臂的前端，屈伸运动牵引绳的一端沿驱动轮经双滑轮、张紧轮、定滑轮与脚套的上挂钩相连，屈伸运动牵引绳的另一端沿驱动轮经双滑轮与脚套的下挂钩相连。
配合参见图4、图5，本发明还包括侧翻运动牵引机构8，该侧翻运动牵引机构包括侧翻运动牵引绳81和花篮螺丝收紧器(未图示出来)，脚套5还设有左挂钩53和右挂钩54，滑轮支架2设有多个左侧挂钩22和右侧挂钩23；侧翻运动牵引绳的一端沿驱动轮经双滑轮、左侧挂钩与脚套的左挂钩相连，侧翻运动牵引绳的另一端沿驱动轮经双滑轮、右侧挂钩与脚套的右挂钩相连；花篮螺丝收紧器连接在两段侧翻运动牵引绳之间，电机驱动机构通过侧翻运动牵引机构带动脚套实现侧翻运动。
在底座1下面安装有多个万向轮11，底座上面设有滑槽12，上述气压升降台架设在该滑槽上可沿滑槽前后移动。
本发明的使用方法如图2、图3、图4、图5所示，患者通过小腿托4固定踝关节，前脚掌穿入脚套5内，通过滑轮支架2和气压升降台3的移动确定适合的位置，通过小腿托4的旋转确定合适的角度，通过牵引绳的长度确定踝关节的运动范围，通过不同的接线方式确定踝关节运动的种类。
如图2、图3所示，屈伸运动牵引绳74的一端沿驱动轮经双滑轮73、张紧轮72、定滑轮71与脚套5的上挂钩51相连，屈伸运动牵引绳的另一端沿驱动轮经双滑轮与脚套的下挂钩52相连。电机启动带动屈伸运动牵引绳74，屈伸运动牵引绳74带动脚套5运动，实现背屈跖屈的康复运动。背屈跖屈的活动度最大允许值均为30°。运用张紧轮在滑轨上的滑动调节绳索的长度，以适应不同的使用者的背屈跖屈的活动度，并且张紧轮保证绳索一直处于张紧状态，可以很好的传递电机输出的力。
如图4、图5所示，侧翻运动牵引绳81的一端沿驱动轮经双滑轮73、左侧挂钩22与脚套的左挂钩53相连，侧翻运动牵引绳的另一端沿驱动轮经双滑轮、右侧挂钩23与脚套的右挂钩54相连；电机启动带动侧翻运动牵引绳81，侧翻运动牵引绳81带动脚套5运动，实现内翻外翻的康复运动。连接不同位置的左右侧挂钩具有不同的活动度。内翻外翻的活动度最大允许值均为25°，根据使用者活动度的不同调整花篮螺丝收紧器来调节侧翻运动牵引绳81的长度，配合适合的左右侧挂钩，调整适合使用者的内翻外翻的活动度。
本发明中的电机驱动机构由时间继电器控制实现正反转有规律的变换。
本发明的电路图如图8所示。通过时间继电器对电机的控制，保证电机有规律的正反转，实现踝关节运动的连续性，规律性。KT1、KT2作时间控制元件，中间继电器KA1、KA2起中间控制作用。合上电源开关Q和旋转开关S，这时时间继电器KT1得电，中间继电器KA1得电吸合。接触器KM1得电并吸合，电动机作正向限时运转。待延时时间到，时间继电器KT1常闭延时断开触点断开，使中间继电器KA1断电，其触点KA1断开，接触器KM1线圈断电，主触点KM1断开，电动机瞬时停止正转。
在时间继电器KT1常闭延时断开触点断开的同时，其常开延时闭合触点KT1闭合，反转中间继电器KA2暂时得电吸合，其常开触点闭合自锁，并使时间继电器KT2得电，反转接触器KM2得电并吸合，电动机作反向限时运转。
Claims (3)
1.一种牵引式踝关节康复训练器，其特征在于：包括底座、滑轮支架、气压升降台、小腿托、脚套、电机驱动机构和屈伸运动牵引机构，滑轮支架安装在底座的一端，气压升降台安装在底座的中间，电机驱动机构安装在底座的一侧，屈伸运动牵引机构设置在电机驱动机构、滑轮支架和脚套之间，小腿托活动连接在气压升降台上，脚套设有上挂钩和下挂钩，上挂钩和下挂钩分别通过屈伸运动牵引机构与电机驱动机构相连，气压升降台带动小腿托升降，电机驱动机构通过屈伸运动牵引机构带动脚套实现屈伸运动；
所述屈伸运动牵引机构包括定滑轮、张紧轮、双滑轮和屈伸运动牵引绳，所述电机驱动机构设有驱动轮，所述滑轮支架设有悬臂，双滑轮安装在驱动轮的前方底座上，张紧轮安装在滑轮支架的上端，定滑轮安装在悬臂的前端，屈伸运动牵引绳的一端沿驱动轮经双滑轮、张紧轮、定滑轮与脚套的上挂钩相连，屈伸运动牵引绳的另一端沿驱动轮经双滑轮与脚套的下挂钩相连；
还包括侧翻运动牵引机构，该侧翻运动牵引机构包括侧翻运动牵引绳和花篮螺丝收紧器，所述脚套设有左挂钩和右挂钩，所述滑轮支架设有多个左侧挂钩和右侧挂钩；侧翻运动牵引绳的一端沿驱动轮经双滑轮、左侧挂钩与脚套的左挂钩相连，侧翻运动牵引绳的另一端沿驱动轮经双滑轮、右侧挂钩与脚套的右挂钩相连；花篮螺丝收紧器连接在两段侧翻运动牵引绳之间，电机驱动机构通过侧翻运动牵引机构带动脚套实现侧翻运动。
2.根据权利要求1所述的踝关节康复训练器，其特征在于：所述底座下面安装有多个万向轮，底座上面设有滑槽，所述气压升降台架设在该滑槽上可沿滑槽前后移动。
3.根据权利要求1所述的踝关节康复训练器，其特征在于：所述电机驱动机构由时间继电器控制实现正反转有规律的变换。
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