CN109974951B - 一种3d打印踝足矫形器刚度检测实验台 - Google Patents

Abstract

一种3D打印踝足矫形器刚度检测实验台涉及下肢康复医疗实验领域。技术方案如下：主要包括1个基础平台、2个型材滑台、2个型材立柱、1根轴杆、1根测试杆和2个固定块；基础平台包括凸台底座、垂直端板和加强筋，凸台底座与垂直端板固定连接，垂直端板与加强筋固定连接，垂直端板与凸台底座垂直；两个型材立柱分别与两个型材滑台滑动连接，并用四个型材角件支撑；两个固定块与两个型材立柱滑动连接，并用四个型材角件支撑；轴杆放置在两个固定块上；轴杆与测试杆采用无摩擦铰链连接，测试杆可以在矢状面内转动。本发明可以复制人体在行走步态周期阶段中的背屈阶段，能够适应不同踝足矫形器的尺寸，增加该实验台的通用性。

Description

一种3D打印踝足矫形器刚度检测实验台

技术领域

本发明涉及下肢康复医疗实验领域，具体涉及一种3D打印踝足矫形器刚度检测实验台。

背景技术

踝关节是人体的运动关节，也是承重最大的关节，尤其是在奔跑和跳跃时，踝关节会承受巨大的载荷和冲击，因此极易发生扭伤。此外，中风后神经功能受到损害，也可导致踝关节周围的肌肉疲软，使人体无法像正常人一样行走。踝关节扭伤后，如果治疗不及时，容易导致踝关节韧带过度松弛，关节不稳，易引起反复扭伤，严重的将影响行走功能。

近年来，国际上对踝足矫形器的研究成为生物力学界的热点，通过分析矫形器刚度数据来评估其功能，对于人体踝关节的康复和预防损伤都有较为重要的意义。踝足矫形器的刚度大小是矫形器康复功能指标的直接表现，分析矫形器刚度数据，可用于治疗踝关节损伤，改善踝关节康复训练方式和力度，为病人行走提供有效的补偿力矩和能量。到目前为止，国内外针对踝关节损伤已研究出多种用于踝关节康复训练的矫形器，但绝大多数产品都依赖于矫形师的经验，而对于矫形器刚度检测的研究投入则比较少，这给矫形器刚度的测量和分析带来许多不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印踝足矫形器刚度检测实验台，以解决上述问题。

本发明的实施例提供了一种3D打印踝足矫形器刚度检测实验台，其特征在于，该实验台主要包括1个基础平台、2个型材滑台、2个型材立柱、1根轴杆、1根测试杆和2个固定块；所述基础平台包括凸台底座、垂直端板和加强筋，所述凸台底座与所述垂直端板固定连接，所述垂直端板与所述加强筋固定连接，所述垂直端板与所述凸台底座垂直；所述两个型材立柱分别与所述两个型材滑台滑动连接，并用四个型材角件支撑；所述两个固定块与所述两个型材立柱滑动连接，并用四个型材角件支撑；所述轴杆放置在所述两个固定块上。

进一步，将3D打印踝足矫形器脚底板的平面区域夹在所述实验台的所述垂直端板上，以固定所述脚底板。

进一步，所述轴杆与所述测试杆采用无摩擦铰链连接，铰链用以复制人体踝关节中心。所述测试杆可以在矢状面内转动，所述测试杆上的圆柱体用以复制小腿几何。

进一步，所述两个型材立柱可以分别沿所述两个型材滑台滑动，用以调节所述无摩擦铰链到所述垂直端板的距离，以适应不同矫形器脚底板到踝关节中心的距离。

进一步，所述两个固定块可以分别沿所述两个型材滑台滑动，用以调节所述无摩擦铰链到矫形器支柱的距离，以适应不同矫形器的支柱到踝关节中心的距离。

进一步，将负载施加到所述测试棒的末端，所述测试棒上的圆柱体将压力分布到所述矫形器袖口前表面，以模拟在背屈阶段小腿施力。

与现有技术相比本发明的有益效果是：通过添加滑动连接，可以调节复制踝关节中心到3D打印踝足矫形器脚底板和支柱的距离，测量不同尺寸3D打印踝足矫形器在不同角度位置下的刚度大小，所得数据对3D打印踝足矫形器康复功能的评估具有重要的参考价值。

附图说明

图1是本发明一种3D打印踝足矫形器刚度检测实验台的轴侧视图；

图2是本发明一种3D打印踝足矫形器刚度检测实验台带有矫形器的俯视图；

图3是基础平台的轴测视图；

图4是固定块的轴测视图；

图5是测试杆的轴测视图；

图6是轴杆的轴测视图；

图7是型材角件的轴测视图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所做的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

参图1至图7所示，图1是本发明一种3D打印踝足矫形器刚度检测实验台的轴侧视图；图2是本发明一种3D打印踝足矫形器刚度检测实验台带有矫形器的俯视图；图3是基础平台的轴测视图；图4是固定块的轴测视图；图5是测试杆的轴测视图；图6是轴杆的轴测视图；图7是型材角件的轴测视图。

本实施例提供了一种3D打印踝足矫形器刚度检测实验台，参图1至图7所示，包括基础平台1、第一型材滑台2和第二型材滑台9、第一型材立柱5和第二型材立柱13、轴杆16、测试杆11、第一固定块7和第二固定块15；所述基础平台1包括凸台底座23、垂直端板21和加强筋22，所述凸台底座23和所述垂直端板21固定连接，所述垂直端板21和所述加强筋22固定连接，所述垂直端板21与所述凸台底座23垂直。

所述第一型材滑台2与所述第一型材立柱5滑动连接，并用所述第一型材角件3与所述第二型材角件4支撑；所述第二型材滑台9与所述第二型材立柱13滑动连接，并用所述第三型材角件10与所述第四型材角件17支撑；所述第一型材立柱5与所述第一固定块7固定连接，并用所述第五型材角件8与所述第六型材角件6支撑；所述第二型材立柱13与所述第二固定块15固定连接，并用所述第七型材角件14与所述第八型材角件12支撑。所述第一型材角件3设有第一圆形通孔28和第二圆形通孔29，所述其余7个型材角件与其结构一致。所述第一固定块7设有第三圆形通孔24，所述第二固定块15与其结构一致。

所述轴杆16通过第四圆形通孔26和第五圆形通孔27固定在所述第一固定块7与所述第二固定块15上。

所述测试杆11上设有第六圆形通孔25，所述轴杆16与所述测试杆11采用无摩擦铰链19连接，所述无摩擦铰链19用以复制人体踝关节中心。所述测试杆11可以在矢状面内转动，所述测试杆上的圆柱体18用以复制小腿几何。

将3D打印踝足矫形器20的脚底板平面区域夹在所述实验台的所述垂直端板21上，以固定脚底板。将负载施加到所述测试棒11的末端，所述测试棒11上的圆柱体18将压力分布到所述3D打印踝足矫形器20的袖口前表面，以模拟在背屈阶段小腿施力。

所述第一型材立柱5与所述第二型材立柱13可以沿所述第一型材滑台2与所述第二型材滑台9滑动，用以调节所述无摩擦铰链19到所述垂直端板21的距离，以适应不同矫形器脚底板到踝关节中心的距离。所述第一固定块7与所述第二固定块15可以沿所述第一型材立柱5与所述第二型材立柱13滑动，用以调节所述无摩擦铰链19到矫形器支柱的距离，以适应不同矫形器的支柱到踝关节中心的距离。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (2)

1.一种3D打印踝足矫形器刚度检测实验台，其特征在于，主要包括1个基础平台、2个型材滑台、2个型材立柱、1根轴杆、1根测试杆和2个固定块；所述基础平台包括凸台底座、垂直端板和加强筋，所述凸台底座与所述垂直端板固定连接，所述垂直端板与所述加强筋固定连接，所述垂直端板与所述凸台底座垂直；所述两个型材立柱分别与所述两个型材滑台滑动连接，并用四个型材角件支撑；所述两个固定块与所述两个型材立柱滑动连接，并用四个型材角件支撑；所述轴杆放置在所述两个固定块上；所述轴杆与所述测试杆采用无摩擦铰链连接，铰链用以复制人体踝关节中心；所述测试杆可以在矢状面内转动，所述测试杆上的圆柱体用以复制小腿几何；

所述两个型材立柱可以分别沿所述两个型材滑台滑动，用以调节所述无摩擦铰链到所述垂直端板的距离，以适应不同矫形器脚底板到踝关节中心的距离；所述两个固定块可以分别沿所述两个型材滑台滑动，用以调节所述无摩擦铰链到矫形器支柱的距离，以适应不同矫形器的支柱到踝关节中心的距离。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印踝足矫形器刚度检测实验台，其特征在于，将负载施加到所述测试棒的末端，所述测试棒上的圆柱体将压力分布到所述矫形器袖口前表面，以模拟在背屈阶段小腿施力。

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