CN110136558A - 一种人体下肢骨骼模型的关节活动度限制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了骨骼模型教具技术领域的一种人体下肢骨骼模型的关节活动度限制器，包括安装在股骨模型下端的膝关节限位器、固定在胫骨模型顶端的滑块，套设在股骨模型上端的股骨端屈伸限位环、包裹在股骨头模型外的股骨头连接块和安装在髋臼模型上的髋关节限位器，通过以上三个连接位置，是本装置模拟出真实的人体下肢骨骼的活动状态，更加真实有效的对学生进行教学和使用，使人们对下肢关节的真实活动状态一目了然，非常直观，而且不再需要通过视频动画和骨骼相互参照学习，避免了出现错误理解，本装置更加直观真实，而且不会错误理解，本装置有效的避免了老师教学的时候产生的人工误差，教学更加准确。

Description

一种人体下肢骨骼模型的关节活动度限制器

技术领域

本发明涉及骨骼模型教具技术领域，特别是涉及一种人体下肢骨骼模型的关节活动度限制器。

背景技术

在医疗教学领域，老师需要对学生进行骨骼的形状和比例，以及各个骨头的名称和作用进行教学，目前教师使用的手段有图片、视频、文字和模型的方式教学，这些所有的教学方式只有模型教学最直观的，最容易看清楚，所以现在医学院甚至医院都有人体骨骼模型用来展示，目前的骨骼模型中，一般各个骨骼之间都是用螺栓连接，骨骼是固定锁紧的，不能活动，这样展示站立不懂的骨骼模型姿势比较标准，但是不能弯曲，这样就导致教学时很不方便，不能完好的展示骨骼活动的角度和活动的轨迹，所以又有了骨骼之间能够活动的骨骼模型，或者直接用牢固的丝线连接，这样每个骨骼之间可以相互连接，也可以任意转动，而老师就会将骨骼在教学时，就根据自己的经验将骨骼模型活动，并且运动到特定角度，从而将骨骼的活动轨迹和活动范围展示给学生，但是每个老师的教学经验是有差别的，而且因为人为误差，每次展示骨骼模型的运动轨迹和活动范围时也会有偏差，而且骨骼模型是能够任意活动的，很容易发生偏差，还有些情况，有些让学生喜爱专研，会自己学习，拿着骨骼模型进行摆弄，因为没有熟知骨骼正确的活动范围和运动轨迹，反而可能导致学习到错误的骨骼运动角度，起到反作用，现在需要一种更加有利于学生正确学习骨骼的模型，来引导学生学习骨骼知识，也帮助老师更容易正准确的教导学生学习骨骼知识。

例如公开日是2017年10月31日，中国专利申请号为CN201720266744.7的一种可拆卸膝关节教学模型，包括括膝关节本体，所述膝关节本体包括股骨、胫骨、腓骨和髌骨；所述胫骨平台的内侧和外侧分别可拆卸设置半月板，所述半月板与所述股骨的股骨髁相吻合；所述股骨和所述胫骨的端面通过十字交叉韧带可拆卸连接；所述股骨和所述胫骨的外侧还通过内侧副韧带活动连接；所述胫骨和所述腓骨通过活动件连接；所述腓骨还通过外侧副韧带与所述股骨可拆卸连接；所述股骨和所述胫骨外侧还设置有髌韧带，所述髌韧带与所述股骨之间设置所述髌骨，且所述髌骨的髌关节面与所述股骨的髌面构型相符。

这种可拆卸膝关节教学模型虽然可拆卸膝关节教学模型通过可拆卸连接方式连接股骨、胫骨、腓骨和髌骨，便于拆卸和组装该模型，进而便于了解和学习膝关节的具体构型，但是只能拆卸查看内部结构，骨骼模型的关节不能活动，更加不能在关节活动的时候限制骨骼活动范围，也不能按照人体的骨骼运动轨迹进行仿真模拟。

基于此，本发明设计了一种人体下肢骨骼模型的关节活动度限制器，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人体下肢骨骼模型的关节活动度限制器，关节能活动的骨骼模型，来帮助教学认知骨骼的真实活动范围和活动轨迹，有助于学生更加直观清晰准确的对人体下肢的正常骨骼的形态和活动进行认知，效果更佳，不会出现错误展示。

本发明是这样实现的：一种人体下肢骨骼模型的关节活动度限制器，包括安装在股骨模型下端的膝关节限位器、固定在胫骨模型顶端的滑块，套设在股骨模型上端的股骨端屈伸限位环、包裹在股骨头模型外的股骨头连接块和安装在髋臼模型上的髋关节限位器，所述股骨模型与胫骨模型通过滑块和膝关节限位器在一定范围角度内滑动连接，所述髋关节限位器由髋臼连接环和髋臼端屈伸限位环拼接而成，所述股骨头模型通过股骨头连接块和髋臼连接环能在一定角度范围内外展的连接在髋臼模型上，所述股骨模型通过股骨端屈伸限位环能在一定范围内屈伸的安装在髋臼端屈伸限位环内。

进一步地，所述膝关节限位器为弧形长条结构，所述膝关节限位器的左右两侧开设了限位滑槽，所述膝关节限位器的底部外弧两端都设置了挡块。

进一步地，所述限位滑槽是一段135°角的圆弧，所述膝关节限位器为一段与限位滑槽同心的圆弧。

进一步地，所述滑块为顶部开口的凹槽结构，所述滑块的凹槽内左右对称的各设置了一个滑槽卡块，所述滑槽卡块滑设在限位滑槽内，所述膝关节限位器滑设在滑块的凹槽内，所述膝关节限位器底部两端的挡块阻挡在滑块在限位滑槽上的滑动路径两端，上端的所述挡块与滑块通过磁力能分离的吸附，下端所述挡块垂直于水平面。

进一步地，所述髋臼连接环为垂直于水平面且朝向股骨模型的一侧设有开口的半环形结构，所述髋臼连接环的外弧与髋臼模型紧密贴合，所述髋臼端屈伸限位环为垂直于水平面的完整圆环，所述髋臼连接环所在平面与髋臼端屈伸限位环所在平面相互垂直，所述髋臼连接环固定在髋臼端屈伸限位环靠近髋臼模型的侧面上，所述髋臼连接环的内弧上设置了髋臼端外展限位槽，所述髋臼端屈伸限位环内环上分别设置了伸展限位块和屈曲限位块。

进一步地，所述髋臼端外展限位槽为髋臼连接环的中心处向下的一段45°角圆弧凹槽，所述伸展限位块与髋臼端屈伸限位环的竖向轴线夹角A为15°，所述屈曲限位块与髋臼端屈伸限位环的竖向轴线夹角B为125°。

进一步地，所述股骨头连接块的左侧外壁的中心处固定了股骨端外展限位块，所述股骨端外展限位块滑设在髋臼端外展限位槽内。

进一步地，所述股骨端屈伸限位环相互平行的安装髋臼端屈伸限位环内，所述股骨端屈伸限位环的外壁上固定了屈伸限位块，所述股骨端屈伸限位环能转动的卡设在伸展限位块和屈曲限位块内，所述屈伸限位块滑设在髋臼端屈伸限位环的夹角A和夹角B的圆弧内，所述伸展限位块和屈曲限位块阻挡在屈伸限位块的滑动路径上。

本发明的有益效果是：本发明通过膝关节限位器和滑块的滑动配合，控制膝关节的屈膝运动，并限制膝关节中股骨模型个胫骨模型之间的弯折屈膝角度，达到模拟真实人体膝关节骨骼活动的范围和轨迹的目的；然后通过股骨头连接块和髋关节限位器，来控制股骨头模型的外展运动轨迹，并且限制股骨头模型外展方向的转动范围；然后通过将股骨端屈伸限位环能转动的套设在髋臼端屈伸限位环内，这样达到能够使股骨模型能够在髋臼端屈伸限位环进行屈伸转动的活动状态，并且通过髋臼端屈伸限位环内部的结构限制了股骨端屈伸限位环的活动范围，这样既使股骨模型能够沿着髋臼端屈伸限位环的轴向进行转动，也能够控制股骨模型的转动范围，达到模型真实的人体的股骨活动范围和活动轨迹；通过以上三个连接位置，是本装置模拟出真实的人体下肢骨骼的活动状态，更加真实有效的对学生进行教学和使用，使人们对下肢关节的真实活动状态一目了然，非常直观，而且不再需要通过视频动画和骨骼相互参照学习，避免了出现错误理解，本装置更加直观真实，只需要本装置的模型，学生都可以自学，而且不会错误理解；以往教学时，都是老师凭借经验进行手动抬起操作，然后进行解说，人手动操作，不可能达到每次都一样的精确度，本装置有效的避免了老师教学的时候产生的人工误差，杜绝了每次展示骨骼动作都不一致的困扰，教学更加准确，通过直观展示，不会产生任何误解，让每个学生都能直观的学习到正常下肢骨骼活动范围和运动轨迹的知识。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明人体左腿髋关节和膝关节连接处示意图；

图2为本发明膝关节限位器和滑块安装剖面图；

图3为本发明髋关节限位器安装示意图；

图4为本发明左腿的髋臼端屈伸限位环与股骨端屈伸限位环右视图；

图5为本发明髋臼端外展限位槽与股骨端外展限位块配合右视图；

图6为本发明股骨头连接块结构示意图；

图7为本发明右腿的髋臼端屈伸限位环与股骨端屈伸限位环左视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-胫骨模型，2-股骨模型，21-股骨头模型，3-膝关节限位器，31-限位滑槽，32-挡块，4-滑块，41-滑槽卡块，5-髋关节限位器，51-髋臼连接环，52-髋臼端屈伸限位环，521-伸展限位块，522-屈曲限位块，53-髋臼端外展限位槽，6-股骨头连接块，61-股骨端外展限位块，7-股骨端屈伸限位环，71-屈伸限位块，8-髋臼模型。

具体实施方式

请参阅图1至7所示，本发明提供一种技术方案：一种人体下肢骨骼模型的关节活动度限制器，包括安装在股骨模型(2)下端的膝关节限位器3、固定在胫骨模型1顶端的滑块4，套设在股骨模型2上端的股骨端屈伸限位环7、包裹在股骨头模型21外的股骨头连接块6和安装在髋臼模型8上的髋关节限位器5，所述股骨模型2与胫骨模型1通过滑块4和膝关节限位器3在一定范围角度内滑动连接，所述髋关节限位器5由髋臼连接环51和髋臼端屈伸限位环52拼接而成，所述股骨头模型21通过股骨头连接块6和髋臼连接环51能在一定角度范围内外展的连接在髋臼模型8上，所述股骨模型2通过股骨端屈伸限位环7能在一定范围内屈伸的安装在髋臼端屈伸限位环52内，这样使本装置的膝关节和髋关节骨骼能够进行活动，能够对学生进行活动的展示骨骼的状态，更加方便并且直观的学习，而且还能够限制膝关节和髋关节的活动角度和运动状态，模拟出更加真实且符合人体角度的骨骼模型，使学生观看本骨骼模型就能够知道真实的人体骨骼运动轨迹和活动范围是怎样的，使学生更容易明白骨骼之间活动链接关系，而且避免了老师在教学时的手动误差或者沟通障碍，本装置使学生自己操作模型就能够进行准确的学习，不会出现错误，有效的辅助了老师对人体骨骼的教学。

其中，膝关节限位器3为弧形长条结构，所述膝关节限位器3的左右两侧开设了限位滑槽31，所述膝关节限位器3的底部外弧两端都设置了挡块32，方便对膝关节的活动范围极限值进行展示，而且控制膝关节的活动轨迹，限位滑槽31是一段135°角的圆弧，所述膝关节限位器3为一段与限位滑槽31同心的圆弧，各个角度和圆弧是根据人体膝关节的活动角度极限值来设定的，更加真实，滑块4为顶部开口的凹槽结构，所述滑块4的凹槽内左右对称的各设置了一个滑槽卡块41，所述滑槽卡块41滑设在限位滑槽31内，所述膝关节限位器3滑设在滑块4的凹槽内，所述膝关节限位器3底部两端的挡块32阻挡在滑块4在限位滑槽31上的滑动路径两端，上端的所述挡块32与滑块4通过磁力能分离的吸附，下端所述挡块32垂直于水平面，通过滑块4和限位滑槽31相互配合，达到控制膝关节的运动轨迹的目的，而且准确易操作，如此角度设置使得胫骨模型1向下转动时到限位滑槽31最下端时，被下端的挡块32阻挡，胫骨处于竖直状态，膝关节展示直立状态的人体骨骼，当胫骨模型1通过滑块4下上滑动到限位滑槽31最上端时，滑块4被上端的挡块32阻挡并吸附停留，膝关节展示人体膝关节骨骼的最大程度后屈状态，髋臼连接环51为垂直于水平面且朝向股骨模型2的一侧设有开口的半环形结构，所述髋臼连接环51的外弧与髋臼模型8紧密贴合，所述髋臼端屈伸限位环52为垂直于水平面的完整圆环，所述髋臼连接环51所在平面与髋臼端屈伸限位环52所在平面相互垂直，所述髋臼连接环51固定在髋臼端屈伸限位环52靠近髋臼模型8的侧面上，所述髋臼连接环51的内弧上设置了髋臼端外展限位槽53，所述髋臼端屈伸限位环52内环上分别设置了伸展限位块521和屈曲限位块522，髋臼连接环51的右侧开口正对股骨颈，且开口的中心线与股骨颈轴线为同一直线，根据髋臼形状的运动轨迹进行设定形状，只有这样才能让髋关节的运动状态符合真实的人体运动状态，不会使股骨模型2和髋臼模型8相互抵触，转动更加自然，髋臼端外展限位槽53为髋臼连接环51的中心处向下的一段45°角圆弧凹槽，所述伸展限位块521与髋臼端屈伸限位环52的竖向轴线夹角A为15°，所述屈曲限位块522与髋臼端屈伸限位环52的竖向轴线夹角B为125°，符合髋关节的扩展角度值，也符合腿部的屈伸角度，股骨头连接块6的左侧外壁的中心处固定了股骨端外展限位块61，所述股骨端外展限位块61滑设在髋臼端外展限位槽53内，使股骨端外展限位块61能够在髋臼端外展限位槽53内滑动，达到扩展髋关节的目的，股骨端屈伸限位环7相互平行的安装髋臼端屈伸限位环52内，所述股骨端屈伸限位环7的外壁上固定了屈伸限位块71，所述股骨端屈伸限位环7能转动的卡设在伸展限位块521和屈曲限位块522内，所述屈伸限位块71滑设在髋臼端屈伸限位环52的夹角A和夹角B的圆弧内，所述伸展限位块521和屈曲限位块522阻挡在屈伸限位块71的滑动路径上，使髋关节的前屈和后伸角度符合人体的运动角度，便于模型的动作展示，更加真实，便于准确的对骨骼进行教学。

实施例的一个具体应用为：在相关教学中使用的人体骨骼模型教具大多分为两种类型，一类为全身人体骨骼模型，模型仅简单固定连接，四肢可随意转动；另一类为局部的人体骨骼模型，模型更加详细具体，其关节间增加韧带等相关结构，但上述两类人体骨骼模型的关节活动范围过于宽泛，明显不符合正常人体关节的运动范围，违背正常的人体活动，只能显示骨骼的大致比例，没有办法对于下肢关节的机能、转向运动轨迹、符合人体骨骼正常活动范围的状态做出准确的展示，这使得现在的教具，在一定程度上，不利于使用者利用该模型学习和理解人体结构，并且可能会对使用者造成思维上的误导，对此，本装置采用在原不具有关节活动度限制的人体骨骼模型的基础上，在膝关节、髋关节等关节处增加关节活动度限制元件，使其关节活动范围符合正常人体活动范围，准确的展示正常人体骨骼的活动轨迹和活动范围，以直观、准确、简便、高效的促进教学目的的达成。

以下是医学上公知的人体下肢膝关节和髋关节的活动角度：

人体膝关节屈伸运动的正常活动范围为0-135°，这个角度范围，意味着人的膝关节只能是胫骨向后完全，不可向前伸张，

人体髋关节外展0-45°，就是向人体左右两侧外展角度为45°，人体股骨在髋关节处，在没有其他关节共同运动时，不可向内扩展，

人体髋关节向前屈0-125°，后伸0-15°。

为了便于理解，在医学上会给人体人为的设计三条相互垂直的轴，即垂直轴、矢状轴和冠状轴：

垂直轴：为从头部到脚部，并与地平面相垂直的轴；

矢状轴：是指从腹侧面至背侧面，同时与垂直轴呈直角交叉的轴；

冠状轴：为左右方向与水平面平行，与前两个面相垂直的轴；

并由此延伸为矢状面、冠状面和横断面，这些都是解剖学术语，

其中，矢状面：将人体分切为左右两部分，左右切面就是矢状面，而左右相等的切面被称为正中矢状面；

冠状面：沿身体左右径所作的与地面垂直的切面，也称额状面；

横断面：横断身体，与地面平行之切面，亦称水平面；

通过这三条轴和三个面，来解释医学上的三个运动方式，具体如下：

前屈：通常是指关节沿冠状轴进行的，使得相关节的两骨之间角度变小的运动；比如，向前抬腿时，大腿股骨围绕髋关节做了前屈的运动；

旋转：是关节沿垂直轴进行的运动，如肱骨围绕骨中心轴向前内侧旋转，称为旋内或内旋，而向后外侧旋转，则称为旋外或外旋；

外展：一般是关节沿着矢状轴进行的运动，骨向正中矢状面靠拢称为收，远离正中矢状面则为展；如两臂侧平举的动作过程，是两臂围绕肩关节作外展的运动；

竖劈腿：双腿前后分开成一字形，双手撑地，使上身正直，而后努力使身体向下振压，至两腿前后分开至一条线坐于地下为合格，此时一条大腿的股骨为前屈状态，另一条大腿的股骨为后伸状态。

横劈叉：腿左右分开成一字形，双手在体前撑地，使上身正直，而后努力使身体向下振压，至两腿左右分开成一线并坐于地下方为合格的动作过程，此时两条大腿的股骨为外展动作；

转动：是指两个相互连接的关节，围绕连接处的轴线相对转动。

本发明在安装时，胫骨模型1顶端通过螺栓锁紧在滑块4的底部，膝关节限位器3安装通过螺栓锁紧在在股骨模型2下端，并且按照骨骼的正面和背后为标准，股骨模型2安装在膝关节限位器3的最前端，当股骨模型2与胫骨模型1在人体处于正常直立状态时滑块4卡设在限位滑槽31的最前端，此时胫骨模型1只能沿着限位滑槽31相对与股骨模型2向后弯曲滑动，而滑块41被前端的挡块32挡住，无法向前继续滑动，并且限位滑槽31对应的角度为135°角的一段弧形，这样正好对应的了膝关节只能屈伸滑动角度为0-135°，而当滑块41滑动到限位滑槽31的最后端的时候，正好被后端的挡块32挡住，通过滑块4和限位滑槽31相互配合，达到控制膝关节的运动轨迹的目的，而且准确易操作，如此角度设置使得胫骨模型1向下转动时到限位滑槽31最下端时，被下端的挡块32阻挡，下端的挡块32与滑块4相互抵靠，胫骨处于竖直状态，膝关节展示直立状态的人体骨骼，当胫骨模型1通过滑块4下上滑动到限位滑槽31最上端时，滑块4被上端的挡块32阻挡并吸附停留，膝关节展示人体膝关节骨骼的最大程度后屈状态，并且两个挡块32都可以由磁铁制成，使滑块4带动胫骨模型1能够悬停在0°直立状态或者135°时膝关节屈伸的最大幅度位置，更好的更精准的展示给学生观察，并且通过滑块4在限位滑槽31内的滑动路径展示了胫骨的运动轨迹和活动范围，滑槽卡块41是卡在限位滑槽31内的，并且滑槽卡块41阻止滑块4向左右两侧扩展，正如人体膝关节一样，膝关节的活动是小腿的胫骨相对于大腿的股骨只能后弯曲，也就是屈膝动作，别的角度几乎不能进行活动，这样才能使胫骨对人体起到稳定的支撑作用，本装置通过滑块4和膝关节限位器3对人体的膝关节进行了准确的仿真运动模拟，展示骨骼运动轨迹时，非常直观精准；

股骨头连接块6是空心的半球罩，股骨头模型21被股骨头连接块6的半球包裹着且通过螺钉锁紧，并且相互紧密贴合如图1所示，单独的股骨头连接块6如图6所示，而髋臼连接环51的左端是通过螺钉锁紧在髋臼模型8内的，髋臼模型8是一个凹槽，髋臼连接环51的形状类似于一个横卧的U型环，弯曲的环形一侧与髋臼模型8紧密贴合锁紧，这样整个髋关节限位器5就锁紧固定在了髋臼模型8上，再将股骨头连接块6半球外部的股骨端外展限位块61插在髋臼端外展限位槽53内，股骨端外展限位块61能够在髋臼端外展限位槽53内滑动，这个滑动的过程正好使股骨模型2进行外展运动，髋臼端外展限位槽53需要对比图3和图5查看，髋臼端外展限位槽5对应的弧度为自水平面向下的45°角的弧形，正好符合人体髋关节的能够从股骨头从直立状态向外扩展45°角活动，当股骨端外展限位块61沿着髋臼端外展限位槽53向下滑动时，股骨模型2向外侧扩展，股骨模型2下端上升这样就形成了髋关节的向外扩展运动；

股骨端屈伸限位环7套在股骨模型2上端的股骨颈外，并通过螺钉或者粘黏相互锁紧，股骨端屈伸限位环7裹挟着股骨颈一起套在髋臼端屈伸限位环52内，并且髋臼端屈伸限位环52与股骨端屈伸限位环7是相互平行的；而且髋臼连接环51为右侧设有水平开口的环形结构，髋臼端屈伸限位环52为完整圆环，髋臼连接环51的径向与髋臼端屈伸限位环52的轴向在同一平面上，髋臼连接环51固定在髋臼端屈伸限位环52的左侧面上，髋臼连接环51的内弧上设置了髋臼端外展限位槽53，髋臼端屈伸限位环52内环上分别设置了伸展限位块521和屈曲限位块522，髋臼端外展限位槽53为髋臼连接环51的水平轴线向下的一段45°角圆弧凹槽，伸展限位块521与髋臼端屈伸限位环52的竖向轴线夹角A为15°，屈曲限位块522与髋臼端屈伸限位环52的竖向轴线夹角B为125°，以冠状面为界限，所述屈曲限位块522设置在人体正面一侧，所述伸展限位块521设置在人体背后一侧，如图4所示，股骨头连接块6的左侧外壁的水平轴线上固定了股骨端外展限位块61，股骨端外展限位块61滑设在髋臼端外展限位槽53内，股骨端屈伸限位环7相互平行的安装髋臼端屈伸限位环52内，股骨端屈伸限位环7的外壁上固定了屈伸限位块71，股骨端屈伸限位环7能转动的卡设在伸展限位块521和屈曲限位块522内，屈伸限位块71滑设在髋臼端屈伸限位环52的夹角A和夹角B的圆弧内，伸展限位块521和屈曲限位块522阻挡在屈伸限位块71的滑动路径上，这样的结构，屈伸限位块71就只能在夹角A和夹角B内进行转动，夹角A和夹角B之间的间隔虚线是竖直的轴线，这样就正好符合了人体髋关节的运动轨迹，图4所显示的是从人体左侧看人体左侧的髋关节示意图，图1是从正面观看的人体正面骨骼示意图，这样就能够正好符合人体股骨在髋关节处向前抬腿能达到125°角，向后抬腿能够有15°角，非常符合人体的正常运动角度，并且伸展限位块521和屈曲限位块522都能将屈伸限位块71通过磁力吸住，都是正负极相互吸附的磁铁，这样本装置就能够在髋关节的运动极限角度进行悬停，更加方便学生进行学习和观摩，更加直观，如果本装置的各个角度不是这样设置，就违背了人体的关节活动角度，就不符合本发明的研发初衷，所以这些角度使相对固定的，而且安装时要精确调整，避免误差，真人的骨骼是被肌肉和皮肤包裹，无法观察，只能通过模型和图片视频等办法观看，在通过老师的讲述或者文字进行传授学习，而能活动的模型是最直观的教学方式，但是现在的模型都没办法对关节的活动轨迹和活动范围进行精准的仿真，本装置就正好解决了这个问题，将骨骼模型的膝关节屈伸运动活动范围控制在0-135°之间，髋关节骨骼模型外展范围控制在0-45°之间，人体髋关节向前屈角度控制在0-125°之间，后伸0-15°范围内，这样更准确更精准的将下肢的关节正确的活动轨迹和范围展示给了学习者观看，而且本装置能够通过磁力装置将膝关节和髋关节关节的活动的角度极限位置进行控制，使股骨模型2和胫骨模型1能够在极限角度进行悬停，便于模型的学习展示，更加方便，这样才能让学生更形象的对人体骨骼进行认知，滑槽卡块41与限位滑槽31之间、股骨端外展限位块61和髋臼端外展限位槽53之间、伸展限位块521和弯屈限位522与股骨端屈伸限位环7的外壁之间都是过渡配合，这样设置不仅限制转动，又比较紧密，不易松动，而且便于悬停卡位，方便进行教学。

本发明在使用时，当需要活动膝关节时，将滑块4的滑槽卡块41在限位滑槽31上滑动，当滑动到最膝关节限位器3的最下端时，也就是最前端，前端的挡块32将滑块4吸附，此时股骨模型2与胫骨模型1的活动状态展示的是人体骨骼处于直立的状态，也就是膝关节处于伸直的状态，当滑块4向上也就是想限位滑槽31后方滑动时，胫骨模型1就与股骨模型2相互靠紧合拢，形成弯屈动作，当滑块4滑动到限位滑槽31最后端与后端的挡块32相互吸附时，此时膝关节处于弯屈的最极限角度；

髋关节的转动有两个方向，一个是外展一个是前屈和后伸，髋臼端外展限位槽53是处于冠状面上忧伤至下的环形槽，当人体直立时，髋关节处于扩展为0°位置，股骨端外展限位块61与髋臼端外展限位槽53的顶部磁铁吸附定位，当控制髋关节外展的时候，将股骨端外展限位块61在髋臼端外展限位槽53内向下滑动，髋关节就向外扩展，当股骨端外展限位块61滑动到髋臼端外展限位槽53最底部时，被髋臼端外展限位槽53的底部吸附，此时髋关节向外扩展至45°角，这样的设置正好符合髋关节的扩展状态；当髋关节需要前屈后伸的时候，转动股骨模型2，此时股骨端屈伸限位环7在髋臼端屈伸限位环52内转动，如图4所示，屈伸限位块71与伸展限位块521靠近吸附时，髋关节处于后伸状态，大腿骨骼向后抬起，而且是极限角度髋关节后伸15°，当屈伸限位块71转动与屈曲限位块522相互吸附时，髋关节处于前屈状态，大腿骨骼向前弯曲，且处于极限角度125°，此动作状态下，股骨端外展限位块61在髋臼端外展限位槽53内不进行滑动，但会原地转动，这样就展示了整个下肢骨骼模型的运动轨迹和活动范围，本装置更高效的、形象的展示骨骼的运动状态和活动轨迹，以及极限运动范围，完全的避免了老师进行教学时的手动误差，学生自己也能够通过操作本装置，对骨骼进行正确的学习，本装置的各个关节的活动状态，完全符合人体的真实的骨骼活动，避免了现在骨骼模型教具中的各个骨骼可以胡乱扭曲的现象，本装置对骨骼活动进行仿真操作教学，更加真实，不会产生误解，本装置这样的仿真模型，比视频配上图片和讲解更加直观清晰，效果更好，有效的解决的现在骨骼模型的不足之处，非常值得推广。

本装置的下肢骨骼模型包括胫骨模型1、股骨模型2、股骨头模型21和髋臼模型8，基础的胫骨模型1、股骨模型2、股骨头模型21和髋臼模型8都是属于已经广泛使用的教学、展示、认知用具，不在予以赘述，本发明的各个限制部件就是安装在原有的骨骼模型上。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种人体下肢骨骼模型的关节活动度限制器，其特征在于：包括安装在股骨模型(2)下端的膝关节限位器(3)、固定在胫骨模型(1)顶端的滑块(4)，套设在股骨模型(2)上端的股骨端屈伸限位环(7)、包裹在股骨头模型(21)外的股骨头连接块(6)和安装在髋臼模型(8)上的髋关节限位器(5)，所述股骨模型(2)与胫骨模型(1)通过滑块(4)和膝关节限位器(3)在一定范围角度内滑动连接，所述髋关节限位器(5)由髋臼连接环(51)和髋臼端屈伸限位环(52)拼接而成，所述股骨头模型(21)通过股骨头连接块(6)和髋臼连接环(51)能在一定角度范围内外展的连接在髋臼模型(8)上，所述股骨模型(2)通过股骨端屈伸限位环(7)能在一定范围内屈伸的安装在髋臼端屈伸限位环(52)内。

2.根据权利要求1所述的一种人体下肢骨骼模型的关节活动度限制器，其特征在于：所述膝关节限位器(3)为弧形长条结构，所述膝关节限位器(3)的左右两侧开设了限位滑槽(31)，所述膝关节限位器(3)的底部外弧两端都设置了挡块(32)。

3.根据权利要求2所述的一种人体下肢骨骼模型的关节活动度限制器，其特征在于：所述限位滑槽(31)是一段135°角的圆弧，所述膝关节限位器(3)为一段与限位滑槽(31)同心的圆弧。

4.根据权利要求3所述的一种人体下肢骨骼模型的关节活动度限制器，其特征在于：所述滑块(4)为顶部开口的凹槽结构，所述滑块(4)的凹槽内左右对称的各设置了一个滑槽卡块(41)，所述滑槽卡块(41)滑设在限位滑槽(31)内，所述膝关节限位器(3)滑设在滑块(4)的凹槽内，所述膝关节限位器(3)底部两端的挡块(32)阻挡在滑块(4)在限位滑槽(31)上的滑动路径两端，上端的所述挡块(32)与滑块(4)通过磁力能分离的吸附，下端所述挡块(32)垂直于水平面。

5.根据权利要求1所述的一种人体下肢骨骼模型的关节活动度限制器，其特征在于：所述髋臼连接环(51)为垂直于水平面且朝向股骨模型(2)的一侧设有开口的半环形结构，所述髋臼连接环(51)的外弧与髋臼模型(8)紧密贴合，所述髋臼端屈伸限位环(52)为垂直于水平面的完整圆环，所述髋臼连接环(51)所在平面与髋臼端屈伸限位环(52)所在平面相互垂直，所述髋臼连接环(51)固定在髋臼端屈伸限位环(52)靠近髋臼模型(8)的侧面上，所述髋臼连接环(51)的内弧上设置了髋臼端外展限位槽(53)，所述髋臼端屈伸限位环(52)内环上分别设置了伸展限位块(521)和屈曲限位块(522)。

6.根据权利要求5所述的一种人体下肢骨骼模型的关节活动度限制器，其特征在于：所述髋臼端外展限位槽(53)为髋臼连接环(51)的中心处向下的一段45°角圆弧凹槽，所述伸展限位块(521)与髋臼端屈伸限位环(52)的竖向轴线夹角A为15°，所述屈曲限位块(522)与髋臼端屈伸限位环(52)的竖向轴线夹角B为125°。

7.根据权利要求6所述的一种人体下肢骨骼模型的关节活动度限制器，其特征在于：所述股骨头连接块(6)的左侧外壁的中心处固定了股骨端外展限位块(61)，所述股骨端外展限位块(61)滑设在髋臼端外展限位槽(53)内。

8.根据权利要求6所述的一种人体下肢骨骼模型的关节活动度限制器，其特征在于：所述股骨端屈伸限位环(7)相互平行的安装髋臼端屈伸限位环(52)内，所述股骨端屈伸限位环(7)的外壁上固定了屈伸限位块(71)，所述股骨端屈伸限位环(7)能转动的卡设在伸展限位块(521)和屈曲限位块(522)内，所述屈伸限位块(71)滑设在髋臼端屈伸限位环(52)的夹角A和夹角B的圆弧内，所述伸展限位块(521)和屈曲限位块(522)阻挡在屈伸限位块(71)的滑动路径上。