CN110464596A - 一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置 - Google Patents

一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置 Download PDF

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杨武
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Abstract

本发明公开了一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置，包括座椅、支撑单元和膝关节恢复单元；支撑单元：所述支撑单元设有两组，所述膝关节恢复单元通过螺栓固定在支撑单元上，膝关节恢复单元包含有电动伸缩杆、导轨、活动块和脚踏板，所述导轨固定在支撑单元上，导轨的一端固定连接有后固定座，导轨的另一端通过螺栓连接有前固定座，所述电动伸缩杆位于导轨内的导轨槽中，电动伸缩杆的固定端安装在后固定座上，其伸缩端与活动块连接，本发明提供一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置，装置为组装式构造，安装和拆卸简单便捷，且价格便宜，适用于家用，无需医生指导使用，具有膝关节恢复及膝关节加强训练的功能。

Description

一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体为一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置。
背景技术
人们在体育运动或发生意外事故时，膝关节周围骨折发生率较高，然而在传统膝关节及其周围治疗和手术时，通常病人由于长时间不运动，导致关节固定在一个位置，这都可能造成关节或组织内外粘连、僵直或挛缩，导致关节僵化或畸形等，影响关节的正常功能，留下后遗症，给患者日后的工作和生活带来不便，随着医疗技术的革新与进步，术后的康复已越来越被重视，通常膝关节僵直功能恢复主要采用两种方法：第一种方法是通过手术进行治疗，这种方法可以将粘连和挛缩的部分组织予以处置，一定程度上恢复膝关节功能，却极有可能产生疤痕和再次粘连的后果，若术后不能及时作恢复性锻炼，还会造成二次僵直，效果不佳，第二种方法是用专门的器械使关节进行持续较长时间的缓慢被动运动，通过新陈代谢过程使已短缩的软组织发生生理变化而增长，以适应伸曲状态，这种方法的效果相对较好，但是现有技术中的医疗器械必须到专门的医疗机构，在医生的指导下使用，给行动不便的患者和家人带来了极大的麻烦，由于安全性及价格问题难以实现家用，通常器械在帮助人们恢复膝关节功能后便变得无用，而加强膝关节功能训练则需要花费额外的金钱购买膝关节训练器械，较为费钱，并且现有的器械安装和拆卸较为不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置，装置为组装式构造，安装和拆卸简单便捷，且价格便宜，适用于家用，具有膝关节恢复及膝关节加强训练的功能，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置，包括座椅、支撑单元和膝关节恢复单元；
支撑单元：所述支撑单元设有两组，所述膝关节恢复单元通过螺栓固定在支撑单元上，膝关节恢复单元包含有电动伸缩杆、导轨、活动块和脚踏板，所述导轨固定在支撑单元上，导轨的一端固定连接有后固定座，导轨的另一端通过螺栓连接有前固定座，所述电动伸缩杆位于导轨内的导轨槽中，电动伸缩杆的固定端安装在后固定座上，其伸缩端与活动块连接，所述活动块位于导轨内，且与导轨滑动连接，所述脚踏板安装在活动块的两侧，所述导轨的侧面通过螺栓连接有U型安装架，所述座椅安装在U型安装架的顶端；
其中，还包括控制开关组，所述控制开关组安装在座椅上，控制开关组的输入端与外部电源内的输出端电连接，控制开关组的输出端与电动伸缩杆的输入端电连接。
进一步的，所述支撑单元包含有支撑板、支撑腿和固定吸盘，所述支撑板与导轨通过四个螺栓进行连接，所述支撑腿设有两个，且分别连接在支撑板的两端，所述固定吸盘安装在支撑腿的底部，支撑单元采用吸盘固定方式，防止患者在恢复过程中装置发生移动，同时避免了采用固定式方法限制装置的位置。
进一步的，所述支撑腿上设置有限位板，支撑腿上位于限位板上方的侧面设有螺纹，支撑腿的顶端与支撑板通过螺纹连接，且其顶端螺纹连接有螺母，支撑腿可拆卸，方便进行组装与更换组件，方便患者在膝关节恢复后拆卸保管。
进一步的，所述座椅包含有靠板、扶手挡板和座板，所述座板与U型安装架的顶端通过螺栓连接，所述靠板与座板的左侧面通过转轴转动连接，所述扶手挡板设有两个，且分别安装在座板的前后两侧面，转轴与扶手挡板转动连接，扶手挡板上设有伺服电机，所述伺服电机的输出轴与转轴连接，伺服电机的输入端与控制开关组的输出端电连接，座椅采用旋转式靠板设计，能够改变用户的左立状态，选择合适的角度或是平躺，进行膝关节恢复，提高患者的舒适度。
进一步的，还包括有海绵垫，所述海绵垫安装在座板顶端的右侧，海绵垫为椭圆形状，且高度高于座板，海绵垫垫在大腿处，辅助大腿实现上抬，在下降过程中，减缓腿部冲击。
进一步的，所述导轨的顶端设有半圆形的滑条，所述座板的底端设有与滑条对应的滑槽，导轨与座板滑动连接，利用滑条作为支撑，减小U型安装架的承载力，提高U型安装架的使用寿命。
进一步的，还包括有螺孔，所述螺孔开设在导轨的前后两侧面，且两个相邻螺孔之间的距离为U型安装架侧面相邻螺栓距离的二分之一，采用规格相同的螺栓及螺孔，并且距离恒定，有助于调节座椅的距离，适用不同高度的人群。
进一步的，还包括有固定板和伸缩杆，所述伸缩杆的一端安装在前固定座上，伸缩杆的另一端与固定板连接，所述伸缩杆的侧面套接有弹簧，固定板加弹簧结构，能够缓冲活动块对导轨的冲击，防止因操作失误损坏器械。
进一步的，所述电动伸缩杆的伸缩端与活动块通过螺栓固定连接，所述活动块远离电动伸缩杆的侧面设有螺纹孔，螺纹孔螺纹内连接有连接杆，所述连接杆的端部与固定板连接，电动伸缩杆可与活动块拆卸开来，并在另一侧面设有连接杆，使活动块受到弹簧的弹力作用，使用者可用力推动脚踏板进行膝关节的训练。
进一步的，还包括角度调节模块，所述角度调节模块包含有调节槽、连接板和螺杆，所述连接板安装在脚踏板上，所述调节槽为半圆形槽，半圆形槽内部设有螺纹孔，调节槽开设在活动块的侧面，且其半径等于连接板的长度，所述螺杆穿过连接板的端部且与活动块螺纹连接，可旋转来控制螺杆的位置，并拧紧螺杆来控制脚踏板的角度，给使用者提供舒适的使用体验。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本无创伤膝关节僵直功能恢复装置，具有以下好处：
1、该恢复装置的各个部件之间的连接关系紧密，采用组装式结构，便于拆卸和安装，方便在用户膝关节功能恢复后进行拆卸保管，节省家庭空间，装置本身稳定性好，安全度高，使用效果优秀，同时具备膝关节训练功能，在膝关节功能恢复后，可用作训练器械继续使用；
2、装置的座椅采用靠板旋转式设计，控制开关组控制伺服电机转动来实现靠板角度的调节，给使用者带来舒适的体验，座椅的底端利用U型安装架固定，并与导轨接触，提高了座椅的安全性，且导轨处设有多组规格及距离恒定的螺孔，使用者可根据身高自行调节座椅的位置，以达到最好的恢复效果，适应不同高度的人群；
3、膝关节恢复单元采用电动伸缩杆辅助，电动伸缩杆位于导轨的内部，安全性高，用户坐在座椅上，脚踩在脚踏板位置，在电动伸缩杆的伸缩过程中带动小腿曲张，实现膝关节的曲张，在导轨的端部位置处采用可拆卸的前固定座固定，方便安装，电动伸缩杆可与活动块分离开来，并通过连接杆与后端的固定板安装，使用者用脚推动脚踏板并回弹来实现膝关节的训练功能，无需额外购买训练器械；
4、该装置的活动块位置处，设有用于脚踏板的角度调节模块，采用螺杆紧固固定的方式来改变脚踏板的角度，使用者可根据实际的需要及姿势，预设好脚踏板的角度，以在使用过程中达到最好的使用效果，装置的整体结构简单，花费低，无需医生指导使用，适于普通家庭使用。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明仰视结构示意图；
图3为本发明俯视结构示意图；
图4为本发明A处局部放大结构示意图。
图中：1控制开关组、2伺服电机、3 U型安装架、4座椅、41靠板、42扶手挡板、43座板、44海绵垫、5支撑单元、51支撑板、52支撑腿、53固定吸盘、6膝关节恢复单元、61电动伸缩杆、62导轨、63活动块、64脚踏板、7前固定座、8角度调节模块、81调节槽、82连接板、83螺杆、9后固定座、10螺孔、11连接杆、12固定板、13伸缩杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置，包括座椅4、支撑单元5和膝关节恢复单元6；
支撑单元5：支撑单元5包含有支撑板51、支撑腿52和固定吸盘53，支撑板51与导轨62通过四个螺栓进行连接，便于进形拆卸保管，节省空间，支撑腿52设有两个，且分别连接在支撑板51的两端，固定吸盘53安装在支撑腿52的底部，用于吸附地面提升装置的稳定性，同时区别于固定式训练器械，在固定效果优秀的同时，其可移动性好，方便更换位置，支撑腿5上设置有限位板，限位板可支撑起导轨62，支撑腿5上位于限位板上方的侧面设有螺纹，支撑腿5的顶端与支撑板51通过螺纹连接，且其顶端螺纹连接有螺母，支撑腿5可拆卸，便于更换，支撑单元5设有两组，膝关节恢复单元6通过螺栓固定在支撑单元5上，膝关节恢复单元6用于进行膝关节功能恢复，辅助小腿进行曲张，膝关节恢复单元6包含有电动伸缩杆61、导轨62、活动块63和脚踏板64，导轨62固定在支撑单元5上，导轨62的一端固定连接有后固定座9，后固定座9与导轨62位一体化结构，不可拆卸，提高稳定性和安全性，导轨62的另一端通过螺栓连接有前固定座7，前固定座7可以拆卸，用于安装内部的部件，电动伸缩杆61位于导轨62内的导轨槽中，电动伸缩杆61的固定端安装在后固定座9上，其伸缩端与活动块63连接，活动块63位于导轨62内，且与导轨62滑动连接，导轨62限制活动块63的运动方向，脚踏板64安装在活动块63的两侧，用于放置双脚，使用时，电动伸缩杆61首先处于伸长状态下，双脚放置在脚踏板64上，然后控制电动伸缩杆61缩短，带动活动块63沿着导轨62向左侧移动，活动块63带动脚踏板64移动，脚踏板64带动使用者的双脚移动，辅助使用者的小腿弯曲，然后控制电动伸缩杆61伸长，带动小腿舒张，实现膝关节的张弛，完成一个循环，并每天反复几次循环，导轨62的侧面通过螺栓连接有U型安装架3，座椅4安装在U型安装架3的顶端，座椅4包含有靠板41、扶手挡板42和座板43，座板43与U型安装架3的顶端通过螺栓连接，使用者做在座板43上，座板43内可填充弹性材料，提高舒适度，靠板41与座板43的左侧面通过转轴转动连接，扶手挡板42设有两个，且分别安装在座板43的前后两侧面，方便使用者用手扶持，转轴与扶手挡板42转动连接，扶手挡板42上设有伺服电机2，伺服电机2的输出轴与转轴连接，使用时伺服电机2的输出轴带动转轴转动，进而带动靠板41转动，实现角度调节，还包括有海绵垫44，海绵垫44安装在座板43顶端的右侧，海绵垫44为椭圆形状，且高度高于座板43，用于将患者的大腿垫高，辅助膝关节曲张，导轨62的顶端设有半圆形的滑条，座板43的底端设有与滑条对应的滑槽，导轨62与座板43滑动连接，导轨62与座板43通过弧面接触，支撑座椅4，提高了U型安装架3的使用寿命，还包括有螺孔10，螺孔10开设在导轨62的前后两侧面，且两个相邻螺孔10之间的距离为U型安装架3侧面相邻螺栓距离的二分之一，螺孔10规格及开设距离恒定，使用者可根据身高自行调节座椅4的位置，以达到最好的恢复效果；
其中，还包括控制开关组1，控制开关组1安装在座椅4上，便于使用者进行控制，控制开关组1的输入端与外部电源内的输出端电连接，控制开关组1的输出端与电动伸缩杆61和伺服电机2的输入端电连接，其中还包括有固定板12和伸缩杆13，伸缩杆13的一端安装在前固定座7上，伸缩杆13的另一端与固定板12连接，伸缩杆13的侧面套接有弹簧，可对活动块63进行缓冲，电动伸缩杆61的伸缩端与活动块63通过螺栓固定连接，可将电动伸缩杆61与活动块63进行分离，活动块63远离电动伸缩杆61的侧面设有螺纹孔，螺纹孔螺纹内连接有连接杆11，连接杆11的端部与固定板12连接，使用时，将电动伸缩杆61与活动块63进行分离，同时安装上连接杆11，用户踩动脚踏板64带动活动块63移动，进而通过连接杆11与固定板12的作用，压缩弹簧产生压力，因此达到膝关节的训练效果，还包括角度调节模块8，角度调节模块8包含有调节槽81、连接板82和螺杆83，连接板82安装在脚踏板64上，调节槽81为半圆形槽，调节槽81内设有与螺杆83对应的多组螺孔，调节槽81开设在活动块63的侧面，且其半径等于连接板82的长度，螺杆83穿过连接板82的端部且与活动块63螺纹连接，使用时，只需转动脚踏板64然后带动螺杆83转动至对应的螺纹孔位置，拧紧螺杆83即可。
在使用时：预设好脚踏板64的角度，转动脚踏板64，带动连接板82转动，然后带动螺杆83转动至合适的螺纹孔位置，拧紧螺杆83完成对脚踏板64的固定，根据使用者的身高，选择合适的螺孔10，将座椅4通过螺栓固定好，使用者坐在座板43上，脚部踩在脚踏板64上，打开伺服电机2，带动转轴转动，进而带动靠板41旋转，旋转至合适角度，关闭伺服电机2，打开电动伸缩杆61，电动伸缩杆61初始处于伸长状态下，双脚放置在脚踏板64上，然后控制电动伸缩杆61缩短，带动活动块63沿着导轨62向左侧移动，活动块63带动脚踏板64移动，脚踏板64带动使用者的双脚移动，辅助使用者的小腿弯曲，然后控制电动伸缩杆61伸长，带动小腿舒张，实现膝关节的张弛，完成一个膝关节恢复循环，当使用者膝关节功能完全恢复时，将电动伸缩杆61与活动块63进行分离，同时安装上连接杆11，用户踩动脚踏板64带动活动块63向右侧移动，进而通过连接杆11与固定板12的作用，压缩弹簧产生压力，达到膝关节的训练作用。
值得注意的是，本实施例中所公开的控制开关组1核心芯片选用的是PLC单片机，具体型号为西门子S7-200，电动伸缩杆61优选型号为TGA-800，伺服电机2优选型号为MM202N2SN，控制开关组1控制电动伸缩杆61和伺服电机2工作采用现有技术中常用的方法。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置，其特征在于：包括座椅(4)、支撑单元(5)和膝关节恢复单元(6)；
支撑单元(5)：所述支撑单元(5)设有两组，所述膝关节恢复单元(6)通过螺栓固定在支撑单元(5)上，膝关节恢复单元(6)包含有电动伸缩杆(61)、导轨(62)、活动块(63)和脚踏板(64)，所述导轨(62)固定在支撑单元(5)上，导轨(62)的一端固定连接有后固定座(9)，导轨(62)的另一端通过螺栓连接有前固定座(7)，所述电动伸缩杆(61)位于导轨(62)内的导轨槽中，电动伸缩杆(61)的固定端安装在后固定座(9)上，其伸缩端与活动块(63)连接，所述活动块(63)位于导轨(62)内，且与导轨(62)滑动连接，所述脚踏板(64)安装在活动块(63)的两侧，所述导轨(62)的侧面通过螺栓连接有U型安装架(3)，所述座椅(4)安装在U型安装架(3)的顶端；
其中，还包括控制开关组(1)，所述控制开关组(1)安装在座椅(4)上，控制开关组(1)的输入端与外部电源内的输出端电连接，控制开关组(1)的输出端与电动伸缩杆(61)的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置，其特征在于：所述支撑单元(5)包含有支撑板(51)、支撑腿(52)和固定吸盘(53)，所述支撑板(51)与导轨(62)通过四个螺栓进行连接，所述支撑腿(52)设有两个，且分别连接在支撑板(51)的两端，所述固定吸盘(53)安装在支撑腿(52)的底部。
3.根据权利要求2所述的一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置，其特征在于：所述支撑腿(5)上设置有限位板，支撑腿(5)上位于限位板上方的侧面设有螺纹，支撑腿(5)的顶端与支撑板(51)通过螺纹连接，且其顶端螺纹连接有螺母。
4.根据权利要求1所述的一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置，其特征在于：所述座椅(4)包含有靠板(41)、扶手挡板(42)和座板(43)，所述座板(43)与U型安装架(3)的顶端通过螺栓连接，所述靠板(41)与座板(43)的左侧面通过转轴转动连接，所述扶手挡板(42)设有两个，且分别安装在座板(43)的前后两侧面，转轴与扶手挡板(42)转动连接，扶手挡板(42)上设有伺服电机(2)，所述伺服电机(2)的输出轴与转轴连接，伺服电机(2)的输入端与控制开关组(1)的输出端电连接。
5.根据权利要求4所述的一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置，其特征在于：还包括有海绵垫(44)，所述海绵垫(44)安装在座板(43)顶端的右侧，海绵垫(44)为椭圆形状，且高度高于座板(43)。
6.根据权利要求4所述的一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置，其特征在于：所述导轨(62)的顶端设有半圆形的滑条，所述座板(43)的底端设有与滑条对应的滑槽，导轨(62)与座板(43)滑动连接。
7.根据权利要求6所述的一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置，其特征在于：还包括有螺孔(10)，所述螺孔(10)开设在导轨(62)的前后两侧面，且两个相邻螺孔(10)之间的距离为U型安装架(3)侧面相邻螺栓距离的二分之一。
8.根据权利要求1所述的一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置，其特征在于：还包括有固定板(12)和伸缩杆(13)，所述伸缩杆(13)的一端安装在前固定座(7)上，伸缩杆(13)的另一端与固定板(12)连接，所述伸缩杆(13)的侧面套接有弹簧。
9.根据权利要求8所述的一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置，其特征在于：所述电动伸缩杆(61)的伸缩端与活动块(63)通过螺栓固定连接，所述活动块(63)远离电动伸缩杆(61)的侧面设有螺纹孔，螺纹孔内连接有连接杆(11)，所述连接杆(11)的端部与固定板(12)连接。
10.根据权利要求1所述的一种无创伤膝关节僵直功能恢复装置，其特征在于：还包括角度调节模块(8)，所述角度调节模块(8)包含有调节槽(81)、连接板(82)和螺杆(83)，所述连接板(82)安装在脚踏板(64)上，所述调节槽(81)为半圆形槽，半圆形槽内部设有螺纹孔，调节槽(81)开设在活动块(63)的侧面，且其半径等于连接板(82)的长度，所述螺杆(83)穿过连接板(82)的端部且与活动块(63)螺纹连接。
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