CN110711126A - 一种小腿肌肉康复及护理装置 - Google Patents

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王洪刚
康存锋
张得阳
罗明睿
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Abstract

本发明公开了一种小腿肌肉康复及护理装置，包括丝杠底座、滑块、脚踏板垫块、足底按摩踏板、踏板支架、传动连杆、可伸缩套杆、按摩盘。所提供的一种小腿肌肉康复及护理装置的特征是通过按摩盘按压小腿肌肉，并沿小腿做上下运动；适应不同人群的腿长及腿粗，并根据具体需求调节按摩盘按压力度；具有足底穴位按摩功能，在辅助小腿肌肉康复的同时，也可达到全身心放松的效果；足底按摩踏板可自动调整俯仰角度以给人脚提供舒适的安放角度。整个装置的唯一驱动力来自丝杠底座驱动的滑块。

Description

一种小腿肌肉康复及护理装置
技术领域
本发明涉及医疗机械技术领域，具体为一种小腿肌肉康复及护理装置。
背景技术
康复护理是康复医学不可分割的重要组成部分，随着康复医学的发展而发展，康复是指综合地、协调地应用医学、社会、教育和职业等措施，对伤残者进行训练和再训练，减轻因为受伤所造成的创伤，以尽量提高其活动能力，达到基本生活能自理和重新参加社会活动的效果。而人体的小腿肌肉，在人们日常工作、运动或者训练中，会承担很大的负荷，尤其是运动员，其小腿肌肉需要为全身提供足够的爆发力，所以小腿肌肉容易受到创伤且受伤后对人正常的学习生活有很大的影响，需要及时的康复治疗，又或对于运动员等运动量大的人群来说，小腿肌肉需要日常的护理来提升其机能。
目前用于小腿肌肉的康复护理装置，在使用过程中，其康复效果欠佳，其传统的腿部护理装置只是简单的按压，按摩效果差且其局限性大，无法适用不同的人群或者地点的使用。且小腿肌肉受伤后，不能剧烈运动，而康复则需要对患者的小腿肌肉进行按摩和轻微运动来进行缓慢恢复，现有的小腿肌肉康复装置，因其康复效果欠佳，就造成了康复周期长的问题，这会给患者很大的心理负担，不利于患者的康复。基于此，我们提出了一种小腿肌肉康复护理装置来解决上述出现的问题。
发明内容
本发明主要解决的问题是针对现有相关医疗器械存在的不足，为需要进行小腿肌肉康复以及护理的人群提供一种高效、安全且实用的小腿肌肉康复及护理装置。通过按摩盘对小腿肌肉进行按压，由空间连杆结构驱动按摩盘沿小腿做上下的往复运动；增加足底穴位按摩，来放松全身肌肉，促进小腿肌肉位置血液循环，从而辅助对小腿肌肉的康复护理，来达到对小腿肌肉高效且安全的康复及护理的目的；通过空间连杆机构实现足底按摩踏板的自动调整，以保证足底受力均匀且提高使用者的舒适度。
为实现以上目的，本发明要解决的问题难点在于由什么形式的空间连杆结构来保证按摩盘能安全稳定的沿着小腿做上下的往复运动；由什么形式的空间连杆结构实现足底按摩踏板的自动调整；怎样对足底进行有效的按摩；怎样优化两部分的空间连杆结构以构成一个整体；怎样提供足够的驱动力。
为此，本发明所采用的具体技术方案为：滑块与丝杠连接，丝杠与步进电机相连，丝杠把步进电机的转动转变为滑块的直线运动，进而为整个装置提供稳定且强劲的推动力，并且滑块直线运动的位移、速度、加速度情况不同，可间接影响到按摩盘对小腿肌肉的按摩，以得到多种的康复护理模式。滑块与脚踏板垫块固连，通过传动连杆驱动可伸缩套杆绕定点做圆周运动，因套杆可伸缩，按摩盘的组合运动为沿小腿的上下往复运动。足底按摩踏板一端铰接在传动连杆的某个位置上，另一端铰接在踏板支架上，踏板支架另一端铰接在底座上，与底座形成一定角度，实现自动调整功能。脚踏板上有按摩小球，可以在脚踩在上面的时候给足底一个按摩效果，足底按摩力通过机构运行过程中小腿角度变化提供。
一种小腿肌肉康复及护理装置，包括按摩盘1、伸缩杆2、伸缩杆套3、传动连杆4、足底按摩踏板5、踏板支架6、脚踏板垫块7、滑块8和丝杠底座9；丝杠底座9放置在地面上，丝杠底座9上安装有丝杠，丝杠水平放置，丝杠由步进电机驱动；滑块8与丝杠通过螺纹配合安装在一起，滑块8能够沿丝杠进行往复滑动。脚踏板垫块7安装在滑块8上。传动连杆4的一端安装在脚踏板垫块7上，另一端安装在伸缩杆2上。伸缩杆2一端为按摩盘1，另一端安装在伸缩杆套3中。伸缩杆套3安装在丝杠底座9的一侧。
足底按摩踏板5的一端安装在传动连杆4上，另一端通过踏板支架6与丝杠底座9的另一侧连接固定。
步进电机旋转带动丝杠旋转，丝杠与滑块8相互配合，将丝杠的转动转变成滑块8的平移运动，丝杠底座9上设有滑轨，滑块8能够沿滑轨进行平移往复运动，从而为整个装置提供驱动力。滑块8在做平移往复运动的过程中，通过脚踏板垫块7，带动传动连杆4推动伸缩套杆做定点圆周运动，此时，按摩盘1在空间中所能到达到的位置如图3所示，因为空间中，按摩盘1的位置只有两个方向上的变化，所以运动方程为：
x2+y2＝a2(x＞0，y＞0，17.3mm≤a≤25.50mm)
其中x为纵向运动坐标，y为横向运动坐标，a为按摩盘1圆周运动的半径。
本发明提供的一种小腿肌肉康复及护理装置，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明所提供的一种小腿肌肉康复及护理装置可通过改变丝杠的转动情况直接改变滑块水平线性运动的位移、速度和加速度，从而见解改变按摩盘的运动形式，由此得出多种康复护理模式，以满足使用者的各种需求，可用于小腿肌肉的辅助康复，也可用于日常小腿肌肉的保健护理。
本发明所提供的一种小腿肌肉康复及护理装置基于现有产品功能单一化(一个产品只能实现一种功能，如只能进行按摩)的缺点，提出本发明综合康复的思想，及在按摩小腿肌肉的同时，通过本发明的空间连杆结构，同时兼顾足底穴位按压，以起到辅助康复效果，综合来看，本发明康复效果优于已有的功能单一化小腿肌肉康复产品。
附图说明
图1是本发明零部件标注图；
图2是本发明装置的侧视图；
图3是本发明按摩盘空间运动区域；
图4是本发明机构运动简图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种小腿肌肉康复及护理装置，包括按摩盘1、伸缩杆2、伸缩杆套3、传动连杆4、足底按摩踏板5、踏板支架6、脚踏板垫块7、滑块8和丝杠底座9；丝杠底座9放置在地面上，丝杠底座9上安装有丝杠，丝杠水平放置，丝杠由步进电机驱动；滑块8与丝杠通过螺纹配合安装在一起，滑块8能够沿丝杠进行往复滑动。脚踏板垫块7安装在滑块8上。传动连杆4的一端安装在脚踏板垫块7上，另一端安装在伸缩杆2上。伸缩杆2一端为按摩盘1，另一端安装在伸缩杆套3中。伸缩杆套3安装在丝杠底座9的一侧。
足底按摩踏板5的一端安装在传动连杆4上，另一端通过踏板支架6与丝杠底座9的另一侧连接固定。
步进电机旋转带动丝杠旋转，丝杠与滑块8相互配合，将丝杠的转动转变成滑块8的平移运动，丝杠底座9上设有滑轨，滑块8能够沿滑轨进行平移往复运动，从而为整个装置提供驱动力。滑块8在做平移往复运动的过程中，通过脚踏板垫块7，带动传动连杆4推动伸缩套杆做定点圆周运动，此时，按摩盘1在空间中所能到达到的位置如图3所示，因为空间中，按摩盘1的位置只有两个方向上的变化，所以运动方程为：
x2+y2＝a2(x＞0，y＞0，17.3mm≤a≤25.50mm)
其中x为纵向运动坐标，y为横向运动坐标，a为按摩盘1圆周运动的半径。
其中a在装置运行过程中随时可变，所以在此空间区域内，按摩盘1可沿小腿做上下往复运动，从而对小腿肌肉进行按摩康复。图3中，斜线区域为按摩盘空间可达位置，R2为伸缩套杆最短长度300mm，R1为伸缩套杆最大长度650mm，γ为伸缩套杆与底座最小夹角20°，α为伸缩套杆与底座最大夹角80°。
如图1，当按摩盘沿着小腿向上运动，即脚踏板垫块7向左运动时，足底按摩踏板5与丝杠底座9的夹角β逐渐减小，为脚提供一个舒适姿势的同时，由小腿提供一个足够且均匀的足底按摩力。
如图2，人坐在装置左侧，即按摩盘(1)一侧，将按摩盘(1)夹在小腿肌肉上，开启装置，按摩盘(1)沿小腿肌肉做上下往复运动，脚踩在足底按摩踏板(5)上，脚随足底按摩踏板(5)做往复直线运动。
如图3，l1为原点转动副到可伸缩套杆(2、3)转动副的矢量表达，l2为传动连杆(4)的矢量表达，s为滑块(8)水平位移矢量表达，e为滑块(8)到原点坐标垂直距离的矢量表达，所以机构矢量方程为：
s+e+l2＝l1 (1)
对式(1)求一阶导，得机构的位移方程：
Figure BDA0002278136760000041
其中θ1为可伸缩套杆(2、3)与Y(水平坐标轴)的夹角，θ2为传动连杆(4)与Y(水平坐标轴)的夹角。
继续对2式求导，得机构的速度方程：
Figure BDA0002278136760000042
其中ω1为可伸缩套杆(2、3)的角速度，ω2为传动连杆(4)的角速度，v为滑块(8)水平移动速度。
继续对3式求导，得机构的加速度方程：
Figure BDA0002278136760000051
其中α1为可伸缩套杆(2、3)的角加速度，α2为传动连杆(4)的角加速度，a为滑块(8)水平移动加速度。
其中e＝70mm，v可调速，a＝0，l1＝400mm，l2＝384mm。
通过公式(2)-(4)可以很明显的看出，调节不同的速度v可获得多种可伸缩套杆(2、3)的运动形式，与可伸缩套杆(2、3)相连的按摩盘(1)在组合运动作用下，便可得出机构不同种的康复模式，以适应使用者的不同需求。

Claims (3)

1.一种小腿肌肉康复及护理装置，其特征在于：包括按摩盘(1)、伸缩杆(2)、伸缩杆套(3)、传动连杆(4)、足底按摩踏板(5)、踏板支架(6)、脚踏板垫块(7)、滑块(8)和丝杠底座(9)；丝杠底座(9)放置在地面上，丝杠底座(9)上安装有丝杠，丝杠水平放置，丝杠由步进电机驱动；滑块(8)与丝杠通过螺纹配合安装在一起，滑块(8)能够沿丝杠进行往复滑动；脚踏板垫块(7)安装在滑块(8)上；传动连杆(4)的一端安装在脚踏板垫块(7)上，另一端安装在伸缩杆(2)上；伸缩杆(2)一端为按摩盘(1)，另一端安装在伸缩杆套(3)中；伸缩杆套(3)安装在丝杠底座(9)的一侧；
足底按摩踏板(5)的一端安装在传动连杆(4)上，另一端通过踏板支架(6)与丝杠底座(9)的另一侧连接固定。
2.根据权利要求1所述的一种小腿肌肉康复及护理装置，其特征在于：步进电机旋转带动丝杠旋转，丝杠与滑块(8)相互配合，将丝杠的转动转变成滑块(8)的平移运动，丝杠底座(9)上设有滑轨，滑块(8)能够沿滑轨进行平移往复运动，从而为整个装置提供驱动力；滑块(8)在做平移往复运动的过程中，通过脚踏板垫块(7)，带动传动连杆(4)推动伸缩套杆做定点圆周运动。
3.根据权利要求1所述的一种小腿肌肉康复及护理装置，其特征在于：按摩盘(1)的位置只有两个方向上的变化，所以运动方程为：
x2+y2＝a2
其中x为纵向运动，y为横向运动，a为按摩盘(1)圆周运动的半径。
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