CN110812016A - 全方向仿形固定式踝关节康复轮椅 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种全方向仿形固定式踝关节康复轮椅，属于康复式医疗器械领域。常规轮椅踏板组件和康复训练踏板组件分别插接在轮椅主体组件的两侧，脚部固定组件与康复训练踏板组件的踏板固定连接。优点是：使用方法简单、安全，将踏板模块化设计，可以将康复训练踏板组件与常规踏板组件根据使用者的需求自行更换，增大了适用范围。使用电推杆和伺服电机提供动力，分别控制踏板实现上下起落和左右摆动两种动作，两者合作可以实现踝关节所需的各种运动方向。

Description

全方向仿形固定式踝关节康复轮椅
技术领域
本发明属于康复式医疗器械领域，具体涉及一种采用仿形气囊固定的可实现全方向运动的踝关节康复轮椅。
背景技术
在日常生活中，人们常因为地面不平等因素使踝关节或受伤，通常情况下医护人员会建议患者静养，使用轮椅或拐杖辅助运动，同时在关节恢复到一定程度时要做一些适当的恢复训练，这样可以使伤患处更好的、更快的恢复。市场上已投入使用的康复训练装置有很多种，有固定式的、也有装在轮椅上可移动式的，但是常规的训练装置只能通过脚的上、下起落来实现康复运动，这并不能完全满足患者的康复训练要求。同时，市面上常用的康复训练装置均采用绑带甚至一些刚性材料用于患者伤脚的固定，这种固定方式对伤患处的刺激较大，易造成患者的不适。
发明内容
本发明提供一种全方向仿形固定式踝关节康复轮椅，以解决目前存在的不能完全满足患者康复训练要求的问题。
本发明采取的技术方案是：包括：轮椅主体组件，常规轮椅踏板组件，康复训练踏板组件，脚部固定组件，其中常规轮椅踏板组件和康复训练踏板组件分别插接在轮椅主体组件的两侧，脚部固定组件与康复训练踏板组件的踏板固定连接。
所述轮椅主体组件包括：推手、轮椅支架、座椅靠垫、侧挡板、万向轮、踏板支架圆形插筒、踏板支架方形插筒、手动助力轮和扶手，其中手动助力轮和万向轮分别与轮椅支架连接，座椅靠垫固定连接在轮椅支架上，推手和扶手均固连在轮椅支架上，方形插筒、圆形插筒分别焊接在轮椅主体支架的两侧前端，侧挡板安装在手动助力轮与车体支架之间。
所述常规踏板组件包括：拼接扶手一、方形插销一、圆形插销二、常规踏板和踏板支架一；其中拼接扶手一与踏板支架一螺栓连接，方形插销一和圆形插销一分别与拼接扶手一下方的踏板支架一固定连接，常规踏板与踏板支架一下端连接。
所述常规轮椅踏板组件包括分别适合左腿或右腿使用的、相互对称的两种结构。
所述康复训练踏板组件包括拼接扶手二、方形插销二、圆形插销二、小腿固定板、电推杆、电推杆固定槽、按钮、踏板支架二、电推杆固定板、踏板；其中，拼接扶手二与踏板支架二螺栓连接，按钮安装在拼接扶手二上，圆形插销二和方形插销分别与拼接扶手二下方的踏板支架二固定连接，小腿固定板与绕踏板支架二转动连接，电推杆固定板固定在踏板支架上，电推杆一端与固定板铰接、另一端与电推杆固定槽以圆柱销相连，踏板侧面与电推杆固定槽固定连接。
所述小腿固定板采用橡胶材料。
所述康复训练踏板组件包括分别适合左腿或右腿使用的、相互对称的两种结构。
所述脚部固定组件包括：气囊、脚部固定板、气囊泄气阀、输气管路、气泵、旋转踏板、电机固定板、中心转动轴、曲柄摇杆摆动杆、伺服电机、螺钉、曲柄摇杆动力杆、销轴、曲柄摇杆传动杆、摆动销轴和压电式力传感器；其中脚部固定板与旋转踏板上方固定连接，通过螺钉将伺服电机固定在电机固定板上，电机固定板与踏板固定连接，曲柄摇杆动力杆与伺服电机的输出轴固定连接，曲柄摇杆动力杆和曲柄摇杆传动杆通过销轴连接，曲柄摇杆摆动杆和曲柄摇杆传动杆通过摆动销轴连接至旋转踏板上，旋转踏板和曲柄摇杆摆动杆同步绕中心转轴旋转，气泵固定在踏板上，气囊固定在脚部固定板内侧，气囊通过输气管路与气泵相连，气囊还与气囊泄气阀连接。
所述气囊内表面贴有压电式压力传感器。
本发明的优点是：
1.本发明提供了一种电动的踝关节辅助康复训练设备，使用方法简单、安全。
2.本发明可以将常规轮椅与康复训练设备相结合，在现有轮椅的常规设计基础上将踏板模块化设计，可以将康复训练踏板组件与常规踏板组件根据使用者的需求自行更换，增大了适用范围。
3.本发明的小腿固定板采用合成橡胶与金属支架配合进行相对缓慢转动，结构易调节，且不易产生安全问题。
4.本发明的踏板支架结构采用可更换式，无论是常规轮椅踏板组件、还是康复训练踏板组件都由一个圆形插销和一个方形插销对应安装在轮椅组件的圆形插筒和方形插筒中，这样的设计可以使使用者更容易分辨插孔的位置，同时两个插销之间有一定的距离，增大了支架组件的稳定性，使踏板可以承受更大的力而不受损坏。
5.本发明使用电推杆和伺服电机提供动力，分别控制踏板实现上下起落和左右摆动两种动作，两者合作可以实现踝关节所需的各种运动方向。
6.本发明采用的气囊柔性固定方式可以极大的减少患者使用的不适感，对患者脚面进行仿形固定，减小固定装置对患者的刺激，同时也能起到一定的固定能力。同时，在固定器与患者脚面接出部分装有压电式压力传感器，实时感知患者脚部所受压力，便于下一步用于记录康复数据，形成数据库，为康复训练提供参考。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明轮椅主体组件的结构示意图；
图3是本发明常规轮椅踏板组件的结构示意图；
图4是本发明康复训练踏板组件的结构示意图；
图5是本发明脚部固定组件的结构示意图；
图6是本发明小腿固定板打开状态示意图；
图7是本发明康复训练踏板组件中踏板向上运动示意图；
图8是本发明气囊充气展开示意图；
图9是本发明曲柄摇杆运动位置在左端的示意图；
图10是本发明曲柄摇杆运动位置在中间的示意图；
图11是本发明曲柄摇杆运动位置在右端的示意图。
具体实施方式
参见图1包括：轮椅主体组件1，常规轮椅踏板组件2，康复训练踏板组件3，脚部固定组件4，其中常规轮椅踏板组件2和康复训练踏板组件3分别插接在轮椅主体组件1的两侧，脚部固定组件4与康复训练踏板组件3的踏板固定连接。
参见图2，所述轮椅主体组件1包括：推手101、轮椅支架102、座椅靠垫103、侧挡板104、万向轮105、踏板支架圆形插筒106、踏板支架方形插筒107、手动助力轮108和扶手109，其中手动助力轮108和万向轮105分别与轮椅支架102连接，座椅靠垫103固定连接在轮椅支架102上，推手101和扶手109均固连在轮椅支架102上，方形插筒107、圆形插筒106分别焊接在轮椅主体支架102的两侧前端，侧挡板104安装在手动助力轮108与车体支架102之间，防止使用者的衣物卷入车轮中造成不便。
参见图3，所述常规踏板组件2包括拼接扶手一201、方形插销一202、圆形插销二203、常规踏板204和踏板支架一205；其中拼接扶手一201与踏板支架一205螺栓连接，方形插销一202和圆形插销一203分别与拼接扶手一201下方的踏板支架一205固定连接，常规踏板204与踏板支架一205下端连接。
所述常规轮椅踏板组件2包括分别适合左腿或右腿使用的相互对称的两种结构。
参见图4，所述康复训练踏板组件3包括拼接扶手二301、方形插销二302、圆形插销二303、小腿固定板304、电推杆305、电推杆固定槽306、按钮307、踏板支架二308、电推杆固定板309、踏板310；其中，拼接扶手二301与踏板支架二308螺栓连接，按钮307安装在拼接扶手二301上，圆形插销二303和方形插销302分别与拼接扶手二301下方的踏板支架二固定连接，小腿固定板304与绕踏板支架二308转动连接，使用者可以根据自身情况来进行调节，调节前后示意图如图6，电推杆固定板309固定在踏板支架308上，电推杆305一端与固定板309铰接、另一端与电推杆固定槽306以圆柱销相连，踏板310侧面与电推杆固定槽306固定连接，圆柱销可以保证电推杆的自由旋转，同时加装电推杆固定槽306也可以保证电推杆305在运动时不会与踏板310发生干涉，影响运动，电推杆(305)的伸缩带动踏板310上下运动，踏板上下运动示意图如图7。
所述康复训练踏板组件3包括分别适合左腿或右腿使用的相互对称的两种结构。
参见图5，所述脚部固定组件4包括：气囊401、脚部固定板402、气囊泄气阀403、输气管路404、气泵405、旋转踏板406、电机固定板407、中心转动轴408、曲柄摇杆摆动杆409、伺服电机410、螺钉411、曲柄摇杆动力杆412、销轴413、曲柄摇杆传动杆414、摆动销轴415和压电式力传感器416；脚部固定板402与旋转踏板406上方固定连接，通过螺钉411将伺服电机410固定在电机固定板407上，电机固定板407与踏板310固定连接，曲柄摇杆动力杆412与伺服电机410的输出轴固定连接，曲柄摇杆动力杆412和曲柄摇杆传动杆414通过销轴413连接，曲柄摇杆摆动杆409和曲柄摇杆传动杆414通过摆动销轴415连接至旋转踏板406上，旋转踏板406和曲柄摇杆摆动杆409同步绕中心转轴408旋转，从而实现通过控制伺服电机(410)的转动来控制旋转踏板(406)的运动，曲柄摇杆运动示意图如图9，旋转踏板406上加工有凸起，用于增大摩擦力，气泵405固定在踏板310上，气囊401固定在脚部固定板402内侧，气囊401通过输气管路404与气泵405相连，从而实现充气膨胀，固定脚面，气囊401还与气囊泄气阀403连接，当使用结束后打开泄气阀403将气囊401内气体排出，气囊充放气形状示意图如图8。
在气囊401内表面贴有压电式压力传感器416，可以将患者脚面所受压力实时反馈和记录，为后续康复训练提供参考记录。
使用时，将患者踝关节受伤一侧采用康复训练踏板组件3，即将其中的圆形插销二303和方形插销二302分别对应插入轮椅组件1中的圆形插筒106和方形插筒107中。
安装完成后轮椅组件1的扶手109可与康复训练踏板组件3的拼装扶手二301相合，使患者有足够的空间放置手臂；图1为将患者左脚边换为康复训练踏板，右脚为常规踏板的装配示意图；
安装好康复训练踏板组件后，将小腿固定板304打开，患者坐入轮椅座位后再将小腿固定板304收放至合适位置即可，小腿固定板304采用合成橡胶制作，与支架308之间转动、并有一定的摩擦力，可以起到一定的固定作用，同时方便患者调节，在进行康复训练时，若患者出现误操作或转动角度设置过大时可通过腿部力量直接顶开腿板，防止因为康复设施造成二次伤害。
当患者坐入轮椅，脚部放入脚部固定板402后，可以通过按钮307，让气泵405为气囊401泵气，气囊对患者的脚部进行柔性仿形固定，从而尽可能小的减少患者的不适感，同时也能起到足够的固定能力；在气囊401内表面贴有多个压电式压力传感器416，可以将患者脚面所受压力实时反馈和记录，为后续康复训练提供参考记录。
实现康复训练的主要动作是：通过电推杆305伸缩拉动康复训练踏板310绕圆柱销旋转使患者的踝关节实现一定程度的运动，同时，伺服电机410带动曲柄摇杆动力杆412转动，通过曲柄摇杆传动杆414和曲柄摇杆摆动杆409使旋转踏板406实现-25度～+25度的摆动，摆动效果如图9，电推杆305和伺服电机410的协同动作，可以使患者达到踝关节的不同训练效果。

Claims (9)

1.一种全方向仿形固定式踝关节康复轮椅，其特征在于：包括轮椅主体组件，常规轮椅踏板组件，康复训练踏板组件，脚部固定组件，其中常规轮椅踏板组件和康复训练踏板组件分别插接在轮椅主体组件的两侧，脚部固定组件与康复训练踏板组件的踏板固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种全方向仿形固定式踝关节康复轮椅，其特征在于：所述轮椅主体组件包括：推手、轮椅支架、座椅靠垫、侧挡板、万向轮、踏板支架圆形插筒、踏板支架方形插筒、手动助力轮和扶手，其中手动助力轮和万向轮分别与轮椅支架连接，座椅靠垫固定连接在轮椅支架上，推手和扶手均固连在轮椅支架上，方形插筒、圆形插筒分别焊接在轮椅主体支架的两侧前端，侧挡板安装在手动助力轮与车体支架之间。
3.根据权利要求1所述的一种全方向仿形固定式踝关节康复轮椅，其特征在于：所述常规踏板组件包括：拼接扶手一、方形插销一、圆形插销二、常规踏板和踏板支架一；其中拼接扶手一与踏板支架一螺栓连接，方形插销一和圆形插销一分别与拼接扶手一下方的踏板支架一固定连接，常规踏板与踏板支架一下端连接。
4.根据权利要求1或3所述的一种全方向仿形固定式踝关节康复轮椅，其特征在于：所述常规轮椅踏板组件包括分别适合左腿或右腿使用的、相互对称的两种结构。
5.根据权利要求1所述的一种全方向仿形固定式踝关节康复轮椅，其特征在于：所述康复训练踏板组件包括拼接扶手二、方形插销二、圆形插销二、小腿固定板、电推杆、电推杆固定槽、按钮、踏板支架二、电推杆固定板、踏板；其中，拼接扶手二与踏板支架二螺栓连接，按钮安装在拼接扶手二上，圆形插销二和方形插销分别与拼接扶手二下方的踏板支架二固定连接，小腿固定板与绕踏板支架二转动连接，电推杆固定板固定在踏板支架上，电推杆一端与固定板铰接、另一端与电推杆固定槽以圆柱销相连，踏板侧面与电推杆固定槽固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种全方向仿形固定式踝关节康复轮椅，其特征在于：所述小腿固定板采用橡胶材料。
7.根据权利要求1、5或6所述的一种全方向仿形固定式踝关节康复轮椅，其特征在于：所述康复训练踏板组件包括分别适合左腿或右腿使用的、相互对称的两种结构。
8.根据权利要求1所述的一种全方向仿形固定式踝关节康复轮椅，其特征在于：所述脚部固定组件包括：气囊、脚部固定板、气囊泄气阀、输气管路、气泵、旋转踏板、电机固定板、中心转动轴、曲柄摇杆摆动杆、伺服电机、螺钉、曲柄摇杆动力杆、销轴、曲柄摇杆传动杆、摆动销轴和压电式力传感器；其中脚部固定板与旋转踏板上方固定连接，通过螺钉将伺服电机固定在电机固定板上，电机固定板与踏板固定连接，曲柄摇杆动力杆与伺服电机的输出轴固定连接，曲柄摇杆动力杆和曲柄摇杆传动杆通过销轴连接，曲柄摇杆摆动杆和曲柄摇杆传动杆通过摆动销轴连接至旋转踏板上，旋转踏板和曲柄摇杆摆动杆同步绕中心转轴旋转，气泵固定在踏板上，气囊固定在脚部固定板内侧，气囊通过输气管路与气泵相连，气囊还与气囊泄气阀连接。
9.根据权利要求8所述的一种全方向仿形固定式踝关节康复轮椅，其特征在于：所述气囊内表面贴有压电式压力传感器。
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