CN111821084B - 一种下肢免荷可控康复装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种下肢免荷可控康复装置，涉及下肢保护装置领域，用于提供外附骨骼以保护受伤的下肢，包括脚板、下肢固定装置及连接所述脚板和所述下肢固定装置的调节装置,所述调节装置能够灵活调节所述脚板相对下肢固定装置的距离，从而对受伤下肢提供支撑保护；所述调节装置还能够设定脚板的弹性活动范围，从而在康复训练时，通过脚板在有限范围内的活动挤压足部，使康复期的下肢承受可控的作用力，以利于康复期的下肢的机能修复。本发明提供下肢保护和康复训练功能，成本低，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及下肢保护装置领域，尤其涉及一种下肢免荷可控康复装置。
背景技术
当下肢骨、肌肉、脚踝和足弓等下肢部位出现严重损伤，如韧带撕裂等，需要通过外部装置对相应部位进行固定和保持，避免或减少其受力，以加速其正位和康复，同时支持行走。现有下肢保护装置一般为定制的保护装置，如在脚上打石膏，或根据使用者的脚型，定制不可调节的保护装置将受伤部位进行固定，以形成连接足部和小腿(或大腿)的外附骨骼。但石膏也存在易碎、不便行走的问题，及易出现因石膏压迫所致的肿胀疼痛等问题，而定制的不可调节的保护装置则存在定制周期长、成本高等问题。
当受伤的下肢骨、肌肉、脚踝、足弓恢复到一定情况时，需要让下肢骨、肌肉、脚踝、足弓逐步受力，以通过自主运动修复肌肉、脚踝、足弓的机能及促进骨折骨痂生长，此时需要保护装置能放松对受伤部位的固定，同时不影响行走。
在下肢骨、肌肉、脚踝、足弓的康复训练过程中，需要合理的调节下肢骨、脚踝、足弓的受力，现有的轻便的下肢保护装置无法对受力进行监视并有效调节。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的是提供一种轻便、结构稳固、可调节的下肢免荷可控康复装置，以替代石膏模板或其它固定式的保护装置用于对受伤的下肢骨、肌肉、脚踝和足弓进行固定保护，并在受伤下肢的康复期内可在不影响行走的前提下放松对受伤部位的支撑，使下肢逐步承受一定的压力，进行康复训练。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种下肢免荷可控康复装置，用于提供外附骨骼以保护受伤的下肢，包括脚板、下肢固定装置及连接所述脚板和所述下肢固定装置的调节装置，所述调节装置包括固定座、活动块、弹性机构和限位机构，所述活动块向上和所述下肢固定装置连接，所述固定座包括竖向的脚板连接部和横向的活动块连接部，所述脚板连接部和所述脚板固定连接，所述活动块和所述活动块连接部上下相对设置；
所述弹性机构设置于所述活动块和所述活动块连接部之间，为所述活动块和所述活动块连接部提供一相斥的作用力；
所述限位机构沿竖向连接所述活动块和所述活动块连接部，用于限定所述活动块相对所述活动块连接部的最大距离和最小距离。
进一步的，所述弹性机构包括弹簧、导杆和导向孔，所述导杆竖向设置在所述活动块的下方，所述导向孔竖向贯通设置在活动块连接部上，所述导杆贯通所述导向孔，从而形成滑动连接配合；所述弹簧套设在所述导杆上，并设置在所述活动块和所述活动块连接部之间。
进一步的，所述限位机构包括螺杆、螺杆导孔和螺母，所述螺杆竖向设置于所述活动块的下方，所述螺杆导孔竖向贯通设置于所述活动块连接部上；所述螺杆贯通所述螺杆导孔，所述螺母和所述螺杆螺纹连接，限定所述活动块相对所述活动块连接部的最大距离和最小距离；所述螺母包括第一螺母和第二螺母，所述第一螺母设置于所述活动块连接部的上方，通过所述第一螺母，限定所述活动块和所述活动块连接部的最小距离；所述第二螺母设置在所述活动块连接部的下方，通过所述第二螺母，限定所述活动块和所述活动块连接部之间的最大距离。
进一步的，所述螺母是手调螺母。
进一步的，所述活动块朝向所述脚板的一侧和所述脚板连接部相邻，所述脚板连接部使活动块不会触及用户的脚踝。
进一步的，所述脚板连接部包括一朝下的槽口，通过所述槽口，所述脚板连接部从所述脚板的侧板的内外两侧进行夹持，并固定连接。
进一步的，还包括压力传感装置，所述压力传感装置固定于脚板上，所述压力传感装置的压力传感接触面朝上设置，能够被用户的脚掌、脚跟触及。
进一步的，所述压力传感装置包括多个压力传感器，所述压力传感器分布在用户的脚掌、脚跟可触及区域。
进一步的，所述压力传感装置通过有线或无线方式和外部设备连接，以提供压力传感器所采集的压力数据。
进一步的，所述压力传感装置通过无线方式和外部智能终端设备连接，所述压力传感装置包括多个压力传感器、控制器和蓝牙模块，并通过电池供电，所述控制器读取所述压力传感器所采集的压力数据，并通过蓝牙模块发送给外部智能终端设备。
本发明的有益效果：
本发明的下肢免荷可控康复装置，提供连接足部和下肢的外附骨骼，以支持下肢骨、肌肉、脚踝、或足弓等下肢部位受伤的用户的行走保护和康复训练。本发明的调节装置，可沿竖向精细调节脚板和下肢固定装置的距离，以控制受伤下肢的受力从而对受伤下肢提供支撑保护；所述调节装置还能够设定脚板的弹性活动范围，从而在康复训练时，通过脚板在有限范围内的活动挤压足部，使康复期的下肢承受可控的作用力，以利于康复期的下肢的机能修复。本发明的下肢免荷可控康复装置提供下肢保护和康复训练功能，结构简单、成本低、使用方便。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的下肢免荷可控康复装置的结构示意图；
图2是图1的调节装置的结构示意图；
图3是图1的调节装置的正视图；
图4是图1的调节装置的侧视图；
图5是图2的固定座的结构示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1至图5所示，本发明公开了下肢免荷可控康复装置，包括脚板1、下肢固定装置(未示出)及一对分设于脚板1两侧的调节装置2，脚板1包括底板11、侧板12和后板13，为用户的足部提供支撑和保护，下肢固定装置固定在用户下肢的上部，下肢受伤部位处于下肢固定装置以下，用户在行走时，作用力通过脚板1传递到下肢固定装置，从而使下肢受伤部位不受力或减轻受力，所述调节装置2用于调节脚板1和下肢固定装置之间的距离和实现脚板1和下肢固定装置的固定连接和弹性连接。
具体的，调节装置2包括固定座21、活动块22和压缩弹簧23，固定座21包括有竖向的脚板连接部211和横向的活动块连接部212，固定座21通过脚板连接部211固定在脚板1一侧的侧板12上，具体的，是在脚板1的侧板12对应用户脚踝的位置。在本实施例中，脚板连接部211包括一开口朝下的槽口213，脚板连接部211从侧板12的内外两侧提供夹持，并通过铆接、螺接等方式将固定座21和侧板12固定连接。
活动块连接部212是设置在所述脚板连接部211的侧面上下方向中部的凸块，朝向脚板1的外侧，活动块22和活动块连接部212相对设置，活动块连接部212和活动块22组成滑动连接机构，使活动块22可相对活动块连接部212上下滑动，本具体实施例优选的，所述活动块连接部212和所述脚板连接部211是一体成型的，以保证二者连接的结构强度。
活动块22的下方固定有竖向设置的螺杆24和导杆25，螺杆24设于活动块22的下方的中部，导杆25有两个，分设于螺杆24的两侧；与活动块22对应的，活动块连接部212设有三个竖向贯通的导孔，包括与螺杆24对应的螺杆导孔2121和与导杆25对应的导向孔2122。
活动块22和活动块连接部212的弹性连接通过导杆25、导向孔2122和压缩弹簧23的配合进行限定。
导杆25穿入活动块连接部212两侧的导向孔2122，压缩弹簧23套接在导杆25上，并被限定在活动块22和活动块连接部212之间。导杆25和导向孔2122为滑动连接，通过压缩弹簧23使活动块连接部212和活动块22的连接为弹性连接，压缩弹簧23对活动块22和活动块连接部212产生一相斥的作用力。双导杆25设计有助于保持活动块22相对活动块连接部212受力平衡，使得活动块22不会相对活动块连接部212发生偏摆,便于调节。本实施例优选的，活动块22朝向脚板1的一侧和脚板连接部211相邻，在调节装置2的调节范围内，活动块22的移动不超出脚板连接部211保护的范围，脚板连接部211可为活动块22提供侧向的支撑，同时使活动块22不会触及用户的脚踝。活动块连接部212的底面离地面有一定距离，以保证螺杆24和导杆25的最大调节范围不会触及地面。
活动块22和活动块连接部212的固定连接或弹性连接的调节范围通过螺杆24、螺杆导孔2121和螺母26的配合进行限定。
螺杆24和活动块连接部212的螺杆导孔2121配合，螺杆24上安装有螺母26，分别为第一螺母261和第二螺母262，第一螺母261设在活动块连接部212的上侧，第二螺母262设在活动块连接部212的下侧，调节第一螺母261在螺杆24上的位置，可限定活动块22和活动块连接部212的最小距离；调节第二螺母262在螺杆24上的位置，可限定活动块22和活动块连接部212之间的最大距离。调节活动块22和活动块连接部212的距离，就是调节脚板1和下肢固定装置之间的距离。
调节活动块22和活动块连接部212的最大距离，使脚板1贴近用户脚底，并提供支撑，避免受伤下肢悬垂受力。
受伤下肢的保护：
可通过选择不同的下肢固定装置，如小腿护板、大腿护板，以保护骨折的下肢骨或拉伤、扭伤的肌肉、脚踝和足弓。当调节第一螺母261和第二螺母262，使得第一螺母261和第二螺母262夹紧活动块连接部212，活动块22和活动块连接部212形成固定连接。此时最大距离和最小距离相等，脚板1为受伤下肢提供固定支撑，在用户行走时，由于本装置的外附骨骼支撑作用，人体重力通过本装置作用于脚板1，下肢的受伤部位不受力。
在康复期的下肢康复训练：
调节第一螺母261和第二螺母262，使得活动块22和活动块连接部212为弹性连接。此时当下肢离地时，无外力作用于脚板1上，脚板1在压缩弹簧23的作用下，活动块连接部212和第二螺母262抵触，形成脚板1的第一支撑位，此时受伤下肢不受力；当下肢触地时，人体重力通过本装置作用于脚板1上，人体重力克服压缩弹簧23的弹力，活动块连接部212和第一螺母261抵触，形成脚板1的第二支撑位，此时脚板1挤压足弓，对整个下肢产生作用力。第二支撑位和第一支撑位的距离越大，人体重力作用于足弓的作用力就越大。
通过调节活动块22和活动块连接部212的最大距离和最小距离，以调节作用于足弓的作用力的大小，使其适合康复训练的要求，用于修复脚踝、足弓的机能。
第一螺母261和第二螺母262是手调螺母，在本实施例中，第一螺母261和第二螺母262的外表面设有防滑纹，用于手动调节。在其它实施例中，第一螺母261和第二螺母262也可以采用翼型手调螺母或其它具有贯通型螺孔的手调螺母。采用手调螺母，实现免工具调节，使调节更为方便简单。
当然在其它实施例中，可以进行如下设置：将导杆和螺杆固定在活动块连接部上，在活动块上设置与活动块连接部相对的板状结构，在该板状结构上开设螺杆导孔和导向孔，螺杆和板状结构的螺杆导孔配合，导杆套接压缩弹簧后和导向孔滑动配合，螺杆上安装有两个调节螺母，两个螺母分设在板状结构的两侧，通过调节两螺母在螺杆上的位置，调节活动块和活动块连接部的间距并固定活动块和活动块连接部的连接。
吊扣27通过轴28和活动块22枢接，该轴28沿活动块22的长度方向设置，吊扣27和下肢固定装置连接，进而将受伤下肢固定于下肢固定装置和脚板1之间进行保护，具体的下肢固定装置可以是小腿护板、大腿护板等。
本装置结构简单，调节方便，结构稳固，可有效的保护受伤下肢的下肢骨、肌肉、脚踝和足弓，及帮助下肢骨、肌肉、脚踝和足弓进行康复训练。
由于仅通过机械调整，并不能准确地给出受伤下肢在康复训练时所承受的压力，该压力大小是否适合完全凭借使用者本身的感觉，不利于对康复训练进行科学指导。
如图1所示，为精确调节受伤下肢在康复训练时所承受的压力，在脚板1上的设有压力传感装置3，压力传感装置3的压力传感接触面向上设置，朝向人体足部，当调节脚板1和下肢固定装置的距离，脚板1抵触到人体足部的底部形成支撑力，该支撑力作用于压力传感装置3的压力传感接触面，压力传感装置3可精确的检测到脚板1作用于人体足部的压力。本实施例优选的，该压力传感装置3设有四个压力传感器，以形成桥式电路对压力进行精确测量。
在本实施例中，压力传感装置3连接到外部的便携式控制设备4中，便携式控制设备4设有控制板、显示屏和电池，以获取并显示压力传感装置3获得的数据；便携式控制设备4还包括通讯模块，通过通讯模块可以与智能终端等设备进行交互，进行数据存储及分析。
优选的，也可以在压力传感装置3中集成蓝牙模块等低功耗通讯模块，通过内置的电池供电，压力传感装置3通过蓝牙模块等通讯模块和智能终端进行交互，在智能终端上显示压力传感器3所获取的数据。采用无线连接，可进一步简化产品结构，方便使用。
本装置通过调节装置2实现脚板1和下肢固定装置的固定连接与弹性连接，并通过压力传感装置3监测从脚板1传导给脚掌的压力，以科学指导受伤的下肢骨、肌肉、脚踝或足弓的康复训练，实现一物多用，成本低，使用方便。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种下肢免荷可控康复装置，用于提供外附骨骼以保护受伤的下肢，包括脚板(1)、下肢固定装置及连接所述脚板(1)和所述下肢固定装置的调节装置(2)，其特征在于：所述调节装置(2)包括固定座(21)、活动块(22)、弹性机构和限位机构，所述活动块(22)向上和所述下肢固定装置连接，所述固定座包括竖向的脚板连接部(211)和横向的活动块连接部(212)，所述脚板连接部(211)和所述脚板(1)固定连接，
所述活动块(22)和所述活动块连接部(212)上下相对设置；
所述弹性机构设置于所述活动块(22)和所述活动块连接部(212)之间，为所述活动块(22)和所述活动块连接部(212)提供一相斥的作用力；
所述限位机构沿竖向连接所述活动块(22)和所述活动块连接部(212)，用于限定所述活动块(22)相对所述活动块连接部(212)的最大距离和最小距离；
所述弹性机构包括弹簧(23)、导杆(25)和导向孔(2122)，所述导杆(25)竖向设置在所述活动块(22)的下方，所述导向孔(2122)竖向贯通设置在活动块连接部(212)上，所述导杆(25)贯通所述导向孔(2122)，从而形成滑动连接配合；所述弹簧(23)套设在所述导杆(25)上，并设置在所述活动块(22)和所述活动块连接部(212)之间；
所述限位机构包括：螺杆(24)、螺杆导孔(2121)和螺母(26)，所述螺杆(24)竖向设置于所述活动块(22)的下方，所述螺杆导孔(2121)竖向贯通设置于所述活动块连接部(212)上；所述螺杆(24)贯通所述螺杆导孔(2121)，所述螺母(26)和所述螺杆(24)螺纹连接，限定所述活动块(22)相对所述活动块连接部(212)的最大距离和最小距离；所述螺母(26)包括第一螺母(261)和第二螺母(262)，所述第一螺母(261)设置于所述活动块连接部(212)的上方，通过调节所述第一螺母(261)在所述螺杆(24)上的位置，限定所述活动块(22)和所述活动块连接部(212)的最小距离；所述第二螺母(262)设置在所述活动块连接部(212)的下方，通过调节所述第二螺母(262)在所述螺杆(24)上的位置，限定所述活动块(22)和所述活动块连接部(212)之间的最大距离。
2.如权利要求1所述的下肢免荷可控康复装置，其特征在于：所述螺母(26)是手调螺母。
3.如权利要求1所述的下肢免荷可控康复装置，其特征在于：所述活动块(22)朝向所述脚板(1)的一侧和所述脚板连接部(211)相邻，所述脚板连接部(211)使活动块(22)不会触及用户的脚踝。
4.如权利要求3所述的下肢免荷可控康复装置，其特征在于：所述脚板连接部(211)包括一朝下的槽口(213)，通过所述槽口(213)所述脚板连接部(211)从所述脚板(1)侧板(12)的内外两侧提供夹持，并固定连接。
5.如权利要求1所述的下肢免荷可控康复装置，其特征在于：还包括压力传感装置(3)，所述压力传感装置(3)固定于脚板(1)上，所述压力传感装置(3)的压力传感接触面朝上设置，能够被用户的脚掌、脚跟触及。
6.如权利要求5所述的下肢免荷可控康复装置，其特征在于：所述压力传感装置(3)包括多个压力传感器，所述压力传感器分布在用户的脚掌、脚跟可触及区域。
7.如权利要求5所述的下肢免荷可控康复装置，其特征在于：所述压力传感装置(3)通过有线或无线方式和外部设备连接，以提供压力传感器所采集的压力数据。
8.如权利要求7所述的下肢免荷可控康复装置，其特征在于：所述压力传感装置(3)通过无线方式和外部智能终端设备连接，所述压力传感装置包括多个压力传感器、控制器和蓝牙模块，并通过电池供电，所述控制器读取所述压力传感器所采集的压力数据，并通过蓝牙模块发送给外部智能终端设备。
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