CN112674993A - 一种智能下肢功能代偿及步态矫形器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能下肢功能代偿及步态矫形器，属于生物医学工程技术领域，包括腰部肌群、髋关节、膝关节、踝关节和足部，所述腰部肌群的一侧设置有柔性力敏传感器，所述柔性力敏传感器的上端设置有总处理器，所述腰部肌群的表面设置有陀螺仪，所述腰部肌群远离柔性力敏传感器的一侧设置有充电端口，所述髋关节和膝关节的两侧对称设置有制动装置，所述踝关节和足部的底端设置有足底分析仪，所述髋关节和膝关节之间及膝关节和踝关节之间设置有外骨骼连接架；本发明通过设置便捷捆绑组件，保证外骨骼连接架安装的便利性，提高贴合效果，保证使用的舒适度，提高使用质量，保证绑带的夹合质量，提高绑带夹紧的稳定性。

Description

一种智能下肢功能代偿及步态矫形器

技术领域

本发明属于生物医学工程技术领域，具体涉及一种智能下肢功能代偿及步态矫形器。

背景技术

下肢矫形器主要作用是支撑体重，辅助或替代肢体功能，限制下肢关节不必要的活动，保持下肢稳定，改善站立和步行时姿态，预防和矫正畸形。选用下肢矫形器必须注意穿戴后对肢体没有明显的压迫，如用KAFO屈膝90°时不能压迫腘窝，内侧会阴处无压迫；对下肢有水肿的患者矫形器不宜紧贴皮肤。

现有技术存在以下问题：现有的传统和智能康复辅具功能单一，普适性低，无安全保障，影响患者的使用质量，且在对矫形器穿戴时操作困难，无法保证捆绑的牢固稳定，难以对绑带进行限位固定，降低矫形器使用的便利性，影响使用效果。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种智能下肢功能代偿及步态矫形器，具有便捷捆绑，安全性高的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能下肢功能代偿及步态矫形器，包括腰部肌群、髋关节、膝关节、踝关节和足部，所述腰部肌群的一侧设置有柔性力敏传感器，所述柔性力敏传感器的上端设置有总处理器，所述腰部肌群的表面设置有陀螺仪，所述腰部肌群远离柔性力敏传感器的一侧设置有充电端口，所述髋关节和膝关节的两侧对称设置有制动装置，所述踝关节和足部的底端设置有足底分析仪，所述髋关节和膝关节之间及膝关节和踝关节之间设置有外骨骼连接架，所述外骨骼连接架的表面设置有便捷捆绑组件。

在本发明中进一步的；所述便捷捆绑组件包括绑带、安装架、阻尼转轴、安装套和限位卡齿，其中，所述外骨骼连接架的表面设置有绑带，所述外骨骼连接架的一侧对应绑带设置有安装架，所述安装架的内部设置有阻尼转轴，所述阻尼转轴的表面设置有安装套，所述安装套靠近绑带的一侧均匀间隔设置有限位卡齿。

在本发明中进一步的；所述安装套的一侧表面设置有调节柄。

在本发明中进一步的；所述安装架的内部对应调节柄设置有限位固定装置，所述限位固定装置包括拉动柄、限位弹簧、定位块和定位套，其中，所述安装架的内部设置有拉动柄，所述拉动柄的表面套接设置有限位弹簧，所述拉动柄靠近调节柄的一侧设置有定位块，所述调节柄的表面对应定位块设置有定位套。

在本发明中进一步的；所述定位套的内壁表面设置有阻尼垫。

在本发明中进一步的；所述拉动柄远离定位块的一侧设置有限位挡块。

在本发明中进一步的；所述调节柄设置为弧形，且所述调节柄通过固定螺栓安装在安装套的表面。

在本发明中进一步的；所述限位卡齿在安装套的表面均匀间隔设置有两组。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置柔性力敏传感器，可实时获取机体相关肌群的发力情况，预判患者行走过程中可能出现的足迹序列，便于将数据传输至总处理器中进行分析，便于对患者行走进行校正。

2、本发明通过设置足底分析仪，采用SENSOR足底分析系统分析人体步态姿势，将步行数据输入位于腰部的总处理器进行处理，便于对外骨骼连接架进行调整。

3、本发明通过设置便捷捆绑组件，可拉动调节柄带动安装套转动，使得限位卡齿对绑带进行固定，保证外骨骼连接架安装的便利性，提高贴合效果，保证使用的舒适度，提高使用质量，设置有限位固定装置对调节柄进行限位，防止其出现晃动的情况，保证绑带的夹合质量，提高绑带夹紧的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的便捷捆绑组件结构示意图；

图3为本发明的便捷捆绑组件结构侧视图；

图4为本发明的限位固定装置结构示意图。

图中：1、柔性力敏传感器；2、总处理器；3、腰部肌群；4、陀螺仪；5、充电端口；6、髋关节；7、制动装置；8、膝关节；9、外骨骼连接架；10、踝关节；11、足底分析仪；12、足部；13、便捷捆绑组件；131、绑带；132、安装架；133、阻尼转轴；134、安装套；135、限位固定装置；1351、拉动柄；1352、限位弹簧；1353、定位块；1354、定位套；1355、阻尼垫；136、调节柄；137、限位卡齿。

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，本发明提供以下技术方案：一种智能下肢功能代偿及步态矫形器，包括腰部肌群3、髋关节6、膝关节8、踝关节10和足部12，腰部肌群3的一侧设置有柔性力敏传感器1，柔性力敏传感器1的上端设置有总处理器2，腰部肌群3的表面设置有陀螺仪4，腰部肌群3远离柔性力敏传感器1的一侧设置有充电端口5，髋关节6和膝关节8的两侧对称设置有制动装置7，踝关节10和足部12的底端设置有足底分析仪11，髋关节6和膝关节8之间及膝关节8和踝关节10之间设置有外骨骼连接架9，外骨骼连接架9的表面设置有便捷捆绑组件13。

进一步的；便捷捆绑组件13包括绑带131、安装架132、阻尼转轴133、安装套134和限位卡齿137，其中，外骨骼连接架9的表面设置有绑带131，外骨骼连接架9的一侧对应绑带131设置有安装架132，安装架132的内部设置有阻尼转轴133，阻尼转轴133的表面设置有安装套134，安装套134靠近绑带131的一侧均匀间隔设置有限位卡齿137。

进一步的；安装套134的一侧表面设置有调节柄136。

进一步的；安装架132的内部对应调节柄136设置有限位固定装置135，限位固定装置135包括拉动柄1351、限位弹簧1352、定位块1353和定位套1354，其中，安装架132的内部设置有拉动柄1351，拉动柄1351的表面套接设置有限位弹簧1352，拉动柄1351靠近调节柄136的一侧设置有定位块1353，调节柄136的表面对应定位块1353设置有定位套1354。

进一步的；定位套1354的内壁表面设置有阻尼垫1355。

进一步的；拉动柄1351远离定位块1353的一侧设置有限位挡块。

进一步的；调节柄136设置为弧形，且调节柄136通过固定螺栓安装在安装套134的表面。

进一步的；限位卡齿137在安装套134的表面均匀间隔设置有两组。

本发明的工作原理及使用流程：本发明在使用时，需要先行将外骨骼连接架9安装在患者下肢，将外骨骼连接架9贴合在患者下肢的表面，然后沿下肢表面环绕绑带131，并使得绑带131穿过安装架132，再确定外骨骼连接架9安装舒适后，转动调节柄136带动安装套134旋转，使得限位卡齿137对绑带131进行咬合夹紧，然后拉动拉动柄1351带动限位弹簧1352压缩，使得定位块1353可插入定位套1354的内部对调节柄136进行固定，保证绑带131的安装质量，提高咬合的稳定性；

在人体进行运动时，位于足部12的足底分析仪11分析人体步态姿势，将步行数据传输至位于腰部肌群3上的总处理器2，总处理器2将数据进行汇总整理并且反馈给位于腰部肌群3上的柔性力敏传感器1与膝关节8等主要力源处，柔性力敏传感器1实时获取机体相关肌群的发力情况，预判患者行走过程中可能出现的足迹序列，将其反馈给各个关节处的制动装置7，从而实现机体正常运动功能。

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 (8)

1.一种智能下肢功能代偿及步态矫形器，包括腰部肌群(3)、髋关节(6)、膝关节(8)、踝关节(10)和足部(12)，其特征在于：所述腰部肌群(3)的一侧设置有柔性力敏传感器(1)，所述柔性力敏传感器(1)的上端设置有总处理器(2)，所述腰部肌群(3)的表面设置有陀螺仪(4)，所述腰部肌群(3)远离柔性力敏传感器(1)的一侧设置有充电端口(5)，所述髋关节(6)和膝关节(8)的两侧对称设置有制动装置(7)，所述踝关节(10)和足部(12)的底端设置有足底分析仪(11)，所述髋关节(6)和膝关节(8)之间及膝关节(8)和踝关节(10)之间设置有外骨骼连接架(9)，所述外骨骼连接架(9)的表面设置有便捷捆绑组件(13)。

2.根据权利要求1所述的一种智能下肢功能代偿及步态矫形器，其特征在于：所述便捷捆绑组件(13)包括绑带(131)、安装架(132)、阻尼转轴(133)、安装套(134)和限位卡齿(137)，其中，所述外骨骼连接架(9)的表面设置有绑带(131)，所述外骨骼连接架(9)的一侧对应绑带(131)设置有安装架(132)，所述安装架(132)的内部设置有阻尼转轴(133)，所述阻尼转轴(133)的表面设置有安装套(134)，所述安装套(134)靠近绑带(131)的一侧均匀间隔设置有限位卡齿(137)。

3.根据权利要求2所述的一种智能下肢功能代偿及步态矫形器，其特征在于：所述安装套(134)的一侧表面设置有调节柄(136)。

4.根据权利要求3所述的一种智能下肢功能代偿及步态矫形器，其特征在于：所述安装架(132)的内部对应调节柄(136)设置有限位固定装置(135)，所述限位固定装置(135)包括拉动柄(1351)、限位弹簧(1352)、定位块(1353)和定位套(1354)，其中，所述安装架(132)的内部设置有拉动柄(1351)，所述拉动柄(1351)的表面套接设置有限位弹簧(1352)，所述拉动柄(1351)靠近调节柄(136)的一侧设置有定位块(1353)，所述调节柄(136)的表面对应定位块(1353)设置有定位套(1354)。

5.根据权利要求4所述的一种智能下肢功能代偿及步态矫形器，其特征在于：所述定位套(1354)的内壁表面设置有阻尼垫(1355)。

6.根据权利要求4所述的一种智能下肢功能代偿及步态矫形器，其特征在于：所述拉动柄(1351)远离定位块(1353)的一侧设置有限位挡块。

7.根据权利要求3所述的一种智能下肢功能代偿及步态矫形器，其特征在于：所述调节柄(136)设置为弧形，且所述调节柄(136)通过固定螺栓安装在安装套(134)的表面。

8.根据权利要求2所述的一种智能下肢功能代偿及步态矫形器，其特征在于：所述限位卡齿(137)在安装套(134)的表面均匀间隔设置有两组。

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