CN114145939A - 一种骨科患者躺卧用吊腿支架 - Google Patents

一种骨科患者躺卧用吊腿支架 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种骨科患者躺卧用吊腿支架，包括固定支架，以及与固定支架垂直设置的横臂，所述横臂内开设有导槽，所述导槽内穿出的T型导向滑块连接有吊架，所述导向滑块内设有对称分布的辅助限位机构。本发明经带动电机的作用，可通过主动斜齿轮推动同轴斜齿轮转动，而同轴斜齿轮通过传动轴杆与调节斜齿轮相连接，以及调节斜齿轮与卷辊转动，从而可实现卷辊对皮带的收卷，可将皮带延伸至合适的长度，用于适应患者腿部放置的高度；将腿部放置在套垫上，经皮带的收放，皮带将摩擦力作用于辊柱，使得辊柱自转，能够有效的减轻皮带与套垫的摩擦力，以及可将套垫适应皮带的收卷，使得套垫始终保持在最底部，便于套垫为腿部提供稳定的支撑。

Description

一种骨科患者躺卧用吊腿支架
技术领域
本发明涉及骨科技术领域，具体为一种骨科患者躺卧用吊腿支架。
背景技术
在患者腿折康复过程中，为保持腿部骨折部康复的高效性，可使用吊腿支架限制骨科患者的腿部，可使得患者躺卧疗养的舒适性，而现有的吊腿支架容易受到场地和患者移动的限制，不便于适应患者腿部放置的问题，故此，提供一种骨科患者躺卧用吊腿支架。
发明内容
本发明的目的在于提供一种骨科患者躺卧用吊腿支架，以解决上述背景技术中提出现有的吊腿支架容易受到场地和患者移动的限制，不便于适应患者腿部放置的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种骨科患者躺卧用吊腿支架，包括固定支架，以及与固定支架垂直设置的横臂，所述横臂内开设有导槽，所述导槽内穿出的T型导向滑块连接有吊架，所述导向滑块内设有对称分布的辅助限位机构，所述吊架上设有辅助吊腿机构。
优选的，所述吊架通过导向滑块可在横臂的导槽上实现滑移。
优选的，所述辅助限位机构包括固定槽块、滚珠、隔板、不锈钢弹簧片和凹槽，所述导向滑块的两侧均嵌入有固定槽块，所述固定槽块内设有滚珠和隔板，所述隔板与固定槽块之间设有对称分布的V型不锈钢弹簧片，所述横臂的轴向上还设有若个与滚珠尺寸配合的凹槽。
优选的，所述辅助吊腿机构包括卷辊、皮带、固定滑架、导向滑架、压紧滚轮、固定斜齿轮、调节斜齿轮、传动轴杆、同轴斜齿轮、主动斜齿轮、带动电机、侧辊、定位轴辊、套垫和辊柱，所述吊架内设有卷辊，以及与卷辊平行设置的侧辊和定位轴辊，所述卷辊和侧辊均活动连接在吊架上，所述定位轴辊固定在吊架上。
优选的，所述卷辊的一端设有固定滑架，所述固定滑架内穿出与固定滑架尺寸配合的导向滑架，所述导向滑架内设有压紧滚轮，所述压紧滚轮活动连接在导向滑架上。
优选的，所述卷辊的另一端套接有固定斜齿轮，以及与固定斜齿轮啮合的调节斜齿轮，所述调节斜齿轮的输入端连接有传动轴杆，所述传动轴杆的输入端连接有同轴斜齿轮，所述同轴斜齿轮的输入端连接有主动斜齿轮，所述主动斜齿轮的输入端连接有带动电机，所述带动电机通过螺栓固定在吊架上。
优选的，所述吊架内设置的皮带一端缠绕于卷辊的外部，并经卷辊与侧辊之间延伸出吊架，再回绕在定位轴辊上。
优选的，所述皮带外套设有套垫，所述套垫内还设有组辊柱，每组两个。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明设置的导向滑块可沿横臂的中轴线方向移动，用于改变导向滑块在横臂的位置，并可用于适应患者腿部的活动；
本发明设置有辅助限位机构，可将导向滑块沿横臂的中轴线方向移动，可同步推动滚珠，此时，滚珠受到横臂的作用，使得滚珠通过隔板将外力作用于不锈钢弹簧片，可将滚珠收缩入固定槽块的内部，直至将滚珠移动至合适的位置，使得不锈钢弹簧片将外力反作用于隔板，隔板可将滚珠压入凹槽的内部，从而可限制横臂和导向滑块的位置；
本发明设置有辅助吊腿机构，导向滑架可沿固定滑架的中轴线方向移动，以及固定滑架与压紧滚轮活动连接，可将压紧滚轮作用于皮带，避免皮带松散，以及压紧滚轮受到皮带的作用可实现自转，可保持压紧滚轮作用皮带的稳定性；经带动电机的作用，可通过主动斜齿轮推动同轴斜齿轮转动，而同轴斜齿轮通过传动轴杆与调节斜齿轮相连接，以及调节斜齿轮与卷辊转动，从而可实现卷辊对皮带的收卷，可将皮带延伸至合适的长度，用于适应患者腿部放置的高度；将腿部放置在套垫上，经皮带的收放，皮带将摩擦力作用于辊柱，使得辊柱自转，能够有效的减轻皮带与套垫的摩擦力，以及可将套垫适应皮带的收卷，使得套垫始终保持在最底部，便于套垫为腿部提供稳定的支撑。
附图说明
图1为本发明主视结构示意图；
图2为本发明图1中A处局部放大结构示意图；
图3为本发明图1中B处局部放大结构示意图；
图4为本发明套垫的内部结构示意图。
图中：1、固定支架；2、横臂；3、导向滑块；4、辅助限位机构；401、固定槽块；402、滚珠；403、隔板；404、不锈钢弹簧片；405、凹槽；5、吊架；6、辅助吊腿机构；601、卷辊；602、皮带；603、固定滑架；604、导向滑架；605、压紧滚轮；606、固定斜齿轮；607、调节斜齿轮；608、传动轴杆；609、同轴斜齿轮；610、主动斜齿轮；611、带动电机；612、侧辊；613、定位轴辊；614、套垫；615、辊柱。
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。
实施案例一
如附图1所示，本发明提供一种技术方案：一种骨科患者躺卧用吊腿支架，包括固定支架1，以及与固定支架1垂直设置的横臂2，横臂2内开设有导槽，导槽内穿出的T型导向滑块3连接有吊架5，吊架5通过导向滑块3可在横臂2的导槽上实现滑移，导向滑块3可沿横臂2的中轴线方向移动，用于改变导向滑块3在横臂2的位置，并可用于适应患者腿部的活动，导向滑块3内设有对称分布的辅助限位机构4，吊架5上设有辅助吊腿机构6。
实施例二
下面结合具体的工作方式对实施例一中的方案进行进一步的介绍，详见下文描述：
如图1和图2所示，作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，辅助限位机构4包括固定槽块401、滚珠402、隔板403、不锈钢弹簧片404和凹槽405，导向滑块3的两侧均嵌入有固定槽块401，固定槽块401内设有滚珠402和隔板403，隔板403与固定槽块401之间设有对称分布的V型不锈钢弹簧片404，横臂2的轴向上还设有若个与滚珠402尺寸配合的凹槽405，可将导向滑块3沿横臂2的中轴线方向移动，可同步推动滚珠402，此时，滚珠402受到横臂2的作用，使得滚珠402通过隔板403将外力作用于不锈钢弹簧片404，可将滚珠402收缩入固定槽块401的内部，直至将滚珠402移动至合适的位置，使得不锈钢弹簧片404将外力反作用于隔板403，隔板403可将滚珠402压入凹槽405的内部，从而可限制横臂2和导向滑块3的位置。
下面结合具体的工作方式对实施例一中的方案进行进一步的介绍，详见下文描述：
如图1、图3和图4所示，作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，辅助吊腿机构6包括卷辊601、皮带602、固定滑架603、导向滑架604、压紧滚轮605、固定斜齿轮606、调节斜齿轮607、传动轴杆608、同轴斜齿轮609、主动斜齿轮610、带动电机611、侧辊612、定位轴辊613、套垫614和辊柱615，吊架5内设有卷辊601，以及与卷辊601平行设置的侧辊612和定位轴辊613，卷辊601和侧辊612均活动连接在吊架5上，定位轴辊613固定在吊架5上，卷辊601的一端设有固定滑架603，固定滑架603内穿出与固定滑架603尺寸配合的导向滑架604，导向滑架604内设有压紧滚轮605，压紧滚轮605活动连接在导向滑架604上，导向滑架604可沿固定滑架603的中轴线方向移动，以及固定滑架603与压紧滚轮605活动连接，可将压紧滚轮605作用于皮带602，避免皮带602松散，以及压紧滚轮605受到皮带602的作用可实现自转，可保持压紧滚轮605作用皮带602的稳定性，卷辊601的另一端套接有固定斜齿轮606，以及与固定斜齿轮606啮合的调节斜齿轮607，调节斜齿轮607的输入端连接有传动轴杆608，传动轴杆608的输入端连接有同轴斜齿轮609，同轴斜齿轮609的输入端连接有主动斜齿轮610，主动斜齿轮610的输入端连接有带动电机611，带动电机611通过螺栓固定在吊架5上，经带动电机611的作用，可通过主动斜齿轮610推动同轴斜齿轮609转动，而同轴斜齿轮609通过传动轴杆608与调节斜齿轮607相连接，以及调节斜齿轮607与卷辊601转动，从而可实现卷辊601对皮带602的收卷，可将皮带602延伸至合适的长度，用于适应患者腿部放置的高度，吊架5内设置的皮带602一端缠绕于卷辊601的外部，并经卷辊601与侧辊612之间延伸出吊架5，再回绕在定位轴辊613上，皮带602外套设有套垫614，套垫614内还设有4组辊柱615，每组两个，可将腿部放置在套垫614上，经皮带602的收放，皮带602将摩擦力作用于辊柱615，使得辊柱615自转，能够有效的减轻皮带602与套垫614的摩擦力，以及可将套垫614适应皮带602的收卷，使得套垫614始终保持在最底部，便于套垫614为腿部提供稳定的支撑。
该骨科患者躺卧用吊腿支架的工作原理：首先，可将固定支架1固定在病床上，接着，将腿部放置在套垫614上，并经带动电机611的作用，可通过主动斜齿轮610推动同轴斜齿轮609转动，而同轴斜齿轮609通过传动轴杆608与调节斜齿轮607相连接，以及调节斜齿轮607与卷辊601转动，从而可实现卷辊601对皮带602的收卷，可将皮带602延伸至合适的长度，用于适应患者腿部放置的高度；
然后，可将导向滑块3沿横臂2的中轴线方向移动，可同步推动滚珠402，此时，滚珠402受到横臂2的作用，使得滚珠402通过隔板403将外力作用于不锈钢弹簧片404，可将滚珠402收缩入固定槽块401的内部，直至将滚珠402移动至合适的位置，使得不锈钢弹簧片404将外力反作用于隔板403，隔板403可将滚珠402压入凹槽405的内部，从而可限制横臂2和导向滑块3的位置。
在一个实施例中，所述套垫(614)上装设有压力传感器，在所述卷辊(601)上装设有编码器用于记录所述卷辊(601)的转动圈数，所述电机(611)会根据所述压力传感器采集到的数值实时控制所述电机(611)的转速，因为患者的腿在上升时对压力传感器的压力增大为保证患者的安全，需要控制电机(611)的转速减小，以防止上升过快对患者造成二次伤害,所述电机(611)还会根据所述压力传感器采集到的数值以及所述卷辊(601)的转动圈数实时控制电机(611)的电流，使其产生的功率可以满足其扭矩产生的拉力；并且在所述电机(611)转动的过程，校验系统输入给电机脉冲的个数以及所述卷辊(601)的转动圈数是否满足齿轮之间的传动比关系，以确保电机以及齿轮之间的安全平稳运行，其具体包括，
步骤A1：利用公式(1)根据所述压力传感器采集到的数值实时控制所述电机(611)的转速
Figure BDA0003352561590000061
其中ω(t)表示所述电机(611)在t时刻的控制角速度值；ωmax表示所述电机(611)可控范围内的最大转动角速度；Fmax表示不对患者腿部造成二次伤害的最大拉力值(为医护人员的预设输入值)；F(t)表示所述压力传感器t时刻采集到的数值；
通过上述步骤控制所述电机(611)的转动角速度，以防止患者的腿上升过快对患者造成二次伤害；
步骤A2：利用公式(2)根据所述压力传感器采集到的数值以及所述卷辊(601)的转动圈数实时控制电机(611)的电流
Figure BDA0003352561590000071
其中I(t)表示t时刻对所述电机(611)输入的电流值；r表示所述卷辊(601)的半径；n(t)表示t时刻所述卷辊(601)的转动圈数；h表示所述皮带的厚度；U表示所述电机(611)的额定电压；
通过上述步骤实时控制所述电机(611)的输入电流值，进而保证其产生的功率可以满足其扭矩产生的拉力拉动患者的腿；
步骤A3：利用公式(3)校验系统输入给电机脉冲的个数以及所述卷辊(601)的转动圈数，并控制电机的使能
Figure BDA0003352561590000072
其中μ(t)表示t时刻对所述电机(611)的使能控制值；D(t)表示系统从启动电机到t时刻输入给电机脉冲的总个数；θ0表示系统给电机输入单个脉冲电机转动的角度值；η1表示主动斜齿轮(610)与同轴斜齿轮(609)之间的传动比；η2表示调节斜齿轮(607)与卷辊(601)之间的传动比；δ[]表示零检验函数(若括号内的数值为0则函数值为1，反之为0)；
若μ(t)＝0表示t时刻对所述电机(611)的使能控制为关，即齿轮之间的传动不正常，设备运行不正常，则开启故障指示灯；
若μ(t)＝1表示t时刻对所述电机(611)的使能控制为开，即齿轮之间的传动正常，设备运行正常。
上述技术方案的有益效果是：利用步骤A1的公式(1)根据所述压力传感器采集到的数值实时控制所述电机(611)的转速，以防止患者的腿上升过快对患者造成二次伤害；然后利用步骤A2的公式(2)根据所述压力传感器采集到的数值以及所述卷辊(601)的转动圈数实时控制电机(611)的电流，以保证其产生的功率可以满足其扭矩产生的拉力拉动患者的腿；利用步骤A3的公式(3)校验系统输入给电机脉冲的个数以及所述卷辊(601)的转动圈数，并控制电机的使能，以确保电机以及齿轮之间的安全平稳运行，保障设备的安全性以及可靠性。
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 (9)

1.一种骨科患者躺卧用吊腿支架，包括固定支架(1)，以及与固定支架(1)垂直设置的横臂(2)，其特征在于：所述横臂(2)内开设有导槽，所述导槽内穿出的T型导向滑块(3)连接有吊架(5)，所述导向滑块(3)内设有对称分布的辅助限位机构(4)，所述吊架(5)上设有辅助吊腿机构(6)。
2.根据权利要求1所述的一种骨科患者躺卧用吊腿支架，其特征在于：所述吊架(5)通过导向滑块(3)可在横臂(2)的导槽上实现滑移。
3.根据权利要求1所述的一种骨科患者躺卧用吊腿支架，其特征在于：所述辅助限位机构(4)包括固定槽块(401)、滚珠(402)、隔板(403)、不锈钢弹簧片(404)和凹槽(405)，所述导向滑块(3)的两侧均嵌入有固定槽块(401)，所述固定槽块(401)内设有滚珠(402)和隔板(403)，所述隔板(403)与固定槽块(401)之间设有对称分布的V型不锈钢弹簧片(404)，所述横臂(2)的轴向上还设有若个与滚珠(402)尺寸配合的凹槽(405)。
4.根据权利要求1所述的一种骨科患者躺卧用吊腿支架，其特征在于：所述辅助吊腿机构(6)包括卷辊(601)、皮带(602)、固定滑架(603)、导向滑架(604)、压紧滚轮(605)、固定斜齿轮(606)、调节斜齿轮(607)、传动轴杆(608)、同轴斜齿轮(609)、主动斜齿轮(610)、带动电机(611)、侧辊(612)、定位轴辊(613)、套垫(614)和辊柱(615)，所述吊架(5)内设有卷辊(601)，以及与卷辊(601)平行设置的侧辊(612)和定位轴辊(613)，所述卷辊(601)和侧辊(612)均活动连接在吊架(5)上，所述定位轴辊(613)固定在吊架(5)上。
5.根据权利要求4所述的一种骨科患者躺卧用吊腿支架，其特征在于：所述卷辊(601)的一端设有固定滑架(603)，所述固定滑架(603)内穿出与固定滑架(603)尺寸配合的导向滑架(604)，所述导向滑架(604)内设有压紧滚轮(605)，所述压紧滚轮(605)活动连接在导向滑架(604)上。
6.根据权利要求4所述的一种骨科患者躺卧用吊腿支架，其特征在于：所述卷辊(601)的另一端套接有固定斜齿轮(606)，以及与固定斜齿轮(606)啮合的调节斜齿轮(607)，所述调节斜齿轮(607)的输入端连接有传动轴杆(608)，所述传动轴杆(608)的输入端连接有同轴斜齿轮(609)，所述同轴斜齿轮(609)的输入端连接有主动斜齿轮(610)，所述主动斜齿轮(610)的输入端连接有带动电机(611)，所述带动电机(611)通过螺栓固定在吊架(5)上。
7.根据权利要求4所述的一种骨科患者躺卧用吊腿支架，其特征在于：所述吊架(5)内设置的皮带(602)一端缠绕于卷辊(601)的外部，并经卷辊(601)与侧辊(612)之间延伸出吊架(5)，再回绕在定位轴辊(613)上。
8.根据权利要求7所述的一种骨科患者躺卧用吊腿支架，其特征在于：所述皮带(602)外套设有套垫(614)，所述套垫(614)内还设有4组辊柱(615)，每组两个。
9.根据权利要求1所述的一种骨科患者躺卧用吊腿支架，其特征在于：所述套垫(614)上装设有压力传感器，在所述卷辊(601)上装设有编码器用于记录所述卷辊(601)的转动圈数，所述电机(611)会根据所述压力传感器采集到的数值实时控制所述电机(611)的转速，因为患者的腿在上升时对压力传感器的压力增大为保证患者的安全，需要控制电机(611)的转速减小，以防止上升过快对患者造成二次伤害,所述电机(611)还会根据所述压力传感器采集到的数值以及所述卷辊(601)的转动圈数实时控制电机(611)的电流，使其产生的功率可以满足其扭矩产生的拉力；并且在所述电机(611)转动的过程，校验系统输入给电机脉冲的个数以及所述卷辊(601)的转动圈数是否满足齿轮之间的传动比关系，以确保电机以及齿轮之间的安全平稳运行，其具体包括，
步骤A1：利用公式(1)根据所述压力传感器采集到的数值实时控制所述电机(611)的转速
Figure FDA0003352561580000031
其中ω(t)表示所述电机(611)在t时刻的控制角速度值；ωmax表示所述电机(611)可控范围内的最大转动角速度；Fmax表示不对患者腿部造成二次伤害的最大拉力值(为医护人员的预设输入值)；F(t)表示所述压力传感器t时刻采集到的数值；
通过上述步骤控制所述电机(611)的转动角速度，以防止患者的腿上升过快对患者造成二次伤害；
步骤A2：利用公式(2)根据所述压力传感器采集到的数值以及所述卷辊(601)的转动圈数实时控制电机(611)的电流
Figure FDA0003352561580000032
其中I(t)表示t时刻对所述电机(611)输入的电流值；r表示所述卷辊(601)的半径；n(t)表示t时刻所述卷辊(601)的转动圈数；h表示所述皮带的厚度；U表示所述电机(611)的额定电压；
通过上述步骤实时控制所述电机(611)的输入电流值，进而保证其产生的功率可以满足其扭矩产生的拉力拉动患者的腿；
步骤A3：利用公式(3)校验系统输入给电机脉冲的个数以及所述卷辊(601)的转动圈数，并控制电机的使能
Figure FDA0003352561580000033
其中μ(t)表示t时刻对所述电机(611)的使能控制值；D(t)表示系统从启动电机到t时刻输入给电机脉冲的总个数；θ0表示系统给电机输入单个脉冲电机转动的角度值；η1表示主动斜齿轮(610)与同轴斜齿轮(609)之间的传动比；η2表示调节斜齿轮(607)与卷辊(601)之间的传动比；δ[]表示零检验函数(若括号内的数值为0则函数值为1，反之为0)；
若μ(t)＝0表示t时刻对所述电机(611)的使能控制为关，即齿轮之间的传动不正常，设备运行不正常，则开启故障指示灯；
若μ(t)＝1表示t时刻对所述电机(611)的使能控制为开，即齿轮之间的传动正常，设备运行正常。
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