CN114652565B - 膝关节刺激装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够一边协调足关节的跖屈以及背屈的动作一边使膝关节伸展以及弯曲而向该膝关节施加刺激的膝关节刺激装置。以相同的高度平行的两个转动中心轴设置于框架，摆动臂分别从该两个转动中心轴垂下，能够载置使用者的脚底的支承板部的前端部以及后端部可转动地设置于所述摆动臂的下端部，设置于所述框架的马达和摆动臂之间经由连结构件驱动连结，摆动臂构成为经由通过所述马达的旋转而驱动的连结构件而以所述转动中心轴为中心摆动，所述支承板部设置为在该支承板部上载置了所述使用者的脚底的状态下，能够使该支承板部在保持水平的状态下圆弧状摆动。
Description
技术领域
本发明涉及能够在不施加自身重量的情况下刺激膝关节的膝关节刺激装置。
背景技术
以往，本发明者提出有如下膝关节刺激装置，该膝关节刺激装置构成为利用曲柄将设置在基底上的马达和在与该基底相邻而设置的轨道中滑动的滑动件之间连结，利用通过马达的旋转而驱动的曲柄使滑动件沿着轨道滑动移动，使设置于该滑动件上的支承板部的脚底前后运动而使膝关节从90度端坐位置起伸展以及弯曲(例如，参照专利文献1)。
在该膝关节刺激装置中，构成为使轨道弯曲形成为圆弧状，从而使脚底跟随以90度端坐位置为起点的膝关节的伸展以及弯曲。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-131797号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在上述以往的膝关节刺激装置的情况下，由于使滑动件沿着弯曲形成为圆弧状的轨道滑动移动，使设置于该滑动件上的支承板部的脚底前后运动，因此足关节始终呈相同的角度而不会跖屈、背屈，仅膝关节伸展以及弯曲。然而，仅以该膝关节为单件而活动的时候很少，膝关节本来就是一边与其他的关节，即，髋关节、足关节、脚指关节协调一边活动的部位。
因此，认为虽然仅以膝关节为单件而使其活动从而恢复膝关节的活动也很重要，但是作为下一个阶段，一边与其他关节协调一边使膝关节活动很重要。例如，腓肠肌涉及到足关节的跖屈，在该腓肠肌的内侧头，大腿骨的内侧髁以及相邻部分是起始位置，在该腓肠肌的外侧头，大腿骨的外侧髁以及相邻部分是起始位置，跟骨是停止位置，腓肠肌跨越膝关节以及足关节而设置。因此，在一边使足关节跖屈以及背屈一边使膝关节伸展以及弯曲的情况下，膝关节一边受跨越包含这样的膝关节在内的多个关节而设置的腓肠肌、足底肌那样的多处关节肌肉的动作的影响一边活动，在上述以往的膝关节刺激装置的情况下，并未考虑这一点。
本发明是鉴于上述状况而完成的，目的在于提供能够一边协调足关节的跖屈以及背屈的动作一边使膝关节伸展以及弯曲而向该膝关节施加刺激的膝关节刺激装置。
用于解决问题的手段
用于解决上述问题的本发明的膝关节刺激装置构成为，以相同高度平行的两个转动中心轴设置于框架，摆动臂分别从该两个转动中心轴垂下，能够载置使用者的脚底的支承板部的前端部以及后端部可转动地设置于上述摆动臂的下端部，设置于上述框架的马达和摆动臂之间经由连结构件驱动连结，经由通过上述马达的旋转而驱动的连结构件，摆动臂以上述转动中心轴为中心摆动，上述支承板部设置为在该支承板部上载置了上述使用者的脚底的状态下，能够使该支承板部在保持水平的状态下圆弧状摆动。
在上述膝关节刺激装置中，上述支承板部可以形成为能够载置上述使用者的单脚的脚底的大小或者能够并列载置双脚的脚底的大小。
用于解决上述问题的本发明的膝关节刺激装置构成为，以相同的高度平行的两个转动中心轴设置于框架，一对摆动臂以夹持该框架的方式分别从上述两个转动中心轴的两侧垂下，夹持框架而能够分别载置使用者的左右脚的脚底的支承板部的前端部以及后端部可转动地设置于上述摆动臂的下端部，设置于上述框架的马达和摆动臂之间经由连结构件驱动连结，摆动臂构成为经由通过上述马达的旋转而驱动的连结构件而以上述转动中心轴为中心摆动，上述支承板部设置为在该支承板部上载置了上述使用者的脚底的状态下，能够使该支承板部在保持水平的状态下圆弧状摆动。
在上述膝关节刺激装置中，可以设置为摆动臂以夹持框架的左右各自的摆动臂独立摆动的方式相对于转动中心轴设置，连结构件设置于左右各自的摆动臂和马达之间，并且，左侧的摆动臂和连结构件的驱动连结与右侧的摆动臂和连结构件的驱动连结设置为隔开180度的相位进行连结，从而能够左右交替摆动。
发明效果
如上所述，根据本发明，由于设置为在支承板部上载置了使用者的脚底的状态下，能够使该支承板部在保持水平的状态下圆弧状摆动，因此能够在摆动时一边使足关节跖屈以及背屈，一边向膝关节施加使该膝关节伸展以及弯曲的刺激。而且，由于上述动作是通过基于马达的驱动力进行的，因此脚不会紧张，能够以放松的状态向膝关节施加刺激。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的膝关节刺激装置的整体结构的概要的侧视图。
图2是表示本发明所涉及的膝关节刺激装置的整体结构的概要的主视图。
图3是表示本发明所涉及的膝关节刺激装置的使用状态的侧视图。
图4是表示本发明所涉及的膝关节刺激装置的其他实施方式的主视图。
附图标记说明
1：膝关节刺激装置；2：框架；3：中心轴；4：摆动臂；5：支承板部；6：马达；7：连结构件；9：使用者；91：脚底；92：膝关节。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1以及图2表示本发明所涉及的膝关节刺激装置1，图3表示该膝关节刺激装置1的使用状态。
该膝关节刺激装置1设置为，摆动臂4、4分别从设置于框架2的两个中心轴3、3垂下，支承板部5的前端部以及后端部可转动地设置于该摆动臂4、4的下端部，设置于框架2的马达6和摆动臂4、4之间经由连结构件7驱动连结，摆动臂4、4经由通过马达6的旋转而驱动的连结构件7以上述两个中心轴3、3为中心而摆动，支承板部5能够使该支承板部5在保持水平的状态下圆弧状摆动。
框架2以如下方式连结，主框架22从平行的一对脚框架21、21中的一方的脚框架21的中央部延伸设置，支承框架23从平行的一对脚框架21、21中的另一方的脚框架21的中央部延伸设置，支承框架23支承主框架22。该主框架22从与支承框架23连结的连结部分起进一步延伸设置，其延伸设置前端部弯曲。在脚框架21的两端部设置有防滑橡胶24。
中心轴3、3设置于上述主框架22的弯曲部分的基端部和前端部这两处，设置为与该主框架22的轴方向正交并相互水平平行。该中心轴3、3设置为内装于轴承30、30的该中心轴3、3向轴承30、30的两侧突出。
摆动臂4、4设置为分别以从两个中心轴3、3的轴承30、30突出的部分为起点延伸设置，也分别以从轴承30、30的相反侧突出的部分为起点延伸设置，以共计四处为起点而垂下。其中，从主框架22的一方侧垂下的摆动臂4、4用于右脚，从另一方侧垂下的摆动臂4、4用于左脚。
支承板部5形成为能够供使用者9的脚底91载置的长板状，在其底面的前端部和后端部遍及宽度方向而设置有支承轴50、50。该支承轴50、50设置为能够相对于支承板部5而转动，从支承板部5的一侧突出的支承轴50、50和上述摆动臂4、4的垂下的下端部连结。由此，支承板部5设置为能够一边通过摆动臂4、4的摆动保持水平状态一边圆弧状摆动。该支承板部5分别设置于上述用于右脚的摆动臂4、4，用于左脚的摆动臂4、4，分别成为用于右脚的支承板部5、用于左脚的支承板部5。此外，如图1以及图2所示，中心轴3和摆动臂4和支承轴50也可以一体构成。
马达6设置为固定于主框架22，经由齿轮盒61而在与中心轴3、3、支承轴50、50相同的轴方向上轴旋转。在该齿轮盒61的两侧设置有旋转的圆盘62、62，在该圆盘62、62中，在成为从旋转中心63起旋转半径不同的多个位置设置有安装孔64。一方的圆盘62用于右脚，另一方的圆盘62用于左脚。
连结构件7设置为，在设置于上述圆盘62的安装孔64和摆动臂4、4中离马达6近的一侧的摆动臂4之间可转动地设置有销连结件71，能够通过圆盘62的旋转，推拉摆动臂4而使其摆动。此时的摆动幅度设置为能够通过选择供销连结件71安装的安装孔64的位置来变更。另外，设置为能够通过将设置于圆盘62、62的安装孔64、64的相位偏移180度而安装，从而使位于框架22两侧的用于右脚的摆动臂4、4和用于左脚的摆动臂4、4的摆动偏移180度而交替摆动。因而，如果不使设置于圆盘62、62的安装孔64、64的相位偏离而安装，则能够使位于框架22两侧的用于右脚的摆动臂4、4和用于左脚的摆动臂4、4同时摆动。设置为在设置于主框架22的延伸设置部分的监视器8中显示摆动次数、摆动的速度。
这样构成的膝关节刺激装置1设置为，通过将马达6的电源与插座65连接而将该马达6的起动开关66接通和断开从而驱动马达6，经由连结构件7而向摆动臂4进行驱动传递，摆动臂4、4以两个中心轴3、3为中心摆动，支承板部5、5摆动。此时，由于在从以水平状态设置的两个中心轴3、3垂下的摆动臂4、4上设置有支承板部5，因此支承板部5能够一边保持水平状态一边圆弧状摆动。
接着，对这样构成的膝关节刺激装置1的使用方法进行说明。
如图3所示，使用者9决定该使用者9的椅子90的位置，从而使脚底91以90度端坐位置载置于膝关节刺激装置1的支承板部5。
成为该状态后，打开起动开关66而使马达6工作而开始运动。若使马达6工作，则摆动臂4、4以及支承板部5、5经由齿轮盒61、圆盘62、62、连结构件7、7而以中心轴3、3为中心摆动，载置于支承板部5、5的使用者9的脚底91在使膝关节92从90度端坐位置伸展后返回到原来的90度端坐位置而进一步弯曲，之后通过以90度端坐位置为中心而以规定的动作角度α的范围重复进行伸展和弯曲的动作，向该膝关节92施加基于马达6的被动运动的刺激。
此时，通过将支承板部5设置于从以水平状态设置的两个中心轴3、3垂下的摆动臂4、4，从而一边保持水平状态一边圆弧状摆动，因此与使膝关节弯曲以及伸展的摆动的时机配合，进行足关节的跖屈以及背屈。因此，能够一边使膝关节的动作和足关节的动作协调一边增加调动的肌肉群而进行膝关节的弯曲、伸展。而且，由于这些动作通过基于马达6的驱动力来进行，因此脚不会紧张，能够以放松的状态向膝关节施加刺激。
另外，由于该摆动运动与步行时同样地左右交替进行，因此作为用于使使用者恢复本来的动作的康复运动更加有效，能够谋求下肢的协调性、连动性、精细性的恢复。而且，由于该膝关节刺激装置1是全部基于马达6的驱动的被动运动，因此即使是膝关节92变硬的老年人、术后康复患者、变形性膝关节症等的患者也能顺畅地使膝关节92进行被动运动。
进一步，由于能够通过基于马达6的被动运动实现以一定的节奏进行被动运动，因此能够期待按摩效果。
此外，作为马达6的起动开关66，也可以是进行该马达6的旋转控制的调量开关。在该情况下，能够调整摆动的摆动臂4、4以及支承板部5的摆动速度。
另外，在本实施方式中，膝关节刺激装置1构成为将脚分别载置于夹持框架2而设置的用于右脚的支承板部5和用于左脚的支承板部5，但是也可以构成为将双脚载置于一个较大的支承板部5中。在该情况下，支承板部5可以与本实施方式同样地由摆动臂4单侧支承，也可以构成为由摆动臂4从支承板部5的两侧支承。但是，在这样构成的情况下，由于用于右脚的支承板部5和用于左脚的支承板部5没有像本实施方式那样分开，因此无法实现像使该用于右脚的支承板部5和用于左脚的支承板部5的相位偏移180度而交替摆动那样的效果。
进一步，在本实施方式中，膝关节刺激装置1构成为将脚分别载置于夹持框架2而设置的用于右脚的支承板部5和用于左脚的支承板部5，但是如图4所示，也可以构成为在以在使用者9的两侧相对的方式设置的一对框架2、2之间，将分别用于右脚的支承板部5和用于左脚的支承板部5分别单独地设置。在该情况下，由于不跨越膝关节刺激装置1，因此能够使右脚和左脚靠近而使用。
本发明能够在不脱离其精神或者主要特征的情况下以其他的各种形式来实施。因此，上述实施例在任一点上都只是示例，不能做限定解释。本发明的范围是通过权利要求书而表示的范围，不受说明书正文的任何限制。进一步，属于与权利要求书的范围均等范围的变形、变更全部包含在本发明的范围内。
Claims (4)
1.一种膝关节刺激装置，其是在康复中使用的膝关节的刺激装置，其特征在于，
以相同的高度平行的两个转动中心轴设置于框架，摆动臂分别从该两个转动中心轴垂下，能够载置使用者的脚底的支承板部的前端部以及后端部可转动地设置于所述摆动臂的下端部，该支承板部设置为水平状态，
在所述框架设置有通过设置于该框架的马达而旋转的圆盘，该圆盘和摆动臂之间经由连结构件驱动连结，摆动臂构成为经由通过所述圆盘的旋转而驱动的连结构件而以所述转动中心轴为中心摆动，从而使载置于所述支承板部的使用者的脚底在使膝关节从90度端坐位置伸展后返回到原来的90度端坐位置而进一步弯曲，之后通过以90度端坐位置为中心而以规定的动作角度的范围重复进行伸展和弯曲的动作，在所述圆盘，在成为从旋转中心起旋转半径不同的多个位置设置有安装孔，通过在将该安装孔和连结构件连结时选择安装孔的位置，由此形成为能够变更摆动臂的摆动幅度，
所述支承板部设置为在该支承板部上载置了所述使用者的脚底的状态下，能够使该支承板部在保持水平的状态下圆弧状摆动。
2.根据权利要求1所述的膝关节刺激装置，其特征在于，
所述支承板部形成为能够载置所述使用者的单脚的脚底的大小或者能够并列载置双脚的脚底的大小。
3.一种膝关节刺激装置，其是在康复中使用的膝关节的刺激装置，其特征在于，
以相同的高度平行的两个转动中心轴设置于框架，一对摆动臂以夹持该框架的方式分别从所述两个转动中心轴的两侧垂下，夹持框架而能够分别载置使用者的左右脚的脚底的支承板部的前端部以及后端部可转动地设置于所述摆动臂的下端部，该支承板部设置为水平状态，
在所述框架设置有通过设置于该框架的马达而旋转的圆盘，该圆盘和摆动臂之间经由连结构件驱动连结，摆动臂构成为经由通过所述圆盘的旋转而驱动的连结构件而以所述转动中心轴为中心摆动，从而使载置于所述支承板部的使用者的脚底在使膝关节从90度端坐位置伸展后返回到原来的90度端坐位置而进一步弯曲，之后通过以90度端坐位置为中心而以规定的动作角度的范围重复进行伸展和弯曲的动作，在所述圆盘，在成为从旋转中心起旋转半径不同的多个位置设置有安装孔，通过在将该安装孔和连结构件连结时选择安装孔的位置，由此形成为能够变更摆动臂的摆动幅度，
所述支承板部设置为在该支承板部上载置了所述使用者的脚底的状态下，能够使该支承板部在保持水平的状态下圆弧状摆动。
4.根据权利要求3所述的膝关节刺激装置，其特征在于，
摆动臂以夹持框架的左右各自的摆动臂独立摆动的方式相对于转动中心轴设置，
连结构件设置于左右各自的摆动臂和圆盘之间，
并且，左侧的摆动臂的连结构件和圆盘的驱动连结与右侧的摆动臂的连结构件和圆盘的驱动连结设置为隔开180度的相位进行连结，从而能够左右交替摆动。
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