CN115040366A - 一种智能截瘫助行矫形器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能截瘫助行矫形器，其结构包括矫形主机、躯干固定机构、护腰，矫形主机上端设有躯干固定机构，并且躯干固定机构上端外侧安装有护腰，双侧大腿、小腿在三维空间中的角度大小都将被作为主要数据由陀螺仪传感器采集并传入中央处理器，表面肌电传感器对步行中肌肉的肌力、肌张力进行实时评定，若有跌倒风险，则由振动器对该处肌肉进行振动提示，通过患者脚掌底部踩动地面反应力传感器，地面反应力传感器传入的信息，使得控制主板与里面储存的正常人的数据进行比对，从而对双侧的关节机构进行调节，使得球囊受力，提高并调节球囊的受力大小，从而帮助患者的髋关节和膝关节处用力，提高患者的关节处进行正常的运动并且提高运动过程的协调性。

Description

一种智能截瘫助行矫形器

技术领域

本发明涉及智能截瘫领域，更具体地说，尤其是涉及到一种智能截瘫助行矫形器。

背景技术

目前截瘫助行矫形器分为两种：互动式、往复式，互动式运用重力势能提供交替迈步的动力，利用装在大腿矫形器双侧的互动铰链装置作用，实现瘫痪肢体的被动前后移动，往复式利用两条横贯躯干的钢缆紧紧连接步行矫形器的两侧髋铰链，通过躯干后伸及骨盆的后倾，将拖过钢缆的移动使对策髋铰链产生被动屈曲运动，实现截瘫病人的功能性步行，但是由于现有的互动式和往复式的截瘫助行矫形器仅仅只是通过机械的方式对患者进行助行，截瘫助行矫形器难以对患者步行过程中的肌肉张力进行检测，将会对行走产生影响，患者有跌倒风险，同时截瘫助行矫形器的关节连接处较为机械化，截瘫助行矫形器在帮助患者进行步行的过程中，患者的关节处难以进行正常的运动并且协调性较差。

发明内容

本发明实现技术目的所采用的技术方案是：该智能截瘫助行矫形器，其结构包括矫形主机、躯干固定机构、护腰，所述矫形主机上端设有躯干固定机构，并且躯干固定机构上端外侧安装有护腰，所述矫形主机包括互动式铰链、绑带、感应机构、膝压垫、检测机构，所述互动式铰链固定安装在感应机构顶部，并且感应机构上端安装有绑带，所述感应机构中端设有膝压垫，所述检测机构安装在感应机构内侧，所述感应机构上端设有躯干固定机构。

作为本发明的进一步改进，所述感应机构包括半月箍、陀螺仪传感器、支条、足板、固定带、地面反应力传感器，所述半月箍安装在支条顶部，并且半月箍上端安装有绑带，所述半月箍上端设有躯干固定机构，所述半月箍内侧中端和足板上端中部均嵌有陀螺仪传感器，所述支条中端设有膝压垫，并且足板上端安装在支条下端内侧，所述足板下端设有固定带，并且足板底部中端设有地面反应力传感器，所述检测机构安装在支条内侧，所述陀螺仪传感器共设有四个，分别设在双侧的大、小腿中段位置，佩戴位置尽量对称，收集双下肢的运动数据。

作为本发明的进一步改进，所述检测机构包括控制主板、魔术贴绑带，所述控制主板与魔术贴绑带内侧电连接，所述控制主板设在躯干固定机构内侧，所述魔术贴绑带安装在支条内侧，所述魔术贴绑带内侧安放有表面肌电传感器，魔术贴绑带放置的位置在双侧的臀大肌、髂腰肌、股四头肌、腘绳肌、胫前肌、小腿三头肌等处。

作为本发明的进一步改进，所述躯干固定机构包括躯干撑板、电池、启动器、导气管、关节机构，所述控制主板设在躯干撑板内侧，并且控制主板与电池电连接，所述电池与启动器电连接，所述启动器与导气管相贯通，并且导气管与关节机构内部相贯通，所述关节机构顶部安装在躯干撑板外侧，所述启动器为微型气缸，通过控制主板进行连接控制。

作为本发明的进一步改进，所述关节机构包括固定主杆、髋支板、膝支板、球囊机构，所述固定主杆顶部安装在躯干撑板外侧，并且固定主杆下端与髋支板相铰接，所述髋支板下端与膝支板上端相铰接，所述固定主杆与髋支板连接处和髋支板与膝支板连接处均设有球囊机构，所述球囊机构与导气管相贯通，所述固定主杆与髋支板之间和髋支板与膝支板之间通过球囊机构的铰接进行联动连接。

作为本发明的进一步改进，所述球囊机构包括铰接轴、压片、挤压管、球囊，所述固定主杆通过铰接轴与髋支板相铰接，所述铰接轴外侧设有压片，所述压片与挤压管一端相抵触，并且挤压管另一端与球囊相贯通，所述球囊与导气管相贯通，所述球囊共设有六个，并且呈环型均匀分布在铰接轴外侧。

本发明的有益效果在于：

1.双侧大腿、小腿在三维空间中的角度大小都将被作为主要数据由陀螺仪传感器采集并传入中央处理器，大腿及小腿的数据与设定的角度进行双侧实时对比，表面肌电传感器对步行中肌肉的肌力、肌张力进行实时评定，如果检测出肌肉张力系统设定值，将会对行走产生影响，有跌倒风险，则由振动器对该处肌肉进行振动提示，提醒使用者停下来进行放松、或者电疗处理。

2.躯干撑板对患者腰部进行固定支撑，患者步行的过程中，通过患者脚掌底部踩动地面反应力传感器，地面反应力传感器传入的信息，使得控制主板与里面储存的正常人的数据进行比对，从而对双侧的关节机构进行调节，使得球囊受力，提高并调节球囊的受力大小，从而帮助患者的髋关节和膝关节处用力，提高患者的关节处进行正常的运动并且提高运动过程的协调性。

附图说明

图1为本发明一种智能截瘫助行矫形器的结构示意图。

图2为本发明一种矫形主机的结构示意图。

图3为本发明一种感应机构的结构示意图。

图4为本发明一种检测机构的以及局部俯视内侧结构示意图。

图5为本发明一种躯干固定机构的背部结构示意图。

图6为本发明一种关节机构的侧视结构示意图。

图7为本发明图6的A处局部放大结构示意图。

图中：矫形主机-1、躯干固定机构-2、护腰-3、互动式铰链-11、绑带-12、感应机构-13、膝压垫-14、检测机构-15、半月箍-13a、陀螺仪传感器-13b、支条-13c、足板-13d、固定带-13e、地面反应力传感器-13f、控制主板-15a、魔术贴绑带-15b、躯干撑板-21、电池-22、启动器-23、导气管-24、关节机构-25、固定主杆-25a、髋支板-25b、膝支板-25c、球囊机构-25d、铰接轴-d1、压片-d2、挤压管-d3、球囊-d4。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

实施例1：

如附图1至附图4所示：

本发明一种智能截瘫助行矫形器，其结构包括矫形主机1、躯干固定机构2、护腰3，所述矫形主机1上端设有躯干固定机构2，并且躯干固定机构2上端外侧安装有护腰3，所述矫形主机1包括互动式铰链11、绑带12、感应机构13、膝压垫14、检测机构15，所述互动式铰链11固定安装在感应机构13顶部，并且感应机构13上端安装有绑带12，所述感应机构13中端设有膝压垫14，所述检测机构15安装在感应机构13内侧，所述感应机构13上端设有躯干固定机构2。

其中，所述感应机构13包括半月箍13a、陀螺仪传感器13b、支条13c、足板13d、固定带13e、地面反应力传感器13f，所述半月箍13a安装在支条13c顶部，并且半月箍13a上端安装有绑带12，所述半月箍13a上端设有躯干固定机构2，所述半月箍13a内侧中端和足板13d上端中部均嵌有陀螺仪传感器13b，所述支条13c中端设有膝压垫14，并且足板13d上端安装在支条13c下端内侧，所述足板13d下端设有固定带13e，并且足板13d底部中端设有地面反应力传感器13f，所述检测机构15安装在支条13c内侧，所述陀螺仪传感器13b共设有四个，分别设在双侧的大、小腿中段位置，佩戴位置尽量对称，收集双下肢的运动数据，每间隔3s，双侧大腿、小腿在三维空间中的角度大小都将被作为主要数据由陀螺仪传感器采集并传入中央处理器，通过“判断模块”程序，大腿及小腿的数据与设定的角度进行双侧实时对比。

其中，所述检测机构15包括控制主板15a、魔术贴绑带15b，所述控制主板15a与魔术贴绑带15b内侧电连接，所述控制主板15a设在躯干固定机构2内侧，所述魔术贴绑带15b安装在支条13c内侧，所述魔术贴绑带15b内侧安放有表面肌电传感器，魔术贴绑带15b放置的位置在双侧的臀大肌、髂腰肌、股四头肌、腘绳肌、胫前肌、小腿三头肌等处，进行步行中肌肉的肌力、肌张力进行实时评定，如果检测出肌肉张力系统设定值，将会对行走产生影响，有跌倒风险，则由振动器对该处肌肉进行振动提示，提醒使用者停下来进行放松、或者电疗处理。

本实施例的具体使用方式与作用：

本发明中，通过躯干固定机构2对患者的腰部躯干位置进行固定支撑，接着患者的双脚伸入支条13c内侧，通过膝压垫14对患者的膝盖处进行固定，同时将魔术贴绑带15b绑在患者双侧的臀大肌、髂腰肌、股四头肌、腘绳肌、胫前肌、小腿三头肌等处，患者的脚踝通过固定带13e进行固定，从而使得患者的脚掌踩在足板13d的下端，在将绑带12将患者大腿前端进行绑紧，这时患者的大腿后侧与半月箍13a进行贴紧，小腿后侧与足板13d上端进行贴合，步行的过程中，通过半月箍13a和足板13d上的陀螺仪传感器13b分别设在双侧的大、小腿中段位置，收集双下肢的运动数据，每间隔3s，双侧大腿、小腿在三维空间中的角度大小都将被作为主要数据由陀螺仪传感器13b采集并传入中央处理器，通过“判断模块”程序，大腿及小腿的数据与设定的角度进行双侧实时对比，同时放置在双侧的臀大肌、髂腰肌、股四头肌、腘绳肌、胫前肌、小腿三头肌等处魔术贴绑带15b内侧的表面肌电传感器，进行步行中肌肉的肌力、肌张力进行实时评定，如果检测出肌肉张力系统设定值，将会对行走产生影响，有跌倒风险，则由振动器对该处肌肉进行振动提示，提醒使用者停下来进行放松、或者电疗处理。

实施例2：

如附图5至附图7所示：

其中，所述躯干固定机构2包括躯干撑板21、电池22、启动器23、导气管24、关节机构25，所述控制主板15a设在躯干撑板21内侧，并且控制主板15a与电池22电连接，所述电池22与启动器23电连接，所述启动器23与导气管24相贯通，并且导气管24与关节机构25内部相贯通，所述关节机构25顶部安装在躯干撑板21外侧，所述启动器23为微型气缸，通过控制主板15a进行连接控制，控制主板15a连接控制启动器23启动后，能够将气压通过导气管24传导至关节机构25上，从而使得关节机构25对患者关节处进行施压调节，对患者关节处有助动功能。

其中，所述关节机构25包括固定主杆25a、髋支板25b、膝支板25c、球囊机构25d，所述固定主杆25a顶部安装在躯干撑板21外侧，并且固定主杆25a下端与髋支板25b相铰接，所述髋支板25b下端与膝支板25c上端相铰接，所述固定主杆25a与髋支板25b连接处和髋支板25b与膝支板25c连接处均设有球囊机构25d，所述球囊机构25d与导气管24相贯通，所述固定主杆25a与髋支板25b之间和髋支板25b与膝支板25c之间通过球囊机构25d的铰接进行联动连接，确保对患者的髋关节和膝关节处进行驱动助动。

其中，所述球囊机构25d包括铰接轴d1、压片d2、挤压管d3、球囊d4，所述固定主杆25a通过铰接轴d1与髋支板25b相铰接，所述铰接轴d1外侧设有压片d2，所述压片d2与挤压管d3一端相抵触，并且挤压管d3另一端与球囊d4相贯通，所述球囊d4与导气管24相贯通，所述球囊d4共设有六个，并且呈环型均匀分布在铰接轴d1外侧，利于均匀的帮助患者的髋关节和膝关节处用力。

本实施例的具体使用方式与作用：

本发明中，躯干撑板21对患者腰部进行固定支撑，患者步行的过程中，通过患者脚掌底部踩动地面反应力传感器13f，地面反应力传感器13f传入的信息，使得控制主板15a与里面储存的正常人的数据进行比对，从而对双侧的关节机构25进行调节，关节机构25在进行工作时，通过固定主杆25a与髋支板25b之间和髋支板25b与膝支板25c之间通过球囊机构25d的铰接进行联动连接，确保对患者的髋关节和膝关节处进行驱动助动，而控制主板15a在驱动启动器23工作后，经过导气管24的传导使得球囊d4受力，同时铰接轴d1进行铰接联动的过程中，带动了压片d2进行转动，对挤压管d3进行受力挤压，这时使得球囊d4受力，提高球囊d4的受力效果，从而帮助患者的髋关节和膝关节处用力，提高患者的关节处进行正常的运动并且提高运动过程的协调性。

利用本发明所述技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种智能截瘫助行矫形器，其结构包括矫形主机（1）、躯干固定机构（2）、护腰（3），所述矫形主机（1）上端设有躯干固定机构（2），并且躯干固定机构（2）上端外侧安装有护腰（3），其特征在于：

所述矫形主机（1）包括互动式铰链（11）、绑带（12）、感应机构（13）、膝压垫（14）、检测机构（15），所述互动式铰链（11）固定安装在感应机构（13）顶部，并且感应机构（13）上端安装有绑带（12），所述感应机构（13）中端设有膝压垫（14），所述检测机构（15）安装在感应机构（13）内侧，所述感应机构（13）上端设有躯干固定机构（2）。

2.根据权利要求1所述的一种智能截瘫助行矫形器，其特征在于：所述感应机构（13）包括半月箍（13a）、陀螺仪传感器（13b）、支条（13c）、足板（13d）、固定带（13e）、地面反应力传感器（13f），所述半月箍（13a）安装在支条（13c）顶部，并且半月箍（13a）上端安装有绑带（12），所述半月箍（13a）上端设有躯干固定机构（2），所述半月箍（13a）内侧中端和足板（13d）上端中部均嵌有陀螺仪传感器（13b），所述支条（13c）中端设有膝压垫（14），并且足板（13d）上端安装在支条（13c）下端内侧，所述足板（13d）下端设有固定带（13e），并且足板（13d）底部中端设有地面反应力传感器（13f），所述检测机构（15）安装在支条（13c）内侧。

3.根据权利要求2所述的一种智能截瘫助行矫形器，其特征在于：所述检测机构（15）包括控制主板（15a）、魔术贴绑带（15b），所述控制主板（15a）与魔术贴绑带（15b）内侧电连接，所述控制主板（15a）设在躯干固定机构（2）内侧，所述魔术贴绑带（15b）安装在支条（13c）内侧。

4.根据权利要求3所述的一种智能截瘫助行矫形器，其特征在于：所述躯干固定机构（2）包括躯干撑板（21）、电池（22）、启动器（23）、导气管（24）、关节机构（25），所述控制主板（15a）设在躯干撑板（21）内侧，并且控制主板（15a）与电池（22）电连接，所述电池（22）与启动器（23）电连接，所述启动器（23）与导气管（24）相贯通，并且导气管（24）与关节机构（25）内部相贯通，所述关节机构（25）顶部安装在躯干撑板（21）外侧。

5.根据权利要求4所述的一种智能截瘫助行矫形器，其特征在于：所述关节机构（25）包括固定主杆（25a）、髋支板（25b）、膝支板（25c）、球囊机构（25d），所述固定主杆（25a）顶部安装在躯干撑板（21）外侧，并且固定主杆（25a）下端与髋支板（25b）相铰接，所述髋支板（25b）下端与膝支板（25c）上端相铰接，所述固定主杆（25a）与髋支板（25b）连接处和髋支板（25b）与膝支板（25c）连接处均设有球囊机构（25d），所述球囊机构（25d）与导气管（24）相贯通。

6.根据权利要求5所述的一种智能截瘫助行矫形器，其特征在于：所述球囊机构（25d）包括铰接轴（d1）、压片（d2）、挤压管（d3）、球囊（d4），所述固定主杆（25a）通过铰接轴（d1）与髋支板（25b）相铰接，所述铰接轴（d1）外侧设有压片（d2），所述压片（d2）与挤压管（d3）一端相抵触，并且挤压管（d3）另一端与球囊（d4）相贯通，所述球囊（d4）与导气管（24）相贯通。

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