CN207168698U - 一种自主便捷式膝关节训练器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自主便捷式膝关节训练器，包括横梁支架、立杆、旋转杆、插杆、垫脚板、锁紧螺栓、高度调节螺栓、长度调节螺栓、调节机构，所述调节机构利用成对设置的棘轮机构实现旋转杆的双向绕轴运动，进而实现对病人膝关节的伸直或弯曲训练。本实用新型提供的自主便捷式膝关节训练器，其结构原理简单，成本较低，病人可通过自主调节训练器实现膝关节的训练，且其调节操作简便，与此同时，该训练器的携带使用十分便捷，通过借助病床横梁实现固定，可适应不同床高及不同病人的腿长，适用性高。

Description

一种自主便捷式膝关节训练器

技术领域

本实用新型涉及膝关节医疗康复器械领域，尤其是涉及一种自主便捷式膝关节训练器。

背景技术

患有膝关节相关的病症或下肢手术后的病人需针对膝关节进行训练，以便帮助恢复膝关节的活动功能，即需借助外力使膝关节被动运动，通过长时间的训练使膝关节的功能逐步得到恢复。目前，市场上已存在借助杠杆的收缩运动带动膝关节作弯曲运动的电动膝关节训练器，但其十分笨重，不利于搬运携带，且价格成本较高，与此同时，电动提供的外力不能根据病人的承受程度而改变，容易造成膝关节的疲劳甚至二次伤害，因此，考虑设计一种便捷式、可自主调节的膝关节训练器成为一个新的思考方向。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供一种自主便捷式膝关节训练器，其基本原理为利用成对设置的棘轮机构实现训练器的双向绕轴运动，结构原理简单，成本较低，病人可通过自主调节训练器实现膝关节的训练，其调节操作简便，与此同时，该训练器的携带使用十分便捷，通过借助病床横梁实现固定，可适应不同床高及不同病人的腿长，适用性高。

本实用新型解决技术问题的技术方案为：

一种自主便捷式膝关节训练器，包括横梁支架、立杆、旋转杆、插杆、垫脚板、锁紧螺栓、高度调节螺栓、长度调节螺栓、调节机构，所述横梁支架包括连接端、连杆、套筒，所述连接端为水平方向的长方体，其截面为U型结构，所述U型截面的U型开口位于连接端的左端面上，其内部中空结构与病床的横梁相配合；所述连接端的上端面上设有螺纹通孔，所述锁紧螺栓与螺纹通孔相配合，且锁紧螺栓的底端与病床的横梁相接触；所述连接端的右端面通过连杆与套筒相连接，所述套筒为竖直方向的中空方形杆，所述立杆套置在套筒内；所述套筒的前端面上设有螺纹通孔，所述高度调节螺栓与螺纹通孔相配合，且高度调节螺栓的底端与立杆相接触；所述旋转杆的底端为中空方形杆结构，所述插杆的顶端插入调节杆底端的中空结构内实现连接；所述旋转杆的右端面上设有螺纹通孔，所述长度调节螺栓与螺纹通孔相配合，且长度调节螺栓的底端与插杆相接触；所述插杆的底端与垫脚板的一侧固定连接；所述旋转杆顶端的内部设有调节机构，且旋转杆的顶端与立杆的顶端同轴连接，相互旋转。

进一步的，所述调节机构包括驱动轴、换向轴、底座、驱动键、棘轮机构，所述驱动轴一端的外侧壁上设有外螺纹，所述立杆的顶端设有螺纹通孔，所述驱动轴与立杆顶端的螺纹通孔之间螺纹连接；所述驱动轴靠近立杆顶端的一端为中空结构，且在驱动轴中空结构的内侧壁上设有环形槽，所述环形槽的底端沿径向均匀设有方形孔；所述底座为套筒状，其结构尺寸与驱动轴内侧壁上的环形槽相配合，位于驱动轴内侧壁的环形槽内；所述换向轴一端的外侧壁上设有环状凸起，所述环状凸起的外侧套有套筒状底座，且所述换向轴的外侧壁与驱动轴中空结构的内侧壁之间通过螺纹连接；所述驱动键位于驱动轴环形槽底端的方形孔内，其底端与底座的外侧面相连接，顶端与棘轮机构相配合，实现驱动轴与棘轮机构的键连接。

进一步的，所述棘轮机构包括棘轮、驱动棘轮爪、制动棘轮爪、驱动杆，所述棘轮固定在旋转杆顶端的内壁上，其旋转轴为驱动轴，且所述驱动棘轮爪的底端与驱动杆的顶端相连接，制动棘轮爪的底端位于棘轮外侧旋转杆顶端的内壁上，两者的顶端与棘轮的轮齿相配合；所述驱动杆的底端设有圆形通孔，所述圆形通孔的外侧圆周面上沿径向均匀设有矩形槽，所述矩形槽内设有矩形滑块，所述矩形滑块与矩形槽的底端通过压缩弹簧连接；所述驱动杆的圆形通孔与驱动轴相配合，驱动杆矩形槽内的矩形滑块与驱动键的顶端相配合，实现驱动轴与驱动杆的键连接。

进一步的，所述棘轮机构成对设置，在驱动轴的轴向上分别位于旋转杆顶端两侧的内壁上，且棘轮轮齿的方向相反。

进一步的，所述驱动棘轮爪的顶端、驱动杆靠近驱动棘轮爪的一侧分别设有圆柱状凸台，所述圆柱状凸台之间设有拉伸弹簧；所述制动棘轮爪的顶端、旋转杆顶端内壁上靠近制动棘轮爪顶端的外侧分别设有圆锥状凸台，所述圆锥状凸台这件设有压缩弹簧。

进一步的，所述换向轴远离驱动轴的一端设有换向柄，所述换向柄位于立柱顶端远离旋转杆的外侧。

进一步的，所述驱动轴远离换向轴的一端设有调节柄，所述调节柄位于旋转杆顶端远离立柱的外侧。

本实用新型提供的自主便捷式膝关节训练器的有益效果是：

1、所述调节机构可实现旋转杆的双向旋转，进而可借助旋转杆实现病人膝关节的弯曲或伸直运动，其结构原理简单，成本较低。

2、所述棘轮机构可实现旋转杆双向旋转调节过程中的反向制动，进而保证膝关节训练过程中无调节操作时旋转杆旋转角度的保持。

3、病人可借助调节柄根据膝关节的承受程度自主调节旋转杆旋转的方向和角度，可有效避免训练器可能造成的对膝关节的疲劳损伤或二次伤害。

附图说明

图1为膝关节训练器的结构示意图。

图2为调节机构的结构示意图。

图3为驱动杆的结构示意图。

图4为驱动轴与换向轴连接关系图。

图中：1横梁；2连接端；3锁紧螺栓；4套筒；5高度调节螺栓；6立杆；7调节机构；8换向柄；9旋转杆；10长度调节螺栓；11调节柄；12垫脚板；13插杆；14棘轮；15驱动棘轮爪；16驱动杆；17制动棘轮爪；18驱动轴；19换向轴；20底座；21驱动键；22圆柱状凸台；23圆锥状凸台；24矩形滑块。

具体实施方式

本实用新型的保护主体及实施方案如下：

本实用新型提供一种自主便捷式膝关节训练器，如图1至4所示，包括横梁支架、立杆6、旋转杆9、插杆13、垫脚板12、锁紧螺栓3、高度调节螺栓5、长度调节螺栓10、调节机构7，其中，所述横梁支架包括连接端2、连杆、套筒4，所述连接端2为水平方向的长方体，其截面为U型结构，所述U型截面的U型开口位于连接端2的左端面上，且所述U型截面的内部中空结构与病床的横梁1相配合，进而实现连接端2与病床的横梁1的配合连接。

进一步的，所述连接端2的上端面上设有螺纹通孔，所述锁紧螺栓3与螺纹通孔相配合，且锁紧螺栓3的底端与病床的横梁1相接触，实现连接端2与病床的横梁1配合连接的锁紧固定。

所述连接端2的右端面通过连杆与套筒4相连接，所述套筒4为竖直方向的中空方形杆，且所述立杆6套置在套筒4内，进而实现立杆6与横梁支架的连接。

进一步的，所述套筒4的前端面上设有螺纹通孔，所述高度调节螺栓5与螺纹通孔相配合，且高度调节螺栓5的底端与立杆6相接触，进而实现立杆6与横梁支架连接的锁紧固定，因立杆6的底端与地面接触，则可实现对横梁支架高度的调节，以适应不同高度的病床。

所述旋转杆9顶端的内部设有调节机构7，且旋转杆9的顶端与立杆6的顶端同轴连接，相互旋转。

进一步的，所述调节机构7包括驱动轴18、换向轴19、底座20、驱动键21、棘轮机构，所述驱动轴18一端的外侧壁上设有外螺纹，立杆6的顶端设有螺纹通孔，驱动轴18与立杆6顶端的螺纹通孔之间螺纹连接，进而实现旋转杆9的顶端与立杆6的顶端之间的同轴连接。

进一步的，所述驱动轴18靠近立杆6顶端的一端为中空结构，且在驱动轴18中空结构的内侧壁上设有环形槽，所述环形槽的底端沿径向均匀设有方形孔。与此同时，所述底座20为套筒4状，其结构尺寸与驱动轴18内侧壁上的环形槽相配合，位于驱动轴18内侧壁的环形槽内。

进一步的，所述换向轴19位于驱动轴18靠近立杆6顶端的中空结构内，其外侧壁上设有环状凸起，此时，环状凸起的外侧套有套筒4状底座20，位于驱动轴18内侧壁的环形槽内。所述换向轴19的外侧壁与驱动轴18中空结构的内侧壁之间通过螺纹连接，当旋转换向轴19时，可实现环状凸起在环形槽内轴向上的移动。

进一步的，所述驱动键21位于驱动轴18环形槽底端的方形孔内，其底端与底座20的外侧面相连接，顶端与棘轮机构相配合，进而实现驱动轴18与棘轮机构的键连接。

进一步的，所述棘轮机构包括棘轮14、驱动棘轮爪15、制动棘轮爪17、驱动杆16，所述棘轮14固定在旋转杆9顶端的内壁上，其旋转轴为驱动轴18，与此同时，所述驱动棘轮爪15的底端与驱动杆16的顶端相连接，借助驱动杆16提供动力，制动棘轮爪17的底端位于棘轮14外侧旋转杆9顶端的内壁上，且两棘轮14爪的顶端与棘轮14的轮齿相配合，用于实现棘轮14绕驱动轴18的驱动或制动。

进一步的，所述驱动杆16的底端设有圆形通孔，所述圆形通孔的外侧圆周面上沿径向均匀设有矩形槽，其位置与驱动轴18上方形孔的位置相对。同时，在所述矩形槽内设有矩形滑块24，所述矩形滑块24与矩形槽的底端通过压缩弹簧连接，则矩形滑块24可在弹簧力的作用下在矩形槽内滑动。此时，所述驱动杆16的圆形通孔与驱动轴18相配合，驱动杆16矩形槽内的矩形滑块24与驱动键21的顶端相配合，实现驱动轴18与驱动杆16的键连接。

进一步的，所述棘轮机构成对设置，在驱动轴18的轴向上分别位于旋转杆9顶端两侧的内壁上，位置相对，且棘轮14轮齿的方向相反。此时，通过旋转换向轴19，可实现环状凸起在环形槽内轴向上的移动，因环状凸起外侧套有底座20，底座20外侧与驱动键21相接触，进而可实现在相应位置处环状凸起推动驱动键21沿径向向外滑动进入驱动杆16的矩形槽内，实现驱动轴18与相应驱动杆16的键连接，即实现驱动轴18与相应棘轮机构的连接。

进一步的，所述底座20为弹性材料。当实现驱动轴18与一侧棘轮机构的连接时，换向轴19上另一侧棘轮机构相对的环状凸起不起作用，此时，棘轮机构对应的驱动杆16矩形槽内的压缩弹簧推动矩形滑块24移动，进而将相应的驱动键21推回到驱动轴18的方形孔内。

进一步的，所述驱动棘轮爪15的顶端、驱动杆16靠近驱动棘轮爪15的一侧分别设有圆柱状凸台22，所述圆柱状凸台22之间设有拉伸弹簧。同理，在所述制动棘轮爪17的顶端、旋转杆9顶端内壁上靠近制动棘轮爪17顶端的外侧分别设有圆锥状凸台23，所述圆锥状凸台23之间设有压缩弹簧。因此，在弹簧力的作用下，所述驱动棘轮爪15、制动棘轮爪17的底端与棘轮14轮齿始终接触，与棘轮14的旋转无关。

进一步的，所述换向轴19远离驱动轴18的一端设有换向柄8，所述换向柄8位于立柱顶端远离旋转杆9的外侧，病人可通过换向柄8实现换向轴19的旋转，进而实现相应棘轮机构的选定，即旋转杆9旋转方向的选定。

进一步的，所述驱动轴18远离换向轴19的一端设有调节柄11，所述调节柄11位于旋转杆9顶端远离立柱的外侧，同样的，病人可通过调节柄11实现驱动轴18的旋转，进而实现相应棘轮机构的驱动，即旋转杆9旋转的驱动。

所述旋转杆9的底端为中空方形杆结构，所述插杆13的顶端插入调节杆底端的中空结构内实现连接。

进一步的，在旋转杆9的右端面上设有螺纹通孔，所述长度调节螺栓10与螺纹通孔相配合，且长度调节螺栓10的底端与插杆13相接触，可实现插杆13在旋转杆9内插入长度的调节。

所述插杆13的底端与垫脚板12的一侧固定连接，所述垫脚板12用于病人脚部的安放，其形状与人脚形状相适应，进而实现旋转杆9对病人膝关节训练的外力施加。

本实用新型的具体工作过程如下：

在利用本实用新型提供的自主便捷式膝关节训练器时，首先，将对应左脚或右脚的垫脚板12通过插杆13插入旋转杆9的底端进行连接，同时，利用长度调节螺栓10调节插杆13插入旋转杆9的长度，适应不同病人的腿长；然后，将横梁支架的连接端2套在病床的横梁1上并通过锁紧螺栓3实现横梁支架的固定连接，进一步的，通过调节高度调节螺栓5将立杆6底端与地面接触实现立杆6的固定连接，进而实现膝关节训练器的固定；最后，通过换向柄8、调节柄11的相互配合调节，实现旋转杆9不同方向的旋转调节，进而依靠旋转杆9及垫脚板12的协同作用实现病人膝关节的训练。

进一步的，所述旋转杆9不同方向旋转调节的具体步骤为：首先，根据选定的旋转杆9的旋转方向，确定换向柄8的调节方向；然后，根据确定的方向调节换向柄8，同时通过调节调节柄11保证换向柄8旋转到指定位置，此时，换向轴19相应的环状凸起将相应的驱动键21顶出，实现相应棘轮机构与驱动轴18的键连接；最后，通过旋转调节柄11，进而通过棘轮机构的作用实现旋转杆9的单向旋转调节。

上面所述的实施案例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本实用新型的各种变形和改进，均应扩到如本实用新型权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种自主便捷式膝关节训练器，其特征在于，包括横梁支架、立杆、旋转杆、插杆、垫脚板、锁紧螺栓、高度调节螺栓、长度调节螺栓、调节机构，所述横梁支架包括连接端、连杆、套筒，所述连接端为水平方向的长方体，其截面为U型结构，所述U型截面的U型开口位于连接端的左端面上，其内部中空结构与病床的横梁相配合；所述连接端的上端面上设有螺纹通孔，所述锁紧螺栓与螺纹通孔相配合，且锁紧螺栓的底端与病床的横梁相接触；所述连接端的右端面通过连杆与套筒相连接，所述套筒为竖直方向的中空方形杆，所述立杆套置在套筒内；所述套筒的前端面上设有螺纹通孔，所述高度调节螺栓与螺纹通孔相配合，且高度调节螺栓的底端与立杆相接触；所述旋转杆的底端为中空方形杆结构，所述插杆的顶端插入调节杆底端的中空结构内实现连接；所述旋转杆的右端面上设有螺纹通孔，所述长度调节螺栓与螺纹通孔相配合，且长度调节螺栓的底端与插杆相接触；所述插杆的底端与垫脚板的一侧固定连接；所述旋转杆顶端的内部设有调节机构，且旋转杆的顶端与立杆的顶端同轴连接，相互旋转。

2.根据权利要求1所述的一种自主便捷式膝关节训练器，其特征在于，所述调节机构包括驱动轴、换向轴、底座、驱动键、棘轮机构，所述驱动轴一端的外侧壁上设有外螺纹，所述立杆的顶端设有螺纹通孔，所述驱动轴与立杆顶端的螺纹通孔之间螺纹连接；所述驱动轴靠近立杆顶端的一端为中空结构，且在驱动轴中空结构的内侧壁上设有环形槽，所述环形槽的底端沿径向均匀设有方形孔；所述底座为套筒状，其结构尺寸与驱动轴内侧壁上的环形槽相配合，位于驱动轴内侧壁的环形槽内；所述换向轴一端的外侧壁上设有环状凸起，所述环状凸起的外侧套有套筒状底座，且所述换向轴的外侧壁与驱动轴中空结构的内侧壁之间通过螺纹连接；所述驱动键位于驱动轴环形槽底端的方形孔内，其底端与底座的外侧面相连接，顶端与棘轮机构相配合，实现驱动轴与棘轮机构的键连接。

3.根据权利要求2所述的一种自主便捷式膝关节训练器，其特征在于，所述棘轮机构包括棘轮、驱动棘轮爪、制动棘轮爪、驱动杆，所述棘轮固定在旋转杆顶端的内壁上，其旋转轴为驱动轴，且所述驱动棘轮爪的底端与驱动杆的顶端相连接，制动棘轮爪的底端位于棘轮外侧旋转杆顶端的内壁上，两者的顶端与棘轮的轮齿相配合；所述驱动杆的底端设有圆形通孔，所述圆形通孔的外侧圆周面上沿径向均匀设有矩形槽，所述矩形槽内设有矩形滑块，所述矩形滑块与矩形槽的底端通过压缩弹簧连接；所述驱动杆的圆形通孔与驱动轴相配合，驱动杆矩形槽内的矩形滑块与驱动键的顶端相配合，实现驱动轴与驱动杆的键连接。

4.根据权利要求3所述的一种自主便捷式膝关节训练器，其特征在于，所述棘轮机构成对设置，在驱动轴的轴向上分别位于旋转杆顶端两侧的内壁上，且棘轮轮齿的方向相反。

5.根据权利要求3所述的一种自主便捷式膝关节训练器，其特征在于，所述驱动棘轮爪的顶端、驱动杆靠近驱动棘轮爪的一侧分别设有圆柱状凸台，所述圆柱状凸台之间设有拉伸弹簧；所述制动棘轮爪的顶端、旋转杆顶端的内壁上靠近制动棘轮爪顶端的外侧分别设有圆锥状凸台，所述圆锥状凸台之间设有压缩弹簧。

6.根据权利要求2所述的一种自主便捷式膝关节训练器，其特征在于，所述换向轴远离驱动轴的一端设有换向柄，所述换向柄位于立柱顶端远离旋转杆的外侧。

7.根据权利要求2所述的一种自主便捷式膝关节训练器，其特征在于，所述驱动轴远离换向轴的一端设有调节柄，所述调节柄位于旋转杆顶端远离立柱的外侧。