CN207605118U - 一种肘膝关节康复器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种肘膝关节康复器，属于康复器械设备领域。现有技术方案结构复杂，适用范围窄，无法进行微小角度的屈伸。一种肘膝关节康复器，包括关节支撑组件、驱动机构，所述驱动机构包括显示组件、锁紧组件、减速组件、驱动源；所述关节支撑组件包括前臂板、后臂板，所述显示组件包括与减速组件相连接的小齿轮、用于显示转动角度的显示轮，所述显示轮通过一传动轮与小齿轮相连接，所述减速组件以及显示组件外端面罩设一用于保护减速组件的端盖，所述端盖在与显示轮相对应的位置开设一用于显示显示轮圆周面刻度的缺口。本实用新型设置减速组件、锁紧组件能够进行微小角度康复训练，结构简单，方案切实可行。

Description

一种肘膝关节康复器

技术领域

本实用新型涉及一种肘膝关节康复器，属于康复器械设备领域。

背景技术

肘关节骨折、远端肱骨骨折和鹰嘴骨折等肘关节手术后，作为治疗手段，会绑上石膏，固定受伤部位，一般一个月左右拆下石膏。由于手臂较长时间固定，期间缺乏肌肉锻炼，会导致肌肉废用性萎缩，从而造成肘关节术后僵硬，只能保持打石膏时的角度。现在医院一般采用按摩、热疗、气疗、蜡疗和针灸等辅助技术，用人工的方法一点一点恢复过来，整个康复过程需要两个月左右，在这期间患者需经常奔波于医院，花费大量的时间与金钱。

中国专利（申请号 201410196915.4）公开了一种外骨骼式上肢康复机器人，当电磁离合器接合，通过拔出联接销一、联接销二来断开套筒和第二传动轴的联接时，伺服电机通过减速器、联轴器驱动第一传动轴转动，通过圆锥齿轮一和圆锥齿轮二啮合实现第四传动轴的90°运动转换，通过电磁离合器把运动传给第三传动轴，经过第三传动轴带动前臂支撑板二、前臂支撑板一和齿轮支撑板一起运动，人的手腕固定在圆柱齿轮二的齿圈内，即实现肘关节的屈伸运动。此技术方案结构复杂，适用范围窄，采用圆锥齿轮进行传动，通过带动前臂支撑板一和齿轮支撑板一起运动，实现肘关节的屈伸运动，能够实现关节的90度屈伸，但实际情况中，很多康复训练需要微小角度的屈伸开始，现有技术并没有发现此类技术。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种能够帮助骨折关节尽快恢复，投入成本低的结构简单、能够进行微小角度康复训练的肘膝关节康复器。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种肘膝关节康复器，包括用于固定病人手臂的关节支撑组件、用于带动病人手臂弯曲的驱动机构，所述驱动机构包括用于显示转动角度的显示组件、用于锁死关节支撑组件位置的锁紧组件、用于带动关节支撑组件缓慢转动的减速组件、用于驱动减速组件转动的外置独立的驱动源；所述关节支撑组件包括与肘膝关节前端相连接的前臂板、与肘膝关节后端相连接的后臂板，所述显示组件包括与减速组件相连接的小齿轮、用于显示转动角度的显示轮，所述显示轮通过一传动轮与小齿轮相连接，所述减速组件以及显示组件外端面罩设一用于保护减速组件的端盖，所述端盖在与显示轮相对应的位置开设一用于显示显示轮圆周面刻度的缺口。

本实用新型设置减速组件、锁紧组件能够帮助病人对肘膝关节进行微小角度康复训练，结构简单，方案切实可行。由于康复器需要长时间的固定在病人手臂或膝盖处，驱动源的尺寸较大，重量比较重，采用外置式的驱动源，当需要调整关节支撑组件的弯曲角度时，减速组件插接上驱动源，进行调整关节支撑组件的弯曲角度，当完成角度调整时，驱动源取下，减少本实用新型的佩戴重量。本实用新型设置显示组件，在做康复训练时，前臂板为活动端，后臂板为固定端，及时了解前臂板的活动角度，可以帮助医生和病人知道康复状况，并制定后续方案。

作为改进优选技术措施，所述刻度均匀设置于显示轮圆周面，其刻度范围从-90度到90度，以前臂板与后臂板垂直时的角度为0度，往上转动角度为正，往下转动角度为负，符合正常使用习惯，简单实用。

作为改进优选技术措施，所述显示轮为内齿圈齿轮，其与端盖可转动连接，小齿轮带动显示轮转动，显示轮的内圈设置齿，能够减少端盖的罩设面积，减少本实用新型的体积。

作为改进优选技术措施，所述锁紧组件包括与减速组件固定连接的棘轮、能够阻止棘轮转动的棘爪，所述减速组件外端面罩设一用于保护减速组件的端盖，所述端盖设置一用于带动棘爪移动的调节钮。

锁紧组件设有棘轮、棘爪，利用棘轮机构运动特点，当棘爪卡在棘轮槽时，棘轮无法反转，实现锁位要求，当棘爪抬起时，棘轮转动，能够准确有效控制前臂板的位置。

作为改进优选技术措施，所述驱动源设有一用于罩设驱动源的壳体，所述壳体与端盖相接触一面开设斜面槽，所述斜面槽插设调节钮驱动调节钮移动。为了方便地控制棘爪的运动，设计了调节钮，调节钮与棘爪相连，在驱动源的壳体设有一个相对应的45°斜面槽。当外置驱动源的壳体与端盖相扣合时，调节钮被斜面槽上推，棘爪回缩入端盖腔内，此时棘轮可以任意旋转，前臂板也可以上下转动。当拔下外置驱动源的壳体时，调节钮下移，进而棘爪下移，卡住棘轮，棘轮无法反转，从而防止手臂上移，满足锁定位置的要求，只有插接上驱动源，减速组件以及前臂板才能转动，实行联动机制，能够有效避免前臂板误动。

作为改进优选技术措施，所述壳体与端盖相接触一面开设用于插入端盖的凸起块，所述端盖在与凸起块相对应的位置设有容纳槽；所述凸起块、容纳槽的形状为三角形，其边角进行倒角处理。凸起块插入容纳槽中，使得驱动源与驱动机构可靠连接，结构简单实用。

作为改进优选技术措施，所述减速组件包括与驱动源的动力输出端相连接的动力齿轮、与后臂板固定连接或一体式设置的太阳轮，所述动力齿轮穿设于前臂板端部并通过过盈配合带动前臂板转动，所述动力齿轮一端设有用于配合驱动源的动力输出端转动的径向凹槽，所述动力输出端设有能够与径向凹槽隼接的凸榫，可以插入动力齿轮的径向凹槽中，实现动力的传输，能够实现减速组件和驱动源的快速对位、组合、拆卸。

作为改进优选技术措施，所述太阳轮为内齿圈齿轮，其设置于后臂板端部，所述后臂板由金属材质制造而成，其端部开设用于容纳太阳轮的容纳腔，所述容纳腔的内端面开设太阳轮。

作为改进优选技术措施，所述动力齿轮驱动一行星齿轮在太阳轮上转动，所述行星齿轮齿数多于所述动力齿轮齿数，小于所述太阳轮齿数。利用行星轮系传动比较大的特点，使机构在较小的空间里实现了较大的减速，让手臂下降的速度平稳缓慢。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型设置减速组件、锁紧组件能够进行微小角度康复训练，结构简单，制造成本低，方案切实可行。

由于康复器需要长时间的固定在病人手臂或膝盖处，驱动源的尺寸较大，重量比较重，采用外置式的驱动源，当需要调整关节支撑组件的弯曲角度时，减速组件插接上驱动源，进行调整关节支撑组件的弯曲角度，当不需要调整角度时，驱动源取下，减少本实用新型的佩戴重量。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图（不包括驱动源）；

图2为本实用新型爆炸视图；

图3为本实用新型减速组件装配示意图；

图4为本实用新型端盖结构示意图；

图5为本实用新型端盖倾斜一定角度的结构示意图；

图6为本实用新型锁紧组件与端盖装配示意图；

图7为本实用新型锁紧组件结构示意图；

图8为本实用新型驱动源的壳体结构示意图；

图9为本实用新型驱动源的壳体倾斜一定角度的结构示意图；

图10为本实用新型显示组件的结构示意图；

图11为本实用新型显示组件与锁紧组件装配示意图；

图12为本实用新型显示组件与端盖装配示意图。

附图标记说明：

1-关节支撑组件，2-减速组件，3-锁紧组件，4-显示组件，5-端盖，6-壳体，12-前臂板，11-后臂板，21-动力齿轮，22-行星齿轮，23-太阳轮，211-径向凹槽，31-棘轮，32-棘爪，33-连接板，34-调节块，341-斜面结构，41-显示轮，42-小齿轮，43-传动轮，51-容纳槽，52-通槽，53-缺口， 61-斜面槽，62-凸起块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/ 或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-2所示具体实施例，一种肘膝关节术后僵直康复器，包括用于固定病人手臂的关节支撑组件1、用于带动病人手臂弯曲的驱动机构。所述关节支撑组件1包括与肘膝关节前端相连接的前臂板12、与肘膝关节后端相连接的后臂板11。所述驱动机构包括用于带动关节支撑组件1缓慢转动的减速组件2、用于锁死关节支撑组件1位置的锁紧组件3、用于显示转动角度的显示组件4、用于驱动减速组件2转动的外置独立的驱动源。

如图3所示具体实施例，所述减速组件2包括与驱动源的动力输出端相连接的动力齿轮21、与后臂板11固定连接或一体式设置的太阳轮23。所述太阳轮23为内齿圈齿轮，其设置于后臂板11端部。所述动力齿轮21驱动一行星齿轮22在太阳轮23上转动，所述行星齿轮22齿数多于所述动力齿轮21齿数，小于所述太阳轮23齿数。利用行星轮系传动比较大的特点，使机构在较小的空间里实现了较大的减速，让手臂下降的速度平稳缓慢。本实用新型设置减速组件、锁紧组件能够帮助病人对肘膝关节进行微小角度康复训练，结构简单，方案切实可行。

所述行星齿轮22均匀布置于动力齿轮21太阳轮23之间，所述行星齿轮22的个数最多为3个。所述后臂板11由金属材质制造而成，其端部开设用于容纳太阳轮23的容纳腔，所述容纳腔的内端面开设太阳轮。

所述动力齿轮21一端穿设于前臂板12端部并通过过盈配合带动前臂板12转动，另一端设有用于配合驱动源的动力输出端转动的径向凹槽211，所述动力输出端设有能够与径向凹槽211隼接的凸榫，可以插入动力齿轮21的径向凹槽211中，实现动力的传输，能够实现减速组件2和驱动源的快速对位、组合、拆卸。

如图4-7所示具体实施例，所述锁紧组件3包括与减速组件2固定连接的棘轮31、能够阻止棘轮31转动的棘爪32，所述减速组件2外端面罩设一用于保护减速组件2的端盖5，所述端盖5设置一用于带动棘爪32移动的调节钮。所述棘爪32连接用于保持棘爪32锁定状态的弹性件，所述弹性件一端与棘爪32相连接，另一端连接于端盖5上，使得棘爪一直保持在锁定状态。所述驱动源设有一用于罩设驱动源的壳体6，所述壳体6与端盖5相接触一面开设斜面槽61，所述斜面槽61插设调节钮驱动调节钮移动。

本实用新型锁紧组件3设有棘轮31、棘爪32，利用棘轮31机构运动特点，当棘爪32卡在棘轮31槽时，棘轮31无法反转，实现锁位要求，当棘爪32抬起时，棘轮31转动。

为了方便地控制棘爪的运动，设计了调节钮，调节钮与棘爪相连，在驱动源的壳体设有一个相对应的45°斜面槽。当外置驱动源的壳体与端盖相扣合时，调节钮被斜面槽上推，克服弹性件的弹力，棘爪回缩入端盖腔内，此时棘轮可以任意旋转，前臂板也可以上下转动。当拔下外置驱动源的壳体时，调节钮下移，进而棘爪下移，卡住棘轮，棘轮无法反转，从而防止手臂上移，满足锁定位置的要求，只有插接上驱动源，减速组件以及前臂板才能转动，实行联动机制，能够有效避免前臂板误动。

所述壳体6与端盖5相接触一面开设用于插入端盖5的凸起块62，所述端盖5在与凸起块62相对应的位置设有容纳槽51。所述凸起块62、容纳槽51的形状为三角形，其边角进行倒角处理。

所述调节钮包括用于与棘爪32相连接的连接板33、凸出于端盖5表面的调节块34，所述调节块与连接板为一体式结构。所述端盖5表面开设用于容纳调节块34的通槽52，所述调节块34端面为能够与容纳槽51相配合的斜面结构341并进行倒角处理。

所述驱动源为外置独立的旋转电机，其转速为5r/min。由于康复器需要长时间的固定在病人手臂或膝盖处，驱动源的尺寸较大，重量比较重，采用外置式的驱动源，当需要调整关节支撑组件1的弯曲角度时，减速组件2插接上驱动源，进行调整关节支撑组件1的弯曲角度，当完成角度调整时，驱动源取下，减少本实用新型的佩戴重量。

如图8-12所示具体实施例，所述显示组件4包括与减速组件2相连接的小齿轮42、用于显示转动角度的显示轮41，所述显示轮41通过一传动轮43与小齿轮42相连接，所述减速组件2以及显示组件4外端面罩设一用于保护减速组件2的端盖5，所述端盖5在与显示轮41相对应的位置开设一用于显示显示轮41圆周面刻度的缺口53。所述缺口53设置于端盖5端面上，其缺口53大小与刻度大小相匹配。所述刻度均匀设置于显示轮41圆周面，其刻度范围从-90度到90度，以前臂板与后臂板垂直时的角度为0度，往上转动角度为正，往下转动角度为负，符合正常使用习惯，简单实用。所述显示轮41为内齿圈齿轮，其与端盖5可转动连接。

本实用新型设置显示组件4，在做康复训练时，前臂板12为活动端，后臂板11为固定端，及时了解前臂板12的活动角度，可以帮助医生和病人知道康复状况，并制定后续方案。端盖上设有缺口53，可以显示前臂板12所转过的度数。

所述驱动源包括stc单片机、12v直流正反转电机、12v小型锂电池组成。本实用新型选用的是信达37直流微型低速12V电机，这款电机体型小，但力矩达到20W，可以满足康复病人的需求。为了便于携带，就需要驱动源自带电源，并且电源体积较小可以反复充电，为此选用了1600毫安12V的锂电池。

为减轻重量，所述前臂板和/或后臂板可开设若干减重孔。所述前臂板12与后臂板11可转动连接，其连接位置设有护垫。所述前臂板12、后臂板11分别连接两组绑带组件，所述绑带组件包括与臂板固定连接的海绵垫块、能够贴合于海绵垫块端部的魔术贴带。所述魔术贴带的长度为350-410mm。为适应不同病人手臂的长短粗细，设计了可调节的绑带组件，其在前、后臂板上可以滑动、锁定，方便灵活。

本实用新型需满足种康复动作要求：前臂向下、前臂向上、前臂上下摆动。这三种动作可通过控制电机的开关和正反转来实现，器械的体积较小，要求控制器的体积也比较小。因此选择单片机开发板，焊出所需的电路板，写好程序，导入芯片。

驱动源的壳体侧面设有一总开关，表面有三个调节按钮：正转、反转、活动。当前臂板12的角度调节好后，想作关节肌肉康复训练时，可按壳体表面上的“活动”按钮，利用单片机控制，实现电机正反转的循环，进而肘关节或膝关节实现一定范围的摆动，满足肘或膝关节功能训练要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种肘膝关节康复器，包括用于固定病人手臂的关节支撑组件（1）、用于带动病人手臂弯曲的驱动机构，其特征在于，所述驱动机构包括用于显示转动角度的显示组件（4）、用于锁死关节支撑组件（1）位置的锁紧组件（3）、用于带动关节支撑组件（1）缓慢转动的减速组件（2）、用于驱动减速组件（2）转动的外置独立的驱动源；所述关节支撑组件（1）包括与肘膝关节前端相连接的前臂板（12）、与肘膝关节后端相连接的后臂板（11），所述显示组件（4）包括与减速组件（2）相连接的小齿轮（42）、用于显示转动角度的显示轮（41），所述显示轮（41）通过一传动轮（43）与小齿轮（42）相连接，所述减速组件（2）以及显示组件（4）外端面罩设一用于保护减速组件（2）的端盖（5），所述端盖（5）在与显示轮（41）相对应的位置开设一用于显示显示轮（41）圆周面刻度的缺口（53）。

2.如权利要求1所述的一种肘膝关节康复器，其特征在于，所述缺口（53）设置于端盖（5）端面上，其缺口（53）大小与刻度大小相匹配。

3.如权利要求1所述的一种肘膝关节康复器，其特征在于，所述刻度均匀设置于显示轮（41）圆周面，其刻度范围从-90度到90度。

4.如权利要求1所述的一种肘膝关节康复器，其特征在于，所述显示轮（41）为内齿圈齿轮，其与端盖（5）可转动连接。

5.如权利要求1-4任一所述的一种肘膝关节康复器，其特征在于，所述锁紧组件（3）包括与减速组件（2）固定连接的棘轮（31）、能够阻止棘轮（31）转动的棘爪（32），所述减速组件（2）外端面罩设一用于保护减速组件（2）的端盖（5），所述端盖（5）设置一用于带动棘爪（32）移动的调节钮。

6.如权利要求5所述的一种肘膝关节康复器，其特征在于，所述驱动源设有一用于罩设驱动源的壳体（6），所述壳体（6）与端盖（5）相接触一面开设斜面槽（61），所述斜面槽（61）插设调节钮驱动调节钮移动。

7.如权利要求6所述的一种肘膝关节康复器，其特征在于，所述壳体（6）与端盖（5）相接触一面开设用于插入端盖（5）的凸起块（62），所述端盖（5）在与凸起块（62）相对应的位置设有容纳槽（51）；所述凸起块（62）、容纳槽（51）的形状为三角形，其边角进行倒角处理。

8.如权利要求7所述的一种肘膝关节康复器，其特征在于，所述减速组件（2）包括与驱动源的动力输出端相连接的动力齿轮（21）、与后臂板（11）固定连接或一体式设置的太阳轮（23），所述动力齿轮（21）穿设于前臂板（12）端部并通过过盈配合带动前臂板（12）转动，所述动力齿轮（21）一端设有用于配合驱动源的动力输出端转动的径向凹槽（211），所述动力输出端设有能够与径向凹槽（211）隼接的凸榫。

9.如权利要求8所述的一种肘膝关节康复器，其特征在于，所述太阳轮（23）为内齿圈齿轮，其设置于后臂板（11）端部，所述后臂板（11）由金属材质制造而成，其端部开设用于容纳太阳轮（23）的容纳腔，所述容纳腔的内端面开设太阳轮。

10.如权利要求9所述的一种肘膝关节康复器，其特征在于，所述动力齿轮（21）驱动一行星齿轮（22）在太阳轮（23）上转动，所述行星齿轮（22）齿数多于所述动力齿轮（21）齿数，小于所述太阳轮（23）齿数。