CN219127276U - 一种膝关节骨性关节炎按摩装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种膝关节骨性关节炎按摩装置，该按摩装置包括：两组按摩力输出组件：每组按摩力输出组件均包括相互连接的第一丝杠螺母副和按摩端，所述第一丝杠螺母副驱动所述按摩端靠近或远离膝眼；用于固定患者小腿肚和脚掌的固定组件。本实用新型按摩装置具有5个自由度，可以很好的适应大部分患者的体型，适用患者群体数量大；本实用新型按摩装置可以代替专业推拿医师为患者施加治疗，可批量生产，能在同一时间内服务更多的病患，对治疗资源紧缺的中医推拿行业有极大助益，使更多患者能得到更好更及时的治疗。

Description

一种膝关节骨性关节炎按摩装置

技术领域

本实用新型属于仿生机械技术领域，涉及一种膝关节骨性关节炎按摩装置。

背景技术

膝骨关节炎是临床常见病、多发病。主要表现为膝痛，功能受限，内、外翻畸形，行走困难，严重者致残，给患者及社会带来巨大经济负担。寻求安全、有效、经济的治疗方法已成为国内外研究热点。岳阳医院膝骨关节炎推拿研究团队通过12年的临床与基础研究，逐步形成原创的“坐位调膝法”推拿治疗膝骨关节炎技术，有效率达80％，可以有效改善患者膝痛、功能障碍与步行能力，该技术已在全国推广应用。坐位调膝法：患者取坐位，与医者相对而坐。医者将患者的踝关节适当旋转，双手拇指置于髌骨下缘向上顶推，其余四指环抱腘窝松动胫股关节，嘱患者缓慢站立后再缓慢坐下，重复3次。“坐位调膝法”的详细步骤：患者取坐位，嘱患者双脚平行放置在地面，术者与患者相对而坐，术者双脚以夹钳的方式固定患者患侧足部，使患者足踝关节呈解剖中立位。术者双手拇指轻轻置于骸韧带两侧凹陷处(内、外膝眼)，嘱患者跟随口令在膝关节可活动范围内主动缓慢起立后再缓慢坐下，伴随其起立、坐下过程。术者双手拇指同时发力向上向后顶按，以松动骸股关节；余四指环抱于患者患膝胭窝处，加以内旋、外旋胫骨，以松动胫股关节。站立过程中，患者上身保持正立位，下巴微收，眼睛平视前方下肢尽量伸直，如此重复3次(康知然，龚利，邢华，戴大城.坐位调膝法治疗膝骨关节炎的治疗理念与原理初探[J].上海中医药大学学报,2020,34(04):98-102.)。

人工推拿“1对1”的操作特点无法满足大量膝骨关节炎患者的推拿需求。因此，迫切需要设计一款仿生推拿装置缓解患者就医压力；减少患者及社会卫生经济支出；提高医师医疗效率。

尽管仿生按摩机器人的成果众多，但是针对膝关节的按摩设备并不多见，且现有的膝关节理疗设备的生物力学特性也并不能满足治疗膝骨关节炎的临床需求，无法代替专业推拿医师为患者施加治疗。

陈俊等人的《中医推拿机器人设计与研究》中提出的推拿机器人。该机器人是由伺服电机控制凸轮机构转动，带动推杆前后往复运动，推杆带动末端夹钳完成按摩。出处：[1]陈俊,王殊轶,汪鹏,龚利.中医推拿机器人设计与研究[J].生物医学工程学进展,2019,40(04):190-195.但该方案的自由度不足，导致能适用的患者体型单一，能治疗的患者群体数量少；同时，末端执行机构使用夹钳和自由度不足也导致按摩力的方向与实际方向不符。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了提供一种膝关节骨性关节炎按摩装置，以克服现有技术中推拿装置以下缺陷中的至少一种：自由度不足，导致能适用的患者体型单一，能治疗的患者群体数量少；末端执行机构使用夹钳和自由度不足也导致按摩力的方向与实际方向不符。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种膝关节骨性关节炎按摩装置，包括：

两组按摩力输出组件：每组按摩力输出组件均包括相互连接的第一丝杠螺母副和按摩端，所述第一丝杠螺母副驱动所述按摩端靠近或远离膝眼；

用于固定患者小腿肚和脚掌的固定组件。

进一步的，所述按摩力输出组件还包括滑块以及与所述滑块可转动连接的万向球底座，所述万向球底座包括与所述按摩端连接的可锁定的万向球体，所述滑块与所述第一丝杠螺母副连接，所述第一丝杠螺母副驱动所述滑块靠近或远离膝眼。

更进一步的，所述万向球底座还包括用于设置所述万向球体的框体以及设置在所述框体内部的弹性垫圈，所述万向球体与所述框体铰接，所述弹性垫圈围绕所述万向球体设置，所述框体设有用于锁定所述万向球体的紧固螺钉，所述紧固螺钉穿过所述框体并与所述框体螺纹连接，当所述紧固螺钉伸入所述框体内部，所述紧固螺钉挤压所述弹性垫圈，使所述弹性垫圈紧贴所述万向球体并限制其转动。

进一步的，所述固定组件包括用于固定患者脚掌的移动副。

更进一步的，所述固定组件包括可相互靠近或远离的两个竖直支撑杆，两个竖直支撑杆构成所述移动副。

更进一步的，所述竖直支撑杆的下端连接有第二丝杠螺母副，所述第二丝杠螺母副驱动两个竖直支撑杆相互靠近或远离，当两个竖直支撑杆相互靠近时，可夹紧患者脚掌。通过手动调节第二丝杠螺母副以控制移动副的两个竖直支撑杆相对靠近，使两个竖直支撑杆夹紧患者的脚掌两侧。可手动调节两个竖直支撑杆之间的距离，以适应不同宽度的脚掌。

更进一步的，所述按摩力输出组件还包括与所述竖直支撑杆的上端连接的驱动电机，所述驱动电机与所述第一丝杠螺母副连接。

更进一步的，所述驱动电机与所述第一丝杠螺母副之间还设有锥齿轮副。

更进一步的，所述锥齿轮副为60°锥齿轮副。

更进一步的，所述驱动电机与所述竖直支撑杆之间还设有用于调节所述驱动电机高度的蜗轮蜗杆副，使按摩端对准患者的膝眼的位置。

更进一步的，所述按摩力输出组件还包括电机箱，所述驱动电机和所述锥齿轮副均设置在所述电机箱内。

进一步的，所述固定组件还包括用于固定患者小腿肚的绑带以及用于调节所述绑带高度的升降杆。

更进一步的，所述绑带为柔性材料，可手动调节绑带的松紧程度，以适应不同粗细的小腿。

该按摩装置还包括底座，第二丝杠螺母副、竖直支撑杆和升降杆与底座连接。底座对患者的脚掌、第二丝杠螺母副、竖直支撑杆和升降杆起支撑作用。

本实用新型在使用时，操作步骤如下：

(1)将患者的脚掌放置于两个竖直支撑杆之间，然后手动调节第二丝杠螺母副以控制两个竖直支撑杆相对靠近，再调节升降杆至合适高度，使用绑带固定患者小腿肚；

(2)手动调节蜗轮蜗杆副以调整两个按摩端的高度，并开启驱动电机，驱动电机带动锥齿轮副旋转，从而驱动丝杠螺母副带动按摩端靠近患者的膝眼，直至使两个按摩端分别对准患者的膝眼位置(即推拿方法“坐位调膝法”所作用的位置)，再固定两个按摩端；

(3)患者按坐位调膝法的规律重复进行起身——坐下——起身的运动以进行推拿过程；

(4)一个疗程的“坐位调膝法”结束后，调整第二丝杠螺母副使两个竖直支撑杆相互远离，解除对脚掌的固定，同时松开绑带，解除腿部固定，完成推拿过程。

本实用新型设置移动副以固定患者的脚掌，设置绑带以固定患者的腿部，防止按摩过程中患者的腿部晃动影响按摩过程。

采用本实用新型对患者进行按摩，可以模拟“坐位调膝法”的推拿手法，替代推拿医师的人工推拿过程。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型具有5个自由度，可以很好的适应大部分患者的体型，适用患者群体数量大；按摩端使用万向球底座，同时万向球底座可相对滑块发生转动，可以保证按摩力的方向是正确的；

(2)本实用新型按摩装置可以代替专业推拿医师为患者施加治疗，将推拿医师从繁重的体力劳动中解放出来，以便专心从事更好的按摩手法研究，为中医推拿行业发展做出更大的贡献；

(3)本实用新型装置可批量生产，能在同一时间内服务更多的病患，对治疗资源紧缺的中医推拿行业有极大助益，使更多患者能得到更好更及时的治疗。

附图说明

图1为本实用新型按摩装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型按摩装置的按摩力输出组件的结构示意图；

图3为本实用新型按摩装置的局部俯视图；

图4为本实用新型作用于患者腿部的位置示意图；

图5为升降杆的结构示意图；

图6为按摩端、万向球底座和滑块的连接示意图；

图7为按摩端和万向球底座的结构示意图。

图中标记说明：

1-底座、2-竖直支撑杆、3-电机箱、4-第一丝杠螺母副、5-按摩端、6-蜗轮蜗杆副、7-绑带、8-升降杆、9-60°锥齿轮副、10-驱动电机、11-第二丝杠螺母副、12-膝眼、13-小腿绑带位置、14-夹住的脚掌位置、15-内杆、16-外杆、17-弹簧、18-固定螺母、19-滑块、20-万向球底座、21-万向球体、22-弹性垫圈、23-紧固螺钉、24-框体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

以下各实施方式或实施例中，如无特别说明的功能部件或结构，则表明其均为本领域为实现对应功能而采用的常规部件或常规结构。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为克服现有技术中推拿装置以下缺陷中的至少一种：自由度不足，导致能适用的患者体型单一，能治疗的患者群体数量少；末端执行机构使用夹钳和自由度不足也导致按摩力的方向与实际方向不符，本实用新型提供了一种膝关节骨性关节炎按摩装置，请参见图1-7，该装置包括：

两组按摩力输出组件：每组按摩力输出组件包括相互连接的第一丝杠螺母副4和按摩端5，所述第一丝杠螺母副4驱动所述按摩端5靠近或远离膝眼12；

用于固定患者小腿肚和脚掌的固定组件。

在一些具体的实施方式中，请参见图1、图2、图6和图7，每组按摩力输出组件还包括滑块19以及与所述滑块19可转动连接的万向球底座20，所述万向球底座20包括与所述按摩端5连接的可锁定的万向球体21，所述滑块19与所述第一丝杠螺母副4连接，所述第一丝杠螺母副4驱动所述滑块19靠近或远离膝眼12。

更具体的实施方式中，请参见图7，所述万向球底座20还包括用于设置所述万向球体21的框体24以及设置在所述框体24内部的弹性垫圈22，所述万向球体21与所述框体24铰接，所述弹性垫圈22围绕所述万向球体21设置，所述框体24设有用于锁定所述万向球体21的紧固螺钉23，所述紧固螺钉23穿过所述框体24并与所述框体24螺纹连接，当所述紧固螺钉23伸入所述框体24内部，所述紧固螺钉23挤压所述弹性垫圈22，使所述弹性垫圈22紧贴所述万向球体21并限制其转动。

在一些具体的实施方式中，所述固定组件包括用于固定患者脚掌的移动副。

更具体的实施方式中，请参见图1-2，所述固定组件包括可相互靠近或远离的两个竖直支撑杆2，两个竖直支撑杆2构成所述移动副。

更具体的实施方式中，请参见图3，所述竖直支撑杆2的下端连接有第二丝杠螺母副11，所述第二丝杠螺母副11驱动两个竖直支撑杆2相互靠近或远离，当两个竖直支撑杆2相互靠近时，可夹紧患者脚掌。通过手动调节第二丝杠螺母副11以控制移动副的两个竖直支撑杆2相对靠近，使两个竖直支撑杆2夹紧患者的脚掌两侧。可手动调节两个竖直支撑杆2的距离，以适应不同宽度的脚掌。

更具体的实施方式中，请参见图1-3，每组按摩力输出组件还包括与所述竖直支撑杆2的上端连接的驱动电机10，所述驱动电机10与所述第一丝杠螺母副4连接。

更具体的实施方式中，请参见图2-3，所述驱动电机10与所述第一丝杠螺母副4之间还设有锥齿轮副。

更具体的实施方式中，所述锥齿轮副为60°锥齿轮副9。

更具体的实施方式中，请参见图1-2，所述驱动电机10与所述竖直支撑杆2之间还设有用于调节所述驱动电机10高度的蜗轮蜗杆副6，使按摩端5对准患者的膝眼12的位置。

更具体的实施方式中，请参见图1-2，每组按摩力输出组件还包括电机箱3，所述驱动电机10和所述锥齿轮副均设置在所述电机箱3内。

在一些具体的实施方式中，请参见图1-3，所述固定组件还包括用于固定患者小腿肚的绑带7以及用于调节所述绑带7高度的升降杆8。

更具体的实施方式中，所述绑带7为柔性材料，可手动调节绑带7的松紧程度，以适应不同粗细的小腿。

该按摩装置还包括底座1，第二丝杠螺母副11、竖直支撑杆2和升降杆8与底座1连接。底座1对患者的脚掌、第二丝杠螺母副11、竖直支撑杆2和升降杆8起支撑作用。

实施例1：

本实施例提供了一种膝关节骨性关节炎按摩装置，如图1-3所示，该装置包括底座1、竖直支撑杆2、电机箱3、第一丝杠螺母副4、按摩端5、蜗轮蜗杆副6、绑带7、升降杆8、60°锥齿轮副9、驱动电机10、第二丝杠螺母副11、膝眼12、小腿绑带位置13、夹住的脚掌位置14、内杆15、外杆16、弹簧17、固定螺母18、滑块19、万向球底座20、万向球体21、弹性垫圈22、紧固螺钉23、框体24。

如图3所示，底座1设有第二丝杠螺母副11，如图1所示，第二丝杠螺母副11连接有两个竖直支撑杆2，第二丝杠螺母副11驱动两个竖直支撑杆2相互靠近或远离。通过手动调节第二丝杠螺母副11以控制两个竖直支撑杆2相对靠近，使两个竖直支撑杆2夹紧患者的脚掌两侧。可手动调节两个竖直支撑杆2之间的距离，以适应不同宽度的脚掌。第二丝杠螺母副11包括第二丝杠和两个第二螺母，两个第二螺母分别与一个竖直支撑杆2连接。

如图1-2所示，两个竖直支撑杆2的上端均连接有驱动电机10，每个驱动电机10均依次与60°锥齿轮副9、第一丝杠螺母副4连接。如图1、图2、图6和图7所示，滑块19与第一丝杠螺母副4连接，第一丝杠螺母副4驱动滑块19靠近或远离膝眼12，万向球底座20与滑块19可转动连接，万向球底座20包括与按摩端5连接的可锁定的万向球体21。如图7所示，万向球底座20还包括用于设置万向球体21的框体24以及设置在框体24内部的弹性垫圈22，万向球体21与框体24铰接，弹性垫圈22围绕万向球体21设置，框体24设有用于锁定万向球体21的紧固螺钉23，紧固螺钉23穿过框体24并与框体24螺纹连接。当万向球体21为可转动状态时，弹性垫圈22与万向球体21之间有间隙，当需要固定万向球体21时，将紧固螺钉23伸入框体24内部，紧固螺钉23挤压弹性垫圈22，使弹性垫圈22紧贴万向球体21并限制其转动，使其固定。

如图1-2所示，驱动电机10与竖直支撑杆2之间还设有用于调节驱动电机10高度的蜗轮蜗杆副6，进而调整按摩端5的高度，使按摩端5对准患者的膝眼12的位置。驱动电机10和60°锥齿轮副9均设置在电机箱3内。第一丝杠螺母副4包括第一丝杠和第一螺母，第一丝杠与60°锥齿轮副9连接，第一螺母与滑块19连接。蜗轮蜗杆副6包括蜗轮和蜗杆。

如图1所示，底座1还设有竖向的升降杆8，升降杆8的上端设有用于固定患者小腿肚的绑带7。绑带7为柔性材料，可手动调节绑带7的松紧程度，以适应不同粗细的小腿。如图5所示，升降杆8包括内杆15和外杆16，内杆15和外杆16均为空心的圆柱状筒体，外杆16套设在内杆15的外侧壁，外杆16与内杆15可相对滑动，内杆15的上端与绑带连接。外杆16采用具有记忆功能的弹性金属带材或弹性塑料片材制备而成，因此外杆16具有自紧功能，使得外杆16始终具有对内杆15施加压力的弹性势能。在内杆15的内侧壁由上至下设有若干个弹簧17，弹簧17沿内杆15的半径方向布置并呈压紧状态，弹簧17的一端与内杆15的内侧壁连接，另一端连接有固定螺母18，固定螺母18在弹簧17的压紧作用下抵住内杆15的内侧壁。内杆15在固定螺母18所在处设有内圆柱孔，在外杆16的侧壁由上至下均匀间隔设有可与内圆柱孔对应的若干个外圆柱孔。当将内杆15调整至合适高度时，与固定螺母18适配的螺栓依次穿过外圆柱孔、内圆柱孔再与固定螺母18螺栓连接，即完成内杆15的固定。

该按摩装置在使用时，操作步骤如下：

(1)将患者的脚掌放置于两个竖直支撑杆2之间，然后手动调节第二丝杠螺母副11的第二丝杠，使两个第二螺母在第二丝杠上沿第二丝杠的轴线移动，以控制两个竖直支撑杆2相对靠近，直至夹紧患者脚掌两侧(如图4所示夹住的脚掌位置14)，然后调节内杆15至合适高度，并将内杆15相对外杆16固定，再使用绑带7固定患者小腿肚(如图4所示小腿绑带位置13)；

(2)手动调节蜗轮蜗杆副6使蜗轮和蜗杆发生相对运动，以调整两个驱动电机10的高度，进而调整两个按摩端5的高度，并开启两个驱动电机10，驱动电机10带动锥齿轮副旋转，从而驱动第一丝杠旋转，第一螺母在第一丝杠上沿第一丝杠的轴线移动，带动滑块19移动并靠近患者的膝眼12，直至使两个按摩端5分别对准患者的两个膝眼12(即推拿方法“坐位调膝法”所作用的位置，如图4所示两个膝眼12)，再将紧固螺钉23伸入框体24内部，使紧固螺钉23挤压弹性垫圈22，并紧贴万向球体21，使万向球体21固定，从而固定两个按摩端5；

(3)患者按坐位调膝法的规律重复进行起身——坐下——起身的运动以进行推拿过程；

(4)一个疗程的“坐位调膝法”结束后，调整第二丝杠螺母副11使两个竖直支撑杆2相互远离，解除对脚掌的固定，同时松开绑带7，解除腿部固定，完成推拿过程。

患者在使用本装置时，应当按照“坐位调膝法”的步骤，自行完成“站起——坐下——再站起”的步骤，在该过程中，按摩端5对患者的两个膝眼施加按摩力。

本实施例按摩装置具有5个自由度，分别为：

(1)不同患者的膝眼位置高低不同，可通过调节升降杆8和蜗轮蜗杆副6以调节按摩端5的升降，即适应不同患者膝眼位置高低不同的升降自由度；

(2)通过调节两个竖直支撑杆2的相对距离来适应不同患者膝眼位置左右距离不同的平移自由度；

(3)按摩过程中第一丝杠前后发生微量推动的自由度；

(4)万向球体21的设置使得按摩端5具有转动自由度；

(5)万向球底座20可相对滑块19发生转动，进而调整按摩端5的位置。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种膝关节骨性关节炎按摩装置，其特征在于，包括：

两组按摩力输出组件：每组按摩力输出组件均包括相互连接的第一丝杠螺母副(4)和按摩端(5)，所述第一丝杠螺母副(4)驱动所述按摩端(5)靠近或远离膝眼(12)；

用于固定患者小腿肚和脚掌的固定组件。

2.根据权利要求1所述的一种膝关节骨性关节炎按摩装置，其特征在于，每组按摩力输出组件还包括滑块(19)以及与所述滑块(19)可转动连接的万向球底座(20)，所述万向球底座(20)包括与所述按摩端(5)连接的可锁定的万向球体(21)，所述滑块(19)与所述第一丝杠螺母副(4)连接，所述第一丝杠螺母副(4)驱动所述滑块(19)靠近或远离膝眼(12)。

3.根据权利要求2所述的一种膝关节骨性关节炎按摩装置，其特征在于，所述万向球底座(20)还包括用于设置所述万向球体(21)的框体(24)以及设置在所述框体(24)内部的弹性垫圈(22)，所述万向球体(21)与所述框体(24)铰接，所述弹性垫圈(22)围绕所述万向球体(21)设置，所述框体(24)设有用于锁定所述万向球体(21)的紧固螺钉(23)，所述紧固螺钉(23)穿过所述框体(24)并与所述框体(24)螺纹连接，当所述紧固螺钉(23)伸入所述框体(24)内部，所述紧固螺钉(23)挤压所述弹性垫圈(22)，使所述弹性垫圈(22)紧贴所述万向球体(21)并限制其转动。

4.根据权利要求1所述的一种膝关节骨性关节炎按摩装置，其特征在于，所述固定组件包括用于固定患者脚掌的移动副。

5.根据权利要求4所述的一种膝关节骨性关节炎按摩装置，其特征在于，所述固定组件包括可相互靠近或远离的两个竖直支撑杆(2)，两个竖直支撑杆(2)构成所述移动副。

6.根据权利要求5所述的一种膝关节骨性关节炎按摩装置，其特征在于，所述竖直支撑杆(2)的下端连接有第二丝杠螺母副(11)，所述第二丝杠螺母副(11)驱动两个竖直支撑杆(2)相互靠近或远离，当两个竖直支撑杆(2)相互靠近时，可夹紧患者脚掌。

7.根据权利要求5所述的一种膝关节骨性关节炎按摩装置，其特征在于，每组按摩力输出组件还包括与所述竖直支撑杆(2)的上端连接的驱动电机(10)，所述驱动电机(10)与所述第一丝杠螺母副(4)连接。

8.根据权利要求7所述的一种膝关节骨性关节炎按摩装置，其特征在于，所述驱动电机(10)与所述第一丝杠螺母副(4)之间还设有锥齿轮副。

9.根据权利要求7所述的一种膝关节骨性关节炎按摩装置，其特征在于，所述驱动电机(10)与所述竖直支撑杆(2)之间还设有用于调节所述驱动电机(10)高度的蜗轮蜗杆副(6)，使按摩端(5)对准患者的膝眼(12)的位置。

10.根据权利要求1所述的一种膝关节骨性关节炎按摩装置，其特征在于，所述固定组件还包括用于固定患者小腿肚的绑带(7)以及用于调节所述绑带(7)高度的升降杆(8)。

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