CN223504781U - 一种髋踝关节内外旋训练装置 - Google Patents

Abstract

一种髋踝关节内外旋训练装置，包括底座(100)、脚部支架(230)、在外力作用下可向前倾倒及自动回位的支撑架(510)。支撑架上有内外旋训练弧形轨道(520)，其顶部设有通孔(521)，脚部支架背侧有可拆卸地穿入所述通孔、并可转动地卡设承托在轨道上内外旋用滚轮(450)；一对内外旋训练拉绳(530)的一端分别可拆卸连接在底座外侧面供使用者拉动，另一端通过支撑架自下而上行、连接带动滚轮在弧形轨道上左右转动从而拉动脚部支架左右转动实现内外旋训练。本实用新型足部自由度大、更加舒适自然、踝趾关节可以跖屈背伸、在卧位时也能尽早进行训练，提升康复效果、缩短康复时间。

Description

一种髋踝关节内外旋训练装置

技术领域

本实用新型涉及一种医疗器械、康复训练装置，特别涉及一种髋踝关节内外旋训练装置。

背景技术

随着当今社会科学技术的迅速发展，人们的生活水平大大提高。中国也面临着与世界许多国家相同的问题，我国正在迅速进入老龄化社会。由于老年人群中有许多患者患有神经系统疾病或脑血管疾病，社会上此类疾病的发病率每年都在增加；在中风的患者中，大约有70％至80％会出现不同程度的下肢运动障碍。

近年来，随着智能化康复技术快速发展，下肢康复机器人技术通过减重和标准化正常生理步态的反复训练，使下肢运动障碍的患者能够进行科学有效的康复训练，进而恢复行走能力，但此训练模式在临床实践中发现，对于三级以下肌力或帕金森患者肢体功能的恢复，疗效较差。外骨骼系统依据仿生学原理，结构接近解剖，能实现机器人技术与康复治疗的有机结合，协助患者进行特定关节训练，提升身体机能；但接受康复治疗的患者中只有55％的患者恢复步行能力。

患有神经系统疾病或脑血管疾病的患者，又因步态异常，常导致跌倒至髋部骨折发生，使下肢运动功能恢复困难重重；髋部骨折亦是老年人最常见的下肢骨折，为促进患者行走能力，手术是治疗老年髋部骨折的主要方法，但术后仅有40％～60％患者的活动功能恢复至骨折前水平；而临床针对髋部骨折内固定术后，患者应用机器人下肢康复训练尚无相关报道。

为了更好促进下肢功能障碍的患者恢复站立训练前的肌力力量，实现下肢步行训练的可行性，进而促进下肢步行功能的恢复，据文献报道，为解决上述问题，有专家设计的二种自由度及三种复合自由度的下肢康复机器人的训练模式，是一种卧式下的核心肌群训练，此训练方案可促进安全早期的下肢康复训练，但仍存在缺陷，二种自由度下肢康复机器人的训练，其实是一种被动的髋膝训练模式，未考虑到踝关节自身的活动度与训练状况，而足部训练在恢复下肢功能的康复训练中，占有非常重要地位。三种自由度的下肢康复机器人，虽然设计了能够满足大腿、小腿、脚踝关节等康复运动，但其驱动方式只采用液压驱动，无抗阻力训练，对于下肢肌力力量的恢复难度很大。

为使研究制作的下肢康复训练装置，既可用于因神经系统受损或髋部骨折、又或同时伴有脑卒中及髋部骨折所至的下肢功能障碍的患者，进行下肢多关节、多活动度、抗痉挛、抗阻力训练，本申请人的申请号为CN202210340685.9、发明名称为“智能多功能下肢康复训练一体机”的发明专利，亦曾设计一种智能多功能下肢康复训练一体机，但在进一步研发中发现，该一体机存在如下缺陷：

1)在进行髋膝关节内外旋训练中，活动度小，自由度不够，在内外旋训练的同时脚踝无法跖屈，只能被动进行背伸下的内外旋，使肌肉无法处在自由、放松的状态下进行活动，所以易损伤肌肉韧带，存在使踝关节感觉肌紧张的可能。

2)脚部的角度固定，无法借助设备用手法通过脚部放松来放松下肢，也不能借助设备进行抗痉挛的操作。

3)足部的自由度不够，未能实现卧位下的模拟步态训练。

4)只能在电力系统下才可进行训练。在临床应用中发现，被动训练模式只能短时间应用，主动训练模式才是促进患者更好的恢复肢体功能及身心健康的最好方法。

5)只有单肢训练模式，不能多肢体联动。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种足部自由度大、更加舒适、踝趾关节可以跖屈背伸、在卧位时也能尽早进行助力或主动等多方式训练的髋踝关节内外旋训练装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种髋踝关节内外旋训练装置，包括底座、支撑在底座上的脚部支架和脚部支架背侧的支撑架，在外力作用下可向前倾倒及自动回位的所述支撑架上有内外旋训练弧形轨道，所述内外旋训练弧形轨道的顶部设有一个通孔，所述脚部支架底部设有一个可拆卸地穿入所述通孔、并可转动地卡设承托在轨道上内外旋用滚轮；一对内外旋训练拉绳的一端分别可拆卸连接在所述底座首端的外侧面供使用者拉动，另一端通过所述支撑架自下而上行、连接带动所述内外旋用滚轮在所述内外旋训练弧形轨道上左右转动从而拉动所述足托板左右转动；每一对所述内外旋训练拉绳末端可挂在所述底座首端两侧的固定位或挂环上。

每根所述内外旋训练拉绳的中间部分分别穿过所述底座两侧面设定的拉绳固定管。

在所述底座末端的两侧上、靠近所述支撑架处各横向伸出一块竖直连接板，所述支撑架内侧可前后转动地连接在所述竖直连接板外侧；从每块竖直连接板的外侧边缘处向前固定伸出一条圆弧轨道，轨道凹槽朝上，其最低处内置一根复位弹簧；从所述支撑架两侧分别向前垂直地伸出一根刚性的垂直滑杆，每一根所述垂直滑杆的外端头限位在所述圆弧轨道内滑动；在不受外力的初始状态，所述支撑架处于直立状态，垂直滑杆的外端头在所述圆弧轨道顶端，弹簧处于自由状态；当所述脚部支架向所述支撑架压下时，所述支撑架往前倒，所述垂直滑杆的外端头在所述圆弧轨道内下滑，挤压复位弹簧；当跖屈的力撤销时，复位弹簧的回复力促使所述垂直滑杆外端头上行，将支撑架重新立直。

每块所述竖直连接板的后面连接有一个液压杆连接座，其上伸出一根液压杆连接在所述支撑架上。

圆弧轨道为四分之一圆弧。

所述支撑架包括两侧的三角形支架；每个三角形支架由伸缩杆、支杆和底部连接杆组成；所述伸缩杆处于内侧、靠近所述竖直连接板，通过一个转动轴实现与所述竖直连接板的可转动连接；所述支杆上端套在所述伸缩杆外，可容其伸缩；所述底部连接杆则固定连接在所述伸缩杆和支杆的底部之间；所述伸缩杆的顶端连接所述内外旋训练弧形轨道，形成一个弓形支撑架。

在每个所述竖直连接板的外侧，采用一个支撑架外壳将所述圆弧轨道、垂直滑杆和伸缩杆的下部保护起来；所述支撑架外壳的顶端和底端对应设有狭窄的开口供所述伸缩杆前后摆动；所述支杆和底部连接杆位于所述支撑架外壳之外。

一对所述内外旋训练拉绳分别从两侧的支撑架外壳底部的狭窄开口处上行，直接或间接连接所述内外旋用滚轮。

所述内外旋训练弧形轨道的通孔处设有一个可滑动卡设在轨道内的拉力圆环，所述内外旋用滚轮套在拉力圆环内，两根所述内外旋训练拉绳分别连接在拉力圆环两侧。

所述内外旋训练弧形轨道内设有容纳内外旋用滚轮的滚轮凹槽、承托该滚轮运行的支撑轨，所述通孔朝向所述脚部支架的一面、容纳所述内外旋用滚轮进出滚轮凹槽；在靠近所述脚部支架这一侧，还设有一个平行于所述滚轮凹槽的拉力圆环运行槽轨。

所述内外旋用滚轮内置一个用于自动内外旋训练的第三电机；一个电控箱或控制面板控制所述第三电机的运行；电控箱或控制面板带有显示屏和控制按钮。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要是：刚柔结合，增加了内外旋训练拉绳，可以利用左右手轮流拉动拉绳、协助患肢进行内外旋训练；当左右手同时拉动拉绳，还能让足部跖屈。所述支撑架在外力作用下可向前倾倒及自动回位，这就让进行内外训训练的足部多了一个自由度，训练时踝趾关节可以自由跖屈背伸，更加放松，踝关节不仅避免运动损伤，增加了舒适度，提升康复效果。本实用新型的装置还可以提供中医手法的下肢放松治疗。本实用新型的装置是在申请人多种手法治疗的成功经验基础上，将多种功能训练模式、多关节训练模式集于一机，此机亦机型较小易于携带，无论对于医护人员、护理者，还是病患自己，都非常方便操作。而且结构巧妙简单，成本低。本实用新型也同时采用的电动控制，当患者完全无力进行主动训练或助力训练时，可以启动电机，尽早开启康复训练。该装置可以单独使用，也可以集成到刚柔融合的多功能下肢康复训练装置，成为它的一部分。

附图说明

图1是本实用新型的髋踝关节内外旋训练装置立体示意图。

图2是本实用新型的髋踝关节内外旋训练装置另一角度的立体示意图。

图3是本实用新型的髋踝关节内外旋训练装置剖视示意图。

图4是图2的A部放大图。

图5是本实用新型的髋踝关节内外旋训练装置集成到刚柔融合的多功能下肢康复训练装置后的立体示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的优选实施例的技术方案作进一步详细说明。

为方便描述，以图1为参考，参照人足部放在训练装置上操作时的感受，足部往电控箱方向运动定义为向前、反之定义为向后。

如图1-5所示，本实用新型的髋踝关节内外旋训练装置，主要包括底座100、脚部支架230和脚部支架背侧的支撑架510，所述支撑架自然状态下是直立状态，在外力作用下可向前倾倒及自动回位。所述支撑架上有内外旋训练弧形轨道520，所述内外旋训练弧形轨道520的顶部设有一个通孔521，所述支撑底部板对应位置设有一个可穿入所述通孔卡设承托在轨道上转动的内外旋用滚轮450；一对内外旋训练拉绳530的一端分别可拆卸连接在所述首端连接头120的外侧面供使用者拉动，另一端通过所述支撑架510自下而上行、连接带动所述内外旋用滚轮450在所述内外旋训练弧形轨道520上左右转动从而拉动所述足托板232左右转动，实现使用者脚部的内外旋训练。如果单用来做内外旋训练，支撑架可以是各种各样的，只要上部设有内外旋训练弧形轨道520、给内外旋用滚轮450提供左右滚动的承托就行，而内外旋训练拉绳530可以直接或者间接连接在内外旋用滚轮450上，只要能带动它左右滚动就行。作为本实施例的优选方式，可以采用三角形的支撑架，例如：所述支撑架510包括两侧的三角形支架；每个三角形支架由伸缩杆550、支杆560和底部连接杆570组成；所述伸缩杆550处于内侧、靠近所述竖直连接板130，通过一个转动轴580实现与所述竖直连接板130的可转动连接；所述支杆560上端套在所述伸缩杆540外容其伸缩；所述底部连接杆560则固定连接在所述伸缩杆550和支杆560的底部之间；所述伸缩杆550的顶端连接所述内外旋训练弧形轨道520，形成一个弓形支撑架。

在所述底座100末端的两侧上、靠近所述支撑架510处各横向伸出一块竖直连接板130，所述支撑架510内侧可前后转动地连接在所述竖直连接板130外侧，具体是通过一个转动轴580进行连接；从每块竖直连接板130的外侧边缘处向前固定伸出一条圆弧轨道131，优选为四分之一圆弧，轨道凹槽朝上，其最低处内置一根复位弹簧(图中未示出)；从所述支撑架510两侧的所述伸缩杆550分别向前垂直地伸出一根刚性的垂直滑杆540，每一根所述垂直滑杆的外端头限位在对应位置的所述圆弧轨道131内滑动；为了更加稳固地拉住支撑架、更有力的回复支撑架的竖直状态，在每块所述竖直连接板130的后面连接有一个液压杆连接座132，其上伸出一根液压杆133连接在所述支撑架510的所述伸缩杆550上。在不受外力的初始状态，所述支撑架直立，垂直滑杆540的外端头在所述圆弧轨道131顶端，弹簧处于自由状态；当使用者足部主动或被动或被辅助向前踩动或跖屈，所述脚部支架230向所述支撑架510压下时，所述伸缩杆550以及支撑架510往前倾倒，所述垂直滑杆540的外端头在所述圆弧轨道131内下滑，挤压复位弹簧；当向前或跖屈的力撤销时，复位弹簧和液压杆的回复力促使所述垂直滑杆540外端头上行，将支撑架510立直复位。

在每个所述竖直连接板130的外侧，采用一个支撑架外壳501将所述圆弧轨道131、垂直滑杆540和伸缩杆550的下部保护起来；所述支撑架外壳501的顶端和底端对应设有狭窄的开口供所述伸缩杆550前后摆动；所述支杆560和底部连接杆570位于所述支撑架外壳501之外。

一对所述内外旋训练拉绳530分别从两侧的所述支撑架外壳501底部的狭窄开口处向上穿入，连接所述内外旋用滚轮450，连接可以是直接的，也可以是间接的；当同时拉动两根所述内外旋训练拉绳530时，所述支撑架将向前倾倒，拉力撤销时，在所述液压杆133回位和所述圆弧轨道131的回复位弹簧回复力作用下，支撑架将回弹，从而实现拉绳控制的主动跖屈背伸训练。作为优选方式，在所述内外旋训练弧形轨道520的通孔521处设有一个可滑动卡设在轨道内的拉力圆环525，所述内外旋用滚轮450套在拉力圆环525内，两根所述内外旋训练拉绳530分别连接在拉力圆环两侧，这属于内外旋训练拉绳530间接连接带动内外旋用滚轮450。所述内外旋训练弧形轨道520内设有容纳内外旋用滚轮450的滚轮凹槽522、承托该滚轮运行的支撑轨523，所述通孔521朝向所述脚部支架的一面、容纳所述内外旋用滚轮450进出滚轮凹槽522；在靠近所述脚部支架这一侧，还设有一个平行于所述滚轮凹槽522的拉力圆环运行槽轨524。训练者左手拉动内外旋训练拉绳530时，拉力圆环525拉着内外旋用滚轮450在所述内外旋训练弧形轨道520上向左转动，患腿髋关节左旋；右手拉动内外旋训练拉绳530时，患腿髋关节右旋；双手同时拉动内外旋训练拉绳530时，支撑架向前倾倒，然后复位，可见实现了自主内外旋训练结合自主跖屈背伸训练。与此同时，脚掌向前用力时，支撑架会前倾和回弹，更加舒适自由进行训练。这些结构使得卧位可模拟更加自然的步态，训练效果也大大提升。还无法自主训练的患者，需要早期及时训练，在所述内外旋用滚轮450内置一个第三电机730，可以提供被动训练，本装置设置一个控制屏或者在底座末端连接一个电控箱700对第三电机进行控制，控制屏或控制箱带有显示屏701和控制按钮702。所述显示屏701可查看被动康复训练时的旋转角度、速度等参数。

为了便于使用，一对内外旋训练拉绳530末端可挂在所述底座的首端的两侧的固定位或挂环上、中间部分分别穿过所述底座100两侧面设定的拉绳固定管160。

本实施例的装置，集多种控制方法有机地结合在一起，包括主动训练控制方法、助力训练控制方法和被动训练控制方法。无论哪一种训练控制方法，在本实用新型的内外旋动的控制过程中，内外旋训练弧形轨道可因足部施加向前的力而自然向前倾，当向前的力撤销后可自动复位。可以开展多形式的训练：

主动训练：将脚部支架230背侧的内外旋用滚轮450穿入内外旋训练弧形轨道520顶部的通孔521中，内外旋用滚轮450卡设承托在轨道内；把病患的足部安置在脚部支架内，髋踝关节主动作内外旋动作，即可带动脚部支架沿着所述内外旋训练弧形轨道520顶部内外旋动；

助力训练：将脚部支架230背侧的内外旋用滚轮450穿入内外旋训练弧形轨道520顶部的通孔521中，内外旋用滚轮450卡设承托在轨道内；患者双上肢轮流拉动对应的内外旋训练拉绳530，内外旋训练拉绳530带动内外旋用滚轮450在弧形轨道内左右往复滚动；当同时拉动两根所述内外旋训练拉绳530时，内外旋训练弧形轨道520及其所在的支撑架510将向前倾倒，拉力撤销时，在所述液压杆133回位和所述圆弧轨道131的回复位弹簧回复力作用下，支撑架将回弹，从而实现手动助力下拉绳控制的主动跖屈训练；

被动训练：将脚部支架230背侧的内外旋用滚轮450穿入内外旋训练弧形轨道520顶部的通孔521中，内外旋用滚轮450卡设承托在轨道内；启动对应的第三电机730，所述第三电机730带动所述内外旋用滚轮450在弧形轨道内左右往复滚动。

除了进行前述的被动、助力和自主训练，还可以进行下肢放松训练：保持左下肢伸直位，并使足部处于自由放置状态；继续保持左下肢伸直位，足托板跖屈，内外旋用滚轮450套接于内外旋训练弧形轨道520中，左足各趾于5-10°的辐度向下用力快速踩踏足托板1-2分钟(来回20-30次/分)，通过回弹力，实现踝关节快速背伸跖屈运动，使法可带动整个下肢前后肌肉群的快速震动，通过支撑架，进行5-10°向左向外左足快速摇摆1-2分钟(来回20-30次/分)，实现左下肢内外肌肉群的快速震动，此二个动作实现了中医手法的下肢放松治疗。

Claims (12)

1.一种髋踝关节内外旋训练装置，包括底座(100)、支撑在底座上的脚部支架(230)，其特征在于：在所述脚部支架的背侧，还设有一个在外力作用下可向前倾倒及自动回位的支撑架(510)，所述支撑架上有内外旋训练弧形轨道(520)，所述内外旋训练弧形轨道(520)的顶部设有一个通孔(521)，所述脚部支架(230)背侧设有一个可拆卸地穿入所述通孔、并可转动地卡设承托在轨道上内外旋用滚轮(450)；一对内外旋训练拉绳(530)的一端分别可拆卸连接在所述底座(100)首端的外侧面供使用者拉动，另一端通过所述支撑架(510)自下而上行、连接带动所述内外旋用滚轮(450)在所述内外旋训练弧形轨道(520)上左右转动从而拉动所述脚部支架(230)左右转动。

2.根据权利要求1所述的髋踝关节内外旋训练装置，其特征在于：每一对所述内外旋训练拉绳(530)末端可挂在所述底座首端两侧的固定位或挂环上。

3.根据权利要求2所述的髋踝关节内外旋训练装置，其特征在于：每根所述内外旋训练拉绳(530)的中间部分分别穿过所述底座(100)两侧面设定的拉绳固定管(160)。

4.根据权利要求1所述的髋踝关节内外旋训练装置，其特征在于：在所述底座(100)末端的两侧上、靠近所述支撑架(510)处各横向伸出一块竖直连接板(130)，所述支撑架(510)内侧可前后转动地连接在所述竖直连接板(130)外侧；从每块竖直连接板(130)的外侧边缘处向前固定伸出一条圆弧轨道(131)，轨道凹槽朝上，其最低处内置一根复位弹簧；从所述支撑架(510)两侧分别向前垂直地伸出一根刚性的垂直滑杆(540)，每一根所述垂直滑杆的外端头限位在所述圆弧轨道(131)内滑动；在不受外力的初始状态，所述支撑架处于直立状态，垂直滑杆(540)的外端头在所述圆弧轨道(131)顶端，弹簧处于自由状态；当所述脚部支架向所述支撑架(510)压下时，所述支撑架(510)往前倒，所述垂直滑杆(540)的外端头在所述圆弧轨道(131)内下滑，挤压复位弹簧；当跖屈的力撤销时，复位弹簧的回复力促使所述垂直滑杆(540)外端头上行，将支撑架(510)重新立直。

5.根据权利要求4所述的髋踝关节内外旋训练装置，其特征在于：每块所述竖直连接板(130)的后面连接有一个液压杆连接座(132)，其上伸出一根液压杆(133)连接在所述支撑架(510)上。

6.根据权利要求4所述的髋踝关节内外旋训练装置，其特征在于：圆弧轨道(131)为四分之一圆弧。

7.根据权利要求4所述的髋踝关节内外旋训练装置，其特征在于：所述支撑架(510)包括两侧的三角形支架；每个三角形支架由伸缩杆(550)、支杆(560)和底部连接杆(570)组成；所述伸缩杆(550)处于内侧、靠近所述竖直连接板(130)，通过一个转动轴(580)实现与所述竖直连接板(130)的可转动连接；所述支杆(560)上端套在所述伸缩杆(550)外，可容其伸缩；所述底部连接杆(570)则固定连接在所述伸缩杆(550)和支杆(560)的底部之间；所述伸缩杆(550)的顶端连接所述内外旋训练弧形轨道(520)，形成一个弓形支撑架。

8.根据权利要求7所述的髋踝关节内外旋训练装置，其特征在于：在每个所述竖直连接板(130)的外侧，采用一个支撑架外壳(501)将所述圆弧轨道(131)、垂直滑杆(540)和伸缩杆(550)的下部保护起来；所述支撑架外壳(501)的顶端和底端对应设有狭窄的开口供所述伸缩杆(550)前后摆动；所述支杆(560)和底部连接杆(570)位于所述支撑架外壳(501)之外。

9.根据权利要求8所述的髋踝关节内外旋训练装置，其特征在于：一对所述内外旋训练拉绳(530)分别从两侧的支撑架外壳(501)底部的狭窄开口处上行，直接或间接连接所述内外旋用滚轮(450)。

10.根据权利要求1或9所述的髋踝关节内外旋训练装置，其特征在于：所述内外旋训练弧形轨道(520)的通孔(521)处设有一个可滑动卡设在轨道内的拉力圆环(525)，所述内外旋用滚轮(450)套在拉力圆环(525)内，两根所述内外旋训练拉绳(530)分别连接在拉力圆环两侧。

11.根据权利要求10所述的髋踝关节内外旋训练装置，其特征在于：所述内外旋训练弧形轨道(520)内设有容纳内外旋用滚轮(450)的滚轮凹槽(522)、承托该滚轮运行的支撑轨(523)，所述通孔(521)朝向所述脚部支架的一面、容纳所述内外旋用滚轮(450)进出滚轮凹槽(522)；在靠近所述脚部支架这一侧，还设有一个平行于所述滚轮凹槽(522)的拉力圆环运行槽轨(524)。

12.根据权利要求1所述的髋踝关节内外旋训练装置，其特征在于：所述内外旋用滚轮(450)内置一个用于自动内外旋训练的第三电机(730)；一个电控箱(700)或控制面板控制所述第三电机的运行；电控箱(700)或控制面板带有显示屏(701)和控制按钮(702)。