專利名稱：踝關節糾正裝置及使用該關節糾正裝置的踝關節康復設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及醫療保健器械，尤其涉及一種踝關節糾正裝置及使用該踝關節糾正裝置的踝關節康復設備。
背景技術：
現有的踝關節矯正裝置依靠的是電機旋轉，通過減速器帶動踏板實現俯仰運動，從而帶動腳掌使其與小腿呈現一定的角度，并在一定的角度范圍內進行往復運動，實現踝關節的跖屈和背屈運動，進而讓患者踝關節得到運動能力的訓練。現有的踝關節糾正裝置存在的問題在于I、由于人體在行走過程中，踝關節轉動的速度并不是保持不變的，而是在一定的范圍內呈周期性的變化，由于電動式踝關節矯正裝置采用電機驅動，所帶動踏板實現的俯仰運動也是勻速的，不能很好的對正常行走狀態下踝關節的角度進行跟蹤，所以不能實現讓患者按正常行走步態進行鍛煉的目的。2、在行走過程中，踝關節是人體下肢關節中承重最大的關節，在向前推動人體行走的力中，踝關節所產生的力約占60%，電動式踝關節矯正裝置是在患者坐或臥的情況下進行的，患者自身的體重或部分體重并沒有作用到踝關節，不能滿足對踝關節承重能力的訓練。所以電動式踝關節矯正裝置不能夠按照正常行走步態進行訓練，也不能夠對患者踝關節的承重能力進行訓練，不能起到良好的訓練效果。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種可穿戴于人體上，并能夠模擬接近于人體正常行走時踝關節運動規律的踝關節康復設備。本實用新型的目的還在于提供上述踝關節康復設備中使用的踝關節糾正裝置。為了解決上述問題，本實用新型中踝關節糾正裝置的技術方案為踝關節糾正裝置，包括腳踏架和用于穿戴于相應人體小腿上的小腿支架，所述的腳踏架上在與相應人體踝關節轉動中心的對應位置處設有鉸接部，所述的腳踏架通過所述的鉸接部可前后擺動的鉸接于所述小腿支架的下端，所述的踝關節糾正裝置還包括至少一對相對設置并用于在相應氣源控制下相互反向伸縮運動以帶動所述腳踏架相對所述小腿支架前后擺動的氣動人工肌肉，各對氣動人工肌肉中的其中一個氣動人工肌肉的上端與所述小腿支架的前端相連，下端與所述腳踏架的前端相連；另一個氣動人工肌肉的上端與所述小腿支架的后端相連，下端與所述腳踏架的后端相連。所述的小腿支架為塑料小腿支架。所述的腳踏架包括用于與相應腳掌撐托配合的腳掌撐托板和分別固連于所述腳掌撐托板左、右兩側的左、右腳護板，所述的左、右腳護板上分別對應固連有左、右支架連接板，所述的鉸接部設置于所述的左、右支架連接板上；所述的小腿支架包括支架體及分別固連于所述支架體下部左、右兩側的左、右腳踏連接板，所述的左、右支架連接板分別與所述左、右腳踏連接板對應鉸接相連。[0009]本實用新型中踝關節康復設備的技術方案為踝關節康復設備，包括踝關節糾正裝置，所述的踝關節糾正裝置包括腳踏架和用于穿戴于相應人體小腿上的小腿支架，所述的腳踏架上在與相應人體踝關節轉動中心的對應位置處設有鉸接部，所述的腳踏架通過所述的鉸接部可前后擺動的鉸接于所述小腿支架的下端，所述的踝關節糾正裝置還包括至少一對相對設置的氣動人工肌肉，各對氣動人工肌肉中的其中一個氣動人工肌肉的上端與所述小腿支架的前端相連，下端與所述腳踏架的前端相連；另一個氣動人工肌肉的上端與所述小腿支架的后端相連，下端與所述腳踏架的后端相連，所述的踝關節康復設備還包括通過對應氣路與所述各對氣動人工肌肉連接并通過驅動各對氣動人工肌肉相互反向伸縮運動以帶動所述腳踏架相對所述小腿支架前后擺動的氣源，所述的各氣路上均設有用于控制各氣路中氣體流量并受控的流量開關。所述的小腿支架為塑料小腿支架。所述的腳踏架包括用于與相應腳掌撐托配合的腳掌撐托板和分別固連于所述腳掌撐托板左、右兩側的左、右腳護板，所述的左、右腳護板上分別對應固連有左、右支架連接板，所述的鉸接部設置于所述的左、右支架連接板上；所述的小腿支架包括支架體及分別固連于所述支架體下部左、右兩側的左、右腳踏連接板，所述的左、右支架連接板分別與所述左、右腳踏連接板對應鉸接相連。所述的氣動人工肌肉有一對且分別為前氣動人工肌肉和后氣動人工肌肉，所述的氣路包括與所述氣源連接的主氣路和與對應前、后氣動人工肌肉連接的前、后支路，所述的前、后支路通過換向閥與所述的主氣路連接，所述的換向閥構成了所述的流量開關，所述的踝關節康復設備還包括與所述換向閥控制連接的單片機控制器。所述單片機控制器的信號輸入端連接有用于檢測所述腳踏架相對所述小腿支架相對擺動角度的角度傳感器，所述單片機控制其的信號輸出端連接有顯示器。所述的主氣路上設有減壓閥。本實用新型的有益效果為通過小腿支架將踝關節糾正裝置穿戴于人體的小腿上，在行走康復訓練中，通過反向伸縮運動的氣動人工肌肉的伸縮運動，來帶動踝關節安裝正常行走時踝關節的運動規律進行跖屈和背屈運動，并且使患者踝關節的承重能力得到了訓練。同時由于氣體的可壓縮性，提高了糾正裝置的柔軟性和安全性。
圖I是本實用新型中踝關節糾正裝置實施例的結構示意圖；圖2是圖I的側視圖；圖3是本實用新型中踝關節康復設備實施例的結構示意圖，同時也是圖I的使用狀態圖。
具體實施方式
踝關節糾正裝置的實施例如圖f 2所示包括腳踏架和用于穿戴于人體小腿上且材料為塑料的小腿支架。小腿支架包括前殼體I、后殼體3和連接于前、后殼體之間的左小腿護板2和右小腿護板，左、右小腿護板的下端對應固連有左腳踏連接板6和右腳踏連接板21。腳踏架包括用于與相應腳掌撐托配合的腳掌撐托板9和分別固連于所述腳掌撐托板左、右兩側的左腳護板20和右腳護板23，在腳掌撐托板9的后端固連有臺階結構的后支架11，左、右腳護板上分別對應固連有左支架連接板8和右支架連接板22，在左、右支架連接板上在與相應人體踝關節轉動中心的對應位置處設有鉸接部。鉸接部與對應左、右腳踏連接板的通過鉸接軸7鉸接相連，從而實現腳踏架可前后擺動的鉸接于小腿支架的下端。小腿支架與腳踏架之間設有一對相對設置并用于在相應氣源控制下相互反向伸縮運動以帶動腳踏架相對小腿架前后擺動的氣動人工肌肉，該對氣動人工肌肉包括前氣動人工肌肉4和后氣動人工肌肉5，其中前氣動人工肌肉4的上端通過對應掛鉤與小腿支架的前殼體I連接，前氣動人工肌肉4的下端通過對應掛鉤與腳踏架的前端連接；后氣動人工肌肉5的上端通過對應掛鉤與小腿支架的后殼體3連接，后氣動人工肌肉5的下端通過對應掛鉤與后支架11連接。圖中件10表示鞋托前腳撐，在本踝關節糾正裝置的其它實施 例中腳掌承托板9與左、右腳護板和左、右支架連接板均可以一體設置；左、右腳踏連接板與左、右小腿護板也可以一體設置；氣動人工肌肉的對數還可以是兩對、三對或更多；當然氣動人工肌肉的上、下端還可以通過直接與對應的小腿支架和腳踏架固連。踝關節康復設備的實施例如圖f 3所示包括踝關節糾正裝置，所述踝關節糾正裝置的具體結構如上述踝關節糾正裝置的實施例所述，在此不再詳細描述。踝關節康復設備還包括通過對應氣路與前、后氣動人工肌肉連接并通過驅動前、后氣動人工肌肉相互對抗拉伸以帶動腳踏架相對所述小腿支架前后擺動的氣源12。氣路包括與氣源12連接的主氣路和與對應前、后氣動人工肌肉連接的前、后支路，前、后支路通過換向閥15與所述的主氣路連接，換向閥15控制通過對應前、后氣動人工肌肉的充放氣來控制對應前后人工肌肉的相互反向伸縮。主氣路上還設有減壓閥13。踝關節康復設備還包括與所述換向閥15控制連接的單片機控制器16，與單片機控制器16控制連接的速度調節按鈕17，單片機控制器16的信號輸入端連接有用于檢測所述腳踏架相對所述小腿支架擺動角度的角度傳感器14，所述單片機控制器16的信號輸出端連接有顯示器18，角度傳感器14檢測的數據輸入給單片機控制器16后，單片機控制器16計算其運行周期，并在顯示器18上進行顯示輸出。在本踝關節康復設備的其它實施例中，換向閥16還可以被其它受控的閥類流量開關代替；當然還可以采用機械式的控制機構來控制換向閥16。通過采用換向閥16來控制前、后氣動人工肌肉，來構成一對相互對抗并雙向轉動的踝關節位置伺服控制系統，采用適當的控制策略(如模糊PID、模糊變結構等)，調節前、后氣動人工肌肉中氣壓的相對大小，從而得到踝關節的跖屈和背屈運動。單片機控制器16通過控制換向閥15來控制人體踝關節運動的速度，使踝關節按照正常行走步態曲線進行訓練，踝關節轉動的角度由角度傳感器14檢測并輸入單片機控制器16后，單片機控制器16計算出運行周期，并由顯示器18進行顯示輸出。在訓練的過程中，可以根據患者踝關節康復的具體狀況，通過調節速度調節按鈕17，設置適當的運行速度。
權利要求1.踝關節糾正裝置，其特征在于包括腳踏架和用于穿戴于相應人體小腿上的小腿支架，所述的腳踏架上在與相應人體踝關節轉動中心的對應位置處設有鉸接部，所述的腳踏架通過所述的鉸接部可前后擺動的鉸接于所述小腿支架的下端，所述的踝關節糾正裝置還包括至少一對相對設置并用于在相應氣源控制下相互反向伸縮運動以帶動所述腳踏架相對所述小腿支架前后擺動的氣動人工肌肉，各對氣動人工肌肉中的其中一個氣動人工肌肉的上端與所述小腿支架的前端相連，下端與所述腳踏架的前端相連；另一個氣動人工肌肉的上端與所述小腿支架的后端相連，下端與所述腳踏架的后端相連。
2.根據權利要求I所述的踝關節糾正裝置，其特征在于所述的小腿支架為塑料小腿支架。
3.根據權利要求I所述的踝關節糾正裝置，其特征在于所述的腳踏架包括用于與相應腳掌撐托配合的腳掌撐托板和分別固連于所述腳掌撐托板左、右兩側的左、右腳護板，所述的左、右腳護板上分別對應固連有左、右支架連接板，所述的鉸接部設置于所述的左、右支架連接板上；所述的小腿支架包括支架體及分別固連于所述支架體下部左、右兩側的左、右腳踏連接板，所述的左、右支架連接板分別與所述左、右腳踏連接板對應鉸接相連。
4.踝關節康復設備，其特征在于包括踝關節糾正裝置，所述的踝關節糾正裝置包括腳踏架和用于穿戴于相應人體小腿上的小腿支架，所述的腳踏架上在與相應人體踝關節轉動中心的對應位置處設有鉸接部，所述的腳踏架通過所述的鉸接部可前后擺動的鉸接于所述小腿支架的下端，所述的踝關節糾正裝置還包括至少一對相對設置的氣動人工肌肉，各對氣動人工肌肉中的其中一個氣動人工肌肉的上端與所述小腿支架的前端相連，下端與所述腳踏架的前端相連；另一個氣動人工肌肉的上端與所述小腿支架的后端相連，下端與所述腳踏架的后端相連，所述的踝關節康復設備還包括通過對應氣路與所述各對氣動人工肌肉連接并通過驅動各對氣動人工肌肉相互反向伸縮運動以帶動所述腳踏架相對所述小腿支架前后擺動的氣源，所述的各氣路上均設有用于控制各氣路中氣體流量并受控的流量開關。
5.根據權利要求5所述的踝關節康復設備，其特征在于所述的小腿支架為塑料小腿支架。
6.根據權利要求5所述的踝關節康復設備，其特征在于所述的腳踏架包括用于與相應腳掌撐托配合的腳掌撐托板和分別固連于所述腳掌撐托板左、右兩側的左、右腳護板，所述的左、右腳護板上分別對應固連有左、右支架連接板，所述的鉸接部設置于所述的左、右支架連接板上；所述的小腿支架包括支架體及分別固連于所述支架體下部左、右兩側的左、右腳踏連接板，所述的左、右支架連接板分別與所述左、右腳踏連接板對應鉸接相連。
7.根據權利要求4飛任意一項所述的踝關節康復設備，其特征在于所述的氣動人工肌肉有一對且分別為前氣動人工肌肉和后氣動人工肌肉，所述的氣路包括與所述氣源連接的主氣路和與對應前、后氣動人工肌肉連接的前、后支路，所述的前、后支路通過換向閥與所述的主氣路連接，所述的換向閥構成了所述的流量開關，所述的踝關節康復設備還包括與所述換向閥控制連接的單片機控制器。
8.根據權利要求7所述的踝關節康復設備，其特征在于所述單片機控制器的信號輸入端連接有用于檢測所述腳踏架相對所述小腿支架相對擺動角度的角度傳感器，所述單片機控制其的信號輸出端連接有顯示器。
9.根據權利要求7所述的踝關節康復設備，其特征在于所述的主氣路上設有減壓閥。
專利摘要本實用新型涉及一種踝關節糾正裝置，包括腳踏架和用于穿戴于相應人體小腿上的小腿支架，腳踏架上在與相應人體踝關節轉動中心的對應位置處設有鉸接部，腳踏架通過鉸接部可前后擺動的鉸接于小腿支架的下端，踝關節糾正裝置還包括至少一對相對設置并用于在相應氣源控制下相互反向伸縮運動以帶動腳踏架相對小腿支架前后擺動的氣動人工肌肉，各對氣動人工肌肉中的其中一個氣動人工肌肉連接于小腿支架的前端與腳踏架的前端之間，另一個氣動人工肌肉連接于小腿支架的后端與腳踏架的后端之間。本實用新型提供了一種可穿戴于人體上，并通過反向伸縮運動的氣動人工肌肉帶動踝關節安裝正常行走時踝關節的運動規律進行跖屈和背屈運動的踝關節糾正裝置。
文檔編號A61H1/02GK202426827SQ201120547789
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月24日 優先權日2011年12月24日
發明者方濤濤, 趙書尚, 郭冰菁, 韓建海, 韓朝軍 申請人:河南科技大學