用于矫正内弯腿的装置的制作方法

专利名称：用于矫正内弯腿的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于矫正内弯腿的装置，具体而言，该装置能用于各类 用户不同的身体结构，以在不向用户的身体施加过度负荷的情况下向用户提 供最佳的矫正效果。
背景技术：
髋关节是骨盆与股骨之间的关节，位于从髋的侧面突出的骨头内。髋关
节中的向内旋转畸形(内弯腿畸形)导致腿弯曲成'o，形状。内弯腿已经 通过外科手术进行矫正。然而，这种外科手术由于复杂的过程而花费大量的 金钱和时间，并且危险。
因此，申请人已经研制出 一种通过迫使膝盖向外旋转而能够筒单且有效 地矫正内弯腿的装置。在研制过程中，还建议出该矫正装置的试验型式。
然而，矫正装置的试验型式仅关注于迫使膝盖向外旋转，因此具有以下 问题。
首先，矫正装置的试验型式不能完全适当地应对用户的不同身体结构， 例如不同的骨架结构和不同的软骨组织、膝关节表面的不同斜度、以及向内 旋转畸形的不同程度，因此向用户身体施加了过度负荷。在一些情况下，因 为这种原因该矫正装置甚至是不可使用的。
这种矫正装置作为医疗设备或医疗辅助设备直接应用于人体。因此，即 使该矫正装置具有较高的矫正效果，如果有可能损害人体，也是不适合将这 种设置用作医疗设备或医疗辅助设备的。
第二，矫正装置的试验型式显示出极差的功率效率。当膝盖在未被牢固 地固定的状态下被迫使旋转时，膝盖支撑件则空转，并没有旋转膝盖。由于
6试验型式设备的结构难以将膝盖牢固地固定，膝盖支撑件在膝盖上滑移，因 此该设备具有极差的效率。在实践中，在对各种试验型设备进行试验时，由 于这种滑移，膝盖很少被旋转。
第三，矫正装置的试验型式不能反映出用户的训练历史，因此不能获得 最佳矫正效果。
第四，矫正装置的试验型式仅能够从膝盖的旋转获得矫正效果，而不能 从足部的旋转获得效果，因此矫正效果有限。

发明内容
技术问题
本发明是为解决上述现有技术中的问题而做出的，因此，本发明的目的 是提供一种矫正装置，其能够使矫正效果最大化，而不论用户的不同身体结 构如何，同时对用户的身体不会施加过度的负荷。
本发明的另一目的是提供一种矫正装置，其中膝盖支撑件的旋转在没有 损失的情况下使得膝盖旋转，以使膝盖支撑件的滑移最小化并获得良好的功 率效率。
本发明的进一步目的是提供一种矫正装置，其能够反映出用户的训练历 史，从而提高最佳矫正效果。由于用户能够选择训练阶段的上限，因此该上 限根据用户的训练历史进行调节，从而可以在不向用户施加过度负荷的情况 下确保最佳矫正效果。
本发明的又一目的是提供一种矫正装置，其能够通过足部的旋转以及通 过膝盖的旋转获得的矫正效果而获得矫正效果，或单独通过膝盖的旋转获得 矫正效果。
技术方案
根据本发明的用于实现上述目的一方面， 一种用于矫正内弯腿的装置包
括 一对膝盖保持器，用于保持膝盖的同时连同所述膝盖一起旋转；以及控 制器，其具有存储所述膝盖保持器的旋转条件的存储器，其中所述控制器根据存储在所述存储器中的所述旋转条件控制所述旋转驱动单元。
优选地，所述膝盖保持器在第 一 预定范围内能横向地自由移动。 优选地，所述膝盖保持器在第二预定范围内能水平地自由旋转。 优选地，所述膝盖保持器中的每一个包括连接至所述膝盖的膝盖保护件 和用于支撑所述膝盖的膝盖支撑件。所述膝盖支撑件由所述旋转驱动单元驱 动，而所述膝盖保护件连同所述膝盖支撑件一起旋转，从而使所述膝盖旋转。 另外，所述膝盖保护件在第三预定范围内相对于所述膝盖支撑件能相对自由 地移动。
优选地，所述装置进一步包括一对足部支撑件，其中在所述膝盖保持器 保持所述膝盖的同时，所述足部支撑件容纳和支撑足部，所述足部支撑件能 够沿所述足部向外和向内旋转的方向分别向前和向后旋转。
优选地，所述存储器存储用户的训练历史，而所述控制器搜索与存储在 所述存储器中的所述用户的训练历史对应的旋转条件，并根据搜索到的所述 旋转条件控制所述旋转驱动单元。
根据本发明的用于实现所述目的的另一方面，所述用于矫正内弯腿的装
置包括 一对足部支撑件，用于容纳和支撑足部，所述足部支撑件能够沿所 述足部向外和向内旋转的方向分别向前和向后旋转；以及用于阻止所述足部 支撑件向前旋转的装置。 有益效果
如上所述，本发明的矫正装置具有允许所述膝盖保持器自由移动或自由 旋转的第一至第三预定范围，因此在不向用户的身体施加过度负荷的情况下 能使矫正效果最大化，而不论用户的不同身体结构如何。
此外，本发明的矫正装置能完全将所述膝盖支撑件的旋转传递为膝盖的 旋转，从而使所述膝盖支撑件的滑移最小化并获得良好的功率效率。
而且，本发明的矫正装置能反映用户的训练历史，以提供最佳矫正效果。
而且，本发明的矫正装置能同时通过足部的旋转和膝盖的旋转获得矫正 效果，或者单独地通过膝盖的旋转获得矫正效果。


图1是根据本发明示例性实施例的矫正装置的外观的立体图； 图2是图1所示的矫正装置的分解立体图，其中盖被移除； 图3是图2所示的用于右膝盖的组件的分解立体图； 图4是图3所示的右支撑件的顶视立体图； 图5是右膝盖保护件的仰视立体图6是图2所示的用于足部的组件的正视立体图，其中前盖被移除； 图7是图2所示的用于足部的组件的后视立体图，其中后盖被移除； 图8是图1所示的矫正装置的过程流程图9至图13是顺序图示说明图1所示的矫正装置的膝盖保持器的操作 的示意图14是根据 一 组旋转次数的膝盖支撑件的运动角度的曲线图15是示意性例示出根据本发明另一实施例的矫正装置的外观的立体
图16是例示图15所示的矫正装置的内部结构的立体图；以及 图17是图16所示的开关锁扣装置的仰视立体图。
具体实施例方式
现参照附图更充分地描述本发明，其示例性实施例示于附图中。
图1示出根据本发明示例性实施例的矫正装置的外观的立体图，图2是 图1所示的矫正装置的分解立体图，其中盖400被移除(图5所示的膝盖保 护件271在图1-3中未图示)。
该矫正装置包括壳体100、用于膝盖的组件200、用于足部的组件300、 以及控制器(未示出)。用于膝盖的组件200牢固地连接至壳体100，而用 于足部的组件300被可移动地连接至壳体100，使得组件300能前后移动。
壳体IOO具有壳体盖400,该盖400具有盖板410和固定单元。该固定 单元牢固地连接至盖板410。该固定单元包括操作杆421、楔部(未示出)
9和弹簧(未示出)。该楔部通过弹簧的力与组件300中的齿部321接合，从 而将组件300固定。当用户朝向其自身拉操作杆421时，楔部反抗弹簧的力 寻皮向上提升，从而与组件300的齿部321脱离。然后，用户能够前后移动组 件300。固定单元和齿部321用作距离调节装置，用于调节膝盖保持器250 与足部支撑件341之间的距离。
由于膝盖保持器250与足部支撑件341之间的距离是能够调节的，因此 任何用户均可使用该装置，而不论其身高如何。
用于膝盖的组件200包括基部210、支座220、支撑件230、旋转驱动 单元240和膝盖保持器250。基部210牢固地连接至壳体100。膝盖保持器 250为在支持膝盖的同时使膝盖旋转的部件。旋转驱动单元240以将膝盖向 外或向内旋转的方向分别向前或向后旋转膝盖保持器250。
组件300具有导轨331，该导轨331能沿壳体100的导轨131前后移动。 因此，组件300响应导轨331与导轨131之间的相对运动而相对于壳体100 前后移动。
控制器具有用于存储膝盖保持器的旋转条件(例如旋转角)的存储器， 并根据保存在存储器中的旋转条件控制旋转驱动单元。
图3是图2所示的用于右膝盖的组件200的分解立体图，图4是图3所 示的右支撑件230的顶视立体图(在图3和/或图4中未示出)。
基部210包括吊架213和导轨215。
放置在基部210上的支座220在预定范围内沿横向方向可自由移动。每 个支座220包括板221、突出部222、滑块223、连杆225、第一阻挡装置 227和滚轮229。
该结构使得膝盖保持器250能够在第一预定范围内横向自由移动。因 此，用户可使用本发明的矫正装置而不会使其身体承受过度负荷。
此外，用户可通过使膝盖反抗阻挡装置227的阻力朝向彼此移动而增强 矫正效果。第一阻挡装置227阻止板221朝向彼此移动。
尽管在附图中未示出，优选的是，第 一阻挡装置227的阻力是可调节的。例如，通过使用图7所示的结构或空气弹簧能获得具有可调节阻力的第一阻
挡装置。
滑块223牢固地连接至板221的底部。由于滑块223能沿基部210的导 轨215移动到右边或左边，因此板221也能移动到右边或左边。
突出部222从板221的面对部分(confronting parts )突出，并能够使板 221之间保持最小的距离。
连杆225也从板221的面对部分突出。第一阻挡装置227，例如弹簧， 被结合在支座220的连杆225与基部210的吊架213之间。
支撑件230被安装在支座220上，板221的滚轮229允许支撑件230在 预定范围内水平地自由旋转。
支撑件230包括底板231、支架233、滚轮235、第一传感器237和盖 块239。
底板231为位于支座220的滚轮229上的部件。底板231能在第二预定 范围内水平地自由旋转。
这使得安装在底板231上方的膝盖保持器250能在第二预定范围内水平 地自由旋转。
由于膝盖保持器250被设计为具有第二预定范围，用户可使用该矫正装 置，且不论其膝关节角度如何，都不会使其膝关节承受过度负荷。
也就是说，由于不同的人的膝关节表面的斜度是不同的，因此膝关节表 面能够限定出相对于身高方向为直角的直角平面，或膝关节表面相对于该直 角平面倾斜。因此，考虑到用户膝关节表面的不同斜度，膝盖支撑件260被 设计为在第二预定范围内水平地自由旋转，从而不会对用户膝关节施加过度 负荷。
第二预定范围使膝盖保持器250牢固且稳定地保持膝盖。如果不提供第
二预定范围，并且因此膝盖保持器250的中心线与膝盖的中心线未对准，从
而膝盖保持器250很难牢固地保持膝盖。
底板231具有在其下侧的轴承231a和固定部分231b。支架233牢固地连接至底板231的顶部，且滚轮235和第一传感器237 牢固地连接至支架233。盖块239牢固地连接至支架233的前部和后部。
盖块239用作防止膝盖保持器250与支撑件230分离的盖，并具有突出 边缘239a。
膝盖保持器250包括膝盖支撑件260、膝盖保护件271和连接器。
膝盖支撑件260容纳和支持膝盖，并由支撑件230的滚轮235支撑，以 使该膝盖支撑件260能向前和向后旋转。
膝盖支撑件260包括位于前部和后部的两个弧形边缘261和263。支撑 件230的滚轮235与弧形边缘263的外表面接触。盖块239的突出边缘239a 位于膝盖支撑件260的弧形边缘261与263之间的空间中，从而防止膝盖支 撑件260被分离。也就是说，当膝盖支撑件260被迫使向上时，外弧形边缘 的内表面接触膝盖支撑件260,从而防止膝盖支撑件260被分离。
对于右膝盖支撑件260，指示器265设置在弧形边缘263的右后端。尽 管未示出，另一指示器可设置在弧形边缘263的左前端。磁铁可被用作指示 器265。第一传感器237检测指示器265，以确定膝盖支撑件260的位置
第一传感器237和指示器265用作确定膝盖保持器250位置的第一传感 机构。该第一传感机构执行两个功能该传感机构的第一功能为检测膝盖保 持器250是否到达超过正常旋转范围的极限位置。然后，旋转驱动单元240 立即停止膝盖保持器250的旋转。由于被旋转超过极限位置的膝盖导致医疗 事故，因此该第一传感机构被提供以防止这种危险。
该传感机构的第二功能为检测基准位置。该传感机构将膝盖保持器250 的被受限位置标识为基准位置。更具体而言，当由预定量的驱动力驱动时， 膝盖保持器250从基准位置旋转到被识别为起动位置的特定位置。然后，用 户可使用该矫正装置。因此，不再需要用于检测起动位置的单独的传感机构。 用于检测受限位置的第一传感机构可用于检测起动位置，这具有诸如简化结 构和降低成本的优点。
轮齿267沿膝盖支撑件260的外周界形成。
12旋转驱动单元240设置在底板231下方。
旋转驱动单元240包括托架241、驱动电动机243、主动齿4仑245、中 间齿轮247、第二传感器248和盘249。
托架241被固定至底板231。托架241具有螺紋孔241a,螺栓通过该螺 紋孔241 a紧固至底板231的固定部分231 b,从而将托架241固定至底板231 的下侧。因此，托架241，也就是说旋转驱动单元240可以与支撑件230 — 起在第二预定范围内水平自由旋转。
驱动电动机243被固定至托架241。螺栓被紧固至驱动电动机243的螺 紋孔243b和托架241的螺紋孔241 b, 乂人而将驱动电动才几243固定至托架241 。
轴247a被插入到底板231的轴承213a中，以支撑中间齿轮247。中间 齿轮247的主体被定位成穿过托架241的槽241c。
盖支撑件260的外周界上的轮齿267,从而旋转膝盖支撑件260。
盘249 ^皮固定至驱动电动才几243的轴243a的端部。沿盘249的周界方 向在盘249上设置多个磁铁。
第二传感器248被固定至托架241，并检测嵌在盘249中的;兹铁。第二 传感器248和嵌在盘249中的石兹4失构成第二传感才几构。该第二传感才几构4全测 由旋转驱动单元240驱动的旋转量。检测到的旋转量用于反馈控制。
如果由第二传感机构检测的旋转输出量不同于输入到旋转驱动单元240 的旋转输入量，并且如果该差异超过误差范围，则该差异被识别为错误，并 因此停止膝盖保持器250的旋转。
除了第一传感机构之外所提供的第二传感机构，检查矫正装置是否根据 设置正适当地工作，从而进一步增强矫正装置的安全性。也就是说，第一和 第二传感机构都检查矫正装置的故障，以防止事故。这使得膝盖支撑件260 能够根据被设定以提供最佳临床治疗效果的旋转程序进行旋转，从而用户能 获得最佳治疗效果。
图5是右膝盖保持器250的膝盖保护件271的仰视立体图。膝盖保持器250具有用于容纳和支撑膝盖的膝盖支撑件260、连接至膝 盖的膝盖保护件271、以及用于将膝盖保护件271连接至膝盖支撑件260的 连接器。膝盖支撑件260由旋转驱动单元240旋转，而膝盖保护件271连同 膝盖支撑件260 —起旋转以旋转膝盖。
膝盖保护件271具有与膝盖一致的形状，并牢固地围绕膝盖。膝盖保护 件271包括内板层和外板层，其中接触膝盖的内板层被制造为比外板层更 软。
软的内板层提供两个优点第一个优点为保护膝盖不被擦伤。第二个优 点为防止膝盖保护件在膝盖上滑移。如上所述，在本发明的矫正装置中，防 止膝盖与膝盖保护件271之间的滑移非常重要。因此，从软内板层获得的优 点也极为重要。
然而，如果膝盖保护件271的整个部分全部由软材料制成，则膝盖保护 件271不能执行其自身的迫使膝盖旋转的功能。因此，外板层由高硬度材料 制成，以使其作为结构部件。
连接器被提供在膝盖支撑件260与膝盖保护件271之间，并将膝盖支撑 件260的向前的旋转传递至膝盖保护件271，从而使膝盖保护件271沿向前 的方向旋转。
该连接器可以是带，其一端固定至膝盖支撑件260,其另一端沿向后旋 转的方向延伸。在所示实施例中，该连接器包括连接至膝盖支撑件260的连 接带257和连接至膝盖保护件271的连接带277。
固定部分273被固定至膝盖保护件271,并包括环273a和狭缝273b。 钩部275a被提供在固定带275的一端，并被钩在环273a中。连接带277的 一端被插入狭缝273b并牢固地固定到该狭缝273b。
固定带275的另外的端部被插入膝盖保护件271的狭缝271a并牢固地 固定到该狹缝271a。固定带275具有可调节的长度。
固定带275可具有各种形式。例如，该固定带可^C设计为以该固定带的 一端与其另一端紧固在一起的方式围绕膝盖保护件271。在此情况下，维可牢尼龙搭扣(Velcro)件可提供在该固定带的两端，以使所述两端能彼此紧 固在一起。
带扣277a被提供在连接带277的另一端。连接带277的带扣277a与连 接带257的带扣257a紧固在一起。因此，当膝盖支撑件260向前旋转时， 连接带257和连接带277协作，将膝盖保护件271沿向前的方向拉伸，从而 使膝盖保护件271沿向前的方向旋转。
然而，当膝盖支撑件260向后旋转时，不可能推膝盖保护件271。因此， 膝盖支撑件260独立于膝盖保护件271向后旋转，而膝盖也通过自身向内旋 转而返回。在此，膝盖的返回角度受膝盖支撑件260的返回角度限制。
如上所述的将膝盖保护件271和膝盖支撑件260进行连接的结构是本发 明的主要特征之一。
根据本申请人的矫正装置的试验型式，膝盖仅被捆绑至膝盖支撑件上以
固定膝盖。然而，这很难将人体的膝盖牢固地捆绑至膝盖支撑件。也并不容 易仅通过人力将膝盖牢固地捆绑至膝盖支撑件，即使膝盖被非常牢固地捆绑 至膝盖支撑件，这造成膝盖疼痛。另一方面，如果膝盖被松散地捆绑，则膝 盖支撑件260会在膝盖上滑移。
因此，需要用于将膝盖牢固地固定至膝盖支撑件的结构。本发明通过利 用基于新概念的非常简单的结构解决了该问题。代替将膝盖固定至膝盖支撑 件的是，膝盖支撑件260和膝盖保护件271通过带被连接，以使当膝盖支撑 件260向前旋转时，膝盖支撑件260可以拉膝盖从而与膝盖一起旋转。
该结构在膝盖支撑件260向后旋转时也具有上述优点。在本发明的矫正 装置中，膝盖的向内旋转的意义仅在于作为后续的膝盖的强制向外旋转的返 回操作。不必要向膝盖施加强制的向内旋转。相反，根据医疗观点，膝盖的 强制向内旋转可能是不可取的。
因此，在本发明中，膝盖的向外旋转为强制进行，而膝盖的向内旋转则 通过其自己完成。
根据本申请人的矫正装置的另一试验型式，膝盖保护件271被固定至膝盖支撑件260同时围绕膝盖，使得膝盖保护件271绝不会被允许相对于膝盖 支撑件自由移动，从而膝盖保护件271能够随着膝盖支撑件260的向前或向 后^走|争而向前或向后》走净争。
然而，由于该结构仅能够允许膝盖(保护件)与膝盖支撑件之间的一个 相对位置，因此该结构可能会对用户的身体施加过度负荷，从而其并非优选 的用于不同用户的不同身体结构。
因此，在本发明中，膝盖支撑件260和膝盖保护件271通过连接带257 和277被连接在一起，以使膝盖保护件271由于连接带257和277的扭转、 弯曲等而在第三预定范围内能相对于膝盖支撑件260相对自由移动。
然而，本发明的范围并不排除将由膝盖保护件2 71围绕的膝盖简单地捆 绑和固定至膝盖支撑件260的结构。
如上所述，膝盖保持器250具有通过独立结构获得的第一至第三范围。 然而，本发明也可以具有提供预定范围的其它各种结构。例如，橡胶弹性件 能插置在支座与支撑件之间，以使膝盖保持器由于弹性件的固有特性而具有 第二和第三范围。也就是说，本发明的主要概念是向膝盖保持器250提供第 一至第三范围，但用于实现该概念的详细结构可通过各种形式体现。
图6是图2所示的用于足部的组件300的正视立体图，其中前盖被移除。 图7是图2所示的组件300的后视立体图，其中后盖被移除。
组件300包括一对足部支撑件341、 一对旋转滑块343、第二阻挡装置 (未示出)、基底344、另一阻挡装置(未示出)、连接滑块345、开关锁 扣装置347和第三传感器349。
在膝盖保持器250保持膝盖的状态下，也就是说在膝盖支撑件260稳定 支持膝盖的状态下，足部支撑件341容纳并支撑足部。足部支撑件341被设 计为能沿足部的向外或向内旋转方向而向前或向后旋转。
每一个足部支撑件341具有底脚垫342，其由两个板层构成接触足部 的内板层和设置在外侧的外板层。内板层由比外板层更软的材料制成，外板 层优选由高硬度材料制成。底脚垫342防止当足部接触足部支撑件341时由于其它任何原因造成的任何疼痛。
旋转滑块343被放置在相应的足部支撑件341的后部。每个旋转滑块 343被结合至足部支撑件341,从而连同足部支撑件341 —起旋转。旋转滑 块343具有朝向相应的连"t妄滑块345突出的三个环343a。
连接滑块345被安装在基底344上，以能够水平地移动到右边或左边。
每个连^t妄滑块345具有位于其前侧的槽345a。
每个滑块345具有朝向旋转滑块343突出的环345b。第二阻挡装置被 固定在旋转滑块343的环343a与连接滑块345的环345b之间。例如，具有 不同弹簧常量的螺旋弹簧可被用作第二阻挡装置。
还在连接滑块345的后侧上设置有环345c。三个固定部分344a相应地 沿基底344的中心设置在该基底344的后侧上。固定螺栓(未示出)被拧入 固定部分344a，阻挡装置(未示出)被提供在固定螺栓与连接滑块345的后 侧上的环345c之间。例如，螺旋弹簧可被用作该阻挡装置。
被固定到滑块345的环345c的阻挡装置可以是螺旋弹簧，其弹簧常量 可小于被固定到连接滑块345的环345b的第二阻挡装置的弹簧常量(能够 通过少量的力被容易地伸长的螺旋弹簧)。
开关锁扣装置347被安装为能竖直地移动。开关锁扣装置347具有向后 面突出的突出部347a。每个突出部347a^皮插入到其中一个连接滑块345的 槽345a中，以固定同一个连接滑块345。然后，其它的连接滑块345仅受#皮 固定至相应的环345c且具有更小弹簧常量的阻挡装置的控制，从而能相对 自由地移动至右边或左边。
因此，由开关锁扣装置347被固定的连接滑块345决定反抗旋转滑块 343的旋转的阻力大小，即足部支撑件341的向前旋转的阻力大小。因为被 固定到连接滑块345的相应环345b上的第二阻挡装置具有不同的弹簧常量， 因此可通过移动开关锁扣装置347来调节阻力。
反抗足部的向外旋转的阻力必须进行调节，以获得针对用户的身体特征 和条件的最佳治疗效果。第三传感器349具有开关，该开关位于当连接滑块345向前旋转预定角 度或更多时该开关能够接触连接滑块345的位置。因此，当足部支撑件341 旋转预定角度或更多时，第三传感器349可检测到足部支撑件341。
由第三传感器349检测的足部支撑件341的向前旋转的角度可以可调地 设定。例如，足部支撑件341的向前旋转的角度可通过第三传感器349的重 新定位进行调节。
因为各个用户的身体结构和肌肉强度彼此不同，本发明根据用户对足部 的向外旋转的角度进行不同的调节，从而针对各个用户获得最佳矫正效果。
图8是图1所示的矫正装置的过程流程图，图9示出膝盖支撑件260在 基准位置时的旋转角度的示意图，图10示出膝盖支撑件260在中立位置时 的旋转角度的示意图，图11示出膝盖支撑件260在起动位置的旋转角度的 示意图，图12示出完成第一次向前旋转的膝盖支撑件260的旋转角度的示 意图，图13是例示完成第一次向后旋转的膝盖支撑件260的旋转角度的示 意图，图14是根据一组旋转次数的膝盖支撑件的旋转角度的示意图。
当矫正装置接通电源时，其保持静止。
即使在该状态，也可以选^^奪训练阶_歐和旋转次#:。
当按下远程控制器上的"准备好"按钮时，膝盖支撑件260开始旋转， 以才全测基准位置。
基准位置的检测是第一传感器237检测指示器265的过程。在右膝盖支 撑件260 (在下文中简称为"膝盖支撑件260")的情况下，位于膝盖支撑 件260的外周界的前部处的指示器265被放置为距膝盖支撑件260的弧形中 心的角度为+71° (在右膝盖支撑件260的情况下，"+ "表示顺时针方向)。 位于膝盖支撑件260的外周界的后部处的指示器265被放置为距膝盖支撑件 260的弧形中心的角度为-83° 。
前指示器265用于检测基准位置。当前指示器265由于膝盖支撑件260 的向后旋转到达角度0时(膝盖支撑件260的弧形中心在-71°的角度)， 前部的第一传感器236检测指示器265，以识别基准位置(见图9)。后指示器265用于检测膝盖保持器250移出正常旋转范围并到达极限位 置时的故障，以使旋转驱动单元240能立即停止膝盖保持器250的旋转。
当检测到基准位置时，膝盖支撑件260通过预定量的驱动力向前旋转， 从而从基准位置移动至中立位置。在中立位置，弧形中心位于0°的位置(见 图10)。
在等待状态，可设定训练阶段和每组的旋转次数。有1至8个阶段。阶 段1中的每组旋转次数必须设定为30次。阶段2中的每组旋转次数可选择 设定为30次或40次。在从阶段3开始的剩余阶段中，每组旋转次数可从 30、 40或50次中选择。
根据训练阶段的升级，旋转驱动单元240增大膝盖保持器250的最大向 前旋转角度。例如，膝盖支撑件260具有最大的向前旋转角度，例如在阶段 1中为65° 、在阶段2中为75° 、在阶段3中为85° 、在阶段4中为95° 、 在阶段5中为105。、在阶段6中为115° 、在阶段7中为125° 、在阶段8 中为135° 。
训练强度并不由用户选择。相反，针对相应阶段而不对身体施加过量负 荷的情况下获得最佳矫正效果的训练强度(旋转范围)通过临床试验被预先 检查，且可选择最佳训练强度从而使矫正效果最大化。
控制器在存储器中存储用户的训练历史，搜索与存储器中存储的用户的 训练历史对应的旋转条件，从而根据搜索到的旋转条件控制旋转驱动单元 240。
以更详细地描述，控制器根据用户的训练历史限制训练阶段，以使用户 在受限制的训练阶段范围中进行选择。训练历史包括用户的训练阶段的数据 和升级所需的剩余组数。只有完成当前阶段的预定组数的膝盖保持器250的 操作才可能升级。
为了升级，也就是说，为了进行到下一步，相应的阶段需要完成预定的 训练组数，例如在阶段l中为IO组(在每组30次旋转的情况下)，在阶段 2中为20组(在每组40次旋转的情况下)，在阶段3中为30组(在每组50次旋转的情况下)，在阶段4中为40组(在每组50次旋转的情况下)， 在阶段5中为50组(在每组50次旋转的情况下)，在阶段6中为60组(在 每组50次旋转的情况下)，在阶段7中为70组(在每组50次旋转的情况 下)。然而，即使用户一天训练四(4)组或更多，每天最多可减少三(3)组。
如果用户在特定阶段曾连续两(2)天没有训练，在该阶段中的剩余组 的个数可通过下述方式增加 D=l:不增加组数 2<D<5:增力口Dxl个组数， 6<D<10:增加Dx2个组凄t，以及 11 <D:增力口Dx3个组数， 其中D表示用户没有训练的天数。
一旦该阶段通过增加组数而达到最大组数，则训练阶段降低至较低的阶段。
矫正装置可具有"初始化历史，，按钮，以将训练历史初始化至具有三十 个剩余组的阶段1。
在等待状态，用户将膝盖保护件271戴到膝盖上，然后将膝盖放在膝盖 支撑件260上，并将足部放在足部支撑件上。
当按下远程控制器上的"开始"按钮时，膝盖支撑件旋转到起动位置， 其中弧形中心在-58°的位置(见图11)。
当膝盖支撑件260处于起动位置时，用户将膝盖保护件271连接至膝盖 支撑件260。由于膝盖是在膝盖支撑件260位于-58°而不是位于中立位置时 被固定，因此可以扩大膝盖支撑件260的向前旋转角度，即膝盖的向外旋转 角度。
在连接带277的带扣277a与连接带257的带扣257a紧固在一起之后， 用户再次按下"开始"按钮。
然后，用户的足部向外旋转。
20当足部支撑件341向前旋转至预定角度(例如15°或更大)且旋转滑
块343与第三传感器349的开关保持接触一定预定时间段(例如5秒)时， 膝盖保持器250开始向前旋转。
如果足部支撑件341向前旋转小于预定角度(例如15° )或旋转滑块 343与第三传感器349的开关并未保持接触一定预定时间段(例如5秒)， 则发出警报声。
图12示出已经完成第一次向前旋转的膝盖支撑件260的旋转角度，其 中膝盖支撑件的弧形中心例如在-14°的位置。
当足部支撑件在第一次向前旋转完成之后向前旋转并在该位置保持三 (3)秒时，膝盖支撑件260开始第一次向后旋转。如果已经经过七(7)秒 或更长的时间但足部支撑件341没有向前旋转，则将发出警报声。当足部支 撑件341被旋转预定时间段时，警报声将停止。
图13示出已完成第一次向后旋转的膝盖支撑件260的旋转角度，其中 膝盖支撑件的弧形中心例如在-52°的位置。
由于膝关节和踝关节是不能旋转的关节，本发明促使用户的足部向外旋 转，以使得髋关节向外旋转，从而增强针对内弯腿畸形的矫正效果。也就是 说，膝盖保持器250的向前或向后旋转被设定为仅在足部支撑件341的向前 旋转之后开始，以促使用户每次将足部支撑件341向前旋转。因此，可以通 过膝盖的向外旋转来伸展髋关节前部的韧带以及通过足部的向外旋转来加 强髋关节的外展肌而增强矫正效果。
此外，髋关节的外展肌可通过迫使足部支撑件341在其向前旋转之后保 持在其位置预定时间段而得到有效加强。在膝盖保持器250的向前旋转之 后，膝盖保持器250至少在其位置上保持用于足部支撑件341向外旋转的预 定时间段(例如三秒)，从而有效伸展髋关节前部中的韧带，这从而增强矫 正效果。即使用户在膝盖支撑件260向前旋转完成之后立即开始足部支撑件 341的向前旋转，向后旋转也不能在特定时间段之内开始，该特定时间段是 用于膝盖支撑件26开始向后旋转所需的特定时间段。因此，膝盖支撑件260在其完成向前旋转的位置上保持至少所述特定时间段。
尽管在膝盖保持器250旋转的过程中可以跳过足部支撑件341的向前旋 转，但考虑到效果，如果可能的话继续足部支撑件341的向前旋转是有利的。
另外，在足部支撑件的向前旋转过程中，优选的是迫使膝盖朝向彼此。
通过重复这些过程，膝盖支撑件260执行预定次数的向前和向后旋转。 为了在训练之后保存矫正装置，建议用户按下"准备好，，按钮，以将膝盖支 撑件260旋转至中立位置。
现参照图14对膝盖保持器250的旋转范围进行描述。在早期，膝盖保 持器250向前/向后S走转的区域沿向前方向逐渐移动。最后，在后期，该区 域沿向后方向逐渐移动。
训练强度逐渐增大，以使用户能在早期热身并在中期进行正式训练。在 后期，训练强度逐渐降低，以使用户能逐渐停下来。因此，在不对身体施加 过度负荷的情况下能获得最大的治疗效果。
图15是示意性例示根据本发明另一实施例的矫正装置的外观的立体图。
如图15所示，该矫正装置类似于从图1所示的矫正装置分离出的组件 300。图15所示的矫正装置通过足部的向外旋转而加强髋关节的外展肌，从 而矫正内弯腿。
该矫正装置包括壳体1351、足部支撑件1341、显示屏1353、手柄1355 和控制器(未示出)。
足部支撑件1341容纳和支撑足部，并被设计为可沿足部的向外或向内 旋转的方向向前或向后》走转。
该矫正装置具有站立的用户能抓紧的手柄1355。手柄1355的位置被设 置为当用户足部位于足部支撑件341中而站立时能抓紧该手柄。手柄1355 可被设计成与从壳体1351可拆卸并可连接到该壳体1351。
另外，图16所示的矫正装置在用户位于躺下位置或坐下位置时也能使用。图16是示出图15所示的矫正装置的内部结构的立体图，图17是图16 所示的开关锁扣装置1347的仰视立体图。
除了壳体1351、足部支撑件1341、显示屏1353和手柄1355之外，该 矫正装置还包括第三阻挡装置1346、第四传感器1349和第四阻挡装置1227。
第三阻挡装置1346的作用类似于参照图7例示的第二阻挡装置，第四 传感器1349的作用类似于图7所示的第三传感器349，而第四阻挡装置1227 的作用类似于图3所示的第一阻挡装置227。
一对支座1220被安装在基部1210上并能移动到右边和左边。足部支撑 件1341也一皮安装在相应的支座122上并能向前和向后》走转。因此，足部保 持件1341能在第四预定范围内横向自由移动。
旋转滑块1343连同足部支撑件1341 —起旋转。
通过接触旋转滑块1343,第四传感器1349检测足部支撑件1343是否 将处于预定角度或更大角度的向前运动保持至少预定时间，并在显示屏1353 上输出足部支撑件1341的向前旋转次数。由第四传感器1349检测的足部支 撑件1341的向前旋转的角度能被设定为可调节。
第三阻挡装置1346被连接至旋转滑块1343的一端和连接滑块1345的
二山 一乂而。
另一阻挡装置1348被连接至形成在支座1220上的固定部分1221的另 一端以及连接滑块1345的另一端。
开关锁扣装置1347具有向下突出的插入突出部1347a和装配突出部 1347b。每一个插入突出部1347a被插入相对应的连接滑块1345的槽，而每 一个装配突出部1347b由被固定至相应支座1220的相应基部1344抓住。因 此，当开关锁扣装置1347的插入突出部1347a被插入到连接滑块1345的槽 时，该连"l姿滑块1345相对于基部1344和支座1220 ^皮固定在4立置上。
开关锁扣装置1347上提供有第四阻挡装置1227。第四阻挡装置1227 阻止连接滑块1345、基部1344、支座1220、旋转滑块1343和足部支撑件 1341向右边和左边朝向彼此运动。也就是说，第四阻挡装置1227阻止足部支撑件1341向右边和左边朝向彼此运动。第四阻挡装置1227的阻力可调节。 现在描述矫正装置的使用。
首先，用户将开关锁扣装置1347移动到所需位置，以使开关锁扣装置 1347的插入突出部1347a一皮插入相应的连接滑块1345的槽。
当用户将脚朝向彼此移动时，足部支撑件1341、旋转滑块1343、支座 1220、基部1344和连接滑块1345也朝向彼此移动。因此，插入突出部1347a 也朝向^&此向右边和左边移动，而第四阻挡装置1227阻止这种运动。
当用户在此状态下向外旋转脚时，足部支撑件1341和旋转滑块1343向 前旋转，而第三阻挡装置1346阻止该旋转。当用户向外旋转脚时，旋转滑 块1343拉第三阻挡装置1346，而由基部1344抓住的开关锁扣装置1347的 装配突出部1347b抑制连接滑块1345的运动，以使第三阻挡装置1346的阻 力直接应用到旋转滑块1343。
权利要求
1、一种用于矫正内弯腿的装置，包括一对膝盖保持器，用于在保持膝盖的同时与所述膝盖一起旋转；旋转驱动单元，用于沿将所述膝盖向外和向内旋转的方向重复地驱动所述膝盖保持器分别向前和向后；以及控制器，其具有存储所述膝盖保持器的旋转条件的存储器，其中所述控制器根据存储在所述存储器中的所述旋转条件控制所述旋转驱动单元。
2、 如权利要求l所述的装置，其中所述膝盖保持器能在第一预定范围内斗黄向地自由移动。
3、 如权利要求2所述的装置，进一步包括第一阻挡装置，其用于阻止所述膝盖保持器在所述第一预定范围内朝向彼此移动。
4、 如权利要求3所述的装置，其中所述第一阻挡装置具有能调节的阻力。
5、 如权利要求2所述的装置，进一步包括基部；一对支座，其安装在所述基部上以在所述第一预定范围内能横向地自由移动；以及一对支撑件，每个所述支撑件安装在所述支座的每一个上，以能够水平地旋转，所述支撑件能在第二预定范围内自由移动，其中所述膝盖保持器中的每一个被安装在所述支撑件的每一个上，以能够向前和向后旋转。
6、 如权利要求l所述的装置，其中所述膝盖保持器在第二预定范围内能水平地自由旋转。
7、 如权利要求1所述的装置，其中所述膝盖保持器中的每一个包括连接至所述膝盖的膝盖保护件和用于支撑所述膝盖的膝盖支撑件，其中所述膝盖支撑件由所述旋转驱动单元驱动，所述膝盖保护件随同所述膝盖支撑件一 起旋转，从而使所述膝盖旋转，并且，其中所述膝盖保护件在第三预定范围 内相对于所述膝盖支撑件能相对自由地移动。
8、 如权利要求7所述的装置，其中所述膝盖保持器中的每一个进一步 包括在所述膝盖支撑件与所述膝盖保护件之间的连接器，以将所述膝盖支撑 件的向前旋转传递至所述膝盖保护件，以使所述膝盖保护件与所述膝盖支撑 件一起向前旋转。
9、 如权利要求8所述的装置，其中所述连接器包括带，所述带的一端 被固定至所述膝盖支撑件，且所述带的另 一端沿向后旋转的方向延伸并被固 定至所述膝盖保护件。
10、 如权利要求7所述的装置，其中所述膝盖保护件具有与所述膝盖一 致的形状，并被连接至所述膝盖且围绕所述膝盖。
11、 如权利要求7所述的装置，其中所述膝盖保护件包括内板层和外板 层，其中所述内板层直接接触所述膝盖，并由比所述外板层更软的材料制成。
12、 如权利要求l所述的装置，进一步包括一对足部支撑件，其中在所 述膝盖保持器保持所述膝盖的同时，所述足部支撑件容纳和支持足部，所述 足部支撑件能够沿将所述足部向外和向内旋转的方向分别向前和向后旋转。
13、 如权利要求12所述的装置，进一步包括第二阻挡装置，用于阻止 所述足部支撑件的所述向前旋转。
14、 如权利要求13所述的装置，其中所述第二阻挡装置具有能调节的 阻力。
15、 如权利要求12所述的装置，其中所述足部支撑件中的每一个包括 底脚垫，其中所述底脚垫包括内板层和外板层，并且所述内板层直接接触所述足部，并由比所述外板层更软的材料制成。
16、 如权利要求12所述的装置，进一步包括调节装置，用于调节所述 膝盖保持器之间的距离与所述足部支撑件之间的距离。
17、 如权利要求12所述的装置，其中所述控制器将所述足部支撑件的 所述向前旋转到达至少预定角度作为起动信号，而旋转地驱动所述膝盖保持器。
18、 如权利要求17所述的装置，所述控制器将所述足部支撑件的所述地驱动所述膝盖保持器。
19、 如权利要求17所述的装置，其中用作所述起动信号的所述足部支 撑件的向前旋转的所述预定角度是能调节的。
20、 如权利要求l所述的装置，其中所述存储器存储用户的训练历史，并且应的旋转条件，并根据搜索到的所述旋转条件控制所述旋转驱动单元。
21、 如权利要求20所述的装置，其中所述控制器根据所述用户的训练 历史调节所述用户能所选择的阶段的上限。
22、 如权利要求1所述的装置，其中所述控制器旋转地驱动所述膝盖保 持器，以使所述膝盖保持器向前和向后旋转的区域在每个阶段的每组的早期 沿向前方向逐渐移动，并在后期沿向后方向逐渐移动。
23、 如权利要求22所述的装置，其中所述控制器旋转地驱动所述膝盖 保持器，使得只在所述膝盖保持器被旋转地驱动当前阶段中的预定组数之后 才允许升级，并且所述控制器根据所述升级而增大所述膝盖保持器的最大向 前旋转角度。
24、 一种用于矫正内弯腿的装置，包括一对足部支撑件，用于容纳和支撑足部，所述足部支撑件能够沿将所述 足部向外和向内旋转的方向分别向前和向后旋转；以及 第三阻挡装置，用于阻止所述足部支撑件的向前旋转。
25、 如权利要求24所述的装置，进一步包括传感器，用于检测所述足 部支撑件的向前旋转到达至少预定角度。
26、 如权利要求25所述的装置，其中所述传感器检测所述足部支撑件 的所述向前旋转在至少所述预定角度经过至少预定时间。
27、 如权利要求25所述的装置，其中由所述传感器检测的所述足部支 撑件的向前旋转的预定角度是能调节的。
28、 如权利要求24所述的装置，其中所述第三阻挡装置具有能调节的 阻力。
29、 如权利要求24所述的装置，其中所述足部支撑件在第四预定范围 内能横向地自由移动。
30、 如权利要求29所述的装置，进一步包括第四阻挡装置，其用于阻 止所述足部支撑件在所述第四预定范围内朝向彼此移动。
31、 如权利要求30所述的装置，其中所述第四阻挡装置具有能调节的 阻力。
32、 如权利要求24所述的装置，其中所述足部支撑件中的每一个包括 底脚垫，其中所述底脚垫包括内板层和外板层，并且所述内板层直接接触所述足部，并由比所述外板层更软的材料制成。
33、 如权利要求24所述的装置，进一步包括手柄，其中所述手柄的位 置被设置为当用户足部由所述足部支撑件容纳和支撑而站立时，所述用户能 抓紧该手柄。
全文摘要
一种用于矫正内弯腿的装置，包括一对膝盖保持器，其用于保持膝盖的同时连同所述膝盖一起旋转；旋转驱动单元，用于沿将所述膝盖向外和向内旋转的方向重复地驱动所述膝盖保持器分别向前和向后；以及控制器，其具有存储所述膝盖保持器的旋转条件的存储器。所述控制器根据存储在所述存储器中的所述旋转条件控制所述旋转驱动单元。一种用于矫正内弯腿的装置包括一对足部支撑件，用于容纳和支撑足部，所述足部支撑件能够沿将所述足部向外和向内旋转的方向分别进行向前和向后旋转；以及用于阻止所述足部支撑件向前旋转的第三阻挡装置。
文档编号A61F5/04GK101516298SQ200780033825
公开日2009年8月26日 申请日期2007年4月16日 优先权日2006年9月12日
发明者徐敬培 申请人:徐敬培