一种多角度自动复位式膝关节铰链的制作方法

本发明涉及一种多角度自动复位式膝关节铰链，属于康复医疗
技术领域：
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背景技术：
膝关节铰链广泛应用在康复矫形器领域，不同的膝关节铰链针对不同的病症，例如一些由于脑瘫、偏瘫引起的膝关节屈曲挛缩、股四头肌无力及膝关节周围软组织损伤等疾病术后，需要对膝关节保护固定，且康复期需要进行康复训练，加强自身行走能力，让病人尽早恢复到正常人的活动功能。现有的一些产品有的设计外观过于笨重或者功能过于单一，不能完全的解决一些病症；因此需要设计一种轻便铰链，既可以限制膝关节的活动范围，也可以帮助膝关节做屈伸活动，同时可以降低挛缩程度和膝关节屈肌麻痹，帮助训练屈肌群，加强肌力；能够更有效、更全面的解决膝关节出现的问题。技术实现要素：本发明的目的在于设计一种可多角度调节、且具有自动复位功能的膝关节铰链。本发明的技术方案如下：一种多角度自动复位式膝关节铰链，包括主杆、固定杆、蜗卷弹簧、活动盘、上限位盘、下限位盘；所述主杆设有多段台阶，从上到下依次为第一台阶、第二台阶、第三台阶、第四台阶；所述第一台阶从上到下依次穿过透明旋转卡盘、表盘、两个塑料片，塑料片的外端设有卡针；所述主杆还设有卡槽，蜗卷弹簧缠绕在第二台阶外围，蜗卷弹簧的内端固定在卡槽里，蜗卷弹簧的外端固定在固定杆上，固定杆与活动盘固定连接；所述第三台阶穿过上限位盘并与上限位盘上的开孔相配合；所述第四台阶从上到下依次穿过活动盘和下限位盘，主杆与下限位盘固定连接；所述上限位盘和下限位盘均开有上下贯通的限位孔，且限位孔上下对齐，限位孔分布在以主杆为圆心的圆周上并处在蜗卷弹簧的外侧；所述塑料片外端的卡针竖直插入上限位盘和下限位盘的限位孔内；所述活动盘上还设置有限位用的卡槽一和卡槽二。进一步的，所述上限位盘的开孔为正方形开孔，所述第三台阶为正方形凸台，正方形开孔与正方形凸台相配合。进一步的，所述第一台阶、第二台阶、第四台阶为圆柱形，与所述主杆同轴，所述透明旋转卡盘、塑料片、活动盘可绕主杆旋转。进一步的，所述表盘上表面分别设有两个圆孔，分别穿过主杆和固定杆，以固定杆为圆心，前后分别开有两个弧形槽孔，在竖直方向槽孔可露出下面的卡针和限位孔，槽孔外标注有刻度；所述表盘还设有侧面，表盘侧面和表盘上表面共同将所述塑料片和蜗卷弹簧包围起来。进一步的，所述透明旋转卡盘为带有一个开口的圆盘，开口处可露出位于其下方的卡针或限位孔。进一步的，所述活动盘和下限位盘的外端还连接有第一连接杆和第二连接杆，均采用铆钉连接，在第一连接杆和第二连接杆上还设有调节槽。本发明的有益效果：活动盘转动时通过固定杆带动蜗卷弹簧发生形变进行能量传递，从而对弹簧进行储能和释放，帮助患者进行屈膝的康复训练以及辅助伸膝自动复位；通过改变卡针在上限位盘和下限位盘限位孔插入的位置，控制活动盘的转动范围，可以达到铰链屈伸的多角度的控制；同时，通过主杆的旋转，使第三台阶的凸台与上限位板配合，还可实现对蜗卷弹簧弹力的方便调节；另外通过透明旋转卡盘与表盘的配合使用，使卡针对限位孔的插入和拔出操作方便。与现有膝关节铰链相比，该膝关节铰链有助伸、屈膝阻尼训练、多角度限位、辅助增加膝关节稳定性等多种功能设计，能够辅助膝关节因多种疾患术后康复锻炼及功能恢复，亦可用于膝关节韧带拉伤后的辅助治疗，可根据患者的疾患病况的需要，实时调节限位盘上的卡针使膝关节达到理想的康复角度，亦可根据患者腿长调节连杆上的调节槽，使患者膝关节达到正常生理高度。附图说明图1本发明正面示意图。图2本发明背面示意图。图3本发明中间活动部分立体示意图。图4表盘示意图。图5本发明中间活动部分除去表盘露出弹簧的示意图。图6活动盘示意图。图7主杆示意图。附图标记：1-主杆；2-固定杆；3-蜗卷弹簧；4-表盘；5-下限位盘；6-活动盘；7-第一连接杆；8-铆钉；9-塑料片；10-第二连接杆；11-限位孔；12-凹槽一；13-凹槽二；14-卡针；15-透明旋转卡盘；16-上限位盘；17-调节槽；18-弧形槽孔；19-开口；20-第一台阶；21-卡槽；22-第二台阶；23-第三台阶；24-第四台阶。具体实施方式一种多角度自动复位式膝关节铰链，如图1-7所示，铰链主要部件包括主杆1、固定杆2、蜗卷弹簧3、表盘4、下限位盘5、活动盘6、第一连接杆7、铆钉8、塑料片9、第二连接杆10、卡针14、透明旋转卡盘15、上限位盘16，其中在主杆1上设有多段台阶，在第一台阶20，由上端至下端分别通过透明旋转卡盘15、表盘4以及两个塑料片9，卡槽21用于限定蜗卷弹簧3在第二台阶22上，第三台阶23的方形凸台与上限位盘16上的方形孔相配合，第四台阶24依次穿过活动盘6与下限位盘5，所述上限位盘16和下限位盘5均开有上下贯通的限位孔11，且限位孔上下对齐，限位孔分布在以主杆为圆心的圆周上并处在蜗卷弹簧的外侧；在第四台阶下方设有螺纹孔，防止主杆脱落；第一台阶、第二台阶、第四台阶为圆柱形，与所述主杆同轴，所述透明旋转卡盘、塑料片、活动盘可绕主杆旋转。所述的主杆1上固定有蜗卷弹簧3，蜗卷弹簧3的另一端固定在固定杆2上，所述蜗卷弹簧3与主杆1同轴并固定在主杆1上的卡槽21中，蜗卷弹簧3的另一端与固定杆2固定；表盘4上表面分别设有两个圆孔，分别穿过主杆1和固定杆2，以固定杆1为圆心，前后分别开有两个弧形槽孔18，在竖直方向槽孔18可露出下面的卡针14和限位孔11，槽孔外标注有刻度；所述表盘还设有侧面，表盘侧面和表盘上表面共同将所述塑料片9和蜗卷弹簧3包围起来；活动盘6转动时通过固定杆2与蜗卷弹簧3互相传递能量进行储能与释放；所述主杆1的第一台阶20上限定的两个塑料片9与主杆1同轴并可绕其旋转，所述两个塑料片9上带有两个卡针14，通过卡针14插入下限位盘5和上限位盘16的限位孔11里作为限定活动盘6的装置，当活动盘6的凹槽一12和凹槽二13碰到卡针14时会阻止活动盘6沿一个方向的继续转动；当活动盘6转动时蜗卷弹簧3会发生形变，弹簧储蓄能量，转动到一定的角度时卡针14会限制活动盘6继续转动；活动盘6和下限位盘5的外端还连接有第一连接杆7和第二连接杆10，均采用铆钉8连接，在第一连接杆7和第二连接杆10上还设有调节槽17，改变调节槽17的固定点可以实现产品连接位置的改变。膝关节铰链的工作原理是：蜗卷弹簧3与主杆1同轴并固定在主杆1上的卡槽21中，蜗卷弹簧3的另一端与固定杆2固定，活动盘6转动时通过固定杆2与蜗卷弹簧3互相传递能量进行储能与释放，对患者进行屈膝的康复训练以及辅助伸膝；通过改变卡针14在下限位盘5和上限位盘16上插入限位孔的位置，可以达到膝铰链屈伸的多角度的控制；蜗卷弹簧3可根据患者不同情况的需要，通过旋转主杆1使得主杆1与下限位盘5和上限位盘16的凸台配合更改来增强或者减少弹簧的弹性；表盘4与透明旋转卡盘15配合使用，可通过旋转卡盘15使得卡针14插入或者拔出限位孔11内，操作方便。使用时，首先依次将透明旋转卡盘开口19和卡针14旋转到理应活动范围的首末端角度的限位孔处后，将卡针14插入限位孔11中，进行多角度的控制限位，旋转透明旋转卡盘19到完全可以覆盖卡针14，防止卡针脱落；当患者屈膝时，铰链中的蜗卷弹簧3会进行储能，帮助患者进行股四头肌及小腿三头肌等屈膝肌肉的康复训练，患者伸膝时蜗卷弹簧会进行储能释放，辅助患者伸膝，亦可对于一些膝关节过伸的患者可以帮助其恢复到正常的功能位。力学分析：步态周期内，在行走过程中，当膝铰链随着腿屈膝时，膝铰链蜗卷弹簧发生扭转，使膝关节屈曲的肌肉进行抗阻运动，伸膝时帮助膝关节伸膝，减轻股四头肌等助伸肌肉的所需的力量；一般膝关节的活动范围为5°~150°，当患者患有与膝关节的疾患以及需要康复训练时，可根据患者自身情况调节，或选择不同扭矩力的弹簧，可参考下表。肌力等级5级4级3级2级1级0级弹簧扭矩力20n30n45n60n75n95n卡针最大承受力6m6m6m6m6m6m其中m为患者的体重，图表仅供参考，具体使用弹簧扭矩大小需根据患者实际情况。当前第1页12