一种髌骨松动器的制作方法

[0001]
本实用新型涉及康复工具技术领域，特别涉及一种髌骨松动器。


背景技术：

[0002]
膝关节手术后，病人容易因膝关节粘连而出现髌骨活动度明显下降的情况；髌骨松动术是改善髌骨活动度及膝关节粘连的有效治疗方法；因此，膝关节手术后，病人经常需要采取髌骨松动术来进行康复训练；但是，现有技术中没有专用的髌骨松动器，病人只能手动推髌骨，比较费力，且效果不佳；有些病人操作不得要领，还容易推伤软组织；因此，有必要提出一种髌骨松动器来解决上述问题。


技术实现要素：

[0003]
鉴于以上内容，有必要提供一种髌骨松动器，用于解决现有技术中病人采用手动推髌骨方式存在费力且效果不佳的问题。
[0004]
为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
[0005]
一种髌骨松动器，包括底座、升降机构、直线往返驱动机构、夹持机构以及控制盒；所述底座为平板结构；
[0006]
所述升降机构包括升降板、升降丝杆以及限位杆；所述升降板设于所述底座的正上方，并与所述底座平行设置；所述升降丝杆和所述限位杆间隔设置在所述底座的顶面，并与底座顶面垂直设置；所述升降丝杆的底部与所述底座转动连接，所述限位杆的底部与所述底座固定连接；所述升降丝杆与所述升降板螺纹连接，所述限位杆与所述升降板滑动连接，所述升降丝杆的顶部设置有手动旋钮；
[0007]
所述直线往返驱动机构包括转盘、驱动块以及步进丝杆电机；所述转盘贯穿所述升降板的顶面和底面，并与所述升降板转动连接；所述驱动块与所述转盘的底面滑动连接，滑动方向为转盘底面的一直径方向；所述步进丝杆电机固定安装在所述转盘的底面，其丝杆与所述驱动块螺纹连接，用于驱动所述驱动块进行往返运动；
[0008]
所述夹持机构包括连接座、两夹板以及调节螺杆；所述连接座与所述底座平行设置，所述连接座的顶部与所述驱动块的底部固定连接，所述两夹板间隔设置在所述连接座的底面，并与所述连接座滑动连接，滑动方向与所述驱动块的滑动方向平行设置；所述调节螺杆垂直贯穿所述两夹板的上端，并通过两组方向相反的外螺纹分别与所述两夹板螺纹连接；
[0009]
所述控制盒包括盒体和设于盒体内的控制器、步进电机驱动器以及供电装置；所述盒体固定安装在所述转盘的顶面，所述盒体的外侧设置有开关，所述开关、所述步进电机驱动器以及所述供电装置均与所述控制器电性连接，所述供电装置及所述步进丝杆电机均与所述步进电机驱动器电性连接；所述控制器通过所述步进电机驱动器控制所述步进丝杆电机正转及反转，驱动所述驱动块以设定的速度及行程在转盘底面进行往返运动。
[0010]
优选地，所述髌骨松动器还包按摩装置；所述按摩装置包括一配合块、两装配板以
及一滚筒；所述配合块呈长方体形状，其宽度小于所述两夹板之间的最大距离；所述两装配板分别设置在配合块底面的相对两侧，所述滚筒的两端分别通过转轴与所述两装配板转动连接，所述滚筒的外周面套设有硅胶套。
[0011]
优选地，所述滚筒的长度为8-12cm，直径为3-4cm，所述硅胶套的厚度为0.5-1.0cm。
[0012]
优选地，所述底座的顶面设置有用于供患者放置膝关节的支撑垫，所述支撑垫的材料为海绵。
[0013]
优选地，所述升降丝杆和所述限位杆位于底座顶面的同侧。
[0014]
优选地，所述升降板通过螺母与所述升降丝杆螺纹连接；所述升降板通过滑套与所述限位杆滑动连接。
[0015]
优选地，所述转盘的横截面呈t形，所述转盘的顶面设置有用于将转盘锁紧于升降板上的手拧锁紧螺丝；所述转盘的顶面边缘位置开设有螺纹孔，所述手拧锁紧螺丝与所述螺纹孔螺纹连接，所述手拧锁紧螺丝可通过旋转与所述升降板的顶面相触。
[0016]
优选地，所述转盘的底面间隔设置有两安装块，所述两安装块位于转盘底面一直径的两端，所述驱动块设于所述两安装块之间；所述步进丝杆电机的主体与一安装块固定连接，所述步进丝杆电机的丝杆穿设所述两安装块，并通过轴承与所述两安装块转动连接。
[0017]
优选地，所述夹板用于接触人体的一侧设置有硅胶块。
[0018]
优选地，所述控制器为单片机，所述供电装置为为开关电源，所述盒体的外侧设置有电源线接口，所述电源线接口与所述开关电源电性连接。
[0019]
由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：
[0020]
1.本实用新型用于辅助病人开展髌骨松动术，从而解放病人的双手，避免病人采用手动推髌骨方式而存在费力且效果不佳的问题；本实用新型使用时，病人首先将膝关节置于底座上，髌骨位于夹持机构的正下方；然后，通过转动升降丝杆上的手动旋钮，驱动升降板下降至合适的位置，使得夹持机构的两夹板位于髌骨的相对两侧；接着，通过旋转夹持机构的调节螺杆来调节两夹板之间的距离，从而使得两夹板将髌骨夹紧；最后，启动开关，控制器通过步进电机驱动器驱动步进丝杆电机运动，驱动夹持机构直线往返运动，实现推动髌骨的功能；本实用新型具有调节推骨方向的功能，不仅可以实现左右推髌骨，还可以实现前后推髌骨；当需要更改推骨方向时，只需要将转盘旋转90度即可，转盘旋转带动夹持机构旋转，从而改变两夹板与髌骨的相对方向；本实用新型能够有效地提高病人开展髌骨松动术的积极性，从而提高膝关节的康复速度。
[0021]
2.本实用新型还设置有用于对髌骨进行按摩的按摩装置，当病人需要按摩髌骨时，首先将按摩装置的配合块置于夹持机构的两夹板之间，再通过旋转调节螺杆，将配合块夹紧固定；然后，将推骨方式确定为前后推髌骨；接着，调节升降板的高度，使得按摩装置下降至合适的高度，按摩装置的硅胶套压在髌骨上；最后，启动开关，夹持机构在直线往返驱动机构的作用下，驱动滚轴前后滚动，硅胶套滚压髌骨及其周边组织；本实用新型的按摩装置具有软化髌骨周边组织的功能，进一步提高膝关节术后病人的康复效果。
[0022]
3.本实用新型的升降机构和夹持机构均采用手动调节的方式，一方面能够降低制作成本，另一方面，方便病人调节适合自身的夹持高度以及夹持松紧度，从而具有更好的舒适度，也避免采用自动化调节不熟练而容易产生误伤的情况；本实用新型升降机构的高度
调节以及夹持机构的松紧度调节，均采用丝杆旋转调节的方式，操作起来十分简单，单手可操作，具有良好的便捷性。
[0023]
4.本实用新型于底座上设置的支撑垫以及于夹板内侧设置的硅胶垫，均能够对患者起到良好的缓冲作用，提高患者推髌骨过程中的舒适度。
[0024]
5.本实用新型的直线往返驱动机构将驱动块以及步进丝杆电机设置在转盘上，而转盘与升降板转动连接，方便病人通过旋转转盘来调节推骨方向；此外，转盘的顶面设置有用于将转盘锁紧于升降板上的手拧锁紧螺丝，提高了转盘的稳定性，避免转盘在步进丝杆电机工作过程中出现转动的情况。
[0025]
6.本实用新型的直线往返驱动机构采用步进丝杆电机旋转从而带动驱动块及夹持机构直线往返运动的方式，具有行程控制精准、移动稳定性高以及速度平稳等优点。
[0026]
7.本实用新型还具有结构简单、使用方便、制作成本低、实用性强、重量轻以及体积小等优点，而且具有较好的便携性，可以适用于不同的应用环境，能够为医护人员及病人带来极大的便利，具有良好的推广意义。
附图说明
[0027]
图1是本实用新型实施例所提供的髌骨松动器的正视图；
[0028]
图2是本实用新型实施例所提供的髌骨松动器的右视图；
[0029]
图3是本实用新型实施例所提供的直线往返驱动机构的结构示意图；
[0030]
图4是本实用新型实施例所提供的夹持机构与按摩装置配合使用的示意图；
[0031]
图5是本实用新型实施例所提供的按摩装置的结构示意图；
[0032]
图6是本实用新型实施例所提供的髌骨松动器的电器连接示意图；
[0033]
图中主要元件符号说明如下：
[0034]
附图中，1-底座、2-支撑垫、3-升降板、4-升降丝杆、5-限位杆、6-手动旋钮、7-螺母、8-滑套、9-转盘、10-手拧锁紧螺丝、11-螺纹孔、12-驱动块、13-步进丝杆电机、14-安装块、15-连接座、16-夹板、17-硅胶块、18-调节螺杆、19-盒体、20-控制器、21-步进电机驱动器、22-供电装置、23-开关、24-电源线接口、25-按摩装置、26-配合块、27-装配板、28-滚筒。
[0035]
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
[0036]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本实用新型的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构、部件及其说明可能省略是可以理解的，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0037]
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0038]
实施例
[0039]
如图1-6所示，一种髌骨松动器，包括底座1、升降机构、直线往返驱动机构、夹持机构以及控制盒。其中，底座1作为载体，升降机构用于调节直线往返驱动机构以及夹持机构的高度，直线往返驱动机构用于驱动夹持机构进行直线往返运动，夹持机构用于夹持固定患者的髌骨，从而在直线往返驱动机构的作用下进行推骨训练，控制盒用于控制直线往返驱动机构工作。
[0040]
底座1为平板结构，本实施例中，底座1的材质为亚克力板。底座1的顶面设置有用于供患者放置膝关节的支撑垫2，支撑垫2的材料为海绵。优选地，支撑垫2的顶面为凹弧状。
[0041]
升降机构包括升降板3、升降丝杆4以及限位杆5。升降板3设于底座1的正上方，并与底座1平行设置；升降丝杆4和限位杆5间隔设置在底座1的顶面，并与底座1顶面垂直设置。升降丝杆4的底部与底座1转动连接，限位杆5的底部与底座1固定连接。升降丝杆4与升降板3螺纹连接，限位杆5与升降板3滑动连接，升降丝杆4的顶部设置有手动旋钮6。当手动旋钮6旋转时，带动升降丝杆4旋转，升降板3由于限位杆5的限制作用，不能随升降丝杆4旋转，只能进行直线升降动作。其中，升降丝杆4和限位杆5位于底座1顶面的同侧。这样设置，病人使用时，膝关节可以从升降丝杆4和限位杆5的相对一侧伸入并放置在支撑垫2上，具有较好的便利性。升降板3通过螺母7与升降丝杆4螺纹连接，升降板3通过滑套8与限位杆5滑动连接，进一步提高升降板3的升降稳定性。
[0042]
直线往返驱动机构包括转盘9、驱动块12以及步进丝杆电机13。转盘9贯穿升降板3的顶面和底面，并与升降板3转动连接。具体地，转盘9的横截面呈t形，转盘9的顶面设置有用于将转盘9锁紧于升降板3上的手拧锁紧螺丝10，转盘9的顶面边缘位置开设有螺纹孔11，手拧锁紧螺丝10与螺纹孔11螺纹连接，手拧锁紧螺丝10可通过旋转与升降板3的顶面相触。当需要转动转盘9时将手拧锁紧螺丝10调松，将转盘9旋转到位后，再将手拧锁紧螺丝10调紧即可，非常方便。驱动块12与转盘9的底面滑动连接，滑动方向为转盘9底面的一直径方向。本实施例中，转盘9的底面开设有第一滑槽，驱动块12的顶部设置有第一滑块，并通过第一滑块与第一滑槽滑动连接。步进丝杆电机13固定安装在转盘9的底面，其丝杆与驱动块12螺纹连接，用于驱动驱动块12进行往返运动。具体地，转盘9的底面间隔设置有两安装块14，两安装块14位于转盘9底面一直径的两端，驱动块12设于两安装块14之间，步进丝杆电机13的主体与一安装块14固定连接，步进丝杆电机13的丝杆穿设两安装块14，并通过轴承与两安装块14转动连接。
[0043]
本实用新型的直线往返驱动机构将驱动块12以及步进丝杆电机13设置在转盘9上，而转盘9与升降板3转动连接，方便病人通过旋转转盘9来调节推骨方向；此外，转盘9的顶面设置有用于将转盘9锁紧于升降板3上的手拧锁紧螺丝10，提高了转盘9的稳定性，避免转盘9在步进丝杆电机13工作过程中出现转动的情况。
[0044]
夹持机构包括连接座15、两夹板16以及调节螺杆18。连接座15与底座1平行设置，连接座15的顶部与驱动块12的底部固定连接，两夹板16间隔设置在连接座15的底面，并与连接座15滑动连接，滑动方向与驱动块12的滑动方向平行设置。本实施例中，连接座15的底面开设有第二滑槽，夹板16的顶部设置有第二滑块，并通过第二滑块与第二滑槽滑动连接。
调节螺杆18垂直贯穿两夹板16的上端，并通过两组方向相反的外螺纹分别与两夹板16螺纹连接。调节螺杆18的一端设置有调节旋钮，调节旋钮旋转时带动调节螺杆18旋转，驱动两夹板16相互靠近或者相互远离。此外，夹板16用于接触人体的一侧设置有硅胶块17，提高患者舒适度。
[0045]
本实用新型的升降机构和夹持机构均采用手动调节的方式，一方面能够降低制作成本，另一方面，方便病人调节适合自身的夹持高度以及夹持松紧度，从而具有更好的舒适度，也避免采用自动化调节不熟练而容易产生误伤的情况；本实用新型升降机构的高度调节以及夹持机构的松紧度调节，均采用丝杆旋转调节的方式，操作起来十分简单，单手可操作，具有良好的便捷性。
[0046]
控制盒包括盒体19和设于盒体19内的控制器20、步进电机驱动器21以及供电装置22。盒体19固定安装在转盘9的顶面，盒体19的外侧设置有开关23，开关23、步进电机驱动器21以及供电装置22均与控制器20电性连接，供电装置22及步进丝杆电机13均与步进电机驱动器21电性连接。控制器20通过步进电机驱动器21控制步进丝杆电机13正转及反转，驱动驱动块12以设定的速度及行程在转盘9底面进行往返运动。本实施例中，控制器20为单片机，供电装置22为开关23电源，盒体19的外侧设置有电源线接口24，电源线接口24与开关23电源电性连接。开关23电源设置有两组输出，其中一组输出的电压为5vdc，供控制器20使用，另一组输出的电压为24vdc，供步进电机驱动器21及步进丝杆电机13使用。
[0047]
其中，步进电机驱动器21是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的；因此，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速和定位的目的。本实用新型中，通过步进丝杆电机13驱动驱动块12以设定的速度移动设定的行程，属于现有技术，本说明书中不详细阐述控制器20、步进电机驱动器21以及步进丝杆电机13之间的控制原理以及相应的连接电路。为了提高行程控制的精确度，还可以在转盘9底面设置正限位开关23和反限位开关23，精确定位驱动块12的行程，正限位开关23和反限位开关23的设置同样属于常规现有技术。本实施例中，驱动块12的起始位置(也就是原点位置)位于步进丝杆电机13的丝杆中部，驱动块12相对起始位置向丝杆两端移动的位移均设定为1cm，避免髌骨移位过大而出现损伤的情况。
[0048]
髌骨松动器还包按摩装置25，按摩装置25包括一配合块26、两装配板27以及一滚筒28。配合块26呈长方体形状，其宽度小于两夹板16之间的最大距离；两装配板27分别设置在配合块26底面的相对两侧，滚筒28的两端分别通过转轴与两装配板27转动连接，滚筒28的外周面套设有硅胶套。其中，滚筒28的长度为8-12cm，直径为3-4cm，硅胶套的厚度为0.5-1.0cm。本实施例中，滚筒28的长度为10cm，直径为3.5cm，硅胶套的厚度为0.8cm。当病人需要按摩髌骨时，首先将按摩装置25的配合块26置于夹持机构的两夹板16之间，再通过旋转调节螺杆18，将配合块26夹紧固定；然后，将推骨方式确定为前后推髌骨；接着，调节升降板3的高度，使得按摩装置25下降至合适的高度，按摩装置25的硅胶套压在髌骨上；最后，启动开关23，夹持机构在直线往返驱动机构的作用下，驱动滚轴前后滚动，硅胶套滚压髌骨及其周边组织；本实用新型的按摩装置25具有软化髌骨周边组织的功能，进一步提高膝关节术后病人的康复效果。
[0049]
本实用新型使用时，病人首先将膝关节置于底座1上，髌骨位于夹持机构的正下方；然后，通过转动升降丝杆4上的手动旋钮6，驱动升降板3下降至合适的位置，使得夹持机构的两夹板16位于髌骨的相对两侧；接着，通过旋转夹持机构的调节螺杆18来调节两夹板16之间的距离，从而使得两夹板16将髌骨夹紧；最后，启动开关23，控制器20通过步进电机驱动器21驱动步进丝杆电机13运动，驱动夹持机构直线往返运动，实现推动髌骨的功能。本实用新型具有调节推骨方向的功能，不仅可以实现左右推髌骨，还可以实现前后推髌骨；当需要更改推骨方向时，只需要将转盘9旋转90度即可，转盘9旋转带动夹持机构旋转，从而改变两夹板16与髌骨的相对方向。本实用新型能够有效地提高病人开展髌骨松动术的积极性，从而提高膝关节的康复速度。
[0050]
本实用新型用于辅助病人开展髌骨松动术，从而解放病人的双手，避免病人采用手动推髌骨方式而存在费力且效果不佳的问题；本实用新型还具有结构简单、使用方便、制作成本低、实用性强、重量轻以及体积小等优点，而且具有较好的便携性，可以适用于不同的应用环境，能够为医护人员及病人带来极大的便利，具有良好的推广意义。
[0051]
上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。