一种膝关节康复医疗机器人

1.本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种膝关节康复医疗机器人。


背景技术：

2.膝关节僵直是由于关节滑膜及软骨等膝关节结构萎缩、退变和黏连，导致膝关节不能自由弯曲或伸直，或者在正常活动过程中产生剧烈疼痛的现象；其限制着患者的膝关节功能，对患者的生活及工作质量造成严重影响，康复治疗又称康复物理治疗，是针对病人身体的功能障碍和功能低下起到预防、改善和恢复作用的一种特殊疗法，康复机器人是近年出现的一种新型机器人，属于医疗机器人的范畴，其主要通过机器带动肢体做重复性的运动，对控制肢体运动的神经系统进行刺激并促使其重建，是一种替代徒手操作康复治疗的新型临床干预手段，现有的膝关节康复机器人在使用过程中，为了方便患者的穿戴与提高患者佩戴的舒适度，普遍采用绑带或者魔术贴对患者的腿部、脚部进行安装与固定，但是，魔术贴与绑带的柔性设置，在使用过程中，造成患者与机器人之间固定效果不佳，容易造成患者腿部、脚部与机器人之间发生偏移，或者发生松开等问题，降低患者的使用感受。
3.为此，设计一种膝关节康复医疗机器人来解决上述问题。


技术实现要素：

4.为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种膝关节康复医疗机器人，可以对患者的膝关节进行弯曲与伸直训练，并且腿部卡合板用于对患者的小腿部进行卡合固定，脚部连接件用于对患者的脚部进行支撑与限位，增大本装置与患者的连接面积，使得本装置对患者固定效果更好，从而实现对患者关节处进行矫正效果，以及脚部连接件由卡板与两个弹性带的组成，卡板与两个弹性带可形成一个相对完整的空间用于放置患者的脚部，使得脚部连接件与患者脚部连接面积更大与更加贴合，从而有效防止患者与脚部连接件发生脱落现象，以及通过卡板对患者脚部进行刚性限位，有效防止患者脚部在训练过程中发生偏移，并通过两个弹性带对患者的脚部全面的进行包裹与张紧，实现对不同患者的脚部进行穿戴，扩大本装置的适用范围的特点。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种膝关节康复医疗机器人，包括安装板，安装板的一侧固定安装有连接耳，安装板通过连接耳与外部设备螺栓连接，安装板的一侧固定安装有训练电机，训练电机与外部电源电信连接，训练电机的输出端贯穿安装板固定安装有转动轴，转动轴的另一端固定安装有连接板，连接板远离安装板的一侧固定安装有膝盖转动件，连接板为“l”形结构，且连接板的一侧可拆卸连接有摇把组件，膝盖转动件的底部转动连接有脚部连接件，且脚部连接件的上方设有腿部卡合板；摇把组件包括套环、支撑杆一、支撑杆二和螺母，连接板远离膝盖转动件的一侧固定安装有螺纹连接杆，螺母与螺纹连接杆螺纹连接，支撑杆一固定安装在套环的外部，且支撑杆一的另一端固定安装有螺杆，支撑杆二靠近支撑杆一的一侧开设有与螺杆相适配的螺纹槽，螺杆螺纹连接在螺纹槽的内部，支撑杆二远离支撑杆一的一端两侧均转动连接有手
持机构。
6.作为本发明一种膝关节康复医疗机器人优选的，膝盖转动件包括关节支撑筒、两个呈对称分布的连接杆一和连接杆二，两个连接杆一固定安装在关节支撑筒的两侧底部，且连接杆一的底部与腿部卡合板固定连接，且腿部卡合板的另一侧与连接杆二固定连接，连接杆二远离腿部卡合板的一端固定安装有连接轴，脚部连接件通过连接轴与连接杆二转动连接。
7.作为本发明一种膝关节康复医疗机器人优选的，关节支撑筒上开设有凹陷部，关节支撑筒的外部套设有橡胶垫一，橡胶垫一位于凹陷部的内部。
8.作为本发明一种膝关节康复医疗机器人优选的，脚部连接件包括卡板、两个呈对称分布的弹性带和踏板，两个弹性带固定安装在卡板的两侧，且卡板与弹性带均固定安装在踏板的顶部，两个弹性带的相对一侧分别固定安装有链条一和链条二，链条一与链条二之间套设有拉链头，拉链头与链条一、链条二啮合连接。
9.作为本发明一种膝关节康复医疗机器人优选的，腿部卡合板固定安装在膝盖转动件的一侧，腿部卡合板的两侧均固定安装有呈对称分布的击打组件，击打组件包括驱动箱体和驱动电机，驱动箱体固定安装在腿部卡合板的两侧，且驱动电机固定安装在驱动箱体的顶部，且驱动电机与外部电源电信连接，驱动电机的输出端贯穿驱动箱体固定连接有转轴，转轴转动连接在驱动箱体的内部，且转轴的外部套设有若干个呈上下等间距分布的凸轮，凸轮固定安装在转轴的外部，且相邻两个凸轮之间均为偏移一百二十度设置。
10.作为本发明一种膝关节康复医疗机器人优选的，述驱动箱体的侧壁开设有滑动通道，且腿部卡合板的侧壁开设有与滑动通道相连通的孔洞，孔洞与滑动通道的内部滑动连接有按摩机构，按摩机构包括打击块和滑动杆，打击块和滑动杆固定连接，打击块滑动连接在孔洞的内部，且滑动杆的两侧固定安装有与滑动通道相适配的滑块，滑动杆滑动连接在滑动通道的内部。
11.作为本发明一种膝关节康复医疗机器人优选的，打击块的一侧固定安装有两个弹簧，且弹簧的另一端与孔洞的内壁固定连接，两个弹簧分布在滑动杆的两侧，打击块远离滑动杆的一侧固定安装有若干个凸起。
12.作为本发明一种膝关节康复医疗机器人优选的，凸轮具有尖长部和圆短部，尖长部与转轴之间的距离大于圆短部与转轴之间的距离，滑动杆远离打击块的一端固定安装有呈弧形结构的光滑头，光滑头与凸轮相适配，光滑头与凸轮相接触。
13.作为本发明一种膝关节康复医疗机器人优选的，手持机构包括转动杆、滚轮和防滑套，支撑杆二的两侧均固定安装有轴承座，转动杆转动连接在轴承座的内部，且转动杆的另一端固定安装有滚轮，转动杆的外部套设有防滑套。
14.作为本发明一种膝关节康复医疗机器人优选的，腿部卡合板的一侧开设有卡口，且腿部卡合板的内壁粘接固定有橡胶垫二，打击块远离滑动杆的一侧贯穿橡胶垫二并延伸至腿部卡合板的内部。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、在本发明中，在驱动电机、安装板与膝盖转动件的相互配合下，通过关节支撑筒对患者的关节处进行限位，使得患者的膝关节处可贴合放置在关节支撑筒上，然后在驱动电机的带动下，带动膝盖转动件在安装板的一侧进行一定角度的转动，从而对放置在关节
支撑筒内的膝关节进行转动，并对患者的膝关节处进行弯曲与伸直作业，以达到对患者膝关节进行康复训练目的，并且可将摇把组件进行转动，并通过摇把组件带动关节支撑筒进行转动，使得本装置可在不通电的情况下，也可进行康复训练，并达到膝关节与手部关节的双重训练。
16.2、在本发明中，通过在膝盖转动件上设有腿部卡合板与脚部连接件，腿部卡合板用于对患者的小腿部进行卡合固定，脚部连接件用于对患者的脚部进行支撑与限位，增大本装置与患者的连接面积，使得本装置对患者固定效果更好，从而实现对患者关节处进行矫正效果。
17.3、在本发明中，脚部连接件由卡板与两个弹性带的组成，卡板与两个弹性带可形成一个相对完整的空间用于放置患者的脚部，使得脚部连接件与患者脚部连接面积更大与更加贴合，从而有效防止患者与脚部连接件发生脱落现象，以及通过卡板对患者脚部进行刚性限位，有效防止患者脚部在训练过程中发生偏移，并通过两个弹性带对患者的脚部全面的进行包裹与张紧，实现对不同患者的脚部进行穿戴，扩大本装置的适用范围。
18.4、在本发明中，两个弹性带之间设有链条一、链条二和拉链头，两个弹性带之间通过拉链头进行连接，患者可通过拉动拉链头对两个弹性带进行连接与分开，使得患者在穿戴过程中，两个弹性带可最大面积的展开，并将踏板完全露出，从而便于患者脚部的快速放置，且在穿戴过程中，两个弹性带不对患者进行遮挡，从而实现患者轻松与快速的进行穿戴，防止在患者穿戴过程中，弹性带与卡板对患者的脚部进行遮挡，造成穿戴与提拉不便。
19.5、在本发明中，通过在腿部卡合板的两侧均设有用于对患者腿部进行敲击按摩的击打组件，在患者进行膝关节康复训练过程中，可通过若干个打击块对患者腿部的不同位置与高度进行敲击与按摩，从而加快患者膝关节附近的腿部血液流通，进一步提高患者的膝关节康复效果。
附图说明
20.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1为本发明的结构示意图；图2为本发明折叠后的结构示意图；图3为本发明中安装板、连接板和摇把组件的分解示意图；图4为本发明中摇把组件的结构示意图；图5为本发明中击打组件的结构示意图；图6为本发明中按摩机构与凸轮、转轴的连接示意图；图7为本发明中按摩机构的结构示意图；图8为本发明中脚部连接件的结构示意图；图9为本发明中凸轮的结构示意图。
21.图中：1、安装板；11、连接耳；2、连接板；21、螺纹连接杆；3、膝盖转动件；31、连接轴；32、关节支撑筒；33、凹陷部；331、橡胶垫一；34、连接杆
一；35、连接杆二；4、脚部连接件；41、卡板；42、弹性带；43、链条一；44、踏板；45、拉链头；46、链条二；5、击打组件；51、驱动箱体； 511、滑动通道； 52、驱动电机； 53、按摩机构；531、打击块；532、滑动杆；533、光滑头；534、弹簧；535、滑块；536、凸起；54、凸轮；541、尖长部；542、圆短部；55、转轴；6、训练电机；61、转动轴；7、摇把组件；71、套环；72、支撑杆一；721、螺杆；73、支撑杆二；731、螺纹槽；74、手持机构；741、转动杆；742、滚轮；743、防滑套；744、轴承座；75、螺母；8、腿部卡合板；81、卡口；82、橡胶垫二；83、孔洞。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
23.如图1、图2和图3所示；一种膝关节康复医疗机器人，包括安装板1，安装板1的一侧固定安装有连接耳11，安装板1通过连接耳11与外部设备螺栓连接。
24.本实施方案中：安装板1用于为各个部件提供承接面，使得各个部件安装在安装板1上，并通过安装板1的连接耳11安装在外部设备上，使得本装置可安装在外部康复椅或者康复床上。
25.基于现有的安装板1，通过在安装板1的一侧设有连接板2、膝盖转动件3与摇把组件7，在摇把组件7、安装板1与膝盖转动件3的相互配合下，通过关节支撑筒32对患者的关节处进行限位，使得患者的膝关节处可贴合放置在关节支撑筒32上，然后在训练电机6的带动下，带动膝盖转动件3在安装板1的一侧进行一定角度的转动，从而对放置在关节支撑筒32内的膝关节进行转动，并对患者的膝关节处进行弯曲与伸直作业，以达到对患者膝关节进行康复训练目的，并且可将摇把组件7进行转动，并通过摇把组件7带动关节支撑筒32进行转动，使得本装置可在不通电的情况下，也可进行康复训练，并达到膝关节与手部关节的双重训练。
26.进一步而言；结合上述内容，安装板1的一侧固定安装有训练电机6，训练电机6与外部电源电信连接，训练电机6的输出端贯穿安装板1固定安装有连接板2，连接板2远离安装板1的一侧固定安装有膝盖转动件3。
27.在本实施方案中，启动训练电机6带动连接板2进行一定角度的转动，由于膝盖转动件3固定安装在连接板2的一侧，使得连接板2在转动时，可带动膝盖转动件3整体进行转动，从而对放置在关节支撑筒32内的膝关节进行转动，并对患者的膝关节处进行弯曲与伸直作业，以达到对患者膝关节进行康复训练目的。
28.需要说明的是：训练电机6的输出端贯穿安装板1固定安装有转动轴61，转动轴61的另一端固定安装有连接板2，转动轴61用于连接连接板2与训练电机6，使得训练电机6通
过转动轴61带动连接板2进行转动。
29.应当理解的是：训练电机6为现有的步进电机，使得训练电机6客人精准的控制连接板2的转动角度。
30.进一步而言：结合上述内容，连接板2的一侧可拆卸连接有摇把组件7，连接板2远离膝盖转动件3的一侧固定安装有螺纹连接杆21，螺母75与螺纹连接杆21螺纹连接。
31.在本实施方案中，螺纹连接杆21贯穿套环71与螺母75螺纹连接，在不通电的情况下或者想对手臂进行双重训练时，将摇把组件7进行转动，可手动拧动螺母75，将螺母75拧松，然后手动转动摇把组件7即可，使得摇把组件7可转动一百八十度，并与膝盖转动件3保持水平状态，接着拧紧螺母75，并通过螺母75对套环71与连接板2进行固定与限位，然后手动向下按压摇把组件7，并通过连接板2带动膝盖转动件3进行转动，从而实现断电下的训练，并达到膝关节与手部关节的双重训练。
32.需要说明的是：摇把组件7包括套环71、支撑杆一72、支撑杆二73，且支撑杆一72的另一端固定安装有螺杆721，支撑杆二73靠近支撑杆一72的一侧开设有与螺杆721相适配的螺纹槽731，螺杆721螺纹连接在螺纹槽731的内部，支撑杆二73远离支撑杆一72的一端两侧均转动连接有手持机构74，支撑杆一72、支撑杆二73设置成可伸缩结构，在摇把组件7转动与膝盖转动件3之间夹角为零度时，然后手动转动支撑杆二73，使得支撑杆一72一端的螺杆721在螺纹槽731的内部进行螺纹转动，从而实现支撑杆一72与支撑杆二73之间距离的调节，使得支撑杆一72与支撑杆二73之间伸长，从而使得支撑杆二73一端的手持机构74与地面进行接触，从而便于带动本装置进行移动。
33.应当理解的是：连接板2为“l”形结构，使得摇把组件7与训练电机6之间不在同一水平线上，在摇把组件7进行转动时，不会对训练电机6进行遮挡。
34.如图3和图4所示；结合上述内容，手持机构74包括转动杆741、滚轮742和防滑套743，支撑杆二73的两侧均固定安装有轴承座744，转动杆741转动连接在轴承座744的内部，且转动杆741的另一端固定安装有滚轮742，转动杆741的外部套设有防滑套743。
35.在本实施方案中，滚轮742与地面接触，在本装置进行移动时，只需手拿安装板1进行拉扯，使得滚轮742通过转动杆741与轴承座744进行转动，并对本装置进行支撑，从而便于本装置进行移动，防滑套743用于增大转动杆741与患者手部之间的摩擦力，使得患者在手动转动转动杆741时，手部不易打滑。
36.需要说明的使：滚轮742为现有的圆形块板，固定安装在转动杆741的一端，同时手持机构74转动至与膝盖转动件3之间的夹角为一百八十度时，手握转动杆741进行转动即可，滚轮742可对手部进行限位，防止手部滑出转动杆741。
37.进一步而言；结合上述内容，膝盖转动件3包括关节支撑筒32、两个呈对称分布的连接杆一34和连接杆二35，两个连接杆一34固定安装在关节支撑筒32的两侧底部。
38.在本实施方案中，将患者的膝关节放置在关节支撑筒32的顶部，使得患者的膝关节可呈弯曲状放置在关节支撑筒32的顶部，在关节支撑筒32转动时，可带动患者的膝关节处进行转动，实现膝关节的转动训练。
39.需要说明的是：关节支撑筒32上开设有凹陷部33，凹陷部33，可对患者的膝关节处进行限位，防止患者膝关节在关节支撑筒32上发生滑落，关节支撑筒32的外部套设有橡胶垫一331，橡胶垫一331位于凹陷部33的内部，橡胶垫一331可在关节支撑筒32与患者关节处进行软连接，提高本装置的使用舒适度。
40.通过在膝盖转动件3上设有腿部卡合板8与脚部连接件4，腿部卡合板8用于对患者的小腿部进行卡合固定，脚部连接件4用于对患者的脚部进行支撑与限位，增大本装置与患者的连接面积，使得本装置对患者固定效果更好，从而实现对患者关节处进行矫正效果。
41.进一步而言；结合上述内容，连接杆一34的底部与腿部卡合板8固定连接，且腿部卡合板8的另一侧与连接杆二35固定连接，腿部卡合板8的内壁粘接固定有橡胶垫二82，打击块531远离滑动杆532的一侧贯穿橡胶垫二82并延伸至腿部卡合板8的内部。
42.在本实施方案中，将患者的脚部放置在脚部连接件4的内部，然后可将腿部卡在腿部卡合板8的内部，橡胶垫二82可提高腿部卡合板8对患者腿部固定的舒适度，以及腿部卡合板8用于对患者的小腿部进行卡合固定，脚部连接件4用于对患者的脚部进行支撑与限位，增大本装置与患者的连接面积，使得本装置对患者固定效果更好，从而实现对患者关节处进行矫正效果。
43.需要说明的是：腿部卡合板8的一侧开设有卡口81，可将腿部对准卡口81，向腿部卡合板8的内部进行挤压，使得患者的腿部可通过卡口81卡合固定在腿部卡合板8的内部。
44.如图1、图2和图8所示；结合上述内容，连接杆二35远离腿部卡合板8的一端固定安装有连接轴31，脚部连接件4通过连接轴31与连接杆二35转动连接，脚部连接件4包括卡板41和两个呈对称分布的弹性带42和踏板44，两个弹性带42固定安装在卡板41的两侧，且卡板41与弹性带42均固定安装在踏板44的顶部。
45.在本实施方案中，脚部连接件4由卡板41与两个弹性带42的组成，卡板41与两个弹性带42可形成一个相对完整的空间用于放置患者的脚部，使得脚部连接件4与患者脚部连接面积更大与更加贴合，从而有效防止患者与脚部连接件4发生脱落现象，以及通过卡板41对患者脚部进行刚性限位，有效防止患者脚部在训练过程中发生偏移，并通过两个弹性带42对患者的脚部全面的进行包裹与张紧，实现对不同患者的脚部进行穿戴，扩大本装置的适用范围。
46.需要说明的是：两个弹性带42的相对一侧分别固定安装有链条一43和链条二46，链条一43与链条二46之间套设有拉链头45，拉链头45与链条一43、链条二46啮合连接，患者可通过拉动拉链头45对两个弹性带42进行连接与分开，使得患者在穿戴过程中，两个弹性带42可最大面积的展开，并将踏板44完全露出，从而便于患者脚部的快速放置，且在穿戴过程中，两个弹性带42不对患者进行遮挡，从而实现患者轻松与快速的进行穿戴，防止在患者穿戴过程中，弹性带42与卡板41对患者的脚部进行遮挡，造成穿戴不便，以及在踏板44完全露出时，可便于对踏板44的内部进行清理，防止弹性带42对踏板44进行遮挡，容易存在卫生死角，造成踏板44内部的清理不便。
47.应当理解的是：链条一43和链条二46与拉链头45为现有的结构，具有是由两条带上各有一排金属齿或塑料齿组成的扣件，用于连接开口的边缘（如衣服或袋口）,有一滑动
件可将两排齿拉入联锁位置使开口封闭，用来缝在衣服、口袋或皮包等上面。
48.图5、图6和图7所示；结合上述内容，腿部卡合板8固定安装在膝盖转动件3的一侧，腿部卡合板8的两侧均固定安装有呈对称分布的击打组件5，击打组件5包括驱动箱体51和驱动电机52，驱动箱体51固定安装在腿部卡合板8的两侧，且驱动电机52固定安装在驱动箱体51的顶部，且驱动电机52与外部电源电信连接，驱动电机52的输出端贯穿驱动箱体51固定连接有转轴55，转轴55转动连接在驱动箱体51的内部，且转轴55的外部套设有若干个呈上下等间距分布的凸轮54，凸轮54固定安装在转轴55的外部，且相邻两个凸轮54之间均偏移一百二十度。
49.在本实施方案中，通过在腿部卡合板8的两侧均设有用于对患者腿部进行敲击按摩的击打组件5，在患者进行膝关节康复训练过程中，可通过启动驱动电机52，带动转轴55在驱动箱体51的内部进行转动，由于转轴55的外部套设有若干个呈上下等间距分布的凸轮54，在若干个凸轮54的作用下，可对滑动连接在腿部卡合板8、驱动箱体51内部的按摩机构53进行挤压，使得按摩机构53伸入至腿部卡合板8的内部，对卡合固定在腿部卡合板8内部的患者腿部进行敲击按摩，若干个呈上下分布的按摩机构53对患者腿部的不同位置与高度进行敲击与按摩，从而加快患者膝关节附近的腿部血液流通，进一步提高患者的膝关节康复效果。
50.进一步而言；结合上述内容，驱动箱体51的内部开设有滑动通道511，且腿部卡合板8的内部开设有与滑动通道511相连通的孔洞83，孔洞83与滑动通道511的内部滑动连接有按摩机构53，按摩机构53包括打击块531和滑动杆532，打击块531和滑动杆532固定连接，打击块531滑动连接在孔洞83的内部，且滑动杆532的两侧固定安装有与滑动通道511相适配的滑块535，滑动杆532滑动连接在滑动通道511的内部。
51.在本实施方案中，孔洞83与滑动通道511用于收纳与放置按摩机构53，使得按摩机构53可滑动连接在孔洞83与滑动通道511内，并通过贯穿孔洞83与滑动通道511移动至腿部卡合板8的内部。
52.需要说明的是：凸轮54具有尖长部541和圆短部542，光滑头533远离打击块531的一端固定安装有呈弧形结构的光滑头533，光滑头533与凸轮54相适配，光滑头533与凸轮54相接触，当凸轮54随着转轴55进行转动时，凸轮54的尖长部541与光滑头533进行接触，并对光滑头533进行挤压，使得光滑头533收缩到滑动通道511的内部，并通过光滑头533另一端的滑动杆532将打击块531伸出孔洞83，当凸轮54的圆短部542与光滑头533进行接触，由于圆短部542到转轴55的距离减小，使得收纳在滑动通道511的内部的光滑头533被弹出，打击块531收缩到孔洞83的内部，实现打击块531对腿部的来回敲打，从而加快患者膝关节附近的腿部血液流通，进一步提高患者的膝关节康复效果。
53.打击块531的一侧固定安装有两个弹簧534，且弹簧534的另一端与孔洞83的内壁固定连接，两个弹簧534分布在滑动杆532的两侧，弹簧534为光滑头533弹出滑动通道511提供弹力，以及相邻两个凸轮54之间均偏移一百二十度使得相邻两个打击块531之间可相互交错敲打，使得患者腿部受力更加均匀舒适。
54.应当理解的是：打击块531远离滑动杆532的一侧固定安装有若干个凸起536，凸起536可对打击块531的敲击力度进行集中，从而对敲击部位的穴道进行按压，使得打击块531
的按摩效果更好。
55.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。