一种多模式膝关节康复机械手

1.本发明涉及医疗器材领域，特别涉及多模式膝关节康复机械手。


背景技术：

2.膝关节是人体最重要的运动器官之一，然而在脑中风以及各种意外事故中都有可能会导致膝关节以及半月板受损，将会对生活带来极大的不便。病人在进行必要的医疗手段治疗康复之后，就是对膝关节的康复训练，康复训练就包括股四头肌等长收缩训练，屈曲训练等。但是现有的康复训练师的数量远远不能满足病人的需求，且目前存在的膝关节康复装置比较昂贵，体积大不方便；康复机器人将康复工程和机器人技术相结合，是近年来出现的一种新型机器人，属于医疗机器人范畴：所以采用轻型膝关节康复训练装置代替人工对患者进行下肢康复训练是一种行之有效的方法，本文将要介绍一种专门针对膝关节康复训练的机械手，此机械手不仅可以提供膝关节康复训练还是一种轻型化的装置，可以提供多种模式。因此，进行膝关节康复机械手的研究与设计，将会大大提高患者的生活质量。
3.国内对下肢关节康复训练系统的研究起步较晚，但也取得了较好效果，先后开发了下肢外骨骼康复训练机器人、下肢康复助行系统、卧式踏板下肢康复机器人和踏车式肢体训练器等系统或装置。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种多模式膝关节康复机械手，方便使用，更好的帮助患者进行膝关节康复以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
5.为调节上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种多模式膝关节康复机械手，包括两组结构一致的双连杆机构和驱动机构，患者的腿部固定在两组双连杆机构之间；所述驱动机构设置在底板上，双连杆机构由第一连杆和第二连杆铰接而成，第二连杆的端部与驱动机构铰接，第一连杆的端部通过腿部随停装置与底座相连接，腿部随停装置的两端分别与第一连杆和底座铰接；使用时该装置竖直放置，踝关节位于在双连杆机构的铰接处，将小腿固定在两个第一连杆之间，第一连杆的两端内侧设有海绵结构，第一连杆的两端设有绷带结构，该绷带结构包括绷带和通槽体，分别设置在两组第一连杆的外侧，绷带的端部设有魔术贴，绷带穿过通槽体，缠绕小腿一周，然后通过魔术贴粘结其本体；
6.该腿部随停装置包括上连接板和下连接板，上连接板与下链接板的铰接处分别设有转盘和转环，转环套在转盘上，转盘的中心位置设有圆柱槽，圆柱槽内设有定位支架，支架上设有插孔，该装置还包括盖板，该盖板为与转盘相匹配的圆形盖板，盖板内侧设有与圆柱槽相匹配的圆柱凸台，圆柱凸台对应插孔设有凸起，盖板的边部分别设有两个定位块，定位块的内侧设有与上连接板或者下连接板相匹配的定位槽，底座上设有与下连接板铰接的铰接座，固定下连接板的定位块内设有可抽拉的定位板，铰接座上再与定位板同一水平面上设有插槽，定位板可放置在插槽内。
7.优选的，所述第一连杆包括伸缩内杆和伸缩外杆，伸缩外杆内设有滑槽，伸缩内杆
卡在滑槽内，伸缩外杆相对于伸缩内杆移动一端的侧壁设有定位孔，伸缩杆内杆相对于伸缩外杆移动一端的侧壁沿轴线方向等间距设有螺纹孔，由螺栓穿过定位孔与螺纹孔螺纹连接，调节第一连杆的伸缩长度。
8.优选的，所述驱动装置为滚珠丝杆副，该滚珠丝杆副的两侧设有滑轨，滚珠丝杆副的螺母两侧对称设有滑块，滑块沿着滑轨滑动，且滑块与第二连杆铰接。
9.优选的，所述双连杆的铰接处在第一连杆和第二连杆之间设有伸缩支撑杆。
10.优选的，两个双连杆机构之间设有加强杆。
11.优选的，所述底座上方设有包裹整个装置的防护盖，该防护盖在与双连杆机构重叠的竖直面上设有行程槽，用于第二连杆在行程槽内运动，其中，铰接座与下连接板的铰接处位于防护盖上方。
12.采用以上技术方案的有益效果是：本发明中双连杆机构和腿部随停装置组成四连杆机械结构，可以很好的模拟医生对病人腿部施加的力，并带动病人腿部完成相应的康复动作，结构相对简单，大大降低生产制造成本。同时腿部随停装置可以选择模拟两种训练模式，进行屈曲训练或股四头肌等长收缩训练。
附图说明
13.图1是本发明的结构示意图；
14.图2是本发明内部的结构示意图；
15.图3是腿部随停装置的结构示意图；
16.图4是转盘处的结构示意图；
17.图5是盖板内侧的结构示意图；
18.图6是双连杆的结构示意图
19.其中，1-双连杆机构、2-底板、3-驱动机构、4-第一连杆、5-第二连杆、6-腿部随停装置、7-上连接板、8-下连接板、9-转盘、10-转环、11-圆柱槽、12-定位支架、13-插孔、14-盖板、15-圆柱凸台、16-凸起、17-定位块、18-定位槽、19-定位板、20-插槽、21-伸缩内杆、22-伸缩外杆、23-滑槽、24-滚珠丝杆副、25-滑轨、26-滑块、27-伸缩支撑杆、28-加强杆、29-防护盖、30-行程槽、31-控制箱、32铰接座、33-定位孔、34-螺纹孔、35-螺栓。
具体实施方式
20.下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
21.图1-图6出示本发明的具体实施方式：一种多模式膝关节康复机械手，包括两组结构一致的双连杆机构1和驱动机构3，患者的腿部固定在两组双连杆机构1之间；所述驱动机构3设置在底板2上，双连杆机构1由第一连杆4和第二连杆5铰接而成，第二连杆5的端部与驱动机构3铰接，第一连杆4的端部通过腿部随停装置6与底座相连接，腿部随停装置6的两端分别与第一连杆4和底座铰接；使用时该装置竖直放置，踝关节位于在双连杆机构1的铰接处，将小腿固定在两个第一连杆之间，第一连杆的两端内侧设有海绵结构，第一连杆的两端设有绷带结构，该绷带结构包括绷带和通槽体，分别设置在两组第一连杆的外侧，绷带的端部设有魔术贴，绷带穿过通槽体，缠绕小腿一周，然后通过魔术贴粘结其本体；该腿部随停装置6包括上连接板7和下连接板8，上连接板7与下链接板的铰接处分别设有转盘9和转
环10，转环10套在转盘9上，转盘9的中心位置设有圆柱槽11，圆柱槽11内设有定位支架12，支架上设有插孔，该装置还包括盖板14，该盖板14为与转盘9相匹配的圆形盖板14，盖板14内侧设有与圆柱槽11相匹配的圆柱凸台15，圆柱凸台15对应插孔设有凸起16，盖板14的边部分别设有两个定位块17，定位块17的内侧设有与上连接板7或者下连接板8相匹配的定位槽，底座上设有与下连接板8铰接的铰接座32，固定下连接板8的定位块17内设有可抽拉的定位板19，铰接座32上再与定位板19同一水平面上设有插槽20，定位板19可放置在插槽20内。
22.当进行屈曲训练时，将盖板合在转盘处，对上连接板和下连接板进行固定，使得两者无法发生转动，抽出定位板，将其插在插槽内，使得下连接板和铰接座无法发生转动，这样驱动装置运动时，双连杆是活动的，以及第一连杆和腿部随停装置的铰接处是活动的，驱动第一连杆相对于腿部随停装置发生转动，实现使用者膝盖处的屈曲训练。
23.当进行股四头肌等长收缩训练时，将盖板取下，这样驱动装置运动时，四连杆结构都是活动的，这样使用者大腿做抬升运动，同时膝盖也做屈曲运动，实现了股四头肌等长收缩训练。
24.第一连杆4包括伸缩内杆21和伸缩外杆22，伸缩外杆22内设有滑槽23，伸缩内杆21卡在滑槽23内，伸缩外杆22相对于伸缩内杆21移动一端的侧壁设有定位孔33，伸缩杆内杆相对于伸缩外杆22移动一端的侧壁沿轴线方向等间距设有螺纹孔34，由螺栓35穿过定位孔33与螺纹孔34螺纹连接，调节第一连杆4的伸缩长度，可以根据使用者小腿的长度来调节第一连杆的长度，提高使用者的舒适度。
25.驱动装置为滚珠丝杆副24，该滚珠丝杆副24的两侧设有滑轨25，滚珠丝杆副24的螺母两侧对称设有滑块26，滑块26沿着滑轨25滑动，且滑块26与第二连杆5铰接，底座上还设有控制箱31，用于控制滚珠丝杆副的驱动电机，驱动电机旋转带动丝杆旋转，驱动螺母直线运动，进而带动滑块沿着滑轨滑动。
26.两个双连杆机构1之间设有加强杆28，加强杆可以使的给连杆在运动时，不产生晃动；双连杆的铰接处在第一连杆4和第二连杆5之间设有伸缩支撑杆27，进一步加强了此装置的强度。
27.底座上方设有包裹整个装置的防护盖29，该防护盖29在与双连杆机构1重叠的竖直面上设有行程槽20，用于第二连杆5在行程槽20内运动，其中，铰接座与下连接板8的铰接处位于防护盖29上方，防护盖对整个装置内，特别是滚珠丝杆副起到保护的作用。
28.以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。