一种变刚度踝足矫形器

本发明属于康复医疗器械，具体涉及一种变刚度踝足矫形器。

背景技术：

1、踝足矫形器是一种用于改善脑瘫儿童步态的被动医疗设备，它能够扭转踝关节中性角，用以防止肌肉和骨骼畸形，提供站立和行走时的支持和稳定性，现如今已成为一种主流的治疗方法，并经常与其他的附加治疗措施结合使用，能够有效改善穿戴者下肢的生物力学问题。

2、近年来，随着国内科学技术的不断发展，踝足矫形器功能结构的相关研究越来越得到重视。步态分析技术、3d打印技术和人工智能算法等被广泛应用于踝足矫形器的研究中。这些技术的应用使得踝足矫形器在舒适性和功能效果方面得到了更好的研究，提高了踝足矫形器的实用性和治疗效果。然而，踝足矫形器的客制化设计需求方面却较少受到关注。

3、目前，若想要确定客制化踝足矫形器的刚度和中性角，绝大多数情况下仍需要依赖于医生的专业技术，只有依靠专业知识和临床经验进行判断，不断试错、比较和调整，最终才能确定踝足矫形器的优化刚度。而这样的过程对于患者家庭来说费时费力且繁琐复杂，所以非常有必要设计一款能够直接明确适配患病儿童最优踝足矫形器刚度和中性角的装置，以达到矫正的最佳效果。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决上述问题，提供一种调整时间短，操作方便，制造成本低的变刚度踝足矫形器。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种变刚度踝足矫形器，包括脚踝外骨骼模块和传动装置模块，脚踝外骨骼模块包括固定支撑的脚板、梁架、悬臂梁和工作台，梁架将悬臂梁的末端竖直固定在脚板上，工作台包括垂直滑轨和水平滑轨，工作台与悬臂梁相连的位置设为负载点，悬臂梁竖直布置，竖直滑轨与悬臂梁平行，水平滑轨与垂直滑轨互相垂直，竖直滑轨与水平滑轨滑动连接，水平滑轨通过负载点与悬臂梁滑动连接；传动装置模块包括肢体支架、滑轮和液压油缸，液压油缸竖直布置与竖直滑轨平行并通过肢体支架相连，滑轮位于液压缸的两端，滑轮上绕设有缆绳，缆绳分别与液压油缸内的活塞和水平滑轨相连；液压油缸工作时带动缆绳运动，进而带动工作台中的水平滑轨沿悬臂梁运动。

3、优选地，所述脚板为内凹呈对称的槽型结构，脚板的截面为足弓形状，脚板与操作人员的脚底贴合。

4、优选地，所述梁架为柱体结构，梁架的截面为半个圆环状结构，梁架的中间与操作人员的小腿贴合。

5、优选地，所述悬臂梁的数量为二且对称的分布在梁架上，悬臂梁上设有悬臂梁凹槽，负载点通过悬臂梁凹槽与悬臂梁滑动连接。

6、优选地，所述垂直滑轨为长方体结构。

7、优选地，所述水平滑轨的端部设有水平滑轨连接块，水平滑轨连接块与垂直滑轨滑动连接，水平滑轨的中部与负载点固连。

8、优选地，所述肢体支架包括肢体支架主体，支架主体上设有肢体支架连接杆和肢体支架滑轮杆，肢体支架连接杆连接垂直滑轨和液压缸，肢体支架滑轮杆的端部与滑轮相连。

9、优选地，所述负载点为钣金折弯呈“u”字型结构，负载点与水平滑轨通过螺栓连接，螺栓的端部位于悬臂梁凹槽内，并能沿着悬臂梁凹槽上下滑动。

10、优选地，所述滑轮位于液压油缸的两端，肢体支架滑轮杆的端部与滑轮的中心相连，滑轮能够绕着肢体支架滑轮杆的端部转动。

11、优选地，所述缆绳穿设于液压油缸的油缸内部，并套设在滑轮上。

12、本发明的有益效果是：

13、1、本发明所提供的一种变刚度踝足矫形器，克服了市面上现有的踝足矫形器的需要专业医生的长时间调整，耗时长，调整难度高，对患者以及患者家庭来说有诸多不便的问题。

14、2、本发明可以通过穿戴在患者踝足部位，利用传动装置改变矫形器悬臂梁上荷载相对于固定支座的位置，能够快速调整踝足矫形器的刚度和中性角，大大缩短了优化刚度和中性角的时间。

技术特征：

1.一种变刚度踝足矫形器，其特征在于：包括脚踝外骨骼模块和传动装置模块，脚踝外骨骼模块包括固定支撑的脚板(1)、梁架(2)、悬臂梁(3)和工作台，梁架(2)将悬臂梁(3)的末端竖直固定在脚板(1)上，工作台包括垂直滑轨(4)和水平滑轨(5)，工作台与悬臂梁(3)相连的位置设为负载点(7)，悬臂梁(3)竖直布置，竖直滑轨(4)与悬臂梁(3)平行，水平滑轨(5)与垂直滑轨(4)互相垂直，竖直滑轨(4)与水平滑轨(5)滑动连接，水平滑轨(5)通过负载点(7)与悬臂梁(3)滑动连接；传动装置模块包括肢体支架(6)、滑轮(8)和液压油缸(9)，液压油缸(9)竖直布置与竖直滑轨(4)平行并通过肢体支架(6)相连，滑轮(8)位于液压缸(9)的两端，滑轮(8)上绕设有缆绳，缆绳分别与液压油缸(9)内的活塞和水平滑轨(5)相连；液压油缸(9)工作时带动缆绳运动，进而带动工作台中的水平滑轨(5)沿悬臂梁(3)运动。

2.根据权利要求1所述的一种变刚度踝足矫形器，其特征在于：所述脚板(1)为内凹呈对称的槽型结构，脚板(1)的截面为足弓形状，脚板(1)与操作人员的脚底贴合。

3.根据权利要求1所述的一种变刚度踝足矫形器，其特征在于：所述梁架(2)为柱体结构，梁架(2)的截面为半个圆环状结构，梁架(2)的中间与操作人员的小腿贴合。

4.根据权利要求1所述的一种变刚度踝足矫形器，其特征在于：所述悬臂梁(3)的数量为二且对称的分布在梁架(2)上，悬臂梁(3)上设有悬臂梁凹槽，负载点(7)通过悬臂梁凹槽与悬臂梁(3)滑动连接。

5.根据权利要求1所述的一种变刚度踝足矫形器，其特征在于：所述垂直滑轨(4)为长方体结构。

6.根据权利要求1所述的一种变刚度踝足矫形器，其特征在于：所述水平滑轨(5)的端部设有水平滑轨连接块，水平滑轨连接块与垂直滑轨(4)滑动连接，水平滑轨(5)的中部与负载点(7)固连。

7.根据权利要求1所述的一种变刚度踝足矫形器，其特征在于：所述肢体支架(6)包括肢体支架主体(60)，支架主体(60)上设有肢体支架连接杆(61)和肢体支架滑轮杆(62)，肢体支架连接杆(61)连接垂直滑轨(4)和液压缸(9)，肢体支架滑轮杆(62)的端部与滑轮(8)相连。

8.根据权利要求1所述的一种变刚度踝足矫形器，其特征在于：所述负载点(7)为钣金折弯呈“u”字型结构，负载点(7)与水平滑轨(5)通过螺栓连接，螺栓的端部位于悬臂梁凹槽内，并能沿着悬臂梁凹槽上下滑动。

9.根据权利要求1所述的一种变刚度踝足矫形器，其特征在于：所述滑轮(8)位于液压油缸(9)的两端，肢体支架滑轮杆(62)的端部与滑轮(8)的中心相连，滑轮(8)能够绕着肢体支架滑轮杆(62)的端部转动。

10.根据权利要求1所述的一种变刚度踝足矫形器，其特征在于：所述缆绳穿设于液压油缸(9)的油缸内部，并套设在滑轮(8)上。

技术总结
本发明公开了一种变刚度踝足矫形器，包括脚踝外骨骼模块和传动装置模块，脚踝外骨骼模块包括固定支撑的脚板、梁架、悬臂梁和工作台，梁架将悬臂梁的末端竖直固定在脚板上，工作台包括垂直滑轨和水平滑轨，工作台与悬臂梁相连的位置设为负载点，悬臂梁竖直布置，竖直滑轨与悬臂梁平行，水平滑轨与垂直滑轨互相垂直，竖直滑轨与水平滑轨滑动连接，水平滑轨通过负载点与悬臂梁滑动连接；传动装置模块包括肢体支架、滑轮和液压油缸，液压油缸竖直布置与竖直滑轨平行并通过肢体支架相连，滑轮位于液压缸的两端，滑轮上绕设有缆绳，缆绳分别与液压油缸内的活塞和水平滑轨相连。液压油缸工作时带动缆绳运动，进而带动工作台中的水平滑轨沿悬臂梁运动。

技术研发人员：王洪艳,赵彦琪,杨学航,黄智,郝晓红
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15