护膝装置及其检测机构的制作方法

本发明涉及护膝产品的技术领域，特别是涉及一种护膝装置及其检测机构。

背景技术：

在现代体育运动或医疗设备中，护膝产品的使用较为广泛。护膝产品用于穿戴在人体上以对膝盖上的韧带进行保护。一般的护膝产品不能实时检测膝盖伸屈的运动数据，尤其是当使用者应用护膝产品对膝盖进行康复时，容易导致运动过量或不足。

技术实现要素：

基于此，有必要针对护膝产品不能实时检测膝盖伸屈的运动数据的问题，提供一种护膝装置及其检测机构。

一种护膝装置的检测机构，用于检测人体的运动数据，包括：

壳体；

第一转轴，转动连接于所述壳体上；

第一连块，包括第一块本体，所述第一块本体固定于所述第一转轴上；

第二连块，包括第二块本体，所述第二块本体转动连接于所述壳体上；

连杆，两端分别与所述第一块本体和所述第二块本体转动连接；

感应模块，包括感应座和磁场发生器，所述感应座设置于所述第一转轴上，所述磁场发生器设置于所述壳体上，所述感应座能够感应所述磁场发生器并产生感应信号；以及

测量结果输出模块，与所述感应座通信连接并用于输出检测的所述人体的运动数据；

其中，当所述第二块本体相对于所述壳体转动时，所述第二块本体通过所述连杆带动所述第一块本体相对于所述壳体转动，所述感应座产生感应信号。

在其中一个实施例中，所述壳体包括本体部、壳盖和磁体盖；

所述本体部上开设有第一固定槽和定位槽，所述第一固定槽与所述定位槽连通，所述本体部与所述壳盖扣合连接，所述壳盖上开设有第二固定槽，所述定位槽位于所述本体部上远离所述壳盖的一侧；

所述第一转轴的第一端位于所述第一固定槽内，所述第一转轴的第二端位于所述第二固定槽内；

所述感应座固定于所述第二端，且所述感应座位于所述定位槽内；

所述磁体盖固定于所述定位槽的底部，所述磁体盖的内壁上开设有容置槽，所述磁场发生器位于所述容置槽内，可以避免感应器和磁场发生器直接暴露在外，从而延长了感应模块的使用寿命。

在其中一个实施例中，护膝装置的检测机构还包括两个第一轴承，两个所述第一轴承均套接于所述第一转轴上，两个所述第一轴承的外侧均设有第一凸台，所述第一固定槽的内壁上和所述第二固定槽的内壁上均设有第一台阶部，其中一个所述第一轴承的第一凸台卡接于所述第一固定槽的第一台阶部上，另外一个所述第一轴承的第一凸台卡接于所述第二固定槽的第一台阶部上，使所述第一转轴转动连接于所述壳体上，可以减少第一转轴与壳体之间的磨损。

在其中一个实施例中，护膝装置的检测机构还包括第二转轴和第二轴承，所述第二块本体套接于所述第二转轴上；

所述第二轴承开设有第二连接孔，所述第二转轴位于所述第二连接孔内，所述第二转轴的外侧设有第二凸台，所述壳体开设有第二安装槽，所述第二安装槽的内壁上设有第二台阶部，所述第二凸台卡接于所述第二台阶部上，使所述第二转轴转动连接于所述壳体上，可以减少第二转轴与壳体之间的磨损。

在其中一个实施例中，所述感应座包括座本体和角度感应器，所述座本体位于所述第一转轴上；所述角度感应器设置于所述座本体上，所述角度感应器与所述测量结果输出模块通信连接，且所述角度感应器能够感应所述磁场发生器并产生所述感应信号；

当所述角度感应器相对于所述磁场发生器运动时，所述角度感应器产生所述感应信号。

在其中一个实施例中，所述测量结果输出模块包括显示屏和处理芯片，所述显示屏用于设置于第一腿箍的侧壁上，所述处理芯片分别与所述显示屏和所述感应座通信连接，所述处理芯片将所述感应信号进行处理并输出至所述显示屏进行显示，使使用者可以实时查看自己的运动数据，从而可以避免使用者运动时出现运动过量或不足的现象。

在其中一个实施例中，护膝装置的检测机构还包括设定模块和报警器；

所述设定模块和所述报警器分别与所述处理芯片通信连接，所述设定模块用于设定所述人体的运动数据的阈值；

所述处理芯片能够控制所述报警器发出警报；

当所述人体的运动数据达到所述阈值时，所述处理芯片控制所述报警器发出警报，使用时，使用者可以设定自己的运动数据的阈值；当使用者的运动量达到设定的阈值时，处理芯片自动控制报警器发出警报，有效地避免使用者运动时出现运动过度或不足的现象。

在其中一个实施例中，所述测量结果输出模块还包括天线，所述天线与所述处理芯片通信连接，所述处理芯片控制所述天线发出信号，使所述测量结果输出模块与外界的终端设备通信连接，使用者可以打开终端设备以实时查看运动数据。

在其中一个实施例中，护膝装置的检测机构还包括缓冲垫，所述缓冲垫固定于所述壳体上，所述第一连块还包括与所述第一块本体固定连接的第一抵接部，所述第二连块还包括与所述第二块本体固定连接的第二抵接部，所述第一抵接部和所述第二抵接部均能够抵接于所述缓冲垫；

当所述第二块本体相对于所述壳体沿第一方向转动时，所述第二块本体通过所述连杆带动所述第一块本体相对于所述壳体沿第二方向转动，直至所述第二抵接部与所述缓冲垫抵接；

当所述第二块本体相对于所述壳体沿所述第二方向转动时，所述第二块本体通过所述连杆带动所述第一块本体相对于所述壳体沿所述第一方向转动，直至所述第一抵接部与所述缓冲垫抵接；所述第一方向与所述第二方向相反，第一连块固定于使用者的大腿上，第二连块固定于使用者的小腿上，当人体伸腿时，小腿带动第二块本体相对于壳体沿第一方向转动，第二块本体通过连杆带动第一块本体相对于壳体沿第二方向转动，最终第二连块的第二抵接部与缓冲垫抵接，第二块本体将停止向第一方向转动，从而可以避免人体伸腿过度而拉伤韧带；当人体屈膝时，小腿带动第二块本体相对于壳体沿第二方向转动，第二块本体通过连杆带动第一块本体相对于壳体沿第一方向转动，最终第一连块的第一抵接部与缓冲垫抵接，第一块本体将停止向第一方向转动，从而可以避免人体屈膝过度而拉伤韧带，使膝盖得到了保护。

一种护膝装置，包括上述的护膝装置的检测机构。

上述的护膝装置及其检测机构，第一连块与人体的大腿固定，第二连块与人体的小腿固定；当人体运动时，小腿带动第二块本体相对于壳体转动，同时第二块本体通过连杆带动第一块本体相对于壳体转动，第一块本体带动感应座相对于磁场发生器转动，此时感应座产生感应信号，测量结果输出模块对感应座产生的感应信号进行处理并输出检测到的人体的运动数据，由于护膝装置的检测机构能够实时检测出人体的运动数据，从而可以避免使用者运动时出现运动过量或不足的现象。

附图说明

图1为一实施例的护膝装置的立体图；

图2为图1所示护膝装置的局部爆炸图；

图3为图2所示护膝装置的A处局部放大图；

图4为图1所示护膝装置的另一状态的右视图；

图5为图4所示护膝装置的主视图；

图6为图4所示护膝装置的局部示意图；

图7为图6所示护膝装置的B-B线剖视图；

图8为图1所示护膝装置的检测机构的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对护膝装置及其检测机构进行更全面的描述。附图中给出了护膝装置及其检测机构的首选实施例。但是，护膝装置及其检测机构可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对护膝装置及其检测机构的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在护膝装置及其检测机构的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，一实施例的护膝装置1包括第一腿箍10、第二腿箍20和检测机构30。护膝装置1用于保护人体的膝盖。第一腿箍10固定于人体的大腿上，第二腿箍20固定于人体的小腿上。具体的，第一腿箍10通过第一魔术贴50固定于大腿上，第二腿箍20通过第二魔术贴60固定于小腿上。

如图2所示，检测机构30用于检测人体的运动数据。检测机构30包括壳体31、第一转轴32、第一连块33、第二连块34、连杆35、感应模块36以及测量结果输出模块37。第一转轴32转动连接于壳体31上。同时参见图3，第一连块33包括第一块本体332和第一连接部334，第一块本体332与第一连接部 334固定连接，第一块本体332固定于第一转轴32上。第二连块34包括第二块本体342和第二连接部344，第二块本体342与第二连接部344固定连接，第二块本体342转动连接于壳体31上。连杆35的两端分别与第一块本体332和第二块本体342转动连接。壳体31、第一连块33、第二连块34和连杆35构成连杆机构。感应模块36包括感应座362和磁场发生器364，感应座362设置于第一转轴32上，磁场发生器364设置于壳体31上，感应座362能够感应磁场发生器364并产生感应信号。测量结果输出模块37与感应座362通信连接并用于输出检测的人体的运动数据。其中，第一连接部334固定于第一腿箍10上，第二连接部344用于固定于第二腿箍20上。或第一连接部334固定于第二腿箍20 上，第二连接部344固定于第一腿箍10上。当第二块本体342相对于壳体31 转动时，第二块本体342通过连杆35带动第一块本体332相对于壳体31转动，感应座362产生感应信号。

如图4、图5所示，在本实施例中，连杆机构的一端通过上杆12与第一腿箍10连接，连杆机构的另一端通过下杆14与第二腿箍20连接。同时参见图6，第一块本体332呈扇形，第一连接部334通过上杆12连接于第一腿箍10的侧壁上，第一块本体332与连杆35铰接。第二块本体342呈扇形，第二块本体342 的端面与连杆35铰接，第二连接部344通过下杆14连接于第二腿箍20的侧壁上。连杆机构的数目为两个。两个连杆机构平行设置于第一腿箍10和第二腿箍 20的两侧，且两个连杆机构的两端均与第一腿箍10和第二腿箍20连接。如图 5所示，感应模块36设置于其中一个连杆机构上。测量结果输出模块37设置于第一腿箍10上。

本实施例的护膝装置1及其检测机构30，第一连块33与人体的大腿固定，第二连块34与人体的小腿固定。当人体运动时，小腿带动第二块本体342相对于壳体31转动，同时第二块本体342通过连杆35带动第一块本体332相对于壳体31转动，第一块本体332带动感应座362相对于磁场发生器364转动，此时感应座362产生感应信号，测量结果输出模块37对感应座362产生的感应信号进行处理并输出检测到的人体的运动数据，由于护膝装置1的检测机构30能够实时检测出人体的运动数据，从而可以避免使用者运动时出现运动过量或不足的现象。

如图7所示，在其中一个实施例中，壳体31包括本体部312、壳盖314和磁体盖316。本体部312上开设有第一固定槽3122。本体部312与壳盖314扣合连接，壳盖314上开设有第二固定槽3142和定位槽3144，第二固定槽3142 与定位槽3144连通。定位槽3144位于壳盖314上远离本体部312的一侧。第一转轴32的第一端位于第一固定槽3122内，第一转轴32的第二端位于所述第二固定槽3142内。感应座362固定于第一转轴32的第二端，且感应座362位于定位槽3144内。磁体盖316固定于定位槽3144的底部，磁体盖316的内壁上开设有容置槽3162，磁场发生器364位于容置槽3162内，可以避免感应座 362和磁场发生器364直接暴露在外，从而延长了感应模块36的使用寿命。在本实施例中，本体部312的两端分别开设有第一安装孔3126和第二安装孔3128。上杆12的一端穿设于第一安装孔3126内并与第一块本体332的第一端螺栓连接，上杆12的另一端与第一腿箍10之间通过螺栓连接。磁体盖316固定于固定槽的底部。下杆14的一端穿设于第二安装孔3128与第二块本体342的端面螺栓连接，下杆14的另一端与第二腿箍20之间通过螺栓连接。

如图7所示，在其中一个实施例中，检测机构30还包括两个第一轴承38，两个第一轴承38均套接于第一转轴32上，两个第一轴承38的外侧均设有第一凸台384，第一固定槽3122的内壁和第二固定槽3142的内壁上均设有第一台阶部，其中一个第一轴承38的第一凸台384卡接于第一固定槽3122的第一台阶部上，另外一个第一轴承38的第一凸台384卡接于第二固定槽3142的第一台阶部上，使第一转轴32转动连接于壳体31上，可以减少第一转轴32与壳体31 之间的磨损。在本实施例中，两个第一轴承38的边缘均设有第一凸台384，使第一轴承38与壳体31较好地连接。两个第一轴承38分别套接于第一转轴32 的两端，且两个第一轴承38分别抵接于本体部312和壳盖314上。

如图7所示，在其中一个实施例中，检测机构30还包括第二转轴39和第二轴承40，第二块本体342套接于第二转轴39上。第二轴承40开设有第二连接孔，第二转轴39位于第二连接孔内，第二轴承40的外侧设有第二凸台，壳体31开设有第二安装槽318，第二安装槽318的内壁上设有第二台阶部，第二凸台卡接于第二安装槽318的第二台阶部上，使第二轴承40转动连接于壳体31 上，可以减少第二轴承40与壳体31之间的磨损。在本实施例中，第二轴承40 的数目为两个。第二安装槽318的数目为两个。两个第二安装槽318分别开设于本体部312和壳盖314上。其中一个第二轴承40位于本体部312的第二安装槽318内，另外一个第二轴承40位于壳盖314的第二安装槽318内。两个第二轴承40的边缘均设有第二凸台，使轴承与壳体31较好地连接。两个第二轴承 40分别套接于第二转轴39的两端，且两个第二轴承40分别卡接于本体部312 和壳盖314上。

如图2、图7所示，在其中一个实施例中，感应座362包括座本体3622和角度感应器3624，座本体3622位于第一转轴32上。角度感应器3624设置于座本体3622上，角度感应器3624与测量结果输出模块37通信连接，且角度感应器3624能够感应磁场发生器364并产生感应信号。当角度感应器3624相对于磁场发生器364运动时，角度感应器3624产生感应信号。在本实施例中，座本体3622固定于第一转轴32的端部。角度感应器3624为角位移传感器，用于采集角度数据。当第一转轴32带动角度感应器3624相对于壳体31转动时，使角度感应器3624相对于磁场发生器364运动，角度感应器3624产生感应信号。

如图8所示，在其中一个实施例中，测量结果输出模块37包括显示屏372 和处理芯片374，同时参见图5，显示屏372用于设置于第一腿箍10的侧壁上，处理芯片374分别与显示屏372和感应座362通信连接，处理芯片374将感应信号进行处理并输出至显示屏372进行显示，使使用者可以实时查看自己的运动数据，从而可以避免使用者运动时出现运动过量或不足的现象。在本实施例中，处理芯片374集成于显示屏372内。处理芯片374与感应座362通信连接，使感应座362采集到的角位移数据能够输送至处理芯片374进行处理。处理芯片374根据预设的转化代码对角位移数据计算出使用者运动的步数、角速度及角加速度的运动数据。处理芯片374将处理后的运动数据输出至显示屏372进行显示。

在其中一个实施例中，检测机构30还包括设定模块(图中未示出)和报警器(图中未示出)。设定模块和报警器分别与处理芯片374通信连接，设定模块用于设定人体的运动数据的阈值。处理芯片374能够控制报警器发出警报。当人体的运动数据达到阈值时，处理芯片374控制报警器发出警报。使用时，使用者可以设定自己的运动数据的阈值。当使用者的运动量达到设定的阈值时，处理芯片374自动控制报警器发出警报，有效地避免使用者运动时出现运动过度或不足的现象。

如图8所示，在其中一个实施例中，测量结果输出模块37还包括天线375，天线375与处理芯片374通信连接，处理芯片374控制天线375发出信号，使测量结果输出模块37与外界的终端设备通信连接，使用者可以打开终端设备以实时查看运动数据。在本实施例中，处理芯片374为蓝牙芯片。处理芯片374 具有计算和发射信号的功能。

如图8所示，在其中一个实施例中，测量结果输出模块37还包括GPS(Global Positioning System，全球定位系统)模块376，GPS模块376与处理芯片374通信连接，GPS模块376能够测量出使用者所在位置的经纬度，处理芯片374通过GPS模块376测量到的经纬度可以反推到位置的变化，从而计算出使用者整个运动过程的路线和里程。

如图6所示，在其中一个实施例中，检测机构30还包括缓冲垫41，缓冲垫 41固定于壳体31上，第一连块33还包括与第一块本体332固定连接的第一抵接部336，第二连块34还包括与第二块本体342固定连接的第二抵接部346，第一抵接部336和第二抵接部346均能够抵接于缓冲垫41。当第二块本体342 相对于壳体31沿第一方向转动时，第二块本体342通过连杆35带动第一块本体332相对于壳体31沿第二方向转动，直至第二抵接部346与缓冲垫41抵接。当第二块本体342相对于壳体31沿第二方向转动时，第二块本体342通过连杆 35带动第一块本体332相对于壳体31沿第一方向转动，直至第一抵接部336与缓冲垫41抵接。第一方向与第二方向相反。其中，第一方向为逆时针方向，第二方向为顺时针方向。

第一连块33固定于使用者的大腿上，第二连块34固定于使用者的小腿上，当人体伸腿时，小腿带动第二连块34相对于壳体31沿第一方向转动，第二块本体342通过连杆35带动第一块本体332相对于壳体31沿第二方向转动，最终第二连块34的第二抵接部346与缓冲垫41抵接，第二块本体342将停止向第一方向转动，从而可以避免人体伸腿过度而拉伤韧带。当人体屈膝时，小腿带动第二连块34相对于壳体31沿第二方向转动，第二块本体342通过连杆35 带动第一块本体332相对于壳体31沿第一方向转动，最终第一连块33的第一抵接部336与缓冲垫41抵接，第一块本体332将停止向第一方向转动，从而可以避免人体屈膝过度而拉伤韧带，使膝盖得到了保护。

在本实施例中，缓冲垫41的材料为弹性材料。第一抵接部336和第二抵接部346均能够抵接于缓冲垫41。缓冲垫41通过螺钉固定于本体部312上。第一块本体332的旋转中心与第二块本体342的旋转中心的连线和缓冲垫41的长度方向的夹角为θ(45°＜θ＜90°)。

如图3所示，第一块本体332开设有第一连接孔3322，第一转轴32穿设于第一连接孔3322，且第一转轴32转动连接于壳体31上。第二块本体342开设有第二连接孔3422，第二转轴39穿设于第二连接孔3422，且第二转轴39转动连接于壳体31上。第一转轴32和第二转轴39均能够与连杆35抵接。当第二抵接部346与缓冲垫41抵接时，连杆35的第一侧与第二转轴39的侧壁抵接，可以防止因第二块本体342的转动惯量过大而克服缓冲垫41的弹性继续沿第一方向转动过度，从而起到限位作用。当第一抵接部336与缓冲垫41抵接时，连杆35的第二侧与第一转轴32的侧壁抵接，可以防止因第一块本体332的转动惯量过大而克服缓冲垫41的弹性继续沿第一方向转动过度，从而起到限位作用。同时参见图6，在本实施例中，壳体31呈环形状，第一转轴32为传动轴，第二转轴39为旋转轴。第一转轴32和第二转轴39分别转动设置于环形壳体31的两个圆心上。如图3所示，在其中一个实施例中，护膝装置1还包括第一卡环 70和第二卡环80。第一转轴32上开设有第一卡接槽322，第一卡环70卡入第一卡接槽322的内壁，同时参见图7，且第一卡环70的侧壁与第一块本体332 抵接。如图3所示，第二转轴39上开设有第二卡接槽392，第二卡环80卡入第二卡接槽392的内壁，同时参见图7，且第二卡环80的侧壁与第二块本体342 抵接。在本实施例中，第一块本体332开设有第一抵接槽3324，第一抵接槽3324 与第一连接孔3322连通，第一卡环70卡入第一卡接槽322且与第一抵接槽3324 的底部抵接，以免第一块本体332随第一转轴32转动时左右晃动。第二块本体 342上开设有第二抵接槽3424，第二抵接槽3424与第二连接孔3422连通，第二卡环80卡入第二卡接槽392且与第二抵接槽3424的底部抵接，以免第二块本体342随第二转轴39转动时左右晃动。

如图3所示，在其中一个实施例中，连杆35的第一侧开设有第一凹槽352，连杆35的第二侧开设有第二凹槽354。如图6所示，当第二抵接部346与缓冲垫41抵接时，至少部分第二转轴39位于第一凹槽352内，使连杆35的第一侧更好地限定第二块本体342沿第一方向转动的角度。当第一抵接部336与缓冲垫41抵接时，至少部分第一转轴32位于第二凹槽354内，使连杆35的第二侧更好地限定第一块本体332沿第一方向转动的角度。在本实施例中，第一凹槽 352和第二凹槽354均呈半圆形状。第一凹槽352与第一转轴32相适配，第二凹槽354与第二转轴39相适配。

如图6所示，在其中一个实施例中，连杆35的两端分别与第一块本体332 和第二块本体342铰接。如图3所示，在其中一个实施例中，护膝装置1还包括第一销钉90和第二销钉100。第一块本体332上开设有第一铰接孔3326，连杆35的两端分别开设有第二铰接孔356和第三铰接孔358，第二块本体342上开设有第四铰接孔3426。第一销钉90穿设于第一铰接孔3326与第二铰接孔356 内，使连杆35的一端铰接于第一块本体332。第二销钉100穿设于第三铰接孔 358与第四铰接孔3426内，使连杆35的另一端铰接于第二块本体342。

如图3所示，在其中一个实施例中，护膝装置1还包括第一套筒110和第二套筒120。第一套筒110位于第二铰接孔356内，且第一套筒110套接于第一销钉90。第二套筒120位于第三铰接孔358内，且第二套筒120套接于第二销钉100，可以减少第一销钉90与第一块本体332、第二销钉100与第二块本体 342之间的磨损。在其中一个实施例中，第一铰接孔3326的数目为多个，第一销钉90穿设于其中一个第一铰接孔3326内，可以根据需要进行调节第一块本体332与连杆35之间的铰接位置。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。