[發明專利]一種智能穿戴式可雙向鎖死的護膝

有效

• 申請號: 201711098202.4
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107714259B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 魏敦文;周聰;高濤;彭倍;曾志;于慧君;鄭翔
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: A61F5/05
• 分類號: A61F5/05;A61B5/107;A61B5/11
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 李靜

本專利申請涉及運動保護器械技術領域，公開了一種智能穿戴式可雙向鎖死的護膝，包括膝關節支撐裝置、雙向鎖死裝置、微型電機絲杠繩索驅動裝置和智能控制裝置。膝關節支撐裝置包括小腿護架和大腿護架，小腿護架與大腿護架轉動連接，小腿護架與大腿護架均設有弧形板以及綁帶；雙向鎖死裝置包括微型電機、滾珠絲杠、棘輪以及棘爪組件；智能控制裝置包括智能控制系統、高性能處理器控制芯片、角度傳感器、六軸姿態傳感器、GPS定位模塊和藍牙無線通信模塊。通過智能控制裝置中的傳感器對運動狀態進行檢測，以及在雙向鎖死裝置共同的作用下在發生摔倒時鎖定膝關節運動以防止膝關節造成嚴重的損傷。本發明具有結構穩定可靠、能雙向鎖死的優點。

技術領域

本發明涉及運動保護器械技術領域，具體涉及一種用于康復醫療的護膝。

背景技術

在人體運動體系中，膝關節起著舉足輕重的作用，是保證人體站立和行走的關鍵所在，膝關節的屈伸動作是人體能夠行走的基本保證，膝關節是全身關節中滑膜面積最大的關節,滑膜反應也是最明顯的，膝關節是人體較大而復雜的屈曲關節，它所受到的應力大，結構穩定而又靈活的人體膝關節由股骨下段、脛骨上段、髕骨以及關節韌帶、肌腱和關節囊等結構組成，膝關節滑膜是人體關節中面積最廣、最復雜的，也是最大的滑膜腔，膝關節是人體滑膜最多，關節面最大和結構最復雜的關節，所以膝關節在日常的生活中容易受到損傷。

現階段我國存在著大量的膝關節疾病患者以及膝關節手術后的康復者，在日常生活中需要穿戴護膝來保護膝關節以及防止膝關節二次損傷，并幫助其恢復，除此之外還有許多行動不便的老年人在運動過程中很容易發生摔倒，嚴重的會造成膝關節損傷從而失去運動能力。

因此為了滿足膝關節受傷者的需求，防止膝關節受傷患者手術后再次受傷，解決患者行走運動中的不便情況的問題，以及解決行動不便的老年人在運動過程中很容易發生摔倒導致膝關節嚴重受損的問題，需要研發出一種智能護膝能夠對膝關節受損的人群進行膝關節的保護，以及能夠對老年人的運動狀態進行監測，在發生傾倒的瞬間對膝關節進行鎖定防止老年人摔倒并保護老年人膝關節。

現有的護膝大致分為兩種，一種是被動式柔性護膝，另外一種是機械結構的護膝。被動式柔性護膝只能在使用者跌倒以及碰撞時達到一定的緩沖作用，無法滿足保護膝關節的需求，研究人員開始致力于機械結構護膝的研究。

公開號為CN102973337A的中國專利中，公開了一種具有承重自鎖功能的主動式膝關節結構，主要包括與大腿和小腿固定的連桿繃帶、膝關節連接機構及限位機構、小腿連接結構、電機及諧波減速器、自鎖彈片、油壓緩沖器、自恢復扭簧；膝關節連接機構及限位機構和大腿連桿固聯在一起；小腿連接機構通過花鍵連接的方式和膝關節連接機構連接；膝關節連接機構分為內側和外側兩個面，內側面分為兩層，靠近穿戴者的一層上有弧形槽，遠離穿戴者的一層上有自鎖彈片卡死結構；外側面連接電機及諧波減速器；限位機構由小腿連接機構靠近穿戴者的一面上有凸出的圓柱型機構和膝關節連接結構內側的弧形槽組成；圓柱型機構上裝有自鎖彈片的下端裝有自恢復扭簧，自恢復扭簧的一端固定在自鎖彈片上，另一端固定在小腿連接結構的下方圓臺上，自鎖彈片的左下端與鋼絲繩的一端固聯，鋼絲繩的另一端與小腿連桿進行固聯，小腿連接機構的下方圓臺與油壓緩沖器的頂桿通過連接機構進行固聯，油壓緩沖器由頂桿和底座兩部分構成，油壓緩沖器的底座上有調節油壓緩沖阻尼系數的旋鈕，油壓緩沖器的底座通過外螺紋的方式與小腿連桿進行固聯。雖然該結構能夠通過鎖死機構保證站立階段穿戴者的平衡性，也能夠在擺動階段對穿戴者產生助力的作用，在一定程度上提高了能源的使用效率以及增強了患者、穿戴者對不同地形的適應性，但是上述結構設計比較復雜，自鎖機構設計繁瑣，特別是沒有雙向自鎖功能。