[發明專利]一種膝關節三維運動檢測及訓練裝置

在審

• 申請號: 201811227658.0
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109172283A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 安丙辰;安麗濤;何巖;安曉英
• 申請（專利權）人: 天津安安科技有限公司
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A63B23/04;A63B21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種膝關節三維運動檢測及訓練裝置，其特征在于，由大腿固定裝置（1）、連接桿（2，3）和大腿支撐托（4）組成的大腿部分；由固定滑軌（5，6）、移動滑軌（7，8）、垂直滑軌（9，10）、連接桿（11，12）以及小腿支撐托（13）組成的小腿部分；大腿部分和小腿部分由兩者之間的連接裝置（14）連接；大腿部分固定大腿；小腿部分固定小腿，并與連接裝置共同實現膝關節三維運動。

2.如權利要求1所述的膝關節三維運動檢測及訓練裝置，其特征在于，膝關節側方固定及驅動的框架結構，固定大腿和驅動小腿的機械框架結構均位于膝關節的外側，通過連接桿（2,3）連接到大腿支撐托（4）固定大腿、通過連接桿（11,12）連接到小腿支撐托（13）驅動小腿，避免了結構臃余對膝關節活動的限制，從而為膝關節全關節活動范圍的三維運動提供了充足空間。

3.如權利要求1所述的膝關節三維運動檢測及訓練裝置，其特征在于，小腿部分的固定滑軌（5，6）與移動滑軌（7，8）的雙滑軌框架設計;本設計結構輕便、穩定，運行安靜，與單軌結構相比能夠承受更大重量，減少磨損。

4.如權利要求3所述的雙滑軌框架設計，其特征在于，固定滑軌（5，6）的滑塊（15，16）與移動滑軌（7，8）的滑塊（17，18）之間的連接采用螺釘（19）背向垂直交叉固定（亦可根據需要改變角度），使移動滑軌（7，8）能相對于固定滑軌（5，6）進行上下、內外滑動，從而可以驅動小腿上下、內外運動。

5.如權利要求3所述的雙滑軌框架設計，其特征在于，兩個移動滑軌（7，8）的非同步運動設計，兩個移動滑軌（7，8）在移動時可以采用不同速度的內外滑動和上下移動，從而可以驅動小腿以膝關節為中心進行內外翻運動。

6.如權利要求5所述的兩個移動滑軌（7，8）的非同步運動設計，其特征在于，為配合膝關節的內外翻運動，移動滑軌（7，8）的小腿支撐托（13）及連接桿（11，12）之間設置單平面旋轉軸承（20，21），以消除移動滑軌（7，8）的非同步移動所引起的移動滑軌與小腿支撐托（13）所形成框架的扭轉應力。

7.如權利要求1所述的膝關節三維運動檢測及訓練裝置，其特征在于，垂直滑軌（9，10）與兩個移動滑軌（7，8）所在平面垂直，可借助固定于移動滑軌（7，8）末端的滑塊（22，23）與垂直滑軌（9，10）之間的滑動帶動小腿垂直于固定滑軌（5，6）所在平面進行小腿的前后運動。

8.如權利要求1所述的膝關節三維運動檢測及訓練裝置，其特征在于，無論是大腿部分還是小腿部分的大腿或小腿支撐托（4，13），均根據人體外形進行優化設計，需要時可為患者進行量身定制，最大程度固定大腿和小腿，又能避免局部應力集中所導致的壓傷。

9.如權利要求1所述的膝關節三維運動檢測及訓練裝置，其特征在于，小腿部分支撐托（13）的旋轉滑軌（24，25）設計，適應支撐托的外形，驅動小腿以矢狀軸為中心進行旋轉運動。

10.如權利要求1所述的膝關節三維運動檢測及訓練裝置，其特征在于，大腿部分和小腿部分由兩者之間的連接裝置（14）可以驅動小腿繞大腿進行屈伸運動。

11.如權利要求1所述的膝關節三維運動檢測及訓練裝置，其特征在于，本發明所述所有滑軌均可由電機驅動和傳感器感應，不僅能夠驅動小腿實現三維運動訓練，而且還可以檢測膝關節三維運動的速度、距離和力。

12.以上內容不局限于膝關節的測試和訓練，相同原理也可以用于全身其它關節，也可應用于外骨骼機器人的設計。