下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器的制造方法
【專利摘要】下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器由支撐機(jī)構(gòu)及關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)組成，其中支撐機(jī)構(gòu)包括依次連接的上身支撐件、大腿支持機(jī)構(gòu)、小腿支持機(jī)構(gòu)、腳部支持機(jī)構(gòu)及關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)扭簧控制系統(tǒng)。關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)包括雙層支撐鞋底和腿部滑輪-鋼絲繩系統(tǒng)。支撐機(jī)構(gòu)可分擔(dān)關(guān)節(jié)受力，而關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)輔助自身肌肉帶動(dòng)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，把腳踏地面的力轉(zhuǎn)化為膝、髖部縱向運(yùn)動(dòng)所需力矩。針對(duì)骨關(guān)節(jié)病患者特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，穿戴于人體，成本低、簡單輕便，患者活動(dòng)自由。利用下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器分擔(dān)原本由下肢關(guān)節(jié)所承受的大部分人體重量、緩解疼痛的同時(shí)，還可以鍛練肌肉，防止長期缺少運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的肌肉萎縮。
【專利說明】下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器。

【背景技術(shù)】
[0002]下肢骨關(guān)節(jié)病患者由于關(guān)節(jié)軟骨病變，在行走中關(guān)節(jié)受力會(huì)導(dǎo)致疼痛及病情加重，膝關(guān)節(jié)病患者的關(guān)節(jié)長期不對(duì)稱磨損還將導(dǎo)致X型腿及O型腿。雖然很多國家都在研制穿戴式外骨骼，并關(guān)注智能控制，但都技術(shù)過于復(fù)雜、成本過高，難以推廣，國際上還沒有使用方便、人類智能控制的理想的穿戴式外骨骼。目前，國內(nèi)外下肢骨關(guān)節(jié)病患者使用的仍為手推式助行器或各類拐杖，不僅分擔(dān)的載荷較小難以達(dá)到理想的效果，而且由于上肢長期受力過大可能導(dǎo)致新的病變。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]臨床觀察表明，多數(shù)骨關(guān)節(jié)病人雖然關(guān)節(jié)軟骨病變，但控制關(guān)節(jié)活動(dòng)的肌肉組織工作正常。下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器是針對(duì)骨關(guān)節(jié)病人特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，直接穿戴于人體，僅釆用機(jī)械裝置分擔(dān)關(guān)節(jié)受力，而關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)仍靠自身肌肉帶動(dòng)。這種設(shè)計(jì)思路與通常外骨骼的設(shè)計(jì)思路不同，最主要的目的不是省力，而是減少關(guān)節(jié)負(fù)擔(dān)。下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器釆用桿、鉸鏈、扭簧及緊固帶等組成支撐機(jī)構(gòu)，輔之以關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)。支撐機(jī)構(gòu)可分擔(dān)關(guān)節(jié)受力，而鋼絲繩及滑輪等組成的關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)輔助自身肌肉帶動(dòng)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，把腳踏地面的力轉(zhuǎn)化為膝、髖部縱向運(yùn)動(dòng)所需力矩?？煞謸?dān)原本由下肢關(guān)節(jié)所承受人體重量的50%以上，從而在一定程度上達(dá)到消除或減輕疼痛、緩解病情及防止X型腿及O型腿的作用?；颊唛L期缺少運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致肌肉萎縮，加重骨關(guān)節(jié)病。利用下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器分擔(dān)原本由下肢關(guān)節(jié)所承受的大部分人體重量、緩解患者疼痛的同時(shí)，還可以鍛煉肌肉，防止肌肉萎縮，可謂一舉兩得。老年人往往伴有骨質(zhì)疏松，要盡量使各部位分擔(dān)載荷，所以本設(shè)計(jì)方案通過腋下、臀下、緊固帶等多部位支撐，載荷分布較為均勻，也較為舒適?；颊吒鶕?jù)自身具體情況，可以雙側(cè)或單側(cè)使用本助行器；可以選擇同時(shí)使用腋下支撐件和臀部彈性軟座，也可以只選其一；可以選擇是否安裝關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)?？傊景l(fā)明思路獨(dú)特、針對(duì)性強(qiáng)，具有簡單輕便、成本較低、自由度高的特點(diǎn)。
[0004]下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器包括支撐機(jī)構(gòu)及關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)，其中支撐機(jī)構(gòu)由依次連接的上身支撐件、大腿支持機(jī)構(gòu)、小腿支持機(jī)構(gòu)、腳部支持機(jī)構(gòu)及關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)扭簧控制系統(tǒng)各部分組成。上身支撐件包括腋下支架及夾于腋下的軟墊，側(cè)腰支架、腰部緊固帶及臀部彈性軟座。大腿支持機(jī)構(gòu)包括大腿支撐桿、兩個(gè)方向髖部鉸鏈及與大腿支撐桿連接的彈性緊固帶，髖部關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)的主要方向分別對(duì)應(yīng)大腿向身體外側(cè)、前方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鉸鏈一側(cè)凸起限制反方向轉(zhuǎn)動(dòng)角度。大腿支撐桿一邊通過髖部鉸鏈與髖部支架相連，另一邊與膝部鉸鏈相連。小腿支持機(jī)構(gòu)包括帶長度精確調(diào)節(jié)器的小腿支撐桿、膝部單向鉸鏈及與小腿支撐桿連接的彈性緊固帶。膝部鉸鏈的彎曲方向與人體關(guān)節(jié)一樣僅可以單方向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鉸鏈一側(cè)凸起限制其只能單方向轉(zhuǎn)動(dòng)。小腿支撐桿一邊通過膝部單向鉸鏈與大腿支撐桿相連，另一邊通過踝部鉸鏈連接腳部支持機(jī)構(gòu)。腳部支持結(jié)構(gòu)包括含單向踝部鉸鏈的踝部支撐桿、支撐鞋底及綁帶，踝部支撐桿一側(cè)通過踝部鉸鏈與小腿支撐桿相連，另一側(cè)與支撐鞋底牢固連接。踝部鉸鏈彎曲方向?qū)?yīng)腳背繃直，通過鉸鏈一側(cè)凸起限制反方向轉(zhuǎn)動(dòng)角度，用綁帶將鞋底與鞋固定。長度精確調(diào)節(jié)器的原理是:與長度精確調(diào)節(jié)器螺母連接的兩側(cè)桿之螺紋方向相反，所以朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)長度精確調(diào)節(jié)器可使桿總長度增長，而反向旋轉(zhuǎn)則使桿縮短。連接在支撐桿上的緊固帶與腿部綁定時(shí)需要盡量保證支撐桿與腿部的連接效果，可以用高彈性護(hù)腿或綁帶，也可以用特制緊身褲。
[0005]關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)扭簧控制系統(tǒng)包括對(duì)膝部關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行控制的扭簧、對(duì)髖部關(guān)節(jié)橫、縱方向轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行控制的扭簧、對(duì)踝部關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行控制的扭簧。膝部關(guān)節(jié)鉸鏈與人體關(guān)節(jié)一樣僅可以單方向轉(zhuǎn)動(dòng)，采用扭簧對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行控制。髖部關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)方向分別對(duì)應(yīng)大腿向身體側(cè)向、前后向的轉(zhuǎn)動(dòng)，分別采用扭簧控制轉(zhuǎn)動(dòng)。還有對(duì)踝部關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行控制的扭簧。扭簧都帶有鎖扣，扣上則扭簧處于工作狀態(tài)，松開關(guān)節(jié)自由活動(dòng)?；颊咧绷r(shí)扭簧處于變形、受力很小的狀態(tài)，走路或上樓梯時(shí)，抬腿扭簧蓄力，腿受力伸直過程中扭簧可提供力偶，在緊固帶的共同作用下，使助行器有適當(dāng)剛度，以實(shí)現(xiàn)分擔(dān)載荷的效果。扭簧剛度應(yīng)根據(jù)體重合理選擇。此外，患者坐下時(shí)需要將扭簧松開，以便關(guān)節(jié)鉸鏈自由彎曲。這種設(shè)計(jì)簡單可靠，可以起到鍛煉肌肉的效果，但做腿部彎曲角度較大的動(dòng)作會(huì)感到比較費(fèi)力。
[0006]關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)是采用鋼絲繩及滑輪系統(tǒng)把腳踏地面的力轉(zhuǎn)化為膝、髖部縱向運(yùn)動(dòng)所需力矩。鑒于日?；顒?dòng)中髖部關(guān)節(jié)鉸鏈橫向轉(zhuǎn)動(dòng)及踝部轉(zhuǎn)動(dòng)角度較小，仍采用扭簧控制轉(zhuǎn)動(dòng)即可，關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)主要幫助髖部關(guān)節(jié)鉸鏈縱向轉(zhuǎn)動(dòng)及膝部關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，因此可以松開這兩處的扭簧，或使用剛度較小的扭簧。關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)包括雙層支撐鞋底和腿部滑輪-鋼絲繩系統(tǒng)。
[0007]腿部滑輪-鋼絲繩系統(tǒng)包括腿部鋼絲繩、髖部關(guān)節(jié)縱向關(guān)節(jié)鉸鏈部位突起處的滑輪、膝部關(guān)節(jié)鉸鏈部位突起處的滑輪與鋼絲繩長度調(diào)節(jié)器。腿部鋼絲繩穿過中空的踝部支撐桿、小腿支撐桿及大腿支撐桿，繞過髖部關(guān)節(jié)鉸鏈處突出部位上的滑輪與膝部關(guān)節(jié)鉸鏈處突出部位上的滑輪，最后通過鋼絲繩長度調(diào)節(jié)器與側(cè)腰支架相連。鋼絲繩長度調(diào)節(jié)器一端與側(cè)腰支撐件通過螺紋連接，另一端與腿部鋼絲繩連接，通過旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鋼絲繩升降達(dá)到微調(diào)鋼絲繩長度的目的。當(dāng)腿部鋼絲繩拉緊，彎曲的鋼絲繩造成的擠壓力可產(chǎn)生使腿伸直的力。
[0008]雙層支撐鞋底由腳前半部分的鞋底、后半部分支撐板、二力桿件、鉸鏈、鞋內(nèi)鋼絲繩、輪子、輪軸、滑輪、彈簧及限位器組成。上部鉸鏈固定在支撐板上，下部輪子可沿鞋底運(yùn)動(dòng)，鞋內(nèi)鋼絲繩繞在輪軸上。輪軸的活動(dòng)范圍被限位裝置所限制。腳下受力時(shí)，鞋跟高度變小，輪軸間距加大，鞋內(nèi)鋼絲繩拉緊，而腳下不受力時(shí)，由于彈簧的作用，鞋跟高度恢復(fù)。鞋內(nèi)鋼絲繩繞在輪軸上的圈數(shù)多則鋼絲繩的拉力較小，助力效果小，圈數(shù)少則鋼絲繩的拉力大，助力效果大，但鞋底高度隨腿部屈伸變化稍大，可依患者實(shí)際情況選擇。后半部分支撐板內(nèi)層采用金屬片加固，不易變形，便于傳力，而鞋底后半部分支撐板外層及鞋底前半部分都采用橡膠材料，受力時(shí)會(huì)適當(dāng)變形，同時(shí)穿著也較為舒適。踝部支撐桿一端與支撐板牢固連接，另一端與小腿支撐桿通過踝部單向鉸鏈加扭簧連接。鞋內(nèi)鋼絲繩繞在輪軸上，并通過滑輪變換方向后穿過中空的踝部支撐桿與腿部鋼絲繩相連。
[0009]鞋底受力時(shí)，鞋跟高度變小，輪軸間距加大，鋼絲繩拉緊產(chǎn)生的擠壓力帶動(dòng)膝部與髖部關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，使腿伸直，而鞋底不受力時(shí)，由于彈簧的作用，鞋跟高度恢復(fù)。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)就是省力，腳下受力時(shí)鋼絲繩拉緊可提供腿伸直的力偶，使助行器有適當(dāng)剛度，而坐下后只要令腳跟不受力，腿的彎曲程度對(duì)應(yīng)鋼絲繩所需長度有少許變化，僅使鞋跟高度有少許變化，對(duì)關(guān)節(jié)活動(dòng)影響不大。
[0010]下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器采用模塊式設(shè)計(jì)理念，可視病情自由組合。既可以雙側(cè)使用，也可以單側(cè)使用?？梢赃x擇是否裝關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)，例如，難以適應(yīng)穿著厚底鞋、肌肉力量較好的患者就可以不裝?？梢赃x擇是否安裝臀部軟座或腋下支撐件等。
[0011]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器支撐機(jī)構(gòu)示意圖。圖2為下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)示意圖。圖3為雙層支撐鞋底示意圖。
[0013]

【具體實(shí)施方式】
[0014]下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器包括支撐機(jī)構(gòu)及關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)，其中支撐機(jī)構(gòu)由依次連接的上身支撐件、大腿支持機(jī)構(gòu)、小腿支持機(jī)構(gòu)、腳部支持機(jī)構(gòu)及關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)扭簧控制系統(tǒng)各部分組成(圖1)。上身支撐件包括帶長度精確調(diào)節(jié)器2的支架3及夾于腋下的軟墊1，側(cè)腰支架4、腰部緊固帶5及臀部彈性軟座6。大腿支持機(jī)構(gòu)包括帶長度精確調(diào)節(jié)器11的大腿支撐桿12、兩個(gè)方向的髖部鉸鏈7、9及與大腿支撐桿連接的彈性緊固帶，髖部關(guān)節(jié)鉸鏈7與9轉(zhuǎn)動(dòng)的主要方向分別對(duì)應(yīng)大腿向身體外側(cè)、前方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鉸鏈一側(cè)凸起限制反方向轉(zhuǎn)動(dòng)角度。大腿支撐桿12 —邊通過雙向髖部鉸鏈7、9與髖部支架4相連，另一邊與膝部鉸鏈13相連。小腿支持機(jī)構(gòu)包括帶長度精確調(diào)節(jié)器16的小腿支撐桿15、膝部單向鉸鏈13及與小腿支撐桿連接的彈性緊固帶。膝部鉸鏈13的彎曲方向與人體關(guān)節(jié)一樣僅可以單方向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鉸鏈一側(cè)凸起限制其只能單方向轉(zhuǎn)動(dòng)。小腿支撐桿15一邊通過膝部單向鉸鏈13與大腿支撐桿12相連，另一邊通過踝部鉸鏈18連接腳部支持機(jī)構(gòu)。腳部支持結(jié)構(gòu)包括含單向踝部鉸鏈18的踝部支撐桿20、支撐鞋底17及綁帶，踝部支撐桿20 —側(cè)通過踝部鉸鏈18與小腿支撐桿相連，另一側(cè)與支撐鞋底17牢固連接。踝部鉸鏈18彎曲方向?qū)?yīng)腳背繃直，通過鉸鏈一側(cè)凸起限制反方向轉(zhuǎn)動(dòng)角度，用綁帶將鞋底17與鞋固定。長度精確調(diào)節(jié)器2、11、16的原理是:與長度精確調(diào)節(jié)器螺母連接的兩側(cè)桿之螺紋方向相反，所以朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)長度精確調(diào)節(jié)器可使桿總長度增長，而反向旋轉(zhuǎn)則使桿縮短。連接在支撐桿上的緊固帶與腿部綁定時(shí)需要盡量保證支撐桿與腿部的連接效果，可以用高彈性護(hù)腿或綁帶，也可以用特制緊身褲。
[0015]關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)扭簧控制系統(tǒng)包括對(duì)膝部關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行控制的扭簧14、對(duì)髖部關(guān)節(jié)橫、縱方向轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行控制的扭簧8與10、對(duì)踝部關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行控制的扭簧19。膝部關(guān)節(jié)鉸鏈與人體關(guān)節(jié)一樣僅可以單方向轉(zhuǎn)動(dòng)，采用扭簧14對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行控制。髖部關(guān)節(jié)鉸鏈7與9轉(zhuǎn)動(dòng)方向分別對(duì)應(yīng)大腿向身體側(cè)向、前后向的轉(zhuǎn)動(dòng)，分別采用扭簧8與10控制轉(zhuǎn)動(dòng)。還有對(duì)踝部關(guān)節(jié)鉸鏈18轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行控制的扭簧19。扭簧都帶有鎖扣，扣上則扭簧處于工作狀態(tài)，松開關(guān)節(jié)自由活動(dòng)?；颊咧绷r(shí)扭簧處于變形、受力很小的狀態(tài)，走路或上樓梯時(shí)，抬腿扭簧10、14蓄力，腿受力伸直過程中扭簧可提供力偶，在緊固帶的共同作用下，使助行器有適當(dāng)剛度，以實(shí)現(xiàn)分擔(dān)載荷的效果?；颊咦飨露讋?dòng)作(例如下樓梯或如廁)時(shí)，腳下受力，膝蓋與胯部會(huì)自然彎曲，扭簧10、14幫助肌肉對(duì)彎曲程度進(jìn)行控制。在大腿向身體側(cè)方轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)扭簧8蓄力，而踝部關(guān)節(jié)鉸鏈18轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)踝部扭簧19也會(huì)蓄力，但一般性的活動(dòng)中這些扭簧變形較小。扭簧剛度應(yīng)根據(jù)體重合理選擇。此外，患者坐下時(shí)需要將扭簧松開，以便關(guān)節(jié)鉸鏈自由彎曲。這種設(shè)計(jì)簡單可靠，可以起到鍛煉肌肉的效果，但做腿部彎曲角度較大的動(dòng)作會(huì)感到比較費(fèi)力。
[0016]關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)是采用鋼絲繩及滑輪系統(tǒng)把腳踏地面的力轉(zhuǎn)化為膝、髖部縱向運(yùn)動(dòng)所需力矩(圖2)。鑒于日常活動(dòng)中髖部關(guān)節(jié)鉸鏈橫向轉(zhuǎn)動(dòng)及踝部轉(zhuǎn)動(dòng)角度較小，仍采用扭簧8、19控制轉(zhuǎn)動(dòng)即可，關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)主要幫助髖部關(guān)節(jié)鉸鏈縱向轉(zhuǎn)動(dòng)及膝部關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，因此可以松開扭簧10、14，或使用剛度較小的扭簧10、14。關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)包括雙層支撐鞋底23和腿部滑輪-鋼絲繩系統(tǒng)。
[0017]腿部滑輪-鋼絲繩系統(tǒng)(圖2)包括腿部鋼絲繩25、髖部關(guān)節(jié)縱向關(guān)節(jié)鉸鏈部位突起處的滑輪21、膝部關(guān)節(jié)鉸鏈部位突起處的滑輪22與鋼絲繩長度調(diào)節(jié)器24。腿部鋼絲繩25穿過中空的踝部支撐桿20、小腿支撐桿15及大腿支撐桿12，繞過髖部關(guān)節(jié)鉸鏈處突出部位上的滑輪21與膝部關(guān)節(jié)鉸鏈處突出部位上的滑輪22，最后通過鋼絲繩長度調(diào)節(jié)器24與側(cè)腰支架相連。鋼絲繩長度調(diào)節(jié)器24 —端與側(cè)腰支撐件通過螺紋連接，另一端與腿部鋼絲繩連接，通過旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鋼絲繩升降達(dá)到微調(diào)鋼絲繩長度的目的。當(dāng)腿部鋼絲繩拉緊，彎曲的鋼絲繩造成的擠壓力可產(chǎn)生使腿伸直的力。
[0018]雙層支撐鞋底(圖3)由腳前半部分的鞋底40、后半部分支撐板30與32、二力桿件38與39、鉸鏈35、鞋內(nèi)鋼絲繩29、輪子26與27、輪軸28與34、滑輪36與37、彈簧33及限位器31組成。上部鉸鏈35固定在支撐板30上，下部輪子26、27可沿鞋底運(yùn)動(dòng)，鞋內(nèi)鋼絲繩29繞在輪軸28、34上。輪軸的活動(dòng)范圍被限位裝置31所限制。腳下受力時(shí)，鞋跟高度變小，輪軸間距加大，鞋內(nèi)鋼絲繩拉緊，而腳下不受力時(shí)，由于彈簧33的作用，鞋跟高度恢復(fù)。鞋內(nèi)鋼絲繩29繞在輪軸28、34上的圈數(shù)多則鋼絲繩的拉力較小，助力效果小，圈數(shù)少則鋼絲繩的拉力大，助力效果大，但鞋底高度隨腿部屈伸變化稍大，可依患者實(shí)際情況選擇。后半部分支撐板30、32內(nèi)層采用金屬片加固，不易變形，便于傳力，而鞋底后半部分支撐板30、32外層及鞋底前半部分40都采用橡膠材料，受力時(shí)會(huì)適當(dāng)變形，同時(shí)穿著也較為舒適。踝部支撐桿20 —端與支撐板30牢固連接，另一端與小腿支撐桿通過踝部單向鉸鏈加扭簧連接。鞋內(nèi)鋼絲繩29繞在輪軸28、34上，并通過滑輪36、37變換方向后穿過中空的踝部支撐桿20與腿部鋼絲繩25相連。
[0019]鞋底受力時(shí)，鞋跟高度變小，輪軸間距加大，鋼絲繩拉緊產(chǎn)生的擠壓力帶動(dòng)膝部與髖部關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，使腿伸直，而鞋底不受力時(shí)，由于彈簧33的作用，鞋跟高度恢復(fù)。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)就是省力，腳下受力時(shí)鋼絲繩拉緊可提供腿伸直的力偶，使助行器有適當(dāng)剛度，而坐下后只要令腳跟不受力，腿的彎曲程度對(duì)應(yīng)鋼絲繩所需長度有少許變化，僅使鞋跟高度有少許變化，對(duì)關(guān)節(jié)活動(dòng)影響不大。
[0020]下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器采用模塊式設(shè)計(jì)理念，可視病情自由組合。既可以雙側(cè)使用，也可以單側(cè)使用?？梢赃x擇是否裝關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)，例如，難以適應(yīng)穿著厚底鞋、肌肉力量較好的患者就可以不裝。可以選擇是否安裝臀部軟座或腋下支撐件等。
[0021]使用時(shí)，老年骨關(guān)節(jié)病患者將穿戴式助行器側(cè)腰支架4緊貼側(cè)腰，將腰部用緊固帶5固定，將臀部軟座6由胯下穿過并固定于支架4，調(diào)緊固帶以及臀部軟座至長度合適，旋轉(zhuǎn)腋下支撐件長度精確調(diào)節(jié)器2至長度合適。若只用單側(cè)助行器，可以不連臀部軟座。用綁帶將鞋底17與鞋固定，將大腿支撐桿12、小腿支撐桿15分別與大腿、小腿用緊固帶固定在一起，注意腿伸直時(shí)膝部鉸鏈上下支撐桿要在一條直線上，另外緊固帶不要過緊，以免影響血液循環(huán)。分別旋轉(zhuǎn)長度精確調(diào)節(jié)器11、16調(diào)節(jié)大腿支撐桿、小腿支撐桿的長度，越長則助行器承擔(dān)的身體重量百分比越大，調(diào)到感到舒適的長度即可。采用關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)扭簧控制系統(tǒng)，只需直立位連上轉(zhuǎn)角扭簧8、10、14、19即可。將各處扭簧脫開，關(guān)節(jié)鉸鏈自由活動(dòng)，即可坐下。對(duì)于關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)，可逐一在腳跟不受力情況下盡量伸直腿部，調(diào)節(jié)鋼絲繩與側(cè)腰支架相連處的鋼絲繩長度調(diào)節(jié)器24至松緊合適。
【權(quán)利要求】
1.下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器，其特征是包括支撐機(jī)構(gòu)及關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)，其中支撐機(jī)構(gòu)由依次連接的上身支撐件、大腿支持機(jī)構(gòu)、小腿支持機(jī)構(gòu)、腳部支持機(jī)構(gòu)及關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)扭簧控制系統(tǒng)各部分組成；上身支撐件包括腋下支架(3)、夾于腋下的軟墊(I)、側(cè)腰支架(4)、腰部緊固帶(5)及臀部彈性軟座(6);大腿支持機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)方向的髖部單向鉸鏈(7)與(9)、大腿支撐桿(12)及與大腿支撐桿連接的彈性緊固帶，通過髖部單向鉸鏈(7)與(9)與側(cè)腰支架(4)相連；小腿支持機(jī)構(gòu)包括膝部單向鉸鏈(13)、小腿支撐桿(15)及與小腿支撐桿連接的彈性緊固帶，通過膝部單向鉸鏈(13)與大腿支持機(jī)構(gòu)相連；腳部支持結(jié)構(gòu)包括含單向踝部鉸鏈(18)的踝部支撐桿(20)、支撐鞋底(17)及綁帶，踝部支撐桿(20)—側(cè)通過踝部鉸鏈(18)與小腿支撐桿相連，另一側(cè)與支撐鞋底(17)牢固連接；關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)扭簧控制系統(tǒng)包括對(duì)膝部關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行控制的扭簧(14)、對(duì)髖部關(guān)節(jié)橫、縱方向轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行控制的扭簧(8)與(10)、對(duì)踝部關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行控制的扭簧(19);關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)助力系統(tǒng)包括鞋底的雙層支撐機(jī)構(gòu)(23)和腿部的滑輪-鋼絲繩系統(tǒng)；腿部滑輪-鋼絲繩系統(tǒng)包括腿部鋼絲繩(25)、髖部關(guān)節(jié)縱向鉸鏈處突出部位上的滑輪(21)、膝部關(guān)節(jié)鉸鏈處突出部位上的滑輪(22)與鋼絲繩長度調(diào)節(jié)器(24)，腿部鋼絲繩(25)—側(cè)穿過中空的大腿支撐桿及小腿支撐桿，繞過膝部與髖部關(guān)節(jié)鉸鏈處突出部位上的滑輪與側(cè)腰支撐件相連，另一側(cè)與鞋內(nèi)鋼絲繩(29)相連；鞋底的雙層支撐機(jī)構(gòu)(23)由腳前半部分的鞋底(40)、腳后半部分中內(nèi)層采用金屬片加固的支撐板(30)與(32)、二力桿件(38)與(39)、固定在支撐板(30)上的鉸鏈(35)、輪軸(28)與(34)、鞋內(nèi)鋼絲繩(29)、可沿鞋底運(yùn)動(dòng)的輪子(26)與(27)，滑輪(36)與(37)、彈簧(33)、及限位器(31)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器，其特征是上身支撐件腋下支架帶長度精確調(diào)節(jié)器(2 )，腰部緊固帶(5 )及臀部彈性軟座(6 )長度也可調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器，其特征是大腿支持機(jī)構(gòu)髖部關(guān)節(jié)鉸鏈(7)與(9)轉(zhuǎn)動(dòng)主要方向分別對(duì)應(yīng)大腿向身體外側(cè)、前方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鉸鏈一側(cè)凸起限制反方向轉(zhuǎn)動(dòng)角度，大腿支撐桿(12)帶長度精確調(diào)節(jié)器(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器，其特征是小腿支持機(jī)構(gòu)膝部鉸鏈(14)的單方向彎曲對(duì)應(yīng)膝蓋向前彎，通過鉸鏈一側(cè)凸起限制其只能單方向轉(zhuǎn)動(dòng)，小腿支撐桿(15)帶長度精確調(diào)節(jié)器(16 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4所述的下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器，其特征是長度精確調(diào)節(jié)器包括螺母與兩側(cè)帶有方向相反外螺紋的桿，通過旋轉(zhuǎn)螺母精調(diào)長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器，其特征是腳部支持機(jī)構(gòu)單向踝部鉸鏈(18)主要彎曲方向?qū)?yīng)小腿與腳背繃直，通過鉸鏈一側(cè)凸起限制反方向轉(zhuǎn)動(dòng)角度，綁帶可將鞋底與鞋固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器，其特征是關(guān)節(jié)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)扭簧控制系統(tǒng)中的扭簧帶有鎖扣，扣上則扭簧處于工作狀態(tài)，松開關(guān)節(jié)自由活動(dòng)，直立時(shí)扭簧處于不受力狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器，其特征是腿部滑輪-鋼絲繩系統(tǒng)中髖部關(guān)節(jié)滑輪(21)、膝部關(guān)節(jié)滑輪(22)安裝在關(guān)節(jié)鉸鏈部位的突起處，彎曲的鋼絲繩造成的擠壓力可產(chǎn)生使腿伸直的力，起到助力作用；鋼絲繩長度調(diào)節(jié)器(24) —端與側(cè)腰支撐件通過螺紋連接，另一端與腿部鋼絲繩連接，通過旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鋼絲繩升降達(dá)到微調(diào)鋼絲繩長度的目的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下肢骨關(guān)節(jié)病患者穿戴式助行器，其特征是鞋內(nèi)鋼絲繩(29)繞在輪軸(28、34 )上，并通過滑輪(36、37 )變換方向后穿過中空的踝部支撐桿(20 )與腿部鋼絲繩(25)相連，而支撐板(30)與踝部支撐桿(20)下端牢固連接，把腳踏地面的力轉(zhuǎn)化為鋼絲繩的拉力。
【文檔編號(hào)】A61F2/60GK204147143SQ201420462233
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月17日
【發(fā)明者】張楷穎 申請人:張楷穎