强度自适应的下肢关节康复训练器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种康复医疗器械，尤其涉及一种强度自适应的下肢关节康复训练 器。
【背景技术】
[0002] 长期制动、坐位工作、姿势异常、神经性肌肉挛缩、组织创伤所导致的炎症以及先 天或后天畸形等因素皆会影响关节功能，造成关节活动度障碍。关节活动度障碍，尤其是因 关节内外纤维组织挛缩或瘢痕粘连引起的关节活动度障碍，通常需要反复的关节活动度训 练来展长缩短的关节周围软组织，恢复软组织的弹性。
[0003] 目前，市场上已经存在很多持续被动训练器（CPM)，基本上涵盖的人体全部的关节 部位，包括踝关节、肘关节、膝关节、胯关节等。
[0004] 上肢的训练和下肢的训练在康复过程中是很重要的，但是目前的CPM机只是一种 被动的康复手段，在康复初期能够帮助患者运动，锻炼肌肉群和关节，防止肌肉坏死等，但 是随着康复程度的不断好转，CPM机所起的作用不是很明显，在康复后期，患者更需要的是 自主的肌肉力量和关节活动的恢复性训练，也就是说从被动的肢体运动到主动的肢体运 动。
[0005] 因此，本领域的技术人员致力于开发一种强度自适应的下肢关节康复训练器，实 现对下肢关节从被动训练到主动训练的循序渐进的康复训练过程。
【发明内容】
[0006] 有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种强度自适应 的下肢关节康复训练器，为使用者提供动运动模式的康复训练，并为使用者提供包括被动 运动模式、主-被动运动模式和主动运动模式的循序渐进的康复训练过程。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供了一种强度自适应的下肢关节康复训练器，其特征 在于，包括康复模块和控制模块；
[0008] 所述康复模块包括第一压力传感器、驱动器和用于连接到下肢以和所述下肢一起 运动的机械结构；所述第一压力传感器设置在所述机械结构上，用于测量所述下肢对所述 机械结构施加的压力；所述驱动器与所述机械结构相连以驱动所述机械结构；
[0009] 所述第一压力传感器的输出端与所述控制模块的输入端相连，所述控制模块根据 所述第一压力传感器的输出获得所述压力；所述控制模块的输出端与所述驱动器的输入端 相连，以指令所述驱动器运动；
[0010] 所述下肢关节康复训练器对所述下肢的关节的康复训练的模式包括主动运动模 式；在所述主动运动模式下，所述下肢主动运动，所述控制模块指令所述驱动器驱动所述机 械结构以抵抗所述下肢的主动运动。
[0011] 进一步地，所述驱动器包括驱动电机和由所述驱动电机驱动的气缸，所述气缸与 所述机械结构相连，所述控制模块指令所述驱动电机驱动所述气缸，所述气缸带动所述机 械结构。
[0012] 进一步地，还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器设置在所述气缸中，用于 测量所述气缸的气压；所述第二压力传感器的输出端与所述控制模块的输入端相连，所述 控制模块根据所述第二压力传感器的输出获得所述气缸的气压以获得所述气缸对所述机 械结构施加的作用力；在所述主动运动模式下，所述气缸对所述机械结构施加所述作用力 以使所述机械结构抵抗所述下肢的运动。
[0013] 进一步地，所述机械结构包括大腿杆件、小腿杆件、大腿托板、小腿托板、腿杆调节 器、可伸缩连杆和底板，所述大腿杆件的第二端和所述小腿杆件的第一端分别与所述腿杆 调节器连接且能绕所述腿杆调节器转动，所述大腿杆件的第一端通过铰链连接于所述底板 上；在所述大腿杆件的第一端处，所述气缸固定在所述底板上并和所述可伸缩连杆的第一 端相连以驱动所述可伸缩连杆伸长或缩短；所述小腿杆件的第二端通过铰链连接于所述可 伸缩连杆的第二端，所述小腿杆件的第二端处设置有滚轮；所述大腿托板固定在所述大腿 杆件上，用于支撑所述下肢的大腿部分；所述小腿托板固定在所述小腿杆件上，用于支撑所 述下肢的小腿部分；所述腿杆调节器用于调节所述大腿杆件和所述小腿杆件的长度；所述 可伸缩连杆设置在所述地板上，可沿平行于所述底板的方向伸长或缩短；当所述可伸缩连 杆伸长或缩短时，所述滚轮在所述底板上滚动；所述第一压力传感器设置在所述小腿托板 上，用于测量所述小腿部分对所述小腿托板的压力。
[0014] 进一步地，所述大腿杆件和所述小腿杆件皆为可伸缩的铝制直杆。
[0015] 进一步地，所述下肢关节康复训练器对所述下肢的关节的康复训练的模式还包括 被动运动模式；在所述被动运动模式下，所述下肢不做主动运动，所述控制模块指令所述驱 动器驱动所述机械结构以带动所述下肢运动。
[0016] 进一步地，所述下肢关节康复训练器对所述下肢的关节的康复训练的模式还包括 主-被动运动模式；在所述主-被动运动模式下，所述控制模块根据所述下肢对所述机械结 构施加的压力判断所述下肢是否在做主动运动；
[0017] 当所述判断的结果是所述下肢在做主动运动时，所述控制模块指令所述驱动器驱 动所述机械结构以阻碍所述下肢的主动运动；当所述判断的结果是所述下肢不在做主动运 动时，所述控制模块指令所述驱动器驱动所述机械结构以带动所述下肢运动。
[0018] 进一步地，还包括与所述控制模块相连输入/输出模块，用于向所述控制模块输 入指令以选择所述下肢关节康复训练器对所述下肢的关节的康复训练的模式，以及用于显 示被选择的所述下肢关节康复训练器对所述下肢的关节的康复训练的模式。
[0019] 可选地，所述输入/输出模块为触摸显示屏，所述控制模块为处理单元。
[0020] 可选地，所述控制模块为单片机。
[0021] 由此可见，本发明提供了一种强度自适应的下肢关节康复训练器，其是一种康复 器材，是对传统的CPM康复器的改进。本发明实现了从被动训练到主动训练的循序渐进过 程，其可以根据其中的传感器实现对使用者肌肉恢复的判断，来改变机械结构的运行机制， 实现从被动训练、半主动训练到完全主动训练，由此实现患者的被动-半主动-完全主动的 训练康复过程，帮助手术后关节迅速恢复其活动，最终关节能活动自如，同时减轻人工劳动 强度，对患者的关节运动幅度和能力的保护和恢复。本发明具有智能性，具体体现在，其能 够根据病人的康复情况，自主判断，更改康复锻炼策略，让患者能够更加有效的康复训练， 减少无用的冗余重复运动，节省康复时间，尽早痊愈。
[0022] 以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以 充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0023] 图1显示了在一个较佳的实施例中，本发明的强度自适应的下肢关节康复训练器 的结构框图。
[0024] 图2显示了图1所示的本发明的强度自适应的下肢关节康复训练器中的机械结 构。
[0025] 图3显示了图2所示的机械结构的应用。
[0026] 图4显示了图1所示的本发明的强度自适应的下肢关节康复训练器的控制模块和 康复模块之间的信号传递过程。
[0027] 图5显示了在一个较佳的实施例中，本发明的强度自适应的下肢关节康复训练器 的输入/输出模块的面板。
【具体实施方式】
[0028] 本发明的强度自适应的下肢关节康复训练器对下肢的关节的康复训练的模式包 括主动运动模式、主-被动运动模式和被动运动模式这三种运动模式。如图1所示，在一个 较佳的实施例中，本发明的强度自适应的下肢关节康复训练器包括依次相连的输入/输出 模块、控制模块和康复模块，其中输入/输出模块供使用者由此输入指令以选择上述三种 运动模式中的一种；控制模块接收到使用者的指令后，指令康复模块对使用者的下肢的关 节执行相应的康复训练；康复模块同时测量康复训练中的使用者的训练参数并将其发送给 控制模块，以供控制模块根据这些参数调整其发送给康复模块的指令；另外，控制模块还可 以指令输入/输出模块输出被选择的运动模式，以供使用者查看。
[0029] 具体地，本实施例中应用了具有触摸显示屏的计算机，其触摸显示屏作为输入/ 输出模块，其处理单元作为控制模块。另外，也可以使用独立的单片机作为控制单元。
[0030] 本实施例中，康复模块包括第一压力传感器、第二压力传感器、驱动器和机械结构 10。如图2所不，驱动器包括驱动电机和由驱动电机驱动的气缸2,气缸2与机械结构10相 连，控制模块指令驱动电机驱动气缸2,气缸2带动机械结构10