一种膝关节保护锻炼设备及系统的制作方法

本发明属于医疗器械，具体涉及一种膝关节保护锻炼设备及系统。

背景技术：

1、膝关节是全身最易受伤的关节之一，特别是在进行剧烈运动或体重过重时。通过适当的锻炼，可以增强膝关节周围肌肉的力量和稳定性，从而降低受伤的风险。随着年龄的增长，膝关节的软骨和韧带会逐渐退化，通过锻炼，可以促进关节内软骨的代谢和修复，从而延缓关节退化的进程，并且适当的锻炼可以帮助缓解疼痛，改善关节功能，总之，对膝关节进行保护锻炼是维护关节健康、预防损伤和提高生活质量的重要措施。

2、目前，也有相应的膝关节保护装置，如专利号公开号为cn109925649a的专利，公开了一种膝关节锻炼装置及其锻炼方法，该装置采用纯气动驱动，并结合人造肌肉，在传力过程中具有很好的缓冲效果，进而保证使用者锻炼的安全性，在一定程度上达到了锻炼的目的，但是，该装置没有针对足腕进行锻炼的结构，同时没有相应的检测组件对使用时的腿部的压力进行检测反馈，同时没有对膝关节进行热敷或者冷敷的机构，在一定程度上仍然存在缺陷。

3、因此，需要一种膝关节保护锻炼设备来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明设计了一种膝关节保护锻炼设备，包括：大腿固定筒、小腿固定筒、连接环、足部承载组件，连接装置；所述连接环的一端固定连接所述大腿固定筒，另一端固定连接所述小腿固定筒，小腿固定筒的另一端插设所述足部承载组件；所述大腿固定筒和小腿固定筒的两侧对称安装所述连接板，连接板的外侧安装所述连接装置，连接装置的另一端转动连接在所述足部承载组件上；通过所述连接装置控制足部承载组件的顺时针或逆时针转动达到锻炼的目的；

2、进一步的，所述连接装置包括：凸轮和连杆；所述凸轮转动连接在所述连接板上，凸轮的外侧活动安装所述连杆，连杆的另一端转动连接在所述足部承载组件上，凸轮的外侧中部设置有螺栓；通过凸轮和连杆带动足部承载组件上设置的足部承载板的顺时针或逆时针转动达到锻炼的目的；

3、进一步的，所述连接装置包括滑轮和拉线；所述滑轮转动连接在所述连接板上，拉线的一端固定连接在所述滑轮上，另一端固定连接在足部承载组件上设置的足部承载板上，滑轮的转动位置上安装有扭簧；通过滑轮的转动或扭簧的作用使拉线控制足部承载板的顺时针或逆时针转动；

4、进一步的，所述足部承载组件包括：小腿承载板和足部承载板；所述小腿承载板插设在所述小腿固定筒的端面，足部承载板转动安装在所述小腿承载板的末端，足部承载板的上端开设有槽口，操控的内部均匀的设置有若干按摩头；

5、进一步的，所述大腿固定筒的远离小腿固定筒的端面上开设有圆槽，圆槽延伸到小腿承载板内部，圆槽上可拆卸的安装有限位杆，圆槽的上端开设有l形槽，限位杆的头端为l形头；l形槽的一侧活动插设有立杆；

6、进一步的，所述连接环的外侧壁上固定设置有进液口和出液口，且连接环为波纹管的形式；

7、另一方面，本发明公开了一种膝关节保护锻炼设备的系统，包括设置于连接板和连接装置之间的角度传感器、安装于大腿固定筒和小腿固定筒内侧的压力传感器和血氧传感器，固定设置于小腿承载板外侧的控制模块，语音播报器和电源；所述控制模块的表面设置有指示灯、输出接口和显示屏；

8、压力传感器，用于检测在固定时的对腿部肌肉的压力，并进行反馈；

9、角度传感器，用于检测运动的大腿和小腿之间相互运动的角度并进行反馈；

10、血氧传感器，用于监测使用者的血氧情况并进行反馈；

11、控制模块，用于检测记录锻炼情况，同时通过显示屏进行显示。

12、进一步的，所述膝关节保护锻炼设备的系统的控制方法为：

13、s1：当通过足踝锻炼膝关节时，将限位杆插入圆槽中，使得大腿固定筒和小腿固定筒之间不发生相互转动，同时打开角度传感器，压力传感器和血氧传感器，语音播报器；

14、s2：角度传感器检测足踝运动时凸轮的顺时针和逆时针运动时的角度差，并和设置的值相互比较，若大于等于设定的差值，则由语音播报器播报合格；若小于设定的差值，则由语音播报器播报不合格；

15、s3：同时，压力传感器检测绑定时的压力，血氧传感器检测血氧情况，当压力过大时，将其反馈到控制模块，控制模块控制指示灯显示红色并将压力值通过显示屏进行显示，并由语音播报器进行压力过大警报，当压力处于合理值时，指示灯亮起绿色；

16、s4：当需要进行膝关节屈伸锻炼时，直接将限位杆拿出之后即可开始，其余的检测步骤如上s1-s3所述。

17、本发明的有益效果是：

18、本发明设计了一种膝关节保护锻炼设备，包括：大腿固定筒、小腿固定筒、连接环、足部承载组件，连接装置；通过所述连接装置控制足部承载组件的顺时针或逆时针转动达到锻炼的目的，并且锻炼时，可以实现单独的足踝运动锻炼，也可以实现通过大腿和小腿之间的相互运动达到运动的目的，同时通过角度传感器的检测反馈，通过语音播报器进行播报，矫正患者的锻炼方式，同时可以提醒患者，能让患者达到更好的锻炼；

19、同时，在大腿固定筒和小腿固定筒的之间设置有连接环，并且连接环的外侧壁上设置有进液口和出液口，通过进液口和出液口可以连接外部设备进行热循环或者冷循环对膝关节部位进行冷敷或者热敷，可以用于缓解慢性膝关节疼痛和促进恢复。

技术特征：

1.一种膝关节保护锻炼设备，其特征在于，包括：大腿固定筒、小腿固定筒、连接环、足部承载组件，连接装置；

2.根据权利要求1所述一种膝关节保护锻炼设备，其特征在于，所述连接装置包括：凸轮和连杆；所述凸轮转动连接在所述连接板上，凸轮的外侧活动安装所述连杆，连杆的另一端转动连接在所述足部承载组件上，凸轮的外侧中部设置有螺栓；通过凸轮和连杆带动足部承载组件上设置的足部承载板的顺时针或逆时针转动达到锻炼的目的。

3.根据权利要求1所述一种膝关节保护锻炼设备，其特征在于，所述连接装置包括滑轮和拉线；所述滑轮转动连接在所述连接板上，拉线的一端固定连接在所述滑轮上，另一端固定连接在足部承载组件上设置的足部承载板上，滑轮的转动位置上安装有扭簧；通过滑轮的转动或扭簧的作用使拉线控制足部承载板的顺时针或逆时针转动。

4.根据权利要求1所述一种膝关节保护锻炼设备，其特征在于，所述足部承载组件包括：小腿承载板和足部承载板；所述小腿承载板插设在所述小腿固定筒的端面，足部承载板转动安装在所述小腿承载板的末端，足部承载板的上端开设有槽口，操控的内部均匀的设置有若干按摩头。

5.根据权利要求1所述一种膝关节保护锻炼设备，其特征在于，所述大腿固定筒的远离小腿固定筒的端面上开设有圆槽，圆槽延伸到小腿承载板内部，圆槽上可拆卸的安装有限位杆，圆槽的上端开设有l形槽，限位杆的头端为l形头；l形槽的一侧活动插设有立杆。

6.根据权利要求1所述一种膝关节保护锻炼设备，其特征在于，所述连接环的外侧壁上固定设置有进液口和出液口，且连接环为波纹管的形式。

7.如权利要求1-6任一项所述一种膝关节保护锻炼设备的系统，其特征在于，包括：设置于连接板和连接装置之间的角度传感器、安装于大腿固定筒和小腿固定筒内侧的压力传感器和血氧传感器，固定设置于小腿承载板外侧的控制模块，语音播报器和电源；所述控制模块的表面设置有指示灯、输出接口和显示屏；

8.如权利要求7所述的膝关节保护锻炼设备的系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种膝关节保护锻炼设备及系统，包括：大腿固定筒、小腿固定筒、连接环、足部承载组件，连接装置；通过所述连接装置控制足部承载组件的顺时针或逆时针转动达到锻炼的目的，并且锻炼时间，可以实现单独的脚踝运动锻炼，通过大腿和小腿之间的相互运动达到运动的目的，同时通过角度传感器的检测反馈，通过语音播报器进行播报，矫正患者的锻炼方式，同时可以提醒患者，能让患者达到更好的锻炼；同时，在大腿固定筒和小腿固定筒的之间设置有连接环，并且连接环的外侧壁上设置有进液口和出液口，通过进液口和出液口可以连接外部设备进行热循环或者冷循环对膝关节部位进行冷敷或者热敷，可以用于缓解慢性膝关节疼痛和促进恢复。

技术研发人员：张伪松,李政,杨治,胡守业,刘林,张斌飞,文鹏飞
受保护的技术使用者：西安市红会医院（西安市骨科研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/11/14