全膝关节置换术后康复装置的制作方法

1.本发明涉及康复训练设备，尤其涉及一种全膝关节置换术后康复装置。


背景技术：

2.全膝关节置换术(tka)可有效减轻疼痛，改善活动并矫正畸形，是多种终末期膝关节疾病的有效解决方法，也是老年患者常见的骨科大手术。随着人口老龄化发展，患者和手术需求量增加，围术期处理中老年机体的特殊性应该引起特别注意，老年机体功能衰退，下肢功能和肌力减弱，抵抗应激能力下降等均可导致术后康复延迟。加速康复外科(enhanced recovery after surgery，eras)模式最早由丹麦医师kehlet提出：采用有效的围术期处理措施降低创伤应激并减少并发症，提高手术安全性和患者满意度。近年来eras在骨科领域的广泛应用使得膝关节置换患者可以早康复、早下床、早出院，很大程度的改善了预后并实现早期加速康复，但仍有部分患者因为多种原因延迟出院。研究表明患者住院日及并发症与多种因素有关，研究eras相关限制因素并采取对应防治措施有助于进一步实现加速康复。有研究表明对终末期oa患者进行术前培训可改善预后，减少疼痛及增加下肢力量及关节活动度，进而缩短住院日并加快功能恢复。因此，选择有效、合理的康复方案对提高tka术后膝关节功能康复效果尤其重要。
3.持续被动运动(cpm)的康复理论自上世纪70年代被提出己40余年，其康复应用意义己获得临床肯定，目前己广泛应用在全膝关节置换术术后的康复治疗中，其预防关节粘连、增加关节活动度、促进肿胀消退等作用己获得广泛认同。有研究表明cpm可以一程度上增加膝关节的活动范围，有证据表明cpm可以减少疼痛。根据临床经验表明，相关技术的cpm设备，对屈膝、伸膝训练不足，导致部分患膝伸直滞缺、屈曲崎形，此外，体积大，结构复杂，在病床上使用不便。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种全膝关节置换术后康复装置。
5.为实现上述目的，根据本发明实施例的全膝关节置换术后康复装置，包括：
6.设备壳；
7.反转机构，所述反转机构设在所述的设备壳内，且所述反转机构具有第一驱动端及第二驱动端，所述第一驱动端和第二驱动端的转动方向相反；
8.第一脚踏件和第二脚踏件，所述第一脚踏件和第二脚踏件分别位于所述设备壳的两侧且均连接至所述反转机构；
9.往复驱动机构，所述往复驱动机构与所述反转机构连接，用以驱动所述反转机构往复转动，以通过所述反转机构驱动所述第一脚踏件和第二脚踏件朝不同的方向转动并交替执行。
10.根据本发明实施例提供的全膝关节置换术后康复装置，通过往复驱动机构驱动反
转机构运动，再利用反转机构中的第一驱动端和第二驱动端驱动第一脚踏件和第二脚踏件朝不同的方向转动并交替执行，如此，可以实现患者屈伸膝关节的动作，屈膝、伸膝训练充分，膝关节康复训练效果更好，此外，体积小，结构简单，适于在病床上训练使用。
11.另外，根据本发明上述实施例的全膝关节置换术后康复装置还可以具有如下附加的技术特征：
12.根据本发明的一个实施例，所述反转机构包括：
13.基座，所述基座安装在所述设备壳内；
14.转动臂，所述转动臂的中部与所述基座枢接，以绕第一轴线可枢转；
15.第一偏心转动件和第二偏心转动件，所述第一偏心转动件和第二偏心转动件设在所述基座上且分别位于所述第一轴线的两侧并能够绕第二轴线可枢转，所述第二轴线与所述第一轴线垂直；
16.第一l型联动轴和第二l型联动轴，所述第一l型联动轴的一端与所述转动臂的一端连接，所述第一l型联动轴的另一端与所述第一偏心转动件的偏心位置连接，所述第二l型联动轴的一端与所述转动臂的另一端连接，所述第二l型联动轴的另一端与所述第二偏心转动件的偏心位置连接；
17.第一摇把和第二摇把，所述第一摇把的一端与所述第一偏心转动件同轴固定连接，所述第二摇把的一端与所述第二偏心转动件同轴固定连接；
18.所述第一脚踏件安装在所述第一摇把的另一端，所述第二脚踏件安装在所述第二摇把的另一端。
19.根据本发明的一个实施例，所述转动臂的一端设有第一套接孔，所述转动臂的另一端设有第二套接孔，所述第一l型联动轴的一端与所述第一套接孔套接，所述第二l型联动轴的一端与所述第二套接孔套接。
20.根据本发明的一个实施例，所述第一偏心转动件偏心位置设有第三套接孔，所述第二偏心转动件偏心位置设有第四套接孔，所述第一l型联动轴的另一端与所述第三套接孔套接，所述第二l型联动轴的另一端与所述第四套接孔套接。
21.根据本发明的一个实施例，所述往复驱动机构包括：
22.齿圈件，所述齿圈件的内侧具有多个第一齿部，多个所述第一齿部沿所述齿圈件的二分一圆周间隔布置；
23.半齿齿轮，所述半齿齿轮安装在所述齿圈件内且与所述齿圈件绕第三轴线可枢转，所述第三轴线与所述第一轴线平行；所述半齿齿轮具有多个第二齿部，多个所述第二齿部沿所述半齿齿轮的二分一圆周间隔布置，且多个所述第二齿部与多个所述第一齿部相背对；
24.从动齿轮，所述从动齿轮设在所述齿圈件和半齿齿轮之间且具有多个第三齿部，多个所述第三齿部沿所述从动齿圈的圆周间隔布置；所述从动齿轮与所述转动臂同轴固定连接；
25.驱动电机，所述驱动电机与所述齿圈件和半齿齿轮连接，用以驱动所述齿圈件和半齿齿轮同步旋转；
26.其中，当所述齿圈件及半齿齿轮同步旋转时，所述第一齿部与所述第三齿部啮合以驱动所述从动齿轮沿正向和反向中的一个旋转，所述第一齿部与所述第三齿部脱离后，
所述第二齿部与所述第一齿部啮合，以驱动所述从动齿轮沿正向和反向中的另一个旋转。
27.根据本发明的一个实施例，所述往复驱动机构还包括底座，所述底座上设有向上凸出的轴承座，所述从动齿轮安装在所述轴承座上。
28.根据本发明的一个实施例，所述从动齿轮连接在一插接轴上，所述插接轴具有一非圆插接端，所述转动臂的中部设有与所述非圆插接端适配的插接孔；
29.所述基座通过滑轨组件安装在所述设备壳内，且在第一位置和第二位置之间滑动；当所述基座位于所述第一位置时，所述插接轴与所述插接孔相插接，当所述基座位于所述第二位置时，所述插接轴与所述插接孔分离；
30.所述设备壳的两侧设有与所述基座连接的操作件，以供用户操作而驱动所述基座在第一位置和第二位置之间切换。
31.根据本发明的一个实施例，所述往复驱动机构还包括传感器，所述传感器用以检测所述半齿齿轮旋转的圈数。
32.根据本发明的一个实施例，所述设备壳的顶面具有一斜面，所述斜面上设有显示屏，用以显示训练时间及动作次数。
33.根据本发明的一个实施例，第一脚踏件和第二脚踏件为穿套式结构。
34.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
36.图1是本发明全膝关节置换术后康复装置一个实施例的结构示意图；
37.图2是本发明全膝关节置换术后康复装置一个实施例的内部结构示意图；
38.图3是本发明全膝关节置换术后康复装置一个实施例中往复驱动机构的结构示意图；
39.图4是本发明全膝关节置换术后康复装置另一个实施例的结构示意图；
40.图5是本发明全膝关节置换术后康复装置一个实施例(反转机构位于第一位置)的内部结构示意图；
41.图6是本发明全膝关节置换术后康复装置一个实施例(反转机构位于第二位置)的内部结构示意图。
42.附图标记：
43.10、反转机构；
44.101、基座；
45.102、转动臂；
46.103、第一偏心转动件；
47.104、第二偏心转动件；
48.105、第一l型联动轴；
49.106、第二l型联动轴；
50.107、第一摇把；
51.108、第二摇把；
52.109、操作件；
53.20、设备壳；
54.21、显示屏；
55.22、按键；
56.30、第一脚踏件；
57.31、第二脚踏件；
58.40、往复驱动机构；
59.401、齿圈件；
60.4011、第一齿部；
61.402、半齿齿轮；
62.4021、第二齿部；
63.403、从动齿轮；
64.4031、第三齿轮；
65.404、驱动电机；
66.405、插接轴；
67.4051、非圆插接端；
68.406、底座。
69.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
70.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
71.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”“轴向”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
72.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
73.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机
械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
74.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
75.下面参照附图详细描述本发明实施例的全膝关节置换术后康复装置。
76.参照图1至图3所示，根据本发明实施例提供的全膝关节置换术后康复装置，包括设备壳20、反转机构10、第一脚踏件30、第二脚踏件31及往复驱动机构40。
77.具体地，反转机构10设在所述的设备壳20内，且所述反转机构10具有第一驱动端及第二驱动端，所述第一驱动端和第二驱动端的转动方向相反，也即是，第一驱动端与第二驱动端可以朝着相反的方向旋转。
78.第一脚踏件30和第二脚踏件31分别位于所述设备壳20的两侧且均连接至所述反转机构10，第一脚踏件30和第二脚踏件31可以分别供患者的两个脚掌踩踏。当第一驱动端与第二驱动端可以朝着相反的方向旋转时，即可带动第一脚踏件30和第二脚踏件31朝向相反的方向转动，如此，两个膝关节即可类似于踩单车时朝向不同的方向运动，在此过程中完成屈伸动作。
79.往复驱动机构40与所述反转机构10连接，用以驱动所述反转机构10往复转动，以通过所述反转机构10驱动所述第一脚踏件30和第二脚踏件31朝不同的方向转动并交替执行。
80.在具体使用中，往复驱动机构40先驱动反转机构10朝向一个方向运动，此时，第一驱动端向下转动，第二驱动端向上转动，对应的，第一脚踏件30向下转动而第二脚踏件31向上转动，则患者的一个膝关节伸展，另一个膝关节弯曲；接着，往复驱动机构40先驱动反转机构10朝向另一个方向(反方向)运动，此时，第一驱动端向上转动，第二驱动端向下转动，对应的，第一脚踏件30向上转动而第二脚踏件31向下转动，则患者的一个膝关节弯曲，另一个膝关节伸展，如此，即可实现交替屈伸训练运动，这种交替的屈伸运动训练，可以达到更好的康复训练效果。
81.根据本发明实施例提供的全膝关节置换术后康复装置，通过往复驱动机构40驱动反转机构10运动，再利用反转机构10中的第一驱动端和第二驱动端驱动第一脚踏件30和第二脚踏件31朝不同的方向转动并交替执行，如此，可以实现患者屈伸膝关节的动作，屈膝、伸膝训练充分，膝关节康复训练效果更好，此外，体积小，结构简单，适于在病床上训练使用。
82.参照图2所示，在本发明的一些实施例中，反转机构10包括基座101、转动臂102、第一偏心转动件103、第二偏心转动件104、第一l型联动轴105、第二l型联动轴106、第一摇把107及第二摇把108。
83.基座101安装在所述设备壳20内。转动臂102的中部与所述基座101枢接，以绕第一
轴线可枢转，也即是，转动臂102在基座101上绕第一轴线可枢转，由于转动臂102的中部枢接在基座101上，所以，转动臂102转动时，转动臂102的两端转动方向不同。
84.第一偏心转动件103和第二偏心转动件104设在所述基座101上且分别位于所述第一轴线的两侧并能够绕第二轴线可枢转，所述第二轴线与所述第一轴线垂直。
85.第一l型联动轴105的一端与所述转动臂102的一端连接，所述第一l型联动轴105的另一端与所述第一偏心转动件103的偏心位置连接，所述第二l型联动轴106的一端与所述转动臂102的另一端连接，所述第二l型联动轴106的另一端与所述第二偏心转动件104的偏心位置连接。
86.第一摇把107的一端与所述第一偏心转动件103同轴固定连接，所述第二摇把108的一端与所述第二偏心转动件104同轴固定连接。第一脚踏件30安装在所述第一摇把107的另一端，所述第二脚踏件31安装在所述第二摇把108的另一端。第一摇把107及第二摇把108分别作为上述第一驱动端和第二驱动端。
87.当往复驱动机构40驱动转动臂102朝一个方向转动时，转动臂102的两端分别带动第一l型联动轴105向下转动、第二l型联动轴106向上转动，则第一l型联动轴105进一步带动第一偏心转动件103向下转动，第二l型联动轴106带动第二偏心转动件104向上转动，如此，即可驱动第一摇把107及第一脚踏件30向下运动，第二摇把108及第二脚踏件31向上运动。
88.当往复驱动机构40驱动转动臂102朝另一个方向转动时，转动臂102的两端分别带动第一l型联动轴105向上转动、第二l型联动轴106向下转动，则第一l型联动轴105进一步带动第一偏心转动件103向上转动，第二l型联动轴106带动第二偏心转动件104向下转动，如此，即可驱动第一摇把107及第一脚踏件30向上运动，第二摇把108及第二脚踏件31向下运动。
89.由此，通过上述反转机构10可以驱动第一脚踏件30和第二脚踏件31的交替反向运动，并且，其运动稳定可靠，结构简单。
90.有利地，转动臂102的一端设有第一套接孔，所述转动臂102的另一端设有第二套接孔，所述第一l型联动轴105的一端与所述第一套接孔套接，所述第二l型联动轴106的一端与所述第二套接孔套接。
91.第一偏心转动件103偏心位置设有第三套接孔，所述第二偏心转动件104偏心位置设有第四套接孔，所述第一l型联动轴105的另一端与所述第三套接孔套接，所述第二l型联动轴106的另一端与所述第四套接孔套接。
92.也就是说，利用第一套接孔、第三套接孔分别与第一l型联动轴105的两端套接，利用第二套接孔、第四套接孔分别与第二l型联动轴106的两端套接，如此，方便于第一l型联动轴105、第二l型联动轴106与第一偏心转动件103、第二偏心转动件104之间的连接。
93.在本发明的一个实施例中，往复驱动机构40包括齿圈件401、半齿齿轮402、从动齿轮403及驱动电机404。
94.齿圈件401的内侧具有多个第一齿部4011，多个所述第一齿部4011沿所述齿圈件401的二分一圆周间隔布置。
95.半齿齿轮402安装在所述齿圈件401内且与所述齿圈件401绕第三轴线可枢转，所述第三轴线与所述第一轴线平行；所述半齿齿轮402具有多个第二齿部4021，多个所述第二
齿部4021沿所述半齿齿轮402的二分一圆周间隔布置，且多个所述第二齿部4021与多个所述第一齿部4011相背对。
96.从动齿轮403设在所述齿圈件401和半齿齿轮402之间且具有多个第三齿部4031，多个所述第三齿部4031沿所述从动齿圈的圆周间隔布置；所述从动齿轮403与所述转动臂102同轴固定连接。
97.驱动电机404与所述齿圈件401和半齿齿轮402连接，用以驱动所述齿圈件401和半齿齿轮402同步旋转。
98.当所述齿圈件401及半齿齿轮402同步旋转时，所述第一齿部4011与所述第三齿部4031啮合以驱动所述从动齿轮403沿正向和反向中的一个旋转，所述第一齿部4011与所述第三齿部4031脱离后，所述第二齿部4021与所述第一齿部4011啮合，以驱动所述从动齿轮403沿正向和反向中的另一个旋转。
99.由于齿圈件401上的第一齿部4011与半齿齿轮402上的第二齿部4021是背对布置对，所以，在齿圈件401和半齿齿轮402同步旋转时，齿圈件401上的第一齿部4011和半齿齿轮402上的第二齿部4021只有其中之一与从动齿轮403的第三齿部4031啮合，当第一齿部4011与第三齿部4031啮合时，可以驱动第一齿轮沿一个方向旋转，而当第二齿部4021与第三齿部4031啮合时，可以驱动第一齿轮沿另一个方向旋转。
100.在具体使用中，开始时，齿圈件401上的第一齿部4011与从动齿轮403上的第三齿部4031啮合，齿圈件401旋转即可驱动从动齿轮403沿一个方向旋转，此时，从动齿轮403即可进一步带动转动臂102沿一个方向转动，而随着齿圈件401的旋转，当齿圈件401上的最后一个第一齿部4011与从动齿轮403的第三齿部4031脱离后，半齿齿轮402上的第二齿部4021与从动齿轮403上的第三齿部4031啮合，在半齿齿轮402旋转即可驱动从动齿轮403沿另一方向(反方向)旋转，此时，从动齿轮403即可进一步带动转动臂102切换至另一个方向转动，如此，即可实现转动臂102的正向和反向交替转动，对应的，可以实现第一脚踏件30和第二脚踏件31的交替转动，其结构简单，设计巧妙，交替运动可靠稳定。
101.有利地，往复驱动机构40还包括底座406，所述底座406上设有向上凸出的轴承座，所述从动齿轮403安装在所述轴承座上，如此，可以确保从动齿轮403安装可靠，也稳定可靠地转动。
102.在本发明的一个实施例中，从动齿轮403连接在一插接轴405上，所述插接轴405具有一非圆插接端4051，所述转动臂102的中部设有与所述非圆插接端4051适配的插接孔。
103.基座101通过滑轨组件安装在所述设备壳20内，且在第一位置和第二位置之间滑动；当所述基座101位于所述第一位置时，所述插接轴405与所述插接孔相插接，当所述基座101位于所述第二位置时，所述插接轴405与所述插接孔分离。
104.设备壳20的两侧设有与所述基座101连接的操作件109，以供用户操作而驱动所述基座101在第一位置和第二位置之间切换。
105.也就是说，基座101可以滑动，使得反转机构10可以向靠近或远离往复驱动机构40的方向运动。当反转机构10向靠近往复驱动机构40的方向运动至第一位置时，则往复驱动机构40中插接轴405的插接端插入至反转机构10中转动臂102上的插接孔中，如此，可以实现对转动臂102的驱动，这种利用往复驱动机构40驱动方式，称为被动式训练。而当反转机构10向远离往复驱动机构40的方向运动至第二位置时，则往复驱动机构40中插接轴405的
插接端脱离反转机构10中转动臂102上的插接孔，转动臂102不能自动转动，而在训练中只能依靠患者自己脚踩第一脚踏件30和第二脚踏件31完成训练，这种训练方式被称为主动式训练，也即是需要患者自己运动，由此，可以实现被动式训练和主动式训练的自由切换，避免长时间利用被动式训练，而造成依赖而引起肢体肌力下降，不利于关节稳定等问题。
106.在实际使用中，可以根据需要，通过该握持操作件109手动将反转机构10滑动至第一位置或第二位置，进而实现被动式训练和主动式训练的切换，切换方便简单。
107.在本发明的一个实施例中，往复驱动机构40还包括传感器，所述传感器用以检测所述半齿齿轮402旋转的圈数，该传感器可以采用光耦等开关件，通过记录半齿齿轮402旋转的圈数即可完成训练次数的计数。
108.有利地，设备壳20的顶面具有一斜面，所述斜面上设有显示屏21，用以显示训练时间及动作次数，如此，方便于使用者通过屏幕获知训练的情况。
109.此外，设备壳20上还设有按键22，例如复位按键22，可以用于将往复驱动电机404复位，以便于插接轴405恢复至初始角度，进而方便与插接孔的插接。
110.有利地，第一脚踏件30和第二脚踏件31为穿套式结构，使用时，患者的脚掌伸入至第一脚踏件30和第二脚踏件31上，方便训练操作。
111.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
112.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。