一种康复锻炼用可调式外骨骼脚底结构的制作方法

1.本实用新型属于辅助康复训练机械外骨骼技术领域，特别是涉及一种康复锻炼用可调式外骨骼脚底结构。


背景技术：

2.日常生活中，常有一些患者因为身体疾病的原因，如腿部无力或半月板损伤等，而导致行走困难；但经过手术治疗后，患者需要进行康复训练来满足日常的行走需求；而机械外骨骼在辅助人们行走和减轻人们负重等方面使用效果较佳，因此在医疗康复领域中正在被广泛应用。
3.而人们在使用外骨骼时，需要在脚上穿戴外骨骼脚底结构，来辅助人们行走，减轻行走时的负重，提高人们的康复效率或锻炼效果；人们在行走时，需要外骨骼脚底结构以小腿关节杆为基础进行一定角度的转动，以配合脚踝的摆动动作；但是对于病情不同的患者，其脚踝或脚面摆动的力度和幅度是不同的，因此需要根据患者病情来设定外骨骼脚底结构的摆动角度；尤其是针对行走起来颤颤巍巍的患者而言，限制外骨骼脚底结构的摆动角度可提高他们的安全性；因此亟需一种康复锻炼用可调式外骨骼脚底结构来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种康复锻炼用可调式外骨骼脚底结构，通过转动阻尼套筒来使阻尼柱内的圆台通孔与圆台柱相接触并产生不同程度的摩擦力，进而对传动齿轮提供大小不同的转动阻力，再利用传动齿轮与扇形齿轮摆动时的啮合关系来限制脚底硬板的摆动幅度，从而限制人们行走时脚踝的摆动幅度和力度；并通过呈三角形设置的三个压力传感器来检测人们脚后跟、母趾根部和小趾根部三个着力点的压力数据，以方便人们对比患者康复训练前后的脚底用力数据，真实的反映患者的康复状况，提高患者行走时的安全性和康复效果；解决了现有外骨骼脚底结构不能够根据患者脚踝或脚面的摆动力度和幅度，来限制外骨骼脚底结构的摆动角度以提高患者行走安全性的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.本实用新型为一种康复锻炼用可调式外骨骼脚底结构，包括脚底硬板和小腿关节杆；所述小腿关节杆为中空的管状结构；所述脚底硬板上表面开有呈三角形设置的三个传感器槽；所述传感器槽内安装有压力传感器；所述脚底硬板的上表面固定安装有脚底软板；所述脚底硬板的侧面固定有固定板；所述固定板的顶端固定有扇形齿轮；所述扇形齿轮与小腿关节杆的底端形成铰接配合；所述小腿关节杆的底端内部转动连接有一组传动齿轮；所述传动齿轮与扇形齿轮形成摆动啮合；所述小腿关节杆的底部侧板上固定安装有限制传动齿轮转动的阻尼器。
7.进一步地，所述阻尼器包括安装套筒；所述安装套筒固定安装在小腿关节杆的底部侧板上；且所述安装套筒内螺纹配合有一阻尼套筒；所述阻尼套筒的端部固定有一转动盘；所述阻尼套筒内固定有一阻尼柱；所述阻尼柱内开有一圆台通孔。
卡槽，7041-圆台通孔，7051-限位杆。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“底端”、“内部”、“侧板”、“中”、“轴向”、“周侧面”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件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实用新型的限制。
29.如图1-5所示，本实用新型为一种康复锻炼用可调式外骨骼脚底结构，包括脚底硬板1和小腿关节杆5；小腿关节杆5为中空的管状结构。
30.脚底硬板1上表面开有呈三角形设置的三个传感器槽101；三个传感器槽101内分别安装有压力传感器，压力传感器的型号为pt124g-210，此外人们还可根据使用需求来选用其他型号的压力传感器；三个压力传感器分别对应使用者的脚后跟、母趾根部和小趾根部；人们在行走的时候，脚底板的主要着力点为脚后跟、母趾根部和小趾根部，因此只需要对脚底板的这三个部位进行压力监测，就能够来判断患者进行康复训练前后脚或腿的康复变化，真实的反应患者的康复状况。
31.脚底硬板1的上表面固定安装有脚底软板2；脚底软板2为人们的脚底提供缓冲和保护。
32.脚底硬板1的侧面固定有固定板3；实际中，脚底硬板1的侧面固定有延伸板，而延伸板的上表面固定有固定板3；固定板3的顶端固定有扇形齿轮4；扇形齿轮4与小腿关节杆5的底端形成铰接配合；扇形齿轮4的圆心处贯穿固定有一铰接轴，而铰接轴贯穿小腿关节杆5的底端，并与小腿关节杆5的底端形成转动连接；当脚底硬板1摆动时，则脚底硬板1通过固定板3来带动扇形齿轮4以小腿关节杆5的底端为基础进行摆动；扇形齿轮4的两端对称设置有弧形导向面401，当扇形齿轮4摆动时，只要弧形导向面401与传动齿轮6相对应(即扇形齿轮4与传动齿轮6圆心的连线穿过弧形导向面401时)，则传动齿轮6不与扇形齿轮4相啮合，则脚底硬板1的摆动不受阻尼器7产生的阻力限制，当扇形齿轮4与传动齿轮6相啮合时，则阻尼器7产生的阻力就会传递到扇形齿轮4上，从而限制脚底硬板1摆动或增加脚底硬板1摆动的阻力，弧形导向面401为扇形齿轮4和脚底硬板1的自由摆动提供结构基础。
33.小腿关节杆5的底端内部转动连接有一组传动齿轮6，传动齿轮6两端的转动轴601通过轴承与小腿关节杆5的一相对侧板形成转动连接；传动齿轮6与扇形齿轮4形成摆动啮合；摆动啮合是指，当扇形齿轮4以小腿关节杆5的底端为基础摆动一定的幅度时，则传动齿轮6与扇形齿轮4进行啮合传动，当扇形齿轮4的摆动幅度变小时，则传动齿轮6与扇形齿轮4的啮合关系慢慢解除。
34.小腿关节杆5的底部侧板上固定安装有限制传动齿轮6转动的阻尼器7。
35.其中，阻尼器7包括安装套筒701；安装套筒701固定安装在小腿关节杆5的底部侧板上；且安装套筒701内螺纹配合有一阻尼套筒702；阻尼套筒702的端部固定有一转动盘
703；阻尼套筒702内固定有一阻尼柱704；阻尼柱704内开有一圆台通孔7041。
36.传动齿轮6端部的一转动轴601贯穿小腿关节杆5的侧板并固定有一圆台柱602；圆台柱602与圆台通孔7041形成摩擦配合，即当圆台柱602与圆台通孔7041不接触，则圆台柱602可在圆台通孔7041内不受阻力的转动；当圆台柱602与圆台通孔7041接触不够紧密时，则圆台柱602可在圆台通孔7041内转动，但是受到一定的阻力；当圆台柱602与圆台通孔7041接触较为紧密时，则圆台柱602在圆台通孔7041内转动受到较大的阻力，甚至圆台柱602的转动停止。
37.以安装套筒701为基础来转动阻尼套筒702，进而调节阻尼套筒702在安装套筒701上的相对位置，从而调节阻尼柱704内部的圆台通孔7041与圆台柱602接触的紧密程度，以此来调节圆台柱602和传动齿轮6转动时所受到的阻力大小，进而调节脚底硬板1的摆动幅度，以适应行走困难不同程度的患者，提高患者的康复效率和行走安全性。
38.其中，安装套筒701的周侧面上沿轴向方向滑动配合有一环形压盘705；安装套筒701的周侧面固定有呈环形设置的若干导向条7011；环形压盘705的内表面开有与导向条7011形成滑动配合的若干导向槽；环形压盘705与小腿关节杆5侧板之间安装套筒701上套设有一弹簧706；环形压盘705的侧面固定有呈环形方式设置的若干限位杆7051。
39.转动盘703的侧面边缘开有呈环形方式设置的若干卡槽7031；卡槽7031与限位杆7051形成限位阻挡配合。
40.当以安装套筒701为基础来转动阻尼套筒702后，则在弹簧706的弹力作用下，环形压盘705沿着安装套筒701的轴向方向滑动，并使限位杆7051与卡槽7031形成限位阻挡配合来防止转动盘703带动阻尼套筒702转动，可避免传动齿轮6通过圆台柱602与圆台通孔7041的摩擦配合来带动阻尼套筒702进行转动。此外可通过开始多个卡槽7031，以保证转动盘703只需转动一定的角度就有限位杆7051与卡槽7031形成限位阻挡配合。
41.其中，脚底硬板1的端部侧面对称固定有连接板8；一连接板8上系有绑带；绑带贯穿另一连接板8并通过魔术贴与自身相连接；且绑带与使用者脚面相对应；脚底硬板1和脚底软板2的脚后跟位置固定弧形挡板来防止脚底硬板1脱离患者的脚后跟，再配合绑带来绑住脚面，则可保证脚底硬板1和脚底软板2与患者脚部的相对固定性。
42.本实施例的一个具体应用为：
43.单手挤压环形压盘705来使得弹簧706压缩，并以安装套筒701为基础来转动阻尼套筒702，进而调节阻尼套筒702在安装套筒701上的相对位置，从而调节阻尼柱704内部的圆台通孔7041与圆台柱602接触的紧密程度，以此来调节圆台柱602和传动齿轮6转动时所受到的阻力大小，进而调节脚底硬板1的摆动幅度。
44.调节完后，弹簧706受弹力作用，环形压盘705沿着安装套筒701的轴向方向滑动，并使限位杆7051与卡槽7031形成限位阻挡配合来防止转动盘703带动阻尼套筒702转动。
45.并根据三个压力传感器来检测人们脚后跟、母趾根部和小趾根部三个着力点的压力数据来实时检测患者脚底的压力数据，反应患者的康复状况；
46.此过程可根据患者康复过程中，脚踝或脚面的摆动幅度和力度来调节阻尼器，进而实现脚底硬板1摆动幅度的调节，对人们的行走时，脚踝和脚面的摆动幅度和力度进行限制，防止人们因步子大、踩空、力度大等原因而摔倒，提高了人们行走的安全性和康复效果。
47.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
48.以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。