角度测量装置及下肢支具的制作方法

1.本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种角度测量装置及下肢支具。


背景技术：

2.角度测量装置为一种测量夹角的特殊装置，下肢支具为腿部关节保护装置，一般佩戴于大小腿上，对下肢关节起到支撑保护作用。
3.现有技术的下肢支具功能单一，只对腿部起支撑保护作用，不能采集、传输下肢关节运动数据，例如膝关节屈伸角度等数据，无法对关节活动情况提供有限数据支持。


技术实现要素：

4.本技术公开一种可测量两个相互联动的支架的角度的角度测量装置，及运用了这种角度测量装置的下肢支具，以在人体运动时实时获取角度数据。
5.一方面，本技术公开一种角度测量装置，包括：
6.壳体；
7.第一支架：设置在壳体上；
8.第二支架：设置在壳体上，与第一支架连接，并分别与所述第一支架和壳体相对运动；
9.角度传感装置：包括固定件和感应件，所述固定件固定在第一支架或者第二支架上，所述第一支架与第二支架相对运动时，所述感应件也相对于固定件运动；
10.控制模块：与所述感应件电连接，以根据所述感应件相对于固定件运动的参数计算得到所述第一支架和第二支架联动的角度信息。
11.可选的，所述角度传感装置为磁角度传感装置，所述固定件上设置有磁性件，所述感应件为磁性感应件，所述磁性件与磁性感应件相对运动时所述磁性件与所述磁性感应件之间的磁场发送变化，所述控制模块识别并读取磁场变化量以计算得到第一支架和第二支架联动的角度。
12.可选的，所述第一支架与所述第二支架通过连杆连接，所述连杆的一端通过第一连杆轴与第一支架连接，所述连杆的另一端通过第二连杆轴与第二支架连接，当所述第一支架运动时，所述第一连杆轴带动所述连杆运动，从而通过所述第二连杆轴带动所述第二支架联动，或者，当所述第二支架运动时，所述第二连杆轴带动所述连杆运动，从而通过所述第一连杆轴带动所述第一支架联动。
13.可选的，所述第一支架的端部设置有第一啮齿，所述第二支架的端部设置有第二啮齿，所述第一啮齿与第二啮齿相互啮合以在其中一个支架运动时，带动另一个支架联动。
14.可选的，所述第一支架与所述第二支架上下层叠，所述第一支架上设置有第一通孔，所述第二支架上设置有第二通孔，所述固定件固定在所述第一支架上，所述感应件依次穿过所述第一通孔和所述第二通孔，当所述第一支架以所述感应件为轴相对运动时，所述固定件也与所述感应件相对运动。
15.可选的，所述感应件包括活动件和固定座，所述固定座上设置有容置腔，所述活动件设置在容置腔内，所述活动件与所述控制模块电连接以传送所述感应件与所述固定件相对运动时获取的参数。
16.可选的，所述角度传感装置的所述固定件与所述感应件相对运动的参数为基于电阻变化的参数，或者基于电容量变化的参数，或者基于磁场变化的参数，或者基于磁阻变化的参数，或者基于巨磁阻变化的参数，或者基于光栅变化的参数，或者基于霍尔电场变化的参数。
17.可选的，所述控制模块包括无线通信元件或有线通信元件，以将计算得到的角度信息以无线或者有线的方式传输给外部设备。
18.另一方面，本技术公开一种下肢支具，包括上述任意一项所述的角度测量装置。
19.可选的，所述下肢支具还包括电池和用于锁定所述电池的锁定机构，其中，所述锁定机构设置在所述壳体上，所述锁定机构包括电池盖、锁定件和摆动件，所述电池盖设置在所述壳体上，且容置所述电池，所述锁定件设置在所述壳体上，且其中一端用于锁定所述电池盖，所述摆动件设置在壳体上，且两端分别悬空，在外力作用下摆动，以协助锁定或开启所述电池盖。
20.可选的，所述电池盖上设置有凹槽结构，所述壳体的支架上设置有第一通孔，所述锁定件一端固定在所述壳体上，另一端通过所述第一通孔插入所述凹槽结构内，以限制所述电池盖向所述壳体外部移动。
21.可选的，所述锁定件为弹性结构，所述锁定件上设置有第二通孔，所述第二通孔的一侧为斜坡结构，当对所述斜坡结构施加外力时，所述锁定件插入所述凹槽结构一端发生位移，以使所述锁定件脱离所述凹槽结构，释放所述电池盖。
22.本技术的角度测量装置及下肢支具，通过设置一个固定件和一个感应件，固定件设置在其中一个支架上，以感应件与固定件相对运动时产生的参数来计算相互联动的两个支架之间的角度，结构设计巧妙，将其设置在下肢支具上，可在人体佩戴下肢支具进行康复训练时能够实时采集相关运动参数，医生通过获取该运动参数更好地进行诊断。
附图说明
23.图1为第一实施例的角度测量装置的正面示意图；
24.图2为图1所示角度测量装置的背面图；
25.图3为第二实施例的角度测量装置的正面示意图；
26.图4为图3所示第二实施例角度测量装置的侧面示意图；
27.图5为第三实施例的角度测量装置的侧面示意图；
28.图6为一体式感应件结构示意图；
29.图7为下肢支具结构示意图；
30.图8为电池盖锁定机构结构示意图；
31.图9为电池盖锁定机构爆炸图；
32.图10为锁定件结构示意图；
33.图11为电池盖锁定机构开启状态示意图。
具体实施方式
34.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对护膝装置及其检测机构进行更全面的描述。附图中给出了护膝装置及其检测机构的首选实施例。但是，护膝装置及其检测机构可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对护膝装置及其检测机构的公开内容更加透彻全面。
35.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在护膝装置及其检测机构的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
36.如图1所示，一方面，本技术公开一种角度测量装置，包括：第一支架10、第二支架20、角度传感装置30、控制模块40和壳体60，壳体60为整个装置的支撑件，第一支架10、第二支架20、角度传感器30和控制模块40都设置在壳体60上。其中，第一支架10和第二支架20连接，并相互运动动，即当其中一个支架运动时，会带动另一个支架一起运动。角度传感装置30包括固定件31和感应件(图未示)，所述固定件31固定在第一支架10或者第二支架20上，所述第一支架10与第二支架20联动运动时，所述感应件也相对于固定件31运动；所述控制模块40与所述感应件电连接，以根据所述感应件相对于固定件31运动的参数计算得到所述第一支架10和第二支架20联动的角度。
37.在一实施例中，所述角度传感装置30为磁角度传感装置，即采用磁吸强度和方向来识别角度。在本实施例中，上述公开的所述固定件31上设置有磁性件，所述壳体60上设置有磁性感应件，所述磁性件为磁铁材质，当磁性件与磁性感应件相对运动时二者之间产生磁场变化，所述控制模块40由于与感应件电连接，则可识别并读取所述感应件采集的磁场变化量和方向，以计算得到第一支架10和第二支架20联动的角度。进一步的，本实施例中，控制模块40识别磁性感应件的磁场变化和方向，并经过内部的处理芯片对识别的磁吸参数进行计算处理并输出。
38.在一实施例中，所述第一支架10与所述第二支架20通过连杆50连接，所述连杆50的一端通过第一连杆轴51与第一支架10连接，所述连杆50的另一端通过第二连杆轴52与第二支架20连接，当所述第一支架10运动时，所述第一连杆轴51带动所述连杆50运动，从而通过所述第二连杆轴52带动所述第二支架20联动。作为另一种方案，当所述第二支架20运动时，所述第二连杆轴52带动所述连杆50运动，从而通过与连杆50连接的所述第一连杆轴51带动所述第一支架10联动。
39.在一实施例中，请参阅图2，还包括上盖(图未示)，所述固定件31固定在所述第一支架10上，所述感应件固定在上盖上，所述上盖与壳体60围合成一个空腔，以容置连杆50以及第一支架10和第二支架20之间的连接机构，从而使角度测量装置更美观。在一实施例中，所述壳体上还设置有转轴32，其作为所述第一支架10的其中一转轴支撑所述第一支架10相对于所述壳体60运动，所述第二支架20上也设置有一个转轴23，其设置在壳体60上，转轴23和第二连杆轴52共同支撑所述第二支架20相对于壳体60移动。在本实施例中，第一连杆轴51、转轴32、第二连杆轴52、转轴23、第一支架10、第二支架20和连杆50共同组成反四连杆实现联动，以带动第一支架10、第二支架20和壳体60之间相对运动，当连杆50被第一支架10或第二支架20带动运动时，也会同时带动转轴32转动，转轴32跟随壳体60与第一支架10上的
固定件31相对运动，从而产生相对运动参数。
40.在一实施例中，转轴32是固定在壳体60上的，当连杆50上设置有向内凹的弧形结构，以避免在连杆50与第一支架10运动时尺寸干涉影响第一支架10的运动幅度。
41.需要说明的是，这里的第一支架10和第二支架20的结构不局限于附图中的结构，且第一支架10和第二支架20的名称和位置也不局限于附图中的位置。固定件31可以设置在第一支架10上，也可以设置在第二支架20上，其原理都一样。
42.在一实施例中，请参阅图3，所述第一支架10的端部设置有第一啮齿11，所述第二支架20的端部设置有第二啮齿21，所述第一啮齿11与第二啮齿22相互啮合以在其中一个支架运动时，带动另一个支架联动。该结构较图2的结构简单，无需连杆，直接通过相互啮合的齿轮结构即可实现第一支架10和第二支架的相互联动。
43.在一实施例中，请参阅图4，固定件31设置在第一支架10上，转轴32分别连接第一支架10和壳体60，第二支架20也与壳体60通过转轴22与壳体60连接，转轴32和转轴22均固定在壳体60上，且第一支架10沿着转轴32旋转，使第一支架10同时与壳体60、上盖上的感应件、转轴32发生相对运动，由此产生相对运动参数。
44.在另一实施例中，请参阅图5，所述第一支架10与所述第二支架20上下层叠，所述第一支架10上设置有第一通孔(图未示)，所述第二支架20上设置有第二通孔(图未示)，所述固定件31固定在所述第一支架31，在其他实施例中，所述固定件31也可以固定在第二支架20上，其原理一样。所述转轴32依次穿过所述第一通孔和所述第二通孔，并与第二支架20固定，第一支架10与第二支架20形成同轴结构，所述感应件可固定在转轴32的上方，与所述固定件31上下对应，所述第一支架10以所述转轴32为轴旋转，由于固定件31固定在第一支架10上，因此第一支架10相对于转轴32和第二支架20运动时，第一支架10上的固定件31和转轴32以及感应件发生相对运动，从而产生相对运动参数。在另一实施例中，所述感应件设置在壳体60的上方，壳体60的其中一面设置在固定件31与转轴32之间，使感应件正好位于固定件31下方，转轴32固定在壳体60的空腔内，壳体60运动，转轴32也跟随运动，因此当第一支架10相对于壳体60运动时，固定件31与感应件相对运动，产生相对运动参数。
45.在一实施例中，所述角度传感装置的所述固定件与所述感应件相对运动的参数为基于电阻变化的参数，或者基于电容量变化的参数，或者基于磁场变化的参数，或者基于磁阻变化的参数，或者基于巨磁阻变化的参数，或者基于光栅变化的参数，或者基于霍尔电场变化的参数，以上原理均为现有技术，此处不再赘述。
46.在一实施例中，请参阅图6，所述感应件为电位计，其结构包括活动件321和固定座322，所述固定座322上设置有容置腔323，所述活动件321设置在容置腔323内，所述活动件321与所述控制模块40电连接以传送活动件321与固定件31相对运动时获取的运动参数。
47.在一实施例中，所述控制模块40包括无线通信元件(图未示)或有线通信元件(图未示)，以将计算得到的角度信息以无线或者有线的方式传输给外部设备，其中外部设备可以手机、平板、智能手环、智能手表、计算机等可以通过无线或有线方式进行数据接收的电子设备。
48.需要说明的是，这里的第一支架10和第二支架20的结构不局限于附图中的结构，且第一支架10和第二支架20的名称和位置也不局限于附图中的位置。固定件31可以设置在第一支架10上，也可以设置在第二支架20上，其原理都一样。
49.另一方面，请参阅图7，本技术还公开一种下肢支具，包括上述任意一项所述的角度测量装置，壳体60支撑第一支架10、第二支架20、角度传感器30和控制模块40，控制模块40上还设置有控制整个控制模块40通断电的按钮41和给所述控制模块40供电的电池42。
50.本技术将角度测量装置设置在下肢支具上，可在人体佩戴下肢支具进行康复训练时能够实时采集相关运动参数，医生通过获取该运动参数更好地进行诊断。
51.在一实施例中，请参阅图8-图11，所述下肢支具还包括电池42和用于锁定所述电池的锁定机构70，其中，所述锁定机构70设置在所述壳体60上，所述锁定机构70包括电池盖71、锁定件72和摆动件73，所述电池盖71设置在所述壳体60上，可容置所述电池42，所述锁定件72设置在所述壳体60上，且其中一端用于锁定所述电池盖71，进一步的，在所述支架61上设置有支撑柱62，在摆动件73的中间位置设置有通孔731，支撑柱62穿过通孔731，以支撑摆动件73，通过此结构，所述摆动件73设置在壳体60上，且两端分别悬空，在外力作用下摆动，以协助锁定或开启所述电池盖71。
52.具体的，在一实施例中，所述电池盖71的靠近所述锁定件72一端设置有凹槽结构711，所述壳体60的支架61上设置有第一通孔611，所述锁定件72一端固定在所述壳体60上，另一端通过所述第一通孔611插入所述凹槽结构711内，以限制所述电池盖71向所述壳体60外部移动。
53.进一步，所述锁定件72为弹性结构，其与壳体60固定一端设置有向外凸起的卡扣722，在壳体60上设置有容置该卡扣722的卡槽63，当卡扣722容置于卡槽63内时固定所述锁定件72。
54.在一实施例中，请参阅图10，所述锁定件72上设置有第二通孔721，所述第二通孔721的一侧为斜坡结构7211，当对所述斜坡结构7211施加外力时，所述锁定件72插入所述凹槽结构722一端发生位移，以使所述锁定件72脱离所述凹槽结构711，释放所述电池盖71。
55.在一实施例中，请参阅图11，所述外力的作用物可以是如图所示的“l”型扳手74，在壳体60上设置有供扳手74插入和插出的容纳槽64，扳手74的一端插入容纳槽64内，并朝摆动件73方向运动，当扳手74接触到锁定件72的斜坡结构7211时，锁定件72插入凹槽结构711内开始发生形变，并逐渐远离所述凹槽结构711，当扳手74完全通过第二通孔721时，锁定件72的形变最大，此时锁定件72完全脱离凹槽结构711，当扳手74接触到摆动件73，并继续向前运动时，摆动件73被接触的一端抬起，另一端向电池盖71一端靠近，并逐渐挤压所述电池盖71，使所述电池盖71从壳体60中脱离，从而方便电池42取出。采用这种方式，可以灵活地取出和锁定电池42，结果简单。
56.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
57.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。