一种智能膝关节周围肌肉训练器

1.本实用新型涉及康复器械技术领域，具体为一种智能膝关节周围肌肉训练器。


背景技术：

2.膝关节受损是一种比较常见的疾病，患者一般需要根据医生的指导进行药物或手术进行治疗。膝关节术后康复分两个阶段，第一阶段以恢复关节功能角度和锻炼关节活动为主，第二阶段以肌肉力量恢复为主。
3.现有的膝关节训练器训练效果不太理想，针对病情的个性化不强，指导性不精准，患者也难以坚持，不利于患者膝关节恢复。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种智能膝关节周围肌肉训练器来解决上述现有的膝关节训练器训练效果差的问题。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种智能膝关节周围肌肉训练器，包括机座、移动平台、训练座椅、前后运动训练组件以及左右阻力训练组件；所述机座两侧安装有用于对患者脚步支撑的训练踏板；所述训练座椅架设于移动平台上且正对机座设置；所述前后运动训练组件与移动平台相连，用于带动训练座椅靠近或远离机座以对患者膝关节进行前后运动训练；所述前后运动训练组件架设于移动平台上布置于患者膝关节处，用于对患者膝关节进行左右阻力训练。
6.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
7.进一步，所述前后运动训练组件包括导向轨以及安装于导向轨两端的支撑座；所述移动平台内开设有与导向轨匹配的滑槽；所述支撑座与移动平台之间设有回弹支撑件，用于弹性支撑移动平台。
8.进一步，所述回弹支撑件包括导向轴、限位板以及第一弹簧；所述导向轴架设于两支撑座间；所述限位板与移动平台相连，且板面开设有与导向轴滑动配合的滑动孔；所述第一弹簧套设于导向轴外且两端分别支撑限位板和位于后端的支撑座。
9.进一步，所述移动平台外侧壁沿前后移动方向开设有多个等距排布的调节螺孔；所述限位板通过螺栓与调节螺孔可拆卸连接。
10.进一步，所述导向轨为工字型导轨；所述移动平台的滑槽两内壁均设有与工字型导轨相适配的滑块。
11.进一步，所述左右阻力训练组件包括中部支撑台以及分别位于中部支撑台两侧的侧部支撑台；所述中部支撑台与侧部支撑台相对测均开设有限位槽；所述限位槽内设有滑动配合的支撑柱和与支撑柱相连的第二弹簧；所述支撑柱的外端设置有膝关节托板。
12.进一步，所述膝关节托板为与患者膝关节匹配的弧形板。
13.进一步，所述膝关节托板的内表壁设置有护垫。
14.进一步，所述机座上还设置用于显示训练计划的触控显示屏。
15.进一步，还包括由控制单元、前后位移传感器、前后阻力传感器、左右位移传感器、左右阻力传感器、储存器以及语音播报单元组成的控制系统。
16.本实用新型的有益效果是：本实用新型涉及的智能膝关节周围肌肉训练器可以同时实现患者膝关节的前后运动训练以及左右阻力训练，整个智能膝关节周围肌肉训练器可以合理对膝关节周围肌肉进行带阻训练，有助于患者康复。
附图说明
17.图1为本实用新型整体结构示意图；
18.图2为本实用新型前后运动训练组件的局部结构示意图；
19.图3为本实用新型移动平台的整体结构俯视图；
20.图4为本实用新型左右阻力训练组件截面示意图；
21.图5为本实用新型限位板与移动平台的局部连接示意图；
22.图6为本实用新型图3中a处的放大图；
23.图7为本实用新型系统原理图。
24.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
25.1、机座，2、移动平台，2a、滑槽，2b、调节螺孔，201、滑块，3、训练座椅，4、前后运动训练组件，41、导向轨，42、支撑座，43、导向轴，44、限位板，44a、滑动孔，45、第一弹簧，5、左右阻力训练组件，51、中部支撑台，52、侧部支撑台，53、支撑柱，54、第二弹簧，55、膝关节托板，551、护垫，5a、限位槽，6、训练踏板，7、触控显示屏，8、控制单元，9、前后位移传感器，10、前后阻力传感器，11、左右位移传感器，12、左右阻力传感器，13、储存器，14、语音播报单元。
具体实施方式
26.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
27.需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语中“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型结构。对于本领域的普通技术人员，可以根据具体情况理解该类术语在本专利中的具体含义。
28.本实用新型实施例如下
29.如图1所示，本实用新型设计的智能膝关节周围肌肉训练器，包括机座1、移动平台2、训练座椅3、前后运动训练组件4以及左右阻力训练组件5；机座1两侧安装有用于对患者脚步支撑的训练踏板6；训练座椅3架设于移动平台2上且正对机座1设置；前后运动训练组件4与移动平台2相连，用于带动训练座椅3靠近或远离机座1以对患者膝关节进行前后运动训练；前后运动训练组件4架设于移动平台2上布置于患者膝关节处，用于对患者膝关节进行左右阻力训练。患者在进行康复训练的时候，患者可直接坐在训练座椅3上，需要进行膝关节前后运动训练时，患者双腿可通过蹬训练踏板6以推动移动平台2反向移动，在前后运动训练组件4带动下以对患者膝关节往复屈伸。当需要进行膝关节左右阻力训练时，保证移动平台2的位置不动，通过左右阻力训练组件5辅助患者膝盖往复进行收拢与张开，以对膝关节进行左右阻力训练。整个智能膝关节周围肌肉训练器可以合理对膝关节周围肌肉进行带阻训练，有助于患者康复。
30.具体的，如图2和图3所示，前后运动训练组件4包括导向轨41以及安装于导向轨41两端的支撑座42；移动平台2内开设有与导向轨41匹配的滑槽2a；支撑座42与移动平台2之间设有回弹支撑件，用于弹性支撑移动平台2。进行前后运动训练时，通过腿部张力反推移动平台2，以使滑槽2a沿导向轨41滑动。同时回弹支撑件在腿部撑开时起到增加阻力，以锻炼肌肉前后力量，腿部弯曲时，回弹支撑件回弹推动移动平台2归位，帮助患者回到初始位置，往复进行上述前后运动训练，即可对膝关节肌肉前后力量进行有效恢复。
31.其中，回弹支撑件沿移动平台2两侧对称设置有两组。回弹支撑件包括导向轴43、限位板44以及第一弹簧45；导向轴43架设于两支撑座42间；限位板44与移动平台2相连，且板面开设有与导向轴43滑动配合的滑动孔44a；第一弹簧45套设于导向轴43外且两端分别支撑限位板44和位于后端的支撑座42。在移动平台2向后滑动的过程汇总，通过设置的限位板44压缩第一弹簧45以提供前后训练阻力。向前滑动时，第一弹簧45将储存的弹力反推以带动移动平台2归位。
32.如图2和图5所示，为了针对不同患者的膝关节损伤程度，可以调节第一弹簧45的支撑强度，移动平台2外侧壁沿前后移动方向开设有多个等距排布的调节螺孔2b；限位板44通过螺栓与调节螺孔2b可拆卸连接，通过调节限位板44对第一弹簧45的初始压缩距离即可调节相应前后运动训练强度。
33.如图4所示，为了保证移动平台2移动过程更加平稳，导向轨41为工字型导轨；移动平台2的滑槽2a两内壁均设有与工字型导轨相适配的滑块201，通过滑块201进行限位以避免移动平台2的位置发生偏离。
34.如图3和图4所示，具体的，左右阻力训练组件5包括中部支撑台51以及分别位于中部支撑台51两侧的侧部支撑台52；中部支撑台51与侧部支撑台52相对测均开设有限位槽5a；限位槽5a内设有滑动配合的支撑柱53和与支撑柱53相连的第二弹簧54；支撑柱53的外端设置有膝关节托板55。患者需要进行左右阻力训练时，将双腿分别放置于两侧部支撑台52与中部支撑台51间，通过设置的膝关节托板55对膝关节进行固定。
35.患者腿部张开时，侧部支撑台52内的支撑柱53向内移动，第二弹簧54收缩；中部支撑台51内的支撑柱53向外移动，第二弹簧54伸长。从保证患者两膝关节处的膝关节托板55始终与患者膝盖紧贴，从而辅助患者进行左右阻力训练时，腿部摆动侧的第二弹簧54总能提供支撑阻力，以锻炼膝关节周围肌肉。
36.如图6所示，其中，膝关节托板55为与患者膝关节匹配的弧形板，以紧密贴合患者膝关节。膝关节托板55的内表壁设置有护垫551，增加舒适性。
37.具体的，机座1上还设置用于显示训练计划的触控显示屏7，可以辅助患者执行每日的训练计划，增加智能互动，更具趣味性。
38.如图7所示，本实施例中，智能膝关节周围肌肉训练器还包括，由控制单元8、前后位移传感器9、前后阻力传感器10、左右位移传感器11、左右阻力传感器12、储存器13以及语音播报单元14组成的控制系统，控制单元8可采用i.mx6sl系列微处理芯片。前后位移传感器9、前后阻力传感器10、左右位移传感器11、左右阻力传感器12、储存器13以及语音播报单元14依次与控制单元8电性连接。前后位移传感器9可布置于导向轨41上以获取移动平台2位移距离，同时在训练踏板6上设置前后阻力传感器10以获取进行前后运动训练时的阻力。左右位移传感器11设置有多个，且分别布置于多个限位槽5a内，以获取对应限位槽5a内的
支撑柱53的位移参数，从而判断膝盖左右摆动幅度。左右阻力传感器12设置有多个，且分别布置于多个膝关节托板55上，以检测膝盖的用力参数。储存器13可以储存患者康复训练时的训练参数。通过将控制系统接入预训练神经网络，通过构件神经网络，通过一部分正常人的膝关节训练获取正常状态数据，再用另一部分正常人数据进行测试，形成预训练神经网络，患者使用时，可以在医生的指导下进行测试，通过了解目前患者膝关节肌肉力量情况及运行状态数据，再由神经网络给出该患者的预训练计划，随后在训练中不断优化训练计划，并实时通过语音播报系统给出训练状态及结果，实时提醒患者进行合理训练，协助患者执行训练计划，完成训练目标。
39.患者在进行训练时，控制单元8根据获取的患者的运动数据，结合神经网络可判断患者当前的肌肉力量情况，并自动规划出患者的预训练计划，并在随后的训练中不断优化计划，训练计划可通过语音播报单元14语音播报给患者。
40.以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。