一种踝关节康复训练设备

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其是一种踝关节康复训练设备。

背景技术

踝关节作为人体与地面接触的枢纽，在日常生活中发挥着重要的作用，包括足部压力的缓冲、承重以及步行等方面。正常人的踝关节可以实现跖屈/背屈俯仰、内翻/外翻脚掌面翻转、内旋/外旋脚尖转向三个自由度的旋转。对于踝关节损伤患者，往往不能完全实现这三个方向的旋转。目前，大多通过踝关节康复训练设备来帮助患者进行康复训练。

现有的踝关节康复训练设备，例如中国发明专利(公开号：CN113648183A，公开日：20211116)公开了一种踝关节康复训练装置，包括底板、安装在底板上的大腿调节支撑组件、与大腿调节支撑组件转动连接的小腿调节组件、与小腿调节组件连接的脚踝训练组件以及至少一个俯仰推杆；脚踝训练组件包括：定平台、动平台、脚踏板以及并联安装在定平台和动平台之间的UPS支链、SPU支链和3R支链；本发明采用并联设置的UPS支链、SPU支链和3R支链来共同控制患者脚踝的运动，能够带动患者的脚踝实现内翻/外翻、背屈/跖屈以及内收/外展运动，能够适应不同体型的患者，有较高的人机相容性；本发明能够保证踝关节的运动中心与训练装置的旋转中心重合，能够有效避免对患者造成二次伤害。

但上述踝关节康复训练设备存在以下问题：多以患者被动训练为主，只能按照既定的运动方式进行训练，患者无法按照自己的意图进行运动，不能为患者提供主动训练平台。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种踝关节康复训练设备，通过患者主动进行训练，并且不会对患者的运动形式进行限制，使得患者在训练时获得最大限度的自由。

为本发明的目的，采用以下技术方案予以实施：

一种踝关节康复训练设备，包括底座和设置在底座上并沿横向延伸的小腿支撑部，在小腿支撑部长度方向的一侧设置有脚掌支撑板，脚掌支撑板上设置有用于将足限制在脚掌支撑板上的约束部件，脚掌支撑板上还设置有用于在训练时给踝关节提供反作用力的线体，线体的一端固定设置在脚掌支撑板上，线体的另一端位于用于给线体产生回收力的收卷装置内，收卷装置固定设置在该设备上；脚掌支撑板在线体的回收力的作用下保持平衡。

作为优选，该设备还包括用于安装收卷装置的固定座，固定座固定设置在设备中；固定座上设置有若干个固定点，每个固定点上都设置收卷装置。

作为优选，固定点分别位于固定座的左侧、右侧和下侧。

作为优选，固定点上设置有用于在设备待机时支撑脚掌支撑板的支撑座。

作为优选，支撑座上朝向脚掌支撑板的那侧设置有凹槽；脚掌支撑板上设置有位置与固定点相对应的延伸板，在设备待机时，延伸板配合在凹槽内。

作为优选，收卷装置通过安装架安装在固定点上；安装架上还转动设置有定滑轮和与定滑轮同轴设置的旋转变位器，线体从收卷装置中伸出后先缠绕在定滑轮上，再与脚掌支撑板连接；该设备还包括电源和控制中心，电源与旋转变位器之间电连接，控制中心包括用于测量旋转变位器上的电压的测量模块、用于将测量模块中的数据进行转换形成反应踝关节受力情况的转换模块和用于显示转换模块中的数据的显示模块。

作为优选，约束部件包括位于脚掌支撑板下部的用于支撑脚后跟的脚后跟支撑座和位于上部的防止脚背脱离的脚背限位板。

作为优选，脚背限位板通过调节机构可拆卸的安装在脚掌支撑板上。

作为优选，调节机构包括纵向设置在脚掌支撑板上的轨道板，滑动设置在轨道板上的滑板和用于将滑板锁紧在轨道板上的紧固件，脚背限位板安装在滑板上。

作为优选，轨道板的上部固定设置在脚掌支撑板上，轨道板的下部设置有沿纵向排列的若干个通孔，在脚背限位板和滑板上设置有前后贯穿的槽，在脚掌支撑板上设置有与通孔对应的螺纹孔；紧固件将脚背限位板、滑板和轨道板连接后，配合在螺纹孔内；

脚背限位板包括相互分离的左挡板和右挡板，左挡板和右挡板上设置有用于从脚的侧面进行限位的开口，左右两个开口相向设置，使得脚的前端能容纳在开口内；滑板上设置有沿横向的安装槽，左挡板和右挡板设置在安装槽内；左挡板和右挡板上设置有横向延伸的调节槽。

综上所述，本发明的优点是：

1.在脚掌支撑板上设置线体，并通过收卷装置给线体提供回收力，使得患者在训练时，需要患者主动运动，来克服线体的回收力，相对于现有技术中采用被动运动而言，本设备的训练效果更好，并且不会对患者的运动形式进行限制，使得患者在训练时获得最大限度的自由。

2.脚掌支撑板上的多个位置连接线体，使得脚掌支撑板受力更加平稳，有利于提高患者的使用体验。

3.在脚掌支撑板上的同一位置连接多根线体，能提高作用在脚掌支撑板上的作用力，从而对不同的患者可以采用不同作用力的设备，提高了设备的适用范围。

4.脚掌支撑板上设置延伸板，并将线体固定延伸板上，使得踝关节运动时的动作被放大，有利于提高训练效果。

5.通过设置定滑轮、旋转变位器和控制中心，使得患者或者医护人员能及时的获取训练过程中的相关数据，有利于了解患者的状况，便于更有针对性的进行训练。

6.支撑座上设置有与延伸板相对应的凹槽，在设备待机时，延伸板位于凹槽内，便于脚掌支撑板的安放。

附图说明

图1为踝关节康复训练设备正面的结构示意图。

图2为踝关节康复训练设备背面的结构示意图。

图3为去除脚掌支撑板后的结构示意图。

图4为固定座和安装架的结构示意图。

图5为安装架和支撑座的结构示意图。

图6为脚掌支撑板及其上部件的结构示意图。

图7为脚掌支撑板及其上部件的爆炸结构示意图。

具体实施方式

如图1和2所示，一种踝关节康复训练设备，包括位于下部的底座1，底座1的顶部设置有沿横向延伸的小腿支撑部2，小腿支撑部2大致为向上敞口并且前窄后宽的U型(这里并不排出其他形状，只需要该形状能对小腿提供支撑即可)。在小腿支撑部2的长度方向上，设置有沿纵向延伸的脚掌支撑板3，脚掌支撑板3上设置有用于将足限制在脚掌支撑板3上的约束部件。为了使患者在使用该脚掌支撑板3时，感受到一定的牵引力，在脚掌支撑板3上还设置有用于在训练时给踝关节提供反作用力的线体4，线体4可以是塑料绳、麻绳、尼龙绳、棉绳等，也可以采用金属例如铜、铝制成的线或索或丝。线体4的一端固定设置在脚掌支撑板3上，线体4的另一端位于用于给线体4产生回收力的收卷装置5内，收卷装置5固定设置在该设备上。脚掌支撑板3在线体4的回收力的作用下保持平衡。

该设备在使用时，首先将患者的小腿放到小腿支撑部2上，然后将足放到约束部件中，使得脚掌与脚掌支撑板3接触，从而将足和脚掌支撑板3固定在一起，患者的踝关节进行运动，这时在足的带动下，脚掌支撑板3在空间内进行平移和翻转等动作，这使得脚掌支撑板3上的线体4相应的进行拉动，但由于线体4位于收卷装置5内，收卷装置5给线体4提供拉力，使得线体4始终处于张紧状态，从而线体4通过脚掌支撑板3给运动中的踝关节提供反作用力，帮助患者进行康复训练。

该设备相对于现有技术中的康复设备具有以下优点：需要患者主动进行运动，且运动时，不会对患者的运动形式进行限制，使得患者在训练时获得最大限度的自由，例如患者感觉不适可以随时停止训练。

如图3和4所示，该设备还包括用于安装收卷装置5的固定座6，固定座6可以设置在底座1上，也可以小腿支撑部2上，只需将其固定设置即可。固定座6上设置有多个固定点601，602，603，固定点601，602，603分别位于固定座6的左侧、右侧和下侧，每个固定点上都设置有收卷装置5。线体4从收卷装置5中伸出后与脚掌支撑板3的左侧、右侧和下侧连接，这样在脚掌支撑板3上的多个位置连接线体4后，使得脚掌支撑板3受力更加平稳，有利于提高患者的使用体验。

如图5所示，每个固定点上都设置有三个收卷装置5，并且这三个收卷装置5内的线体4连接在脚掌支撑板3的同一个位置上。多根线体4能提高作用在脚掌支撑板3上的作用力，从而对不同的患者可以采用不同作用力的设备，提高了设备的适用范围。

如图6所示，在脚掌支撑板3的左侧、右侧和下侧均设置有向上述对应方向伸出的延伸板301，302，303，线体4固定在延伸板301，302，303上，使得踝关节运动时的动作被放大，有利于提高训练效果。

如图3和图4所示，收卷装置5通过安装架51安装在固定点601，602，603上。如图5所示，安装架51上还转动设置有定滑轮52和与定滑轮52同轴设置的旋转变位器53，线体4从收卷装置5中伸出后先缠绕在定滑轮52上，再与脚掌支撑板3连接。同时该设备还包括电源和控制中心，电源与旋转变位器53之间电连接，控制中心包括用于测量旋转变位器53上的电压的测量模块、用于将测量模块中的数据进行转换形成反应踝关节受力情况的转换模块和用于显示转换模块中的数据的显示模块。

采用上述结构后，脚掌支撑板3运动时，线体4将会拉动定滑轮52转动，进而定滑轮52带动旋转变位器53旋转，从而旋转变位器53的电阻发生变化，其上的电压相应的变化，测量模块将检测到的电压变化输送给转换模块，转换模块将电压变化转换为踝关节的受力情况，显示模块显示受力情况，使得患者或者医护人员能及时的获取相关的数据，有利于了解患者的状况，便于更有针对性的进行训练。上述结构克服了现有踝关节康复设备都为纯机械结构，无法对患者训练时的数据进行采集，无法获得患者在训练过程中的状态变化，患者难以从这类设备中得到反馈，不方便患者对自身康复情况的了解的问题。

进一步，在安装架51上设置有用于引导线体4通过的引导块54，引导块54设置在安装架51朝向脚掌支撑板3的那端，引导块54内设置有用于线体4穿过的导向通道。

如图3所示，每个安装架51的前侧设置有支撑座7，支撑座7上设置有与延伸板301，302，303相对应的凹槽71，在设备待机时，延伸板301，302，303位于凹槽71内，便于脚掌支撑板3的安放。

如图6所示，约束部件包括位于脚掌支撑板3下部的用于支撑脚后跟的脚后跟支撑座8和位于上部的防止脚背脱离的脚背限位板9。其中，脚后跟支撑座8固定设置在脚掌支撑板3上，脚背限位板9通过调节机构可拆卸的安装在脚掌支撑板3上，便于根据患者的脚的尺寸进行位置调整。

具体的，如图7所示，调节机构包括纵向设置在脚掌支撑板3上的轨道板91，滑动设置在轨道板91上的滑板92和用于将滑板92锁紧在轨道板91上的紧固件。脚背限位板9安装在滑板92上，需要调节脚背限位板9时，将紧固件松开，滑动滑板92，将脚背限位板9调整到合适的位置，然后再把紧固件松开拧紧即可。

更具体的，轨道板91的上部固定设置在脚掌支撑板3上，轨道板91的下部设置有沿纵向排列的若干个通孔，在脚背限位板9和滑板92上设置有前后贯穿的槽，在脚掌支撑板3上设置有与通孔对应的螺纹孔，在固定时，螺钉从脚背限位板9和滑板92上的槽中穿过，然后穿过轨道板91上的通孔，并螺纹配合在螺纹孔内。

脚背限位板9包括相互分离的左挡板901和右挡板902，左挡板901和右挡板902上设置有用于从脚的侧面进行限位的开口903，左右两个开口903相向设置，使得脚的前端容纳在开口903内。滑板92上设置有沿横向的安装槽，左挡板901和右挡板902设置在安装槽内，同时左挡板901和右挡板902上设置有横向延伸的调节槽904，使得左挡板901和右挡板902之间的距离也能进行调节，从而从脚的宽度方向上适应更多的人。

为了提高左挡板901和右挡板902安装的稳定性，还可以在左挡板901和右挡板902的前侧设置盖板905，盖板905的上部与轨道板91固定连接，且盖板905的下部设置有与轨道板91上的通孔相对应的连接孔。

综上所述，本发明的设备具有以下优点：

1.在脚掌支撑板3上设置线体4，并通过收卷装置5给线体4提供回收力，使得患者在训练时，需要患者主动运动，来克服线体4的回收力，相对于现有技术中采用被动运动而言，本设备的训练效果更好，并且不会对患者的运动形式进行限制，使得患者在训练时获得最大限度的自由。

2.脚掌支撑板3上的多个位置连接线体4，使得脚掌支撑板3受力更加平稳，有利于提高患者的使用体验。

3.在脚掌支撑板3上的同一位置连接多根线体4，能提高作用在脚掌支撑板3上的作用力，从而对不同的患者可以采用不同作用力的设备，提高了设备的适用范围。

4.脚掌支撑板3上设置延伸板301，302，303，并将线体4固定在延伸板301，302，303上，使得踝关节运动时的动作被放大，有利于提高训练效果。

5.通过设置定滑轮52、旋转变位器53和控制中心，使得患者或者医护人员能及时的获取训练过程中的相关数据，有利于了解患者的状况，便于更有针对性的进行训练。

6.支撑座7上设置有与延伸板301，302，303相对应的凹槽71，在设备待机时，延伸板301，302，303位于凹槽71内，便于脚掌支撑板3的安放。