CN111227340A - 一种预防关节面冲击的护膝装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种护膝，提供了一种可自动感知膝关节受力状态，有效减轻膝盖关节压力，使患者可以自由行走的预防关节面冲击的护膝装置，解决了现有技术中存在的膝关节病患往往失去行走能力，稍有不慎极易造成膝关节进一步损伤等的技术问题，它包括绑扎在靠近人体膝盖的大、小腿上的上、下扎带，在上、下扎带上设有感知肌肉收缩的传感器，在人体膝盖内或外的上、下扎带上分别固定着上、下支撑杆的外侧端，上、下支撑杆的内侧端外侧转动连接在转轴上，下支撑杆的内侧端内侧设有可相对端面进出的磁性推块，与磁性推块对应的上支撑杆或下支撑杆上设有极性相同的电磁铁，电磁铁根据传感器信号控制磁性推块带动上支撑杆转动。
Description
技术领域
本发明涉及一种护膝，尤其涉及一种可有效减轻膝盖关节压力，使膝患患者可进行自由行走，并保护膝关节不会进一步损伤的预防关节面冲击的护膝装置。
背景技术
膝关节是上下腿骨交汇的地方，中间有半月板，前面有髌骨，髌骨是由两条肌肉拉伸，悬浮在腿骨交汇处之前，非常容易滑动，在正常的生活中，由于不受外力影响，也没有剧烈运动，所以髌骨在膝盖部位能正常的小范围活动。但髌骨也极易被牵移离开原有部位，从而引发膝关节部位的疾病，如不当运动及易外损伤、病变等，因此膝盖既是一个在运动中极其重要的部位，同时又是一个比较脆弱容易受伤的部位，受伤时极其疼痛且恢复较慢。由此具有运动保护、防寒保暖、关节养护等作用的护膝开始普及应用，现有的常用护膝主要起到防寒保暖作用，运动用护膝具有一定的运动保护作用，即常用的护膝通常只起到预防和防护作用，膝关节已经造成损伤的，一般是通过减少膝盖的弯曲，使大腿到小腿维持在一条直线上来减少膝关节的弯曲，从而保护膝关节不再加重病情，由此给病患造成极大的不便，如失去行走能力，稍有不慎极易造成膝关节进一步损伤等问题。
发明内容
本发明主要是提供了一种可自动感知膝关节受力状态，有效减轻膝盖关节压力，在保证膝关节不会进一步损伤的情况下使患者可以自由行走的预防关节面冲击的护膝装置，解决了现有技术中存在的膝关节病患往往失去行走能力，稍有不慎极易造成膝关节进一步损伤等的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种预防关节面冲击的护膝装置，包括绑扎在靠近人体膝盖的大腿和小腿上的上扎带和下扎带，在上扎带或下扎带上设有感知肌肉收缩的传感器，在人体膝盖内侧或外侧对应的上扎带和下扎带上分别固定着上支撑杆和下支撑杆的外侧端，上支撑杆和下支撑杆的内侧端外侧转动连接在转轴上，下支撑杆的内侧端内侧设有可相对端面进出的磁性推块，与磁性推块对应的上支撑杆或下支撑杆上设有极性相同的电磁铁，电磁铁根据传感器信号控制磁性推块带动上支撑杆相对下支撑杆转动并趋于直线状态。在靠近人体膝盖上、下方的大腿和小腿上分别绑扎上、下扎带，上、下扎带贴紧腿部，并在与腿部相邻的上、下扎带内安装感知肌肉收缩的传感器，在膝盖内侧或外侧的上、下扎带间安装转动连接着的上、下支撑杆，上、下支撑杆的转动连接点与膝盖变曲点相对应，且在上支撑杆或者是下支撑杆转动连接点的内侧设置磁性推块，磁性推块通过同极性电磁铁的给电推动其滑出对应的端面，并进一步推动另一侧上支撑杆或者下支撑杆转动呈伸直状态，由此即可根据人体膝盖启动时往往首先收缩对应大、小腿肌肉的原理，也就是肌肉收缩时对应腿部围度膨胀，传感器受压后将压力信号迅速传至电磁铁，电磁铁给电后即在同性电极相排斥的原理下推动带有同性电极的磁性推块向外滑动，磁性推块再带动对侧的上支撑杆或下支撑杆转动趋于直线状态，期间膝关节作用力完全转移至上、下支撑杆上，在脚踩地时，也是通过上、下支撑杆来转移膝关节受力状态，即人体重量从大腿、上、下支撑杆、再到小腿，期间膝关节呈悬空非受力状态，当受力腿放松时，电磁铁失电，电磁铁磁力消失，上、下支撑杆相对转动，膝盖在非受力状态弯曲，行走过程中，可自动感知膝关节受力状态，有效减轻膝盖关节压力，并保证膝关节不会进一步损伤，给病患行动带来了极大的便利。
作为优选，所述上支撑杆和下支撑杆的连接端对接后呈与人体膝盖弯曲形状相符的弧形结构。当上支撑杆和下支撑杆对接呈直立状态时，二者的中部为与人体膝盖弯曲形状相符的弧形结构，即上、下支撑杆与腿部保持伏贴状态，满足了其呈“隐形”的美观要求，也就是在正常穿衣行走时，可隐藏在裤管内使用，给使用者提供了最大的便利。
作为优选，在所述人体膝盖内侧和外侧均设有上支撑杆和下支撑杆。通过在人体膝盖的内、外两侧均设置相互铰接的上、下支撑杆，可提高腿部支撑力，并保证腿部支撑力平衡，提高使用舒适性。
作为更优选，在所述人体膝盖外侧包罩有弹力网，弹力网的两侧分别固定在对应侧的上支撑杆和下支撑杆上。通过在膝盖外侧的上、下支撑杆间设置弹力网，通过弹力网包覆人体膝盖，既可对膝盖起到保护的作用，又可通过弹力网进一步减轻膝盖压力。
作为优选，所述电磁铁固定在转轴内侧对应的上支撑杆内端面上，磁性推块固定在下支撑杆内端面上。电磁铁与磁性推块直接在上、下支撑杆间形成对抗转动力，结构精简，制作成本低。
顶杆可以设置在下支撑杆上，磁性推块滑动连接在上支撑杆上，作为优选，在所述转轴内侧对应的上支撑杆内端面上向外延伸形成顶杆，磁性推块滑动连接在与顶杆相对的下支撑杆内端面上，电磁铁嵌装在与顶杆相对的磁性推块另一端。根据杠杆原理，传感器控制磁性推块推动顶杆绕转轴往复转动，以智能化模拟人体行走过程的膝盖变化，结构简单，安全可靠。
作为更优选，当所述上支撑杆相对下支撑杆转动趋于直线状态时，顶杆的外端面平贴顶接在对应的磁性推块端面上。由于上、下支撑杆趋于直线状态时，即膝盖伸直时，膝盖受力最大，此时上、下支撑杆对接面平贴抵靠，可优化上、下支撑杆受力状态，并确保最大受力状态时支撑平稳可靠。
作为更优选，所述上支撑杆和下支撑杆的连接端对接时，顶杆与磁性推块的滑动方向为钝角。上、下支撑杆对接时顶杆与磁性推块的滑动方向呈钝角，避免上、下支撑杆转动卡死，确保转动自由。
作为更优选，所述下支撑杆的连接端中部向内延伸形成顶杆容纳腔。顶杆容纳腔确保顶杆和电磁铁有足够的运动空间。
传感器可以安装在下扎带上，或者上、下扎带同时安装，作为优选，所述传感器设于上扎带上。由于行走运动时大腿肌肉为主要发力肌，过程中其围度变化最大，因此将传感器安装在大腿对应的上扎带上，可进一步减少成本，并保证装置具有足够的灵敏度和可靠性。
因此，本发明的一种预防关节面冲击的护膝装置具有下述优点：自动感知膝关节受力状态，通过上、下支撑杆来转移膝关节受力状态，有效减轻膝盖关节压力，并保证膝关节不会进一步损伤，给病患行动带来了极大的便利；通过在人体膝盖的内、外两侧均设置相互铰接的上、下支撑杆，可提高腿部支撑力，并保证腿部支撑力平衡，提高使用舒适性；将传感器安装在大腿对应的上扎带上，可进一步减少成本，并保证装置具有足够的灵敏度和可靠性。
附图说明：
图1是本发明的一种预防关节面冲击的护膝装置的结构示意图；
图2是本发明在膝盖非受力状态下的局部结构示意图；
图3是本发明在膝盖受力状态下的局部结构示意图。
具体实施方式：
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
如图1所示，本发明的一种预防关节面冲击的护膝装置，包括绑扎在靠近人体膝盖的大腿上的上扎带1，绑扎在小腿上的下扎带2，在上扎带1内侧面装有可感知肌肉收缩的传感器5，在人体膝盖内、外两侧对应的上扎带1和下扎带2上分别固定着一个上支撑杆3和一个下支撑杆4的外侧端，上支撑杆3和下支撑杆4均为平贴在腿部两侧的平板状结构，上支撑杆3和下支撑杆4的内侧端外侧转动连接在转轴6上，且上支撑杆3和下支撑杆4的转动连接端对接后呈与人体膝盖弯曲形状相符的弧形结构，在人体膝盖外侧包罩着一个弹力网9，弹力网9的两侧分别固定在两侧对应的上支撑杆3和下支撑杆4上。如图2和图3所示，在转轴6内侧方向对应的上支撑杆3端面上向外延伸形成顶杆10，与顶杆10相对的下支撑杆4端面上滑动连接着磁性推块7，与顶杆10相对的磁性推块7另一端的滑槽底部嵌装着电磁铁8，在电磁铁8与磁性推块7间装有复位弹簧12，磁性推块7通电后，磁性推块7与电磁铁8相邻面的磁极性相同，即N极与N极相对，上支撑杆3和下支撑杆4的转动连接端对接时，顶杆10与磁性推块7的滑动方向为钝角，当上支撑杆3相对下支撑杆4转动接近直线状态时（与膝盖的生理曲度相符），顶杆10的外端面平贴顶接在对应的磁性推块7端面上，且两者的对接面为斜面，斜面朝向转轴6方向倾斜，为了保证顶杆10和磁性推块7的对碰转动空间，下支撑杆4的转动连接端中部向内延伸形成顶杆容纳腔11。
使用时，人体大腿用力登直，大腿肌肉收缩膨胀，传感器5接收压力信号，电磁铁8得电，在同极相斥作用力下，磁性推块7沿滑槽向外滑动，磁性推块7顶接在顶杆10端面上，进而带动上支撑杆3相对下支撑杆4转动并趋于直线状态，大腿放松时，电磁铁8失电，磁性推块7在复位弹簧12作用下复位回缩，膝盖自由弯曲。
实施例2：
电磁铁8固定在转轴6下方对应的上支撑杆3端面上，磁性推块7固定在下支撑杆4内端面上，其余部分与实施例1完全相同。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种预防关节面冲击的护膝装置，其特征在于：包括绑扎在靠近人体膝盖的大腿和小腿上的上扎带（1）和下扎带（2），在上扎带（1）或下扎带（2）上设有感知肌肉收缩的传感器（5），在人体膝盖内侧或外侧对应的上扎带（1）和下扎带（2）上分别固定着上支撑杆（3）和下支撑杆（4）的外侧端，上支撑杆（3）和下支撑杆（4）的内侧端外侧转动连接在转轴（6）上，下支撑杆（4）的内侧端内侧设有可相对端面进出的磁性推块（7），与磁性推块（7）对应的上支撑杆（3）或下支撑杆（4）上设有极性相同的电磁铁（8），电磁铁（8）根据传感器（5）信号控制磁性推块（7）带动上支撑杆（3）相对下支撑杆（4）转动并趋于直线状态。
2.根据权利要求1所述的一种预防关节面冲击的护膝装置，其特征在于：所述上支撑杆（3）和下支撑杆（4）的连接端对接后呈与人体膝盖弯曲形状相符的弧形结构。
3.根据权利要求1所述的一种预防关节面冲击的护膝装置，其特征在于：在所述人体膝盖内侧和外侧均设有上支撑杆（3）和下支撑杆（4）。
4.根据权利要求3所述的一种预防关节面冲击的护膝装置，其特征在于：在所述人体膝盖外侧包罩有弹力网（9），弹力网（9）的两侧分别固定在对应侧的上支撑杆（3）和下支撑杆（4）上。
5.根据权利要求1所述的一种预防关节面冲击的护膝装置，其特征在于：所述电磁铁（8）固定在转轴（6）内侧对应的上支撑杆（3）内端面上，磁性推块（7）固定在下支撑杆（4）内端面上。
6.根据权利要求1所述的一种预防关节面冲击的护膝装置，其特征在于：在所述转轴（6）内侧对应的上支撑杆（3）内端面上向外延伸形成顶杆（10），磁性推块（7）滑动连接在与顶杆（10）相对的下支撑杆（4）内端面上，电磁铁（8）嵌装在与顶杆（10）相对的磁性推块（7）另一端。
7.根据权利要求6所述的一种预防关节面冲击的护膝装置，其特征在于：当所述上支撑杆（3）相对下支撑杆（4）转动趋于直线状态时，顶杆（10）的外端面平贴顶接在对应的磁性推块（7）端面上。
8.根据权利要求6所述的一种预防关节面冲击的护膝装置，其特征在于：所述上支撑杆（3）和下支撑杆（4）的连接端对接时，顶杆（10）与磁性推块（7）的滑动方向为钝角。
9.根据权利要求6所述的一种预防关节面冲击的护膝装置，其特征在于：所述下支撑杆（4）的连接端中部向内延伸形成顶杆容纳腔（11）。
10.根据权利要求1所述的一种预防关节面冲击的护膝装置，其特征在于：所述传感器（5）设于上扎带（1）上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200605 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |