CN108309693A - 一种髋关节康复椅 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种髋关节训练椅，包括椅座和椅背，所述椅座的两侧分别设有第一扶手和第二扶手，所述第一扶手上表面设有第一面板，所述第一面板上部为指示灯，所述指示灯下面为电源开关，所述电源开关下面为第一气缸控制键和第一电机控制键，所述第二扶手上表面设有第二面板，所述第二面板设有第二气缸控制键和第二电机控制键，所述椅座内部设有压力传感器电桥。本发明功能丰富，满足髋关节全部置换或部分置换患者同时进行术后早期的患侧髋膝关节稍屈曲、外展位和踝关节主动曲伸等康复训练，提升术后患者的康复效果，并且结合传感器技术对患者的坐姿进行实时监测，避免出现危险***引发髋关节脱位的安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及康复医疗器械技术领域，特别涉及一种髋关节康复椅。
背景技术
髋关节作为人体负重和运动的重要部位，支撑着整个躯干的重量，其所承受的生理压力要比其它关节大得多，一旦髋关节出现问题，大部分患者在出现髋关节疼痛的同时，还将逐渐丧失关节活动及行走功能，最终丧失劳动与生活能力。
髋关节置换术或全髋关节置换术是用人造髋关节置换所有或部分髋关节以重建关节运动功能的一种修复手术，髋关节置换术主要用于老年人。髋关节置换术后早期康复中，需将患侧髋膝关节置于稍屈曲、外展位，踝关节主动曲伸等，而现有的针对髋关节置换术后早期康复设备大都功能比较单一，并且缺乏对患侧膝关节肌肉群的康复训练，影响术后患者的康复效果。
发明内容
(一)解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明提供了一种髋关节康复椅，功能丰富，满足髋关节全部置换或部分置换患者同时进行术后早期的患侧髋膝关节稍屈曲、外展位和踝关节主动曲伸等康复训练，提升术后患者的康复效果。
(二)技术方案
一种髋关节训练椅，包括椅座和椅背，所述椅座的两侧分别设有第一扶手和第二扶手，所述第一扶手上表面设有第一面板，所述第一面板上部为指示灯，所述指示灯下面为电源开关，所述电源开关下面为第一气缸控制键和第一电机控制键，所述第二扶手上表面设有第二面板，所述第二面板设有第二气缸控制键和第二电机控制键，所述椅座内部设有压力传感器电桥，所述压力传感器电桥为均匀对称分布的四只压力传感器，所述椅背两个侧边上固定安装卡扣，所述卡扣内设有可调节长度的第一固定带，所述椅背的背部连接有控制箱，所述控制箱内设有控制模块、按键模块、报警模块和电源模块，所述控制箱底端固定连接支撑架，所述支撑架为U型结构，所述支撑架的一条竖边设有电源线接口，所述支撑架的横边上表面对称地固定有第一安装座和第二安装座，第一气缸与水平面成45°地安装于所述第一安装座上，所述第一气缸的第一活塞杆顶端固定在第一固定板的背部上端，所述第一固定板套设有可调节长度的第二固定带，第二气缸与水平面成45°地安装于所述第二安装座上，所述第二气缸的第二活塞杆顶端固定在第二固定板的背部上端，所述第二固定板套设有可调节长度的第三固定带，所述支撑架的横边前端连接一T型底座，所述T型底座的竖边前端对称的固定安装有第一直线电机和第二直线电机，所述第一直线电机的输出轴与第一推杆的一端相连接，所述第一推杆的另一端固定连接第一L型连接杆，所述第一L型连接杆的前端设有第一脚踏板，所述第二直线电机的输出轴与第二推杆的一端相连接，所述第二推杆的另一端固定连接在第二L型连接杆，所述第二L型连接杆的前端设有第二脚踏板，所述第一气缸控制键、所述第二气缸控制键、所述第一电机控制键和所述第二电机控制键与所述按键模块电连接，所述压力传感器电桥和所述按键模块与所述控制模块的输入端相连接，所述控制模块的输出端连接所述报警模块、所述第一气缸、所述第二气缸、所述第一直线电机和所述第二直线电机，所述指示灯与所述报警模块电连接，所述电源模块分别与所述电源开关和所述电源线接口电连接，所述电源模块为***提供工作电压。
进一步的，所述控制模块选用16位单片机MC95S12DJ128。
进一步的，所述压力传感器选用陶瓷压力传感器。
进一步的，所述按键模块选用键盘驱动芯片ZLG7289。
进一步的，所述第一直线电机和所述第二直线电机均选用RS-380SH型步进电机。
进一步的，所述指示灯为红绿双色指示灯。
(三)有益效果
本发明提供了一种髋关节康复椅，功能丰富，满足髋关节全部置换或部分置换患者同时进行术后早期的患侧髋膝关节稍屈曲、外展位和踝关节主动曲伸等康复训练，提升术后患者的康复效果，并且结合传感器技术对患者的坐姿进行实时监测，避免出现危险***引发髋关节脱位的安全隐患，其结构简单，体积小巧，成本低廉，使用方便，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的扩展性，可满足不同患者的术后早期康复需求。
附图说明
图1为本发明所涉及的一种髋关节康复椅的结构示意图。
图2为本发明所涉及的一种髋关节康复椅的面板结构示意图。
图3为本发明所涉及的一种髋关节康复椅的***工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所涉及的实施例做进一步详细说明。
结合图1～图3，一种髋关节训练椅，包括椅座1和椅背2，椅座1的两侧分别设有第一扶手3和第二扶手4，第一扶手3上表面设有第一面板31，第一面板31上部为指示灯35，指示灯35下面为电源开关32，电源开关32下面为第一气缸控制键33和第一电机控制键34，第二扶手4上表面设有第二面板41，第二面板41设有第二气缸控制键42和第二电机控制键43，椅座1内部设有压力传感器电桥，压力传感器电桥为均匀对称分布的四只压力传感器，椅背2两个侧边上固定安装卡扣5，卡扣5内设有可调节长度的第一固定带6，椅背2的背部连接有控制箱7，控制箱7内设有控制模块、按键模块、报警模块和电源模块，控制箱7底端固定连接支撑架8，支撑架8为U型结构，支撑架8的一条竖边设有电源线接口9，支撑架8的横边上表面对称地固定有第一安装座10和第二安装座11，第一气缸12与水平面成45°地安装于第一安装座10上，第一气缸12的第一活塞杆13顶端固定在第一固定板14的背部上端，第一固定板14套设有可调节长度的第二固定带15，第二气缸16与水平面成45°地安装于第二安装座11上，第二气缸16的第二活塞杆17顶端固定在第二固定板18的背部上端，第二固定板18套设有可调节长度的第三固定带19，支撑架8的横边前端连接一T型底座20，T型底座20的竖边前端对称的固定安装有第一直线电机21和第二直线电机22，第一直线电机21的输出轴与第一推杆23的一端相连接，第一推杆23的另一端固定连接第一L型连接杆24，第一L型连接杆24的前端设有第一脚踏板25，第二直线电机22的输出轴与第二推杆26的一端相连接，第二推杆26的另一端固定连接在第二L型连接杆27，第二L型连接杆27的前端设有第二脚踏板28，第一气缸控制键33、第二气缸控制键42、第一电机控制键34和第二电机控制键43与按键模块电连接，压力传感器电桥和按键模块与控制模块的输入端相连接，控制模块的输出端连接报警模块、第一气缸12、第二气缸16、第一直线电机21和第二直线电机22，指示灯35与报警模块电连接，电源模块分别与电源开关32和电源线接口9电连接，电源模块为***提供工作电压。
控制模块需要对2个桥臂的模拟电平信号进行处理，同时输出四路PWM脉冲信号分别控制第一气缸12、第二气缸16、第一直线电机21和第二直线电机22正反转，为了简化电路，降低成本，控制模块选用16位单片机MC95S12DJ128。其内置128KB的Flash、8KB的RAM和2KB的EEPROM，具有5V输入和驱动能力，CPU工作频率可达到50MHz。29路独立的数字I/O接口，20路带中断和唤醒功能的数字I/O接口，2个8通道的10位A/D转换器，具有8通道的输入捕捉/输出比较，还具有8个可编程PWM通道。具有2个串行异步通信接口SCI，2个同步串行外设接口SPI，I2C总线和CAN功能模块等，满足设计要求。
压力传感器选用陶瓷压力传感器，陶瓷压力传感器基于压阻效应，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，产生一个与压力成正比的高度线性的电压信号，因此压力传感器电桥相当于四个压阻构成的电桥，患者坐于椅座1正中时，初始状态下两个桥臂的模拟电平信号都为0，当患者坐姿偏向于某一侧时，该侧桥臂的电平信号发生变化，MC95S12DJ128对该模拟电平信号进行处理，并与预设值进行比较，当超出预设值范围，MC95S12DJ128触发报警模块，指示灯35变为红色，若正常，指示灯35为工作状态的绿色。术后康复早期的患者若坐姿***不正容易引发髋关节脱位，因此需要对康复训练过程中的患者坐姿进行实时监测。
按键模块选用键盘驱动芯片ZLG7289，ZLG7289是具有SPI串行接口功能的可同时驱动最多达8*8键盘或64只独立LED的智能显示驱动芯片，单片即可完成显示、键盘接口的全部功能，采用串行方式与MC95S12DJ128通信，数据从DIO脚送入芯片，并由CLK脚同步，当CS脚信号变为低电平后，DIO脚上的数据在CLK脚的上升沿被写入ZLG7289的缓冲寄存器。整个电路无需添加锁存器和驱动器，耗电少，并且软件设计中无需编写显示译码程序，省去了静态显示扩展芯片，大大节省了MC95S12DJ128的时间。
第一面板31上的第一气缸控制键33控制MC95S12DJ128输出第一路PWM脉冲信号进行正反转，第一气缸12驱动第一活塞杆13带动第一固定板14与水平面成45°的前后运动，同理，第二面板41上的第一气缸控制键42控制MC95S12DJ128输出第二路PWM脉冲信号进行正反转，第二气缸16驱动第二活塞杆17带动第二固定板18与水平面成45°的前后运动。第一面板31上的第一电机控制键34控制MC95S12DJ128输出第三路PWM脉冲信号进行正反转，第一直线电机21驱动第一推杆23推动第一L型连接杆24左右运动，同理，第二面板41上的第二电机控制键43控制MC95S12DJ128输出第四路PWM脉冲信号进行正反转，第二直线电机22驱动第二推杆26推动第二L型连接杆27左右运动。由于第一直线电机21和第二直线电机22均需要微调，因此第一直线电机21和第二直线电机22均选用RS-380SH型步进电机。
下面简述康复椅的工作原理：
将康复椅配套的电源线***电源线接口9，与外部市电相连通，患者臀部坐于椅座1的正中，背部倚靠于椅背2，调整坐姿的时候双手扶在扶手上，防止髋关节处受力，调整完毕，将第一固定带6系于胸腹处，防止康复训练过程中坐姿偏移。将患侧的大腿放在同侧固定板上，用固定板上的固定带进行固定，患者控制相应处的气缸推动固定板前后运动，由于患者胯部以上固定，使膝关节做稍屈曲运动。缩回两个气缸，将患侧的脚部放置于同侧脚踏板上，患者控制相应处的直线电机推动L型连接杆左右运动，使膝关节做外展位运动。将患侧的大腿放在同侧固定板上，用固定板上的固定带进行固定，将患侧的脚部放置于同侧脚踏板上，患者控制相应处的直线电机推动L型连接杆左右运动，使踝关节进行主动曲伸运动。在膝关节稍屈曲、外展位或踝关节主动曲伸康复训练过程中，椅座1内的压力传感器电桥对患者的坐姿进行实时监测，若患者坐姿出现偏移，指示灯35变为红色进行预警。
本发明提供了一种髋关节康复椅，功能丰富，满足髋关节全部置换或部分置换患者同时进行术后早期的患侧髋膝关节稍屈曲、外展位和踝关节主动曲伸等康复训练，提升术后患者的康复效果，并且结合传感器技术对患者的坐姿进行实时监测，避免出现危险***引发髋关节脱位的安全隐患，其结构简单，体积小巧，成本低廉，使用方便，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的扩展性，可满足不同患者的术后早期康复需求。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (6)
1.一种髋关节训练椅，包括椅座和椅背，其特征在于：所述椅座的两侧分别设有第一扶手和第二扶手，所述第一扶手上表面设有第一面板，所述第一面板上部为指示灯，所述指示灯下面为电源开关，所述电源开关下面为第一气缸控制键和第一电机控制键，所述第二扶手上表面设有第二面板，所述第二面板设有第二气缸控制键和第二电机控制键，所述椅座内部设有压力传感器电桥，所述压力传感器电桥为均匀对称分布的四只压力传感器，所述椅背两个侧边上固定安装卡扣，所述卡扣内设有可调节长度的第一固定带，所述椅背的背部连接有控制箱，所述控制箱内设有控制模块、按键模块、报警模块和电源模块，所述控制箱底端固定连接支撑架，所述支撑架为U型结构，所述支撑架的一条竖边设有电源线接口，所述支撑架的横边上表面对称地固定有第一安装座和第二安装座，第一气缸与水平面成45°地安装于所述第一安装座上，所述第一气缸的第一活塞杆顶端固定在第一固定板的背部上端，所述第一固定板套设有可调节长度的第二固定带，第二气缸与水平面成45°地安装于所述第二安装座上，所述第二气缸的第二活塞杆顶端固定在第二固定板的背部上端，所述第二固定板套设有可调节长度的第三固定带，所述支撑架的横边前端连接一T型底座，所述T型底座的竖边前端对称的固定安装有第一直线电机和第二直线电机，所述第一直线电机的输出轴与第一推杆的一端相连接，所述第一推杆的另一端固定连接第一L型连接杆，所述第一L型连接杆的前端设有第一脚踏板，所述第二直线电机的输出轴与第二推杆的一端相连接，所述第二推杆的另一端固定连接在第二L型连接杆，所述第二L型连接杆的前端设有第二脚踏板，所述第一气缸控制键、所述第二气缸控制键、所述第一电机控制键和所述第二电机控制键与所述按键模块电连接，所述压力传感器电桥和所述按键模块与所述控制模块的输入端相连接，所述控制模块的输出端连接所述报警模块、所述第一气缸、所述第二气缸、所述第一直线电机和所述第二直线电机，所述指示灯与所述报警模块电连接，所述电源模块分别与所述电源开关和所述电源线接口电连接，所述电源模块为***提供工作电压。
2.根据权利要求1所述的一种髋关节康复仪，其特征在于：所述控制模块选用16位单片机MC95S12DJ128。
3.根据权利要求1所述的一种髋关节康复仪，其特征在于：所述压力传感器选用陶瓷压力传感器。
4.根据权利要求1所述的一种髋关节康复仪，其特征在于：所述按键模块选用键盘驱动芯片ZLG7289。
5.根据权利要求1所述的一种髋关节康复仪，其特征在于：所述第一直线电机和所述第二直线电机均选用RS-380SH型步进电机。
6.根据权利要求1所述的一种髋关节康复仪，其特征在于：所述指示灯为红绿双色指示灯。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201810173445.8A CN108309693A (zh) | 2018-03-02 | 2018-03-02 | 一种髋关节康复椅 |
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|---|---|---|---|
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ID=62901085
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109700640A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-05-03 | 青岛大学附属医院 | 一种骨科用膝关节康复锻炼辅助设备 |
| CN111714353A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-29 | 山东大学齐鲁医院(青岛) | 一种脊柱外科用辅助治疗装置 |
-
2018
- 2018-03-02 CN CN201810173445.8A patent/CN108309693A/zh not_active Withdrawn
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