[发明专利]齿条活塞油缸-比例方向阀式等速肌力康复运动装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及机械装置设计与制造技术领域，具体的是一种身体康复装置，尤其是齿条活塞油缸-比例方向阀式等速肌力康复运动装置。

【背景技术】

各种运动系统伤病后的病人需要对身体的肌肉功能进行有针对性的康复训练，而这种训练常常需要依靠相应的器械来进行。此外，肌肉功能检查和评价也是康复医学中一项最基本的内容：传统的肌肉功能检查包括等长肌力和等张肌力检查；等速肌力测试和训练技术(简称等速技术)是一项新的肌肉功能评价和训练技术。大量的研究表明，等速肌力测试具有较好的精确性和可重复性，等速肌力训练在临床上对各种运动系统伤病的康复训练有着重要的意义，是增强肌力、改善肢体运动功能的一种有效的训练方法。

目前，等速器械分为两大类：一类以等速肌力测试为主，通常都配有计算机系统，除可进行等速肌力测试外，还能进行等速肌力训练，这类器械价格比较昂贵。另一类以等速肌力训练为主，不带有计算机系统，单用于肌力训练，这类器械价格相对较低，但不能获得客观的肌力测试数据资料。

人体关节肌腱的主动锻炼一般采用重锤滑轮加载的方式，其产生的阻力矩是恒定的。但是，由于关节在各运动角度所产生的最大肌力矩是不同的，因此，设定的阻力矩不能超过康复者关节的最小肌力矩，致使关节得不到充分的锻炼。

理想的肌力康复训练应能使康复者的肌腱在关节运动时的所有角度都能发挥最大的收缩力，从而得到充分的锻炼，达到好的康复效果。这种训练要求加载装置在关节做主动发力运动时，在任何角度都能提供实时的顺应性阻力，这种顺应性阻力的大小应与关节肌力矩始终相等，它的外在表现是关节加速度为零，为等速运动。这种康复运动被康复医学界称为等速关节肌力康复运动，并被认为是最有效、最科学的肌力康复训练方法。

【发明内容】

本发明的目的在于，提供一种在医生的指导下、在主动进行的康复训练中能控制人体关节等速运动的机械装置，该机械装置还能用于连续测定关节位置、关节速度和关节力矩。该装置应该在计算机控制系统的支持下运行，但本发明仅涉及等速运动的机械装置，不包含计算机控制系统。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种齿条活塞油缸一比例方向阀式等速肌力康复运动装置，包含可调摆杆、齿轮轴、齿条活塞、油缸、油缸端盖、四个外置单向阀、比例方向阀、大皮带轮、小皮带轮、轮座、编码器连接体以及集成块(即装置本体)，其特征是，还设有光电编码器和压力变送器；可调摆杆采用可伸缩的套管结构，由旋纽进行固定，可调摆杆的一端设有搭扣，另一端设有方孔，套在齿轮轴的方头上与齿轮轴连接，传递扭矩和转动，齿轮轴中部设置的齿轮与齿条活塞上部的齿条啮合，将可调摆杆的转动转换为活塞的移动；与齿轮相邻的两个轴段为滑动轴颈，其上设置第一自润滑轴承和第二自润滑轴承，第一自润滑轴承和第二自润滑轴承嵌设在集成块内，用以支承齿轮轴；齿条活塞下部开有长槽，其内插有止转螺钉，使齿条活塞在移动时不能转动，保证齿条与齿轮的正确啮合；齿轮轴上用锥头紧定螺钉固定一个大皮带轮，将齿轮轴的转动通过“O”型截面的皮带传递到小皮带轮；小皮带轮通过固定在其内孔中的尼龙套安装在轮座上，轮座通过螺钉与集成块固连；小皮带轮外端与尼龙套同轴的孔中插入光电编码器的转轴，并以平端紧定螺钉顶紧转轴，使之与小皮带轮一起转动；光电编码器以其定位凸台插入编码器连接体的小端孔中进行定位，并以螺钉固定于编码器连接体上；编码器连接体大端有大孔，大孔与小端孔同轴，与轮座相配，确保编码器连接体与轮座同轴，同时保证光电编码器与小皮带轮同轴，使光电编码器的转轴能灵活转动；油缸的两端设有油缸端盖，油缸端盖内垫有“O”型密封圈；在集成块上设有四个外置单向阀和比例方向阀，比例电磁铁为阀的组成部分，与比例方向阀设置在一起；集成块内设有将各个阀与油缸连接起来的油液通路；集成块下部设有螺孔，集成块通过螺孔安装在机座上，外加罩壳，成为不含计算机控制系统的比例方向阀式等速肌力康复运动装置。

所述的可调摆杆的搭扣为尼龙搭扣软带或皮带。

所述的自润滑轴承为由聚四氟乙烯材料做成的。

所述的光电编码器设有分辨力高于2000脉冲/转的转轴。