[发明专利]一种智能穿戴式可双向锁死的护膝

说明书

本专利申请涉及运动保护器械技术领域，公开了一种智能穿戴式可双向锁死的护膝，包括膝关节支撑装置、双向锁死装置、微型电机丝杠绳索驱动装置和智能控制装置。膝关节支撑装置包括小腿护架和大腿护架，小腿护架与大腿护架转动连接，小腿护架与大腿护架均设有弧形板以及绑带；双向锁死装置包括微型电机、滚珠丝杠、棘轮以及棘爪组件；智能控制装置包括智能控制系统、高性能处理器控制芯片、角度传感器、六轴姿态传感器、GPS定位模块和蓝牙无线通信模块。通过智能控制装置中的传感器对运动状态进行检测，以及在双向锁死装置共同的作用下在发生摔倒时锁定膝关节运动以防止膝关节造成严重的损伤。本发明具有结构稳定可靠、能双向锁死的优点。

技术领域

本发明涉及运动保护器械技术领域，具体涉及一种用于康复医疗的护膝。

背景技术

在人体运动体系中，膝关节起着举足轻重的作用，是保证人体站立和行走的关键所在，膝关节的屈伸动作是人体能够行走的基本保证，膝关节是全身关节中滑膜面积最大的关节,滑膜反应也是最明显的，膝关节是人体较大而复杂的屈曲关节，它所受到的应力大，结构稳定而又灵活的人体膝关节由股骨下段、胫骨上段、髌骨以及关节韧带、肌腱和关节囊等结构组成，膝关节滑膜是人体关节中面积最广、最复杂的，也是最大的滑膜腔，膝关节是人体滑膜最多，关节面最大和结构最复杂的关节，所以膝关节在日常的生活中容易受到损伤。

现阶段我国存在着大量的膝关节疾病患者以及膝关节手术后的康复者，在日常生活中需要穿戴护膝来保护膝关节以及防止膝关节二次损伤，并帮助其恢复，除此之外还有许多行动不便的老年人在运动过程中很容易发生摔倒，严重的会造成膝关节损伤从而失去运动能力。

因此为了满足膝关节受伤者的需求，防止膝关节受伤患者手术后再次受伤，解决患者行走运动中的不便情况的问题，以及解决行动不便的老年人在运动过程中很容易发生摔倒导致膝关节严重受损的问题，需要研发出一种智能护膝能够对膝关节受损的人群进行膝关节的保护，以及能够对老年人的运动状态进行监测，在发生倾倒的瞬间对膝关节进行锁定防止老年人摔倒并保护老年人膝关节。

现有的护膝大致分为两种，一种是被动式柔性护膝，另外一种是机械结构的护膝。被动式柔性护膝只能在使用者跌倒以及碰撞时达到一定的缓冲作用，无法满足保护膝关节的需求，研究人员开始致力于机械结构护膝的研究。

公开号为CN102973337A的中国专利中，公开了一种具有承重自锁功能的主动式膝关节结构，主要包括与大腿和小腿固定的连杆绷带、膝关节连接机构及限位机构、小腿连接结构、电机及谐波减速器、自锁弹片、油压缓冲器、自恢复扭簧；膝关节连接机构及限位机构和大腿连杆固联在一起；小腿连接机构通过花键连接的方式和膝关节连接机构连接；膝关节连接机构分为内侧和外侧两个面，内侧面分为两层，靠近穿戴者的一层上有弧形槽，远离穿戴者的一层上有自锁弹片卡死结构；外侧面连接电机及谐波减速器；限位机构由小腿连接机构靠近穿戴者的一面上有凸出的圆柱型机构和膝关节连接结构内侧的弧形槽组成；圆柱型机构上装有自锁弹片的下端装有自恢复扭簧，自恢复扭簧的一端固定在自锁弹片上，另一端固定在小腿连接结构的下方圆台上，自锁弹片的左下端与钢丝绳的一端固联，钢丝绳的另一端与小腿连杆进行固联，小腿连接机构的下方圆台与油压缓冲器的顶杆通过连接机构进行固联，油压缓冲器由顶杆和底座两部分构成，油压缓冲器的底座上有调节油压缓冲阻尼系数的旋钮，油压缓冲器的底座通过外螺纹的方式与小腿连杆进行固联。虽然该结构能够通过锁死机构保证站立阶段穿戴者的平衡性，也能够在摆动阶段对穿戴者产生助力的作用，在一定程度上提高了能源的使用效率以及增强了患者、穿戴者对不同地形的适应性，但是上述结构设计比较复杂，自锁机构设计繁琐，特别是没有双向自锁功能。