[发明专利]一种膝关节锻炼装置及其锻炼方法

权利要求书

1.一种膝关节锻炼装置，包括大腿固定器和小腿固定器；其特征在于：还包括仿人体膝关节辅助装置；所述的大腿固定器包括大环形支架和第一环状气囊；第一环状气囊固定在大环形支架的内侧面；小腿固定器包括小环形支架和第二环状气囊；第二环状气囊固定在小环形支架的内侧面；

所述的仿人体膝关节辅助装置包括类股骨机构、类胫骨机构、仿软骨气囊、类韧带机构和人造肌肉；所述的类股骨机构包括第一条形滑轨、类股骨滑块和第一调节压紧组件；第一条形滑轨与大环形支架固定，与类股骨滑块构成滑动副；第一条形滑轨与类股骨滑块通过第一调节压紧组件固定；类股骨滑块的内端外凸设置；所述的类胫骨机构包括第二条形滑轨、类胫骨滑块和第二调节压紧组件；第二条形滑轨与小环形支架固定，与类胫骨滑块构成滑动副；第二条形滑轨与类胫骨滑块通过第二调节压紧组件固定；类股骨滑块远离大腿固定器的内端内凹设置；所述仿软骨气囊设置在类股骨滑块的内端与类胫骨滑块的内端之间；

所述的类韧带机构包括底座、弹簧、限位块、运动条和位移传感器；底座与类股骨滑块构成转动副；运动条的一端与类胫骨滑块铰接，中部与底座构成滑动副，另一端固定有限位块；限位块套至在运动条上，且位于底座与限位块之间；位移传感器的两端与底座、运动条分别固定；类韧带机构共有两个；两个类韧带机构内的运动条相互交叉；所述人造肌肉的两端与类股骨滑块、类胫骨滑块分别铰接。

2.根据权利要求1所述的一种膝关节锻炼装置，其特征在于：还包括控制器和气路组件；所述的气路组件包括气泵、溢流阀、气压传感器、电动减压阀、第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀和第四换向阀；所述溢流阀的进气口与气泵的出气口连接，溢流口与外界环境连通；第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀、电动减压阀的进气口均与气泵的出气口连接；电动减压阀的出气口与第四换向阀的进气口连接；第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀、第四换向阀的工作气口与第一环状气囊、第二环状气囊、仿软骨气囊的进气口、人造肌肉上的气嘴分别连接；第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀、第四换向阀的电磁控制接口与控制器的四个控制输出接口分别相连；气压传感器、两个位移传感器的信号输出接口与控制器的三个信号输入接口分别连接；电动减压阀的控制输入接口与控制器的压力调节接口连接；气泵的供电接口通过继电器与电源连接；继电器的控制接口与控制器相连。

3.根据权利要求2所述的一种膝关节锻炼装置，其特征在于：所述的第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀及第四换向阀均为两位三通换向阀；所述两位三通换向阀的第一个工作位中，进气口截止，工作气口与出气口连通；第二个工作位中，进气口与工作气口连通，出气口截止。

4.根据权利要求1所述的一种膝关节锻炼装置，其特征在于：第一调节压紧组件包括第一齿轮、第一齿条、第一手轮和第一紧定螺栓；第一条形滑轨上固定有第一齿条；第一齿轮支承在类股骨滑块上；第一齿条和第一齿轮啮合；第一齿轮与第一手轮固定；类股骨滑块上开设有第一螺纹孔；第一螺纹孔内旋有第一紧定螺栓；第一紧定螺栓的内端抵住第一条形滑轨，外端设置有旋转把手。

5.根据权利要求1所述的一种膝关节锻炼装置，其特征在于：所述的第二调节压紧组件包括第二齿轮、第二齿条、第二手轮和第二紧定螺栓；第二条形滑轨上固定有第二齿条；第二齿轮支承在类股骨滑块上；第二齿条和第二齿轮啮合；第二齿轮与第二手轮固定；类股骨滑块上开设有第二螺纹孔；第二螺纹孔内旋有第二紧定螺栓；第二紧定螺栓的内端抵住第二条形滑轨，外端设置有旋转把手。

6.根据权利要求1所述的一种膝关节锻炼装置，其特征在于：所述的人造肌肉包括外层编织网、内层弹性橡胶管和气嘴；所述的外层编织网的两端均固定有铰接块；人造肌肉的内腔中设置有内层弹性橡胶管；内层弹性橡胶管的两端与两个铰接块分别固定；外层编织网上设置有气嘴；气嘴与人造肌肉的内腔连通。