[发明专利]脚踝保护及康复训练装置

说明书

一种踝关节保护装置，包括穿戴于脚踝上部的腿部外壳、和穿戴于脚踝下部的脚部外壳；腿部外壳和脚部外壳通过连接部活动连接；还包括紧张装置，其中上段通过固定结构固定于连接于腿部外壳，下段通过固定结构固定连接于脚部外壳；紧张装置的上段和下段通过齿轮机构啮合；处理器控制电机为紧张装置提供阻力F。从而实现了既能够保护踝关节，又不影响踝关节的运动，使得使用者更加自如地进行运动，且能够训练踝关节肌肉和韧带。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及脚踝保护及康复训练装置。

背景技术

在各种运动中，踝关节扭伤是非常常见的，几乎所有的运动者均出现过。特别是在一些激烈对抗中，例如在足球比赛中，个别受伤者由于激烈对抗，甚至足部外翻达90度，这种伤病给伤者运动生涯带来极大的损害。踝关节扭伤主要分为向内翻和向外翻造成的，其均会导致踝关节韧带受损。根据严重程度分为：一级，韧带受到拉伸，或者小范围被撕裂，韧带未有松弛，弹性恢复能力良好；二级，韧带部分被撕裂，韧带部分松弛，弹性恢复能力收到一定损伤；三级，韧带完全被撕裂，韧带完全松弛，弹性恢复能力完全丧失。

目前常见的踝关节保护装置包括护踝，即采用绑带的形式对踝关节进行缠绕，从而在一定程度上限制踝关节内翻、外翻的角度。当踝关节受到外力而内翻时，缠绕的绑带可以协助韧带对抗外力，从而防止踝关节韧带的撕裂。

但绑带能够提供的应力毕竟有限，在剧烈的冲击中，即使有绑带踝关节依然会受伤。为了解决该问题，提高绑带强度，在某些保护装置中还可以设置钢片、塑料片、碳纤维片等，增加保护装置的强度和韧性。

高强度和高韧性带来了极佳的保护，但同样也导致脚踝的灵活性受到一定的限制，从而影响运动的发挥。

同时，长时间使用护踝等保护装置使得踝关节的肌肉和韧带无法得到充分锻炼，从而更加脆弱。这造成这样一种常见现象：一旦踝关节受伤(特别是较重的)，伤者即使痊愈也需要佩戴护踝，但过度的佩戴护踝导致踝关节对于护踝的依赖越来越大，踝关节肌肉和韧带无法恢复到伤前水平，于是伤者就需要继续佩戴护踝，从而造成恶性循环。

因此，本领域急需解决以下问题：①既能够保护踝关节，又不影响踝关节的运动，使得使用者更加自如地进行运动。②避免使用者产生依赖，并且能够训练踝关节肌肉和韧带。

发明内容

基于上述问题，本申请提出了一种脚踝保护装置，具体包括：

穿戴于脚踝上部的腿部外壳、和穿戴于脚踝下部的脚部外壳；腿部外壳和脚部外壳通过连接部3活动连接；

紧张装置，分为上段和下段，上段通过固定结构固定于连接于腿部外壳，下段通过固定结构固定连接于脚部外壳；紧张装置的上段和下段通过齿轮机构啮合；

腿部外壳上、相对于腿部的内侧和外侧分别安装有两个位置传感器A1、A2；

脚部外壳上、相对于脚部的内侧和外侧分别安装有两个位置传感器B1、B2；

处理器，执行如下操作：

通过A1、B1的位置关系算出脚踝内翻/外翻角度α₁；通过A2、B2的位置关系可以算出脚踝内翻/外翻角度α₂；通过A1、B2的位置关系算出脚踝内翻/外翻角度α₃；通过A2、B1的位置关系可以算出脚踝内翻/外翻角度α₄；从而计算出脚踝实际内翻/外翻角度

根据脚踝实际内翻/外翻角度实时计算此时紧张装置提供的阻力F，

F＝[(a×θ)²-(b×θ)⁴+(b×θ)⁶]×F₀