一种智能型关节护具及其监控系统的制作方法

本发明涉及医疗恢复领域,具体为一种智能型关节护具及其监控系统

背景技术：

1、膝关节是人体关节中负重多而运动量大的关节，为适应此机能，其关节面最大，构造亦复杂。膝关节包括由股骨下端和胫骨上端构成的内侧和外侧胫股关节，以及由髌骨和股骨滑车构成的髌股关节。膝关节的运动特点是由其构成关节的骨骼形状及韧带的制约作用所决定的。主要是伸屈运动，在屈曲位兼有旋转运动，同时有很小范围的内外翻的被动运动。膝关节损伤包括多见于运动损伤和长期的劳损，损伤后患者会出现局部的疼痛、肿胀、关节活动受限等；因此无论是在日常的活动以及运动中还是受伤后对膝关节的保护中，均需要使用护具对膝关节进行保护；公开号为cn106823354a的发明专利公开了一种半刚性膝关节护具，其包括护具本体、弹性刚片以及束带；其根据患者膝关节弯曲进而通过夹角调节机构调节上夹持护具与下夹持护具的夹角且进行锁定，然后通过上振动带和下振动带对其膝关节处的腿部肌肉进行振动按摩，进而舒缓周围的血液循环，加快了患者的膝关节恢复速度；公开号为cn117297850a的发明专利申请公开了一种膝关节护具；通过角度旋转调节组件可控制护具弯曲状态，从而去适应不同膝关节损伤状况所保持的膝关节弯曲体态。而且通过辅助支撑组件可在膝关节康复活动时提供支撑力，并具备一定活动余量；可见现有技术中的膝关节护具的调节方式均是通过机械方式或康复者自身的手动方式来进行护具的角度或弯曲状态的调节；这样就导致了调节的不够智能；不能根据康复者本身的康复情况进行具体的调节；且都需要在一定的条件下康复者手动进行调节，在康复者活动的过程中，护具本身会有位置的移动，康复者不能通过简便的方式实时调整护具的位置；同时也会出现康复者对护具本身的调整虽然增加了舒适度，但是对膝盖的保护程度不够；同时有可能会导致康复者本身还未进行充分的恢复但手动对护具进行调节使得护具的保护限位能力不足对膝关节进行了再次的损伤；也有可能会导致本身康复者的膝关节已经恢复到一定的程度了但是本人不敢对护具进行过度的调节；且由于现有的膝关节护具中护具本身并不能对康复者的膝盖类型、尺寸以及活动方式进行适配；导致了膝关节护具在佩戴时的舒适性不够。

2、(一)解决的技术问题

3、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种智能型关节护具及其监控系统

4、(二)技术方案

5、一种智能型关节护具，包括上保护板、膝盖保护盖和下保护板；上保护板、膝盖保护盖和下保护板之间互相连接；上保护板和下保护板均由刚性材料组成；上下保护板均包括保护面、侧面ⅰ和侧面ⅱ；保护面呈圆弧形，贴合在腿部前端，侧面ⅰ和侧面ⅱ贴合在退的侧部；保护面和侧面之间的夹角为δ，两个侧面之间的距离为l，膝盖保护板为柔性材料组成。

6、进一步地，上保护板和膝盖保护盖之间设置有连接杆ⅰ、连接杆ⅱ和锁定杆；下保护板和膝盖保护板之间设置有连接杆ⅲ、连接杆ⅳ和锁定杆ⅱ；连接杆的一端连接在保护板上，连接杆的另一端连接在膝盖保护板上；连接杆中间设置有铰接点，且连接杆的两端分别与保护板和膝盖保护盖铰接。

7、进一步地，锁定杆设置在保护板和膝盖保护盖的中间；锁定杆包括上锁定杆和下锁定杆，上下锁定杆之间用可拆卸装置进行固定连接；上锁定杆的一端和保护板固定连接，上锁定杆的中间和下锁定杆可拆卸式固定连接，下锁定杆的另一端和膝盖保护盖固定连接，上下保护板和膝盖保护盖上均设置有绑带；绑带将上下保护板和膝盖保护盖分别绑在膝盖和腿上。

8、进一步地，下保护板的侧边设置有顶杆，上保护板的内部设置有滑槽，滑槽的内部设置有滑杆；滑杆可在滑槽内滑动；滑杆的一端在滑槽内为自由端，滑杆的另一端和顶杆铰接，滑槽内设置有锁定装置和信号接收装置以及控制装置，通过信号接收装置接受信号对控制装置发布信号进行命令并对锁定装置进行控制。

9、进一步地，滑杆的前端设置有弧形定位头，锁定装置包括微型气缸、伸缩杆、定位台；定位台的内部设置有弧形定位卡槽；弧形定位卡槽和弧形定位头适配并可对滑杆进行定位；定位台可在滑槽内进行滑动。

10、一种对上述智能型关节护具进行监控的监控系统；包括护具数据测试系统、护具数据存储系统、护具选择系统、康复程度检测系统、护具状态监测系统、护具调整辅助系统；护具数据测试系统通过大数据对膝盖受伤的标准样本人数的膝盖以及腿部状况和可活动范围进行检测，以膝盖可沿小腿部的弯曲程度作为参考数据；设定完全不能弯曲为状态α0，设定能弯曲5度以内为α1，设定能弯曲5度到10度为α2；通过护具数据测试系统测试后将测试平均值存储至护具数据存储系统。

11、进一步地，以上述智能型关节护具中的膝盖保护盖的柔性材料的柔性程度设置为p0，柔性材料的柔性承担越大p0的值越大；以上下保护板的保护面和侧面之间的夹角为δ，两个侧面之间的距离为l为参数；设置参考值k＝(p0+l)·sinδ；设置标准数值为k0，通过数据存储系统来调取康复者的数据；通过护具选择系统对护具进行选择；当经过检测康复者的膝盖状况为α0时，选择标准数值为k0的护具进行保护，其中p0、δ、l的数值在一定范围内适当调整以适应不同康复者的膝盖状况；当经过检测康复者的膝盖状况为α1时，选择数值1.05<k/k0<1.10的范围内的护具进行保护；当经过检测康复者的膝盖状况为α2时，选择数值1.10<k/k0<1.15的范围内的护具进行保护。

12、进一步地，无论康复者的膝盖状况为哪个等级；初始时均将通过选择与其相适应的护具通过绑带和膝盖及腿部绑劳；将康复者的康复程度定义为ⅰ级、ⅱ级、ⅲ级；初始在ⅰ级时上述智能型关节护具中的保护板和膝盖保护盖之间的上下锁定杆通过可拆卸固定装置固定；此时保护板和膝盖保护盖之间通过锁定杆固定，康复者膝盖相对于腿部不能弯曲。

13、进一步地；通过护具数据测试系统对大数据中不同α0、α1、α2的膝盖状态的人的康复时间数据进行统计；将平均数据储存至护具数据存储系统；通过大数据统计数据以及佩戴护具康复者本人的恢复感受来确定解锁上下锁定杆的时间；康复者本人将上下锁定杆解锁后，膝盖可在一定范围内活动。

14、进一步地；当康复者本人感受到护具在腿部的位置有所偏移需要调整时，通过康复程度检测系统来检测康复者小腿可弯曲向上的角度极限值，设定具体的小腿可弯曲角度极限值为β，小腿可弯曲的上下保护板锁定位置角度为η，则通过护具调整辅助系统中对滑槽内的信号接收装置发布命令，使得信号接收装置对控制装置发布信号进行命令使得气缸带动伸缩杆伸缩带动定位台滑动至康复者小腿弯曲角度η的位置点，此时由于康复者小腿的弯曲，上保护板内部的滑杆在滑槽内向上滑动和定位台上的弧形定位卡槽卡接，此时上下保护板连接，通过小腿的上下动作即可调整护具的位置；护具状态监测系统监测到调整到位或者小腿弯曲到极限角度β时，通过护具调整辅助系统发出指令控制锁定装置移动和滑杆脱离，此时上下保护板脱开。

15、进一步地；由于上下保护板均通过连接杆和膝盖保护盖连接；因此在上下保护板上下调整的同时膝盖保护盖也上下调整位置。

16、(三)有益效果

17、本发明通过设置一种智能型关节护具及其监控系统对膝关节受伤的康复者进行膝关节保护和康复；通过设置护具数据测试系统、护具数据存储系统、护具选择系统通过对大数据的分析和康复者的不同膝盖受伤程度选择与其对应的适合的膝盖护具尺寸；且在初始时护具保证膝盖不能弯曲完全固定，保证了康复者的膝盖恢复状态，在恢复到一定程度后膝盖护具可以解锁使得膝盖在一定程度内活动，且若在活动时护具位置出现偏差，可由康复者的腿部简单动作对护具位置进行调整；设置护具调整辅助系统对康复者的腿部调整动作进行限制和辅助；辅助护具位置进行调整，防止膝盖和腿部动作过大，并实现了康复者自我护具位置调整和智能辅助位置调整的结合。

技术实现思路