專利名稱：用于矯正內(nèi)彎腿的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于矯正內(nèi)彎腿的裝置，具體而言，該裝置能用于各類 用戶不同的身體結構，以在不向用戶的身體施加過度負荷的情況下向用戶提 供最佳的矯正效果。
背景技術：
髖關節(jié)是骨盆與股骨之間的關節(jié)，位于從髖的側面突出的骨頭內(nèi)。髖關
節(jié)中的向內(nèi)旋轉畸形(內(nèi)彎腿畸形)導致腿彎曲成'o，形狀。內(nèi)彎腿已經(jīng) 通過外科手術進行矯正。然而，這種外科手術由于復雜的過程而花費大量的 金錢和時間，并且危險。
因此，申請人已經(jīng)研制出 一種通過迫使膝蓋向外旋轉而能夠筒單且有效 地矯正內(nèi)彎腿的裝置。在研制過程中，還建議出該矯正裝置的試驗型式。
然而，矯正裝置的試驗型式僅關注于迫使膝蓋向外旋轉，因此具有以下 問題。
首先，矯正裝置的試驗型式不能完全適當?shù)貞獙τ脩舻牟煌眢w結構， 例如不同的骨架結構和不同的軟骨組織、膝關節(jié)表面的不同斜度、以及向內(nèi) 旋轉畸形的不同程度，因此向用戶身體施加了過度負荷。在一些情況下，因 為這種原因該矯正裝置甚至是不可使用的。
這種矯正裝置作為醫(yī)療設備或醫(yī)療輔助設備直接應用于人體。因此，即 使該矯正裝置具有較高的矯正效果，如果有可能損害人體，也是不適合將這 種設置用作醫(yī)療設備或醫(yī)療輔助設備的。
第二，矯正裝置的試驗型式顯示出極差的功率效率。當膝蓋在未被牢固 地固定的狀態(tài)下被迫使旋轉時，膝蓋支撐件則空轉，并沒有旋轉膝蓋。由于
6試驗型式設備的結構難以將膝蓋牢固地固定，膝蓋支撐件在膝蓋上滑移，因 此該設備具有極差的效率。在實踐中，在對各種試驗型設備進行試驗時，由 于這種滑移，膝蓋很少被旋轉。
第三，矯正裝置的試驗型式不能反映出用戶的訓練歷史，因此不能獲得 最佳矯正效果。
第四，矯正裝置的試驗型式僅能夠從膝蓋的旋轉獲得矯正效果，而不能 從足部的旋轉獲得效果，因此矯正效果有限。

發(fā)明內(nèi)容
技術問題
本發(fā)明是為解決上述現(xiàn)有技術中的問題而做出的，因此，本發(fā)明的目的 是提供一種矯正裝置，其能夠使矯正效果最大化，而不論用戶的不同身體結 構如何，同時對用戶的身體不會施加過度的負荷。
本發(fā)明的另一目的是提供一種矯正裝置，其中膝蓋支撐件的旋轉在沒有 損失的情況下使得膝蓋旋轉，以使膝蓋支撐件的滑移最小化并獲得良好的功 率效率。
本發(fā)明的進一步目的是提供一種矯正裝置，其能夠反映出用戶的訓練歷 史，從而提高最佳矯正效果。由于用戶能夠選擇訓練階段的上限，因此該上 限根據(jù)用戶的訓練歷史進行調節(jié)，從而可以在不向用戶施加過度負荷的情況 下確保最佳矯正效果。
本發(fā)明的又一目的是提供一種矯正裝置，其能夠通過足部的旋轉以及通 過膝蓋的旋轉獲得的矯正效果而獲得矯正效果，或單獨通過膝蓋的旋轉獲得 矯正效果。
技術方案
根據(jù)本發(fā)明的用于實現(xiàn)上述目的一方面， 一種用于矯正內(nèi)彎腿的裝置包
括 一對膝蓋保持器，用于保持膝蓋的同時連同所述膝蓋一起旋轉；以及控 制器，其具有存儲所述膝蓋保持器的旋轉條件的存儲器，其中所述控制器根據(jù)存儲在所述存儲器中的所述旋轉條件控制所述旋轉驅動單元。
優(yōu)選地，所述膝蓋保持器在第 一 預定范圍內(nèi)能橫向地自由移動。 優(yōu)選地，所述膝蓋保持器在第二預定范圍內(nèi)能水平地自由旋轉。 優(yōu)選地，所述膝蓋保持器中的每一個包括連接至所述膝蓋的膝蓋保護件 和用于支撐所述膝蓋的膝蓋支撐件。所述膝蓋支撐件由所述旋轉驅動單元驅 動，而所述膝蓋保護件連同所述膝蓋支撐件一起旋轉，從而使所述膝蓋旋轉。 另外，所述膝蓋保護件在第三預定范圍內(nèi)相對于所述膝蓋支撐件能相對自由 地移動。
優(yōu)選地，所述裝置進一步包括一對足部支撐件，其中在所述膝蓋保持器 保持所述膝蓋的同時，所述足部支撐件容納和支撐足部，所述足部支撐件能 夠沿所述足部向外和向內(nèi)旋轉的方向分別向前和向后旋轉。
優(yōu)選地，所述存儲器存儲用戶的訓練歷史，而所述控制器搜索與存儲在 所述存儲器中的所述用戶的訓練歷史對應的旋轉條件，并根據(jù)搜索到的所述 旋轉條件控制所述旋轉驅動單元。
根據(jù)本發(fā)明的用于實現(xiàn)所述目的的另一方面，所述用于矯正內(nèi)彎腿的裝
置包括 一對足部支撐件，用于容納和支撐足部，所述足部支撐件能夠沿所 述足部向外和向內(nèi)旋轉的方向分別向前和向后旋轉；以及用于阻止所述足部 支撐件向前旋轉的裝置。 有益效果
如上所述，本發(fā)明的矯正裝置具有允許所述膝蓋保持器自由移動或自由 旋轉的第一至第三預定范圍，因此在不向用戶的身體施加過度負荷的情況下 能使矯正效果最大化，而不論用戶的不同身體結構如何。
此外，本發(fā)明的矯正裝置能完全將所述膝蓋支撐件的旋轉傳遞為膝蓋的 旋轉，從而使所述膝蓋支撐件的滑移最小化并獲得良好的功率效率。
而且，本發(fā)明的矯正裝置能反映用戶的訓練歷史，以提供最佳矯正效果。
而且，本發(fā)明的矯正裝置能同時通過足部的旋轉和膝蓋的旋轉獲得矯正 效果，或者單獨地通過膝蓋的旋轉獲得矯正效果。


圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的矯正裝置的外觀的立體圖； 圖2是圖1所示的矯正裝置的分解立體圖，其中蓋被移除； 圖3是圖2所示的用于右膝蓋的組件的分解立體圖； 圖4是圖3所示的右支撐件的頂視立體圖； 圖5是右膝蓋保護件的仰視立體圖6是圖2所示的用于足部的組件的正視立體圖，其中前蓋被移除； 圖7是圖2所示的用于足部的組件的后視立體圖，其中后蓋被移除； 圖8是圖1所示的矯正裝置的過程流程圖9至圖13是順序圖示說明圖1所示的矯正裝置的膝蓋保持器的操作 的示意圖14是根據(jù) 一 組旋轉次數(shù)的膝蓋支撐件的運動角度的曲線圖15是示意性例示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的矯正裝置的外觀的立體
圖16是例示圖15所示的矯正裝置的內(nèi)部結構的立體圖；以及 圖17是圖16所示的開關鎖扣裝置的仰視立體圖。
具體實施例方式
現(xiàn)參照附圖更充分地描述本發(fā)明，其示例性實施例示于附圖中。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的矯正裝置的外觀的立體圖，圖2是 圖1所示的矯正裝置的分解立體圖，其中蓋400被移除(圖5所示的膝蓋保 護件271在圖1-3中未圖示)。
該矯正裝置包括殼體100、用于膝蓋的組件200、用于足部的組件300、 以及控制器(未示出)。用于膝蓋的組件200牢固地連接至殼體100，而用 于足部的組件300被可移動地連接至殼體100，使得組件300能前后移動。
殼體IOO具有殼體蓋400,該蓋400具有蓋板410和固定單元。該固定 單元牢固地連接至蓋板410。該固定單元包括操作桿421、楔部(未示出)
9和彈簧(未示出)。該楔部通過彈簧的力與組件300中的齒部321接合，從 而將組件300固定。當用戶朝向其自身拉操作桿421時，楔部反抗彈簧的力 尋皮向上提升，從而與組件300的齒部321脫離。然后，用戶能夠前后移動組 件300。固定單元和齒部321用作距離調節(jié)裝置，用于調節(jié)膝蓋保持器250 與足部支撐件341之間的距離。
由于膝蓋保持器250與足部支撐件341之間的距離是能夠調節(jié)的，因此 任何用戶均可使用該裝置，而不論其身高如何。
用于膝蓋的組件200包括基部210、支座220、支撐件230、旋轉驅動 單元240和膝蓋保持器250?；?10牢固地連接至殼體100。膝蓋保持器 250為在支持膝蓋的同時使膝蓋旋轉的部件。旋轉驅動單元240以將膝蓋向 外或向內(nèi)旋轉的方向分別向前或向后旋轉膝蓋保持器250。
組件300具有導軌331，該導軌331能沿殼體100的導軌131前后移動。 因此，組件300響應導軌331與導軌131之間的相對運動而相對于殼體100 前后移動。
控制器具有用于存儲膝蓋保持器的旋轉條件(例如旋轉角)的存儲器， 并根據(jù)保存在存儲器中的旋轉條件控制旋轉驅動單元。
圖3是圖2所示的用于右膝蓋的組件200的分解立體圖，圖4是圖3所 示的右支撐件230的頂視立體圖(在圖3和/或圖4中未示出)。
基部210包括吊架213和導軌215。
放置在基部210上的支座220在預定范圍內(nèi)沿橫向方向可自由移動。每 個支座220包括板221、突出部222、滑塊223、連桿225、第一阻擋裝置 227和滾輪229。
該結構使得膝蓋保持器250能夠在第一預定范圍內(nèi)橫向自由移動。因 此，用戶可使用本發(fā)明的矯正裝置而不會使其身體承受過度負荷。
此外，用戶可通過使膝蓋反抗阻擋裝置227的阻力朝向彼此移動而增強 矯正效果。第一阻擋裝置227阻止板221朝向彼此移動。
盡管在附圖中未示出，優(yōu)選的是，第 一阻擋裝置227的阻力是可調節(jié)的。例如，通過使用圖7所示的結構或空氣彈簧能獲得具有可調節(jié)阻力的第一阻
擋裝置。
滑塊223牢固地連接至板221的底部。由于滑塊223能沿基部210的導 軌215移動到右邊或左邊，因此板221也能移動到右邊或左邊。
突出部222從板221的面對部分(confronting parts )突出，并能夠使板 221之間保持最小的距離。
連桿225也從板221的面對部分突出。第一阻擋裝置227，例如彈簧， 被結合在支座220的連桿225與基部210的吊架213之間。
支撐件230被安裝在支座220上，板221的滾輪229允許支撐件230在 預定范圍內(nèi)水平地自由旋轉。
支撐件230包括底板231、支架233、滾輪235、第一傳感器237和蓋 塊239。
底板231為位于支座220的滾輪229上的部件。底板231能在第二預定 范圍內(nèi)水平地自由旋轉。
這使得安裝在底板231上方的膝蓋保持器250能在第二預定范圍內(nèi)水平 地自由旋轉。
由于膝蓋保持器250被設計為具有第二預定范圍，用戶可使用該矯正裝 置，且不論其膝關節(jié)角度如何，都不會使其膝關節(jié)承受過度負荷。
也就是說，由于不同的人的膝關節(jié)表面的斜度是不同的，因此膝關節(jié)表 面能夠限定出相對于身高方向為直角的直角平面，或膝關節(jié)表面相對于該直 角平面傾斜。因此，考慮到用戶膝關節(jié)表面的不同斜度，膝蓋支撐件260被 設計為在第二預定范圍內(nèi)水平地自由旋轉，從而不會對用戶膝關節(jié)施加過度 負荷。
第二預定范圍使膝蓋保持器250牢固且穩(wěn)定地保持膝蓋。如果不提供第
二預定范圍，并且因此膝蓋保持器250的中心線與膝蓋的中心線未對準，從
而膝蓋保持器250很難牢固地保持膝蓋。
底板231具有在其下側的軸承231a和固定部分231b。支架233牢固地連接至底板231的頂部，且滾輪235和第一傳感器237 牢固地連接至支架233。蓋塊239牢固地連接至支架233的前部和后部。
蓋塊239用作防止膝蓋保持器250與支撐件230分離的蓋，并具有突出 邊緣239a。
膝蓋保持器250包括膝蓋支撐件260、膝蓋保護件271和連接器。
膝蓋支撐件260容納和支持膝蓋，并由支撐件230的滾輪235支撐，以 使該膝蓋支撐件260能向前和向后旋轉。
膝蓋支撐件260包括位于前部和后部的兩個弧形邊緣261和263。支撐 件230的滾輪235與弧形邊緣263的外表面接觸。蓋塊239的突出邊緣239a 位于膝蓋支撐件260的弧形邊緣261與263之間的空間中，從而防止膝蓋支 撐件260被分離。也就是說，當膝蓋支撐件260被迫使向上時，外弧形邊緣 的內(nèi)表面接觸膝蓋支撐件260,從而防止膝蓋支撐件260被分離。
對于右膝蓋支撐件260，指示器265設置在弧形邊緣263的右后端。盡 管未示出，另一指示器可設置在弧形邊緣263的左前端。磁鐵可被用作指示 器265。第一傳感器237檢測指示器265，以確定膝蓋支撐件260的位置
第一傳感器237和指示器265用作確定膝蓋保持器250位置的第一傳感 機構。該第一傳感機構執(zhí)行兩個功能該傳感機構的第一功能為檢測膝蓋保 持器250是否到達超過正常旋轉范圍的極限位置。然后，旋轉驅動單元240 立即停止膝蓋保持器250的旋轉。由于被旋轉超過極限位置的膝蓋導致醫(yī)療 事故，因此該第一傳感機構被提供以防止這種危險。
該傳感機構的第二功能為檢測基準位置。該傳感機構將膝蓋保持器250 的被受限位置標識為基準位置。更具體而言，當由預定量的驅動力驅動時， 膝蓋保持器250從基準位置旋轉到被識別為起動位置的特定位置。然后，用 戶可使用該矯正裝置。因此，不再需要用于檢測起動位置的單獨的傳感機構。 用于檢測受限位置的第一傳感機構可用于檢測起動位置，這具有諸如簡化結 構和降低成本的優(yōu)點。
輪齒267沿膝蓋支撐件260的外周界形成。
12旋轉驅動單元240設置在底板231下方。
旋轉驅動單元240包括托架241、驅動電動機243、主動齒4侖245、中 間齒輪247、第二傳感器248和盤249。
托架241被固定至底板231。托架241具有螺紋孔241a,螺栓通過該螺 紋孔241 a緊固至底板231的固定部分231 b,從而將托架241固定至底板231 的下側。因此，托架241，也就是說旋轉驅動單元240可以與支撐件230 — 起在第二預定范圍內(nèi)水平自由旋轉。
驅動電動機243被固定至托架241。螺栓被緊固至驅動電動機243的螺 紋孔243b和托架241的螺紋孔241 b, 乂人而將驅動電動才幾243固定至托架241 。
軸247a被插入到底板231的軸承213a中，以支撐中間齒輪247。中間 齒輪247的主體被定位成穿過托架241的槽241c。
蓋支撐件260的外周界上的輪齒267,從而旋轉膝蓋支撐件260。
盤249 ^皮固定至驅動電動才幾243的軸243a的端部。沿盤249的周界方 向在盤249上設置多個磁鐵。
第二傳感器248被固定至托架241，并檢測嵌在盤249中的;茲鐵。第二 傳感器248和嵌在盤249中的石茲4失構成第二傳感才幾構。該第二傳感才幾構4全測 由旋轉驅動單元240驅動的旋轉量。檢測到的旋轉量用于反饋控制。
如果由第二傳感機構檢測的旋轉輸出量不同于輸入到旋轉驅動單元240 的旋轉輸入量，并且如果該差異超過誤差范圍，則該差異被識別為錯誤，并 因此停止膝蓋保持器250的旋轉。
除了第一傳感機構之外所提供的第二傳感機構，檢查矯正裝置是否根據(jù) 設置正適當?shù)毓ぷ鳎瑥亩M一步增強矯正裝置的安全性。也就是說，第一和 第二傳感機構都檢查矯正裝置的故障，以防止事故。這使得膝蓋支撐件260 能夠根據(jù)被設定以提供最佳臨床治療效果的旋轉程序進行旋轉，從而用戶能 獲得最佳治療效果。
圖5是右膝蓋保持器250的膝蓋保護件271的仰視立體圖。膝蓋保持器250具有用于容納和支撐膝蓋的膝蓋支撐件260、連接至膝 蓋的膝蓋保護件271、以及用于將膝蓋保護件271連接至膝蓋支撐件260的 連接器。膝蓋支撐件260由旋轉驅動單元240旋轉，而膝蓋保護件271連同 膝蓋支撐件260 —起旋轉以旋轉膝蓋。
膝蓋保護件271具有與膝蓋一致的形狀，并牢固地圍繞膝蓋。膝蓋保護 件271包括內(nèi)板層和外板層，其中接觸膝蓋的內(nèi)板層被制造為比外板層更 軟。
軟的內(nèi)板層提供兩個優(yōu)點第一個優(yōu)點為保護膝蓋不被擦傷。第二個優(yōu) 點為防止膝蓋保護件在膝蓋上滑移。如上所述，在本發(fā)明的矯正裝置中，防 止膝蓋與膝蓋保護件271之間的滑移非常重要。因此，從軟內(nèi)板層獲得的優(yōu) 點也極為重要。
然而，如果膝蓋保護件271的整個部分全部由軟材料制成，則膝蓋保護 件271不能執(zhí)行其自身的迫使膝蓋旋轉的功能。因此，外板層由高硬度材料 制成，以使其作為結構部件。
連接器被提供在膝蓋支撐件260與膝蓋保護件271之間，并將膝蓋支撐 件260的向前的旋轉傳遞至膝蓋保護件271，從而使膝蓋保護件271沿向前 的方向旋轉。
該連接器可以是帶，其一端固定至膝蓋支撐件260,其另一端沿向后旋 轉的方向延伸。在所示實施例中，該連接器包括連接至膝蓋支撐件260的連 接帶257和連接至膝蓋保護件271的連接帶277。
固定部分273被固定至膝蓋保護件271,并包括環(huán)273a和狹縫273b。 鉤部275a被提供在固定帶275的一端，并被鉤在環(huán)273a中。連接帶277的 一端被插入狹縫273b并牢固地固定到該狹縫273b。
固定帶275的另外的端部被插入膝蓋保護件271的狹縫271a并牢固地 固定到該狹縫271a。固定帶275具有可調節(jié)的長度。
固定帶275可具有各種形式。例如，該固定帶可^C設計為以該固定帶的 一端與其另一端緊固在一起的方式圍繞膝蓋保護件271。在此情況下，維可牢尼龍搭扣(Velcro)件可提供在該固定帶的兩端，以使所述兩端能彼此緊 固在一起。
帶扣277a被提供在連接帶277的另一端。連接帶277的帶扣277a與連 接帶257的帶扣257a緊固在一起。因此，當膝蓋支撐件260向前旋轉時， 連接帶257和連接帶277協(xié)作，將膝蓋保護件271沿向前的方向拉伸，從而 使膝蓋保護件271沿向前的方向旋轉。
然而，當膝蓋支撐件260向后旋轉時，不可能推膝蓋保護件271。因此， 膝蓋支撐件260獨立于膝蓋保護件271向后旋轉，而膝蓋也通過自身向內(nèi)旋 轉而返回。在此，膝蓋的返回角度受膝蓋支撐件260的返回角度限制。
如上所述的將膝蓋保護件271和膝蓋支撐件260進行連接的結構是本發(fā) 明的主要特征之一。
根據(jù)本申請人的矯正裝置的試驗型式，膝蓋僅被捆綁至膝蓋支撐件上以
固定膝蓋。然而，這很難將人體的膝蓋牢固地捆綁至膝蓋支撐件。也并不容 易僅通過人力將膝蓋牢固地捆綁至膝蓋支撐件，即使膝蓋被非常牢固地捆綁 至膝蓋支撐件，這造成膝蓋疼痛。另一方面，如果膝蓋被松散地捆綁，則膝 蓋支撐件260會在膝蓋上滑移。
因此，需要用于將膝蓋牢固地固定至膝蓋支撐件的結構。本發(fā)明通過利 用基于新概念的非常簡單的結構解決了該問題。代替將膝蓋固定至膝蓋支撐 件的是，膝蓋支撐件260和膝蓋保護件271通過帶被連接，以使當膝蓋支撐 件260向前旋轉時，膝蓋支撐件260可以拉膝蓋從而與膝蓋一起旋轉。
該結構在膝蓋支撐件260向后旋轉時也具有上述優(yōu)點。在本發(fā)明的矯正 裝置中，膝蓋的向內(nèi)旋轉的意義僅在于作為后續(xù)的膝蓋的強制向外旋轉的返 回操作。不必要向膝蓋施加強制的向內(nèi)旋轉。相反，根據(jù)醫(yī)療觀點，膝蓋的 強制向內(nèi)旋轉可能是不可取的。
因此，在本發(fā)明中，膝蓋的向外旋轉為強制進行，而膝蓋的向內(nèi)旋轉則 通過其自己完成。
根據(jù)本申請人的矯正裝置的另一試驗型式，膝蓋保護件271被固定至膝蓋支撐件260同時圍繞膝蓋，使得膝蓋保護件271絕不會被允許相對于膝蓋 支撐件自由移動，從而膝蓋保護件271能夠隨著膝蓋支撐件260的向前或向 后^走|爭而向前或向后》走凈爭。
然而，由于該結構僅能夠允許膝蓋(保護件)與膝蓋支撐件之間的一個 相對位置，因此該結構可能會對用戶的身體施加過度負荷，從而其并非優(yōu)選 的用于不同用戶的不同身體結構。
因此，在本發(fā)明中，膝蓋支撐件260和膝蓋保護件271通過連接帶257 和277被連接在一起，以使膝蓋保護件271由于連接帶257和277的扭轉、 彎曲等而在第三預定范圍內(nèi)能相對于膝蓋支撐件260相對自由移動。
然而，本發(fā)明的范圍并不排除將由膝蓋保護件2 71圍繞的膝蓋簡單地捆 綁和固定至膝蓋支撐件260的結構。
如上所述，膝蓋保持器250具有通過獨立結構獲得的第一至第三范圍。 然而，本發(fā)明也可以具有提供預定范圍的其它各種結構。例如，橡膠彈性件 能插置在支座與支撐件之間，以使膝蓋保持器由于彈性件的固有特性而具有 第二和第三范圍。也就是說，本發(fā)明的主要概念是向膝蓋保持器250提供第 一至第三范圍，但用于實現(xiàn)該概念的詳細結構可通過各種形式體現(xiàn)。
圖6是圖2所示的用于足部的組件300的正視立體圖，其中前蓋被移除。 圖7是圖2所示的組件300的后視立體圖，其中后蓋被移除。
組件300包括一對足部支撐件341、 一對旋轉滑塊343、第二阻擋裝置 (未示出)、基底344、另一阻擋裝置(未示出)、連接滑塊345、開關鎖 扣裝置347和第三傳感器349。
在膝蓋保持器250保持膝蓋的狀態(tài)下，也就是說在膝蓋支撐件260穩(wěn)定 支持膝蓋的狀態(tài)下，足部支撐件341容納并支撐足部。足部支撐件341被設 計為能沿足部的向外或向內(nèi)旋轉方向而向前或向后旋轉。
每一個足部支撐件341具有底腳墊342，其由兩個板層構成接觸足部 的內(nèi)板層和設置在外側的外板層。內(nèi)板層由比外板層更軟的材料制成，外板 層優(yōu)選由高硬度材料制成。底腳墊342防止當足部接觸足部支撐件341時由于其它任何原因造成的任何疼痛。
旋轉滑塊343被放置在相應的足部支撐件341的后部。每個旋轉滑塊 343被結合至足部支撐件341,從而連同足部支撐件341 —起旋轉。旋轉滑 塊343具有朝向相應的連"t妄滑塊345突出的三個環(huán)343a。
連接滑塊345被安裝在基底344上，以能夠水平地移動到右邊或左邊。
每個連^t妄滑塊345具有位于其前側的槽345a。
每個滑塊345具有朝向旋轉滑塊343突出的環(huán)345b。第二阻擋裝置被 固定在旋轉滑塊343的環(huán)343a與連接滑塊345的環(huán)345b之間。例如，具有 不同彈簧常量的螺旋彈簧可被用作第二阻擋裝置。
還在連接滑塊345的后側上設置有環(huán)345c。三個固定部分344a相應地 沿基底344的中心設置在該基底344的后側上。固定螺栓(未示出)被擰入 固定部分344a，阻擋裝置(未示出)被提供在固定螺栓與連接滑塊345的后 側上的環(huán)345c之間。例如，螺旋彈簧可被用作該阻擋裝置。
被固定到滑塊345的環(huán)345c的阻擋裝置可以是螺旋彈簧，其彈簧常量 可小于被固定到連接滑塊345的環(huán)345b的第二阻擋裝置的彈簧常量(能夠 通過少量的力被容易地伸長的螺旋彈簧)。
開關鎖扣裝置347被安裝為能豎直地移動。開關鎖扣裝置347具有向后 面突出的突出部347a。每個突出部347a^皮插入到其中一個連接滑塊345的 槽345a中，以固定同一個連接滑塊345。然后，其它的連接滑塊345僅受#皮 固定至相應的環(huán)345c且具有更小彈簧常量的阻擋裝置的控制，從而能相對 自由地移動至右邊或左邊。
因此，由開關鎖扣裝置347被固定的連接滑塊345決定反抗旋轉滑塊 343的旋轉的阻力大小，即足部支撐件341的向前旋轉的阻力大小。因為被 固定到連接滑塊345的相應環(huán)345b上的第二阻擋裝置具有不同的彈簧常量， 因此可通過移動開關鎖扣裝置347來調節(jié)阻力。
反抗足部的向外旋轉的阻力必須進行調節(jié)，以獲得針對用戶的身體特征 和條件的最佳治療效果。第三傳感器349具有開關，該開關位于當連接滑塊345向前旋轉預定角 度或更多時該開關能夠接觸連接滑塊345的位置。因此，當足部支撐件341 旋轉預定角度或更多時，第三傳感器349可檢測到足部支撐件341。
由第三傳感器349檢測的足部支撐件341的向前旋轉的角度可以可調地 設定。例如，足部支撐件341的向前旋轉的角度可通過第三傳感器349的重 新定位進行調節(jié)。
因為各個用戶的身體結構和肌肉強度彼此不同，本發(fā)明根據(jù)用戶對足部 的向外旋轉的角度進行不同的調節(jié)，從而針對各個用戶獲得最佳矯正效果。
圖8是圖1所示的矯正裝置的過程流程圖，圖9示出膝蓋支撐件260在 基準位置時的旋轉角度的示意圖，圖10示出膝蓋支撐件260在中立位置時 的旋轉角度的示意圖，圖11示出膝蓋支撐件260在起動位置的旋轉角度的 示意圖，圖12示出完成第一次向前旋轉的膝蓋支撐件260的旋轉角度的示 意圖，圖13是例示完成第一次向后旋轉的膝蓋支撐件260的旋轉角度的示 意圖，圖14是根據(jù)一組旋轉次數(shù)的膝蓋支撐件的旋轉角度的示意圖。
當矯正裝置接通電源時，其保持靜止。
即使在該狀態(tài)，也可以選^^奪訓練階_歐和旋轉次#:。
當按下遠程控制器上的"準備好"按鈕時，膝蓋支撐件260開始旋轉， 以才全測基準位置。
基準位置的檢測是第一傳感器237檢測指示器265的過程。在右膝蓋支 撐件260 (在下文中簡稱為"膝蓋支撐件260")的情況下，位于膝蓋支撐 件260的外周界的前部處的指示器265被放置為距膝蓋支撐件260的弧形中 心的角度為+71° (在右膝蓋支撐件260的情況下，"+ "表示順時針方向)。 位于膝蓋支撐件260的外周界的后部處的指示器265被放置為距膝蓋支撐件 260的弧形中心的角度為-83° 。
前指示器265用于檢測基準位置。當前指示器265由于膝蓋支撐件260 的向后旋轉到達角度0時(膝蓋支撐件260的弧形中心在-71°的角度)， 前部的第一傳感器236檢測指示器265，以識別基準位置(見圖9)。后指示器265用于檢測膝蓋保持器250移出正常旋轉范圍并到達極限位 置時的故障，以使旋轉驅動單元240能立即停止膝蓋保持器250的旋轉。
當檢測到基準位置時，膝蓋支撐件260通過預定量的驅動力向前旋轉， 從而從基準位置移動至中立位置。在中立位置，弧形中心位于0°的位置(見 圖10)。
在等待狀態(tài)，可設定訓練階段和每組的旋轉次數(shù)。有1至8個階段。階 段1中的每組旋轉次數(shù)必須設定為30次。階段2中的每組旋轉次數(shù)可選擇 設定為30次或40次。在從階段3開始的剩余階段中，每組旋轉次數(shù)可從 30、 40或50次中選擇。
根據(jù)訓練階段的升級，旋轉驅動單元240增大膝蓋保持器250的最大向 前旋轉角度。例如，膝蓋支撐件260具有最大的向前旋轉角度，例如在階段 1中為65° 、在階段2中為75° 、在階段3中為85° 、在階段4中為95° 、 在階段5中為105。、在階段6中為115° 、在階段7中為125° 、在階段8 中為135° 。
訓練強度并不由用戶選擇。相反，針對相應階段而不對身體施加過量負 荷的情況下獲得最佳矯正效果的訓練強度(旋轉范圍)通過臨床試驗被預先 檢查，且可選擇最佳訓練強度從而使矯正效果最大化。
控制器在存儲器中存儲用戶的訓練歷史，搜索與存儲器中存儲的用戶的 訓練歷史對應的旋轉條件，從而根據(jù)搜索到的旋轉條件控制旋轉驅動單元 240。
以更詳細地描述，控制器根據(jù)用戶的訓練歷史限制訓練階段，以使用戶 在受限制的訓練階段范圍中進行選擇。訓練歷史包括用戶的訓練階段的數(shù)據(jù) 和升級所需的剩余組數(shù)。只有完成當前階段的預定組數(shù)的膝蓋保持器250的 操作才可能升級。
為了升級，也就是說，為了進行到下一步，相應的階段需要完成預定的 訓練組數(shù)，例如在階段l中為IO組(在每組30次旋轉的情況下)，在階段 2中為20組(在每組40次旋轉的情況下)，在階段3中為30組(在每組50次旋轉的情況下)，在階段4中為40組(在每組50次旋轉的情況下)， 在階段5中為50組(在每組50次旋轉的情況下)，在階段6中為60組(在 每組50次旋轉的情況下)，在階段7中為70組(在每組50次旋轉的情況 下)。然而，即使用戶一天訓練四(4)組或更多，每天最多可減少三(3)組。
如果用戶在特定階段曾連續(xù)兩(2)天沒有訓練，在該階段中的剩余組 的個數(shù)可通過下述方式增加 D=l:不增加組數(shù) 2<D<5:增力口Dxl個組數(shù)， 6<D<10:增加Dx2個組凄t，以及 11 <D:增力口Dx3個組數(shù)， 其中D表示用戶沒有訓練的天數(shù)。
一旦該階段通過增加組數(shù)而達到最大組數(shù)，則訓練階段降低至較低的階段。
矯正裝置可具有"初始化歷史，，按鈕，以將訓練歷史初始化至具有三十 個剩余組的階段1。
在等待狀態(tài)，用戶將膝蓋保護件271戴到膝蓋上，然后將膝蓋放在膝蓋 支撐件260上，并將足部放在足部支撐件上。
當按下遠程控制器上的"開始"按鈕時，膝蓋支撐件旋轉到起動位置， 其中弧形中心在-58°的位置(見圖11)。
當膝蓋支撐件260處于起動位置時，用戶將膝蓋保護件271連接至膝蓋 支撐件260。由于膝蓋是在膝蓋支撐件260位于-58°而不是位于中立位置時 被固定，因此可以擴大膝蓋支撐件260的向前旋轉角度，即膝蓋的向外旋轉 角度。
在連接帶277的帶扣277a與連接帶257的帶扣257a緊固在一起之后， 用戶再次按下"開始"按鈕。
然后，用戶的足部向外旋轉。
20當足部支撐件341向前旋轉至預定角度(例如15°或更大)且旋轉滑
塊343與第三傳感器349的開關保持接觸一定預定時間段(例如5秒)時， 膝蓋保持器250開始向前旋轉。
如果足部支撐件341向前旋轉小于預定角度(例如15° )或旋轉滑塊 343與第三傳感器349的開關并未保持接觸一定預定時間段(例如5秒)， 則發(fā)出警報聲。
圖12示出已經(jīng)完成第一次向前旋轉的膝蓋支撐件260的旋轉角度，其 中膝蓋支撐件的弧形中心例如在-14°的位置。
當足部支撐件在第一次向前旋轉完成之后向前旋轉并在該位置保持三 (3)秒時，膝蓋支撐件260開始第一次向后旋轉。如果已經(jīng)經(jīng)過七(7)秒 或更長的時間但足部支撐件341沒有向前旋轉，則將發(fā)出警報聲。當足部支 撐件341被旋轉預定時間段時，警報聲將停止。
圖13示出已完成第一次向后旋轉的膝蓋支撐件260的旋轉角度，其中 膝蓋支撐件的弧形中心例如在-52°的位置。
由于膝關節(jié)和踝關節(jié)是不能旋轉的關節(jié)，本發(fā)明促使用戶的足部向外旋 轉，以使得髖關節(jié)向外旋轉，從而增強針對內(nèi)彎腿畸形的矯正效果。也就是 說，膝蓋保持器250的向前或向后旋轉被設定為僅在足部支撐件341的向前 旋轉之后開始，以促使用戶每次將足部支撐件341向前旋轉。因此，可以通 過膝蓋的向外旋轉來伸展髖關節(jié)前部的韌帶以及通過足部的向外旋轉來加 強髖關節(jié)的外展肌而增強矯正效果。
此外，髖關節(jié)的外展肌可通過迫使足部支撐件341在其向前旋轉之后保 持在其位置預定時間段而得到有效加強。在膝蓋保持器250的向前旋轉之 后，膝蓋保持器250至少在其位置上保持用于足部支撐件341向外旋轉的預 定時間段(例如三秒)，從而有效伸展髖關節(jié)前部中的韌帶，這從而增強矯 正效果。即使用戶在膝蓋支撐件260向前旋轉完成之后立即開始足部支撐件 341的向前旋轉，向后旋轉也不能在特定時間段之內(nèi)開始，該特定時間段是 用于膝蓋支撐件26開始向后旋轉所需的特定時間段。因此，膝蓋支撐件260在其完成向前旋轉的位置上保持至少所述特定時間段。
盡管在膝蓋保持器250旋轉的過程中可以跳過足部支撐件341的向前旋 轉，但考慮到效果，如果可能的話繼續(xù)足部支撐件341的向前旋轉是有利的。
另外，在足部支撐件的向前旋轉過程中，優(yōu)選的是迫使膝蓋朝向彼此。
通過重復這些過程，膝蓋支撐件260執(zhí)行預定次數(shù)的向前和向后旋轉。 為了在訓練之后保存矯正裝置，建議用戶按下"準備好，，按鈕，以將膝蓋支 撐件260旋轉至中立位置。
現(xiàn)參照圖14對膝蓋保持器250的旋轉范圍進行描述。在早期，膝蓋保 持器250向前/向后S走轉的區(qū)域沿向前方向逐漸移動。最后，在后期，該區(qū) 域沿向后方向逐漸移動。
訓練強度逐漸增大，以使用戶能在早期熱身并在中期進行正式訓練。在 后期，訓練強度逐漸降低，以使用戶能逐漸停下來。因此，在不對身體施加 過度負荷的情況下能獲得最大的治療效果。
圖15是示意性例示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的矯正裝置的外觀的立體圖。
如圖15所示，該矯正裝置類似于從圖1所示的矯正裝置分離出的組件 300。圖15所示的矯正裝置通過足部的向外旋轉而加強髖關節(jié)的外展肌，從 而矯正內(nèi)彎腿。
該矯正裝置包括殼體1351、足部支撐件1341、顯示屏1353、手柄1355 和控制器(未示出)。
足部支撐件1341容納和支撐足部，并被設計為可沿足部的向外或向內(nèi) 旋轉的方向向前或向后》走轉。
該矯正裝置具有站立的用戶能抓緊的手柄1355。手柄1355的位置被設 置為當用戶足部位于足部支撐件341中而站立時能抓緊該手柄。手柄1355 可被設計成與從殼體1351可拆卸并可連接到該殼體1351。
另外，圖16所示的矯正裝置在用戶位于躺下位置或坐下位置時也能使用。圖16是示出圖15所示的矯正裝置的內(nèi)部結構的立體圖，圖17是圖16 所示的開關鎖扣裝置1347的仰視立體圖。
除了殼體1351、足部支撐件1341、顯示屏1353和手柄1355之外，該 矯正裝置還包括第三阻擋裝置1346、第四傳感器1349和第四阻擋裝置1227。
第三阻擋裝置1346的作用類似于參照圖7例示的第二阻擋裝置，第四 傳感器1349的作用類似于圖7所示的第三傳感器349，而第四阻擋裝置1227 的作用類似于圖3所示的第一阻擋裝置227。
一對支座1220被安裝在基部1210上并能移動到右邊和左邊。足部支撐 件1341也一皮安裝在相應的支座122上并能向前和向后》走轉。因此，足部保 持件1341能在第四預定范圍內(nèi)橫向自由移動。
旋轉滑塊1343連同足部支撐件1341 —起旋轉。
通過接觸旋轉滑塊1343,第四傳感器1349檢測足部支撐件1343是否 將處于預定角度或更大角度的向前運動保持至少預定時間，并在顯示屏1353 上輸出足部支撐件1341的向前旋轉次數(shù)。由第四傳感器1349檢測的足部支 撐件1341的向前旋轉的角度能被設定為可調節(jié)。
第三阻擋裝置1346被連接至旋轉滑塊1343的一端和連接滑塊1345的
二山 一乂而。
另一阻擋裝置1348被連接至形成在支座1220上的固定部分1221的另 一端以及連接滑塊1345的另一端。
開關鎖扣裝置1347具有向下突出的插入突出部1347a和裝配突出部 1347b。每一個插入突出部1347a被插入相對應的連接滑塊1345的槽，而每 一個裝配突出部1347b由被固定至相應支座1220的相應基部1344抓住。因 此，當開關鎖扣裝置1347的插入突出部1347a被插入到連接滑塊1345的槽 時，該連"l姿滑塊1345相對于基部1344和支座1220 ^皮固定在4立置上。
開關鎖扣裝置1347上提供有第四阻擋裝置1227。第四阻擋裝置1227 阻止連接滑塊1345、基部1344、支座1220、旋轉滑塊1343和足部支撐件 1341向右邊和左邊朝向彼此運動。也就是說，第四阻擋裝置1227阻止足部支撐件1341向右邊和左邊朝向彼此運動。第四阻擋裝置1227的阻力可調節(jié)。 現(xiàn)在描述矯正裝置的使用。
首先，用戶將開關鎖扣裝置1347移動到所需位置，以使開關鎖扣裝置 1347的插入突出部1347a一皮插入相應的連接滑塊1345的槽。
當用戶將腳朝向彼此移動時，足部支撐件1341、旋轉滑塊1343、支座 1220、基部1344和連接滑塊1345也朝向彼此移動。因此，插入突出部1347a 也朝向^&此向右邊和左邊移動，而第四阻擋裝置1227阻止這種運動。
當用戶在此狀態(tài)下向外旋轉腳時，足部支撐件1341和旋轉滑塊1343向 前旋轉，而第三阻擋裝置1346阻止該旋轉。當用戶向外旋轉腳時，旋轉滑 塊1343拉第三阻擋裝置1346，而由基部1344抓住的開關鎖扣裝置1347的 裝配突出部1347b抑制連接滑塊1345的運動，以使第三阻擋裝置1346的阻 力直接應用到旋轉滑塊1343。
權利要求
1、一種用于矯正內(nèi)彎腿的裝置，包括一對膝蓋保持器，用于在保持膝蓋的同時與所述膝蓋一起旋轉；旋轉驅動單元，用于沿將所述膝蓋向外和向內(nèi)旋轉的方向重復地驅動所述膝蓋保持器分別向前和向后；以及控制器，其具有存儲所述膝蓋保持器的旋轉條件的存儲器，其中所述控制器根據(jù)存儲在所述存儲器中的所述旋轉條件控制所述旋轉驅動單元。
2、 如權利要求l所述的裝置，其中所述膝蓋保持器能在第一預定范圍內(nèi)斗黃向地自由移動。
3、 如權利要求2所述的裝置，進一步包括第一阻擋裝置，其用于阻止所述膝蓋保持器在所述第一預定范圍內(nèi)朝向彼此移動。
4、 如權利要求3所述的裝置，其中所述第一阻擋裝置具有能調節(jié)的阻力。
5、 如權利要求2所述的裝置，進一步包括基部；一對支座，其安裝在所述基部上以在所述第一預定范圍內(nèi)能橫向地自由移動；以及一對支撐件，每個所述支撐件安裝在所述支座的每一個上，以能夠水平地旋轉，所述支撐件能在第二預定范圍內(nèi)自由移動，其中所述膝蓋保持器中的每一個被安裝在所述支撐件的每一個上，以能夠向前和向后旋轉。
6、 如權利要求l所述的裝置，其中所述膝蓋保持器在第二預定范圍內(nèi)能水平地自由旋轉。
7、 如權利要求1所述的裝置，其中所述膝蓋保持器中的每一個包括連接至所述膝蓋的膝蓋保護件和用于支撐所述膝蓋的膝蓋支撐件，其中所述膝蓋支撐件由所述旋轉驅動單元驅動，所述膝蓋保護件隨同所述膝蓋支撐件一 起旋轉，從而使所述膝蓋旋轉，并且，其中所述膝蓋保護件在第三預定范圍 內(nèi)相對于所述膝蓋支撐件能相對自由地移動。
8、 如權利要求7所述的裝置，其中所述膝蓋保持器中的每一個進一步 包括在所述膝蓋支撐件與所述膝蓋保護件之間的連接器，以將所述膝蓋支撐 件的向前旋轉傳遞至所述膝蓋保護件，以使所述膝蓋保護件與所述膝蓋支撐 件一起向前旋轉。
9、 如權利要求8所述的裝置，其中所述連接器包括帶，所述帶的一端 被固定至所述膝蓋支撐件，且所述帶的另 一端沿向后旋轉的方向延伸并被固 定至所述膝蓋保護件。
10、 如權利要求7所述的裝置，其中所述膝蓋保護件具有與所述膝蓋一 致的形狀，并被連接至所述膝蓋且圍繞所述膝蓋。
11、 如權利要求7所述的裝置，其中所述膝蓋保護件包括內(nèi)板層和外板 層，其中所述內(nèi)板層直接接觸所述膝蓋，并由比所述外板層更軟的材料制成。
12、 如權利要求l所述的裝置，進一步包括一對足部支撐件，其中在所 述膝蓋保持器保持所述膝蓋的同時，所述足部支撐件容納和支持足部，所述 足部支撐件能夠沿將所述足部向外和向內(nèi)旋轉的方向分別向前和向后旋轉。
13、 如權利要求12所述的裝置，進一步包括第二阻擋裝置，用于阻止 所述足部支撐件的所述向前旋轉。
14、 如權利要求13所述的裝置，其中所述第二阻擋裝置具有能調節(jié)的 阻力。
15、 如權利要求12所述的裝置，其中所述足部支撐件中的每一個包括 底腳墊，其中所述底腳墊包括內(nèi)板層和外板層，并且所述內(nèi)板層直接接觸所述足部，并由比所述外板層更軟的材料制成。
16、 如權利要求12所述的裝置，進一步包括調節(jié)裝置，用于調節(jié)所述 膝蓋保持器之間的距離與所述足部支撐件之間的距離。
17、 如權利要求12所述的裝置，其中所述控制器將所述足部支撐件的 所述向前旋轉到達至少預定角度作為起動信號，而旋轉地驅動所述膝蓋保持器。
18、 如權利要求17所述的裝置，所述控制器將所述足部支撐件的所述地驅動所述膝蓋保持器。
19、 如權利要求17所述的裝置，其中用作所述起動信號的所述足部支 撐件的向前旋轉的所述預定角度是能調節(jié)的。
20、 如權利要求l所述的裝置，其中所述存儲器存儲用戶的訓練歷史，并且應的旋轉條件，并根據(jù)搜索到的所述旋轉條件控制所述旋轉驅動單元。
21、 如權利要求20所述的裝置，其中所述控制器根據(jù)所述用戶的訓練 歷史調節(jié)所述用戶能所選擇的階段的上限。
22、 如權利要求1所述的裝置，其中所述控制器旋轉地驅動所述膝蓋保 持器，以使所述膝蓋保持器向前和向后旋轉的區(qū)域在每個階段的每組的早期 沿向前方向逐漸移動，并在后期沿向后方向逐漸移動。
23、 如權利要求22所述的裝置，其中所述控制器旋轉地驅動所述膝蓋 保持器，使得只在所述膝蓋保持器被旋轉地驅動當前階段中的預定組數(shù)之后 才允許升級，并且所述控制器根據(jù)所述升級而增大所述膝蓋保持器的最大向 前旋轉角度。
24、 一種用于矯正內(nèi)彎腿的裝置，包括一對足部支撐件，用于容納和支撐足部，所述足部支撐件能夠沿將所述 足部向外和向內(nèi)旋轉的方向分別向前和向后旋轉；以及 第三阻擋裝置，用于阻止所述足部支撐件的向前旋轉。
25、 如權利要求24所述的裝置，進一步包括傳感器，用于檢測所述足 部支撐件的向前旋轉到達至少預定角度。
26、 如權利要求25所述的裝置，其中所述傳感器檢測所述足部支撐件 的所述向前旋轉在至少所述預定角度經(jīng)過至少預定時間。
27、 如權利要求25所述的裝置，其中由所述傳感器檢測的所述足部支 撐件的向前旋轉的預定角度是能調節(jié)的。
28、 如權利要求24所述的裝置，其中所述第三阻擋裝置具有能調節(jié)的 阻力。
29、 如權利要求24所述的裝置，其中所述足部支撐件在第四預定范圍 內(nèi)能橫向地自由移動。
30、 如權利要求29所述的裝置，進一步包括第四阻擋裝置，其用于阻 止所述足部支撐件在所述第四預定范圍內(nèi)朝向彼此移動。
31、 如權利要求30所述的裝置，其中所述第四阻擋裝置具有能調節(jié)的 阻力。
32、 如權利要求24所述的裝置，其中所述足部支撐件中的每一個包括 底腳墊，其中所述底腳墊包括內(nèi)板層和外板層，并且所述內(nèi)板層直接接觸所述足部，并由比所述外板層更軟的材料制成。
33、 如權利要求24所述的裝置，進一步包括手柄，其中所述手柄的位 置被設置為當用戶足部由所述足部支撐件容納和支撐而站立時，所述用戶能 抓緊該手柄。
全文摘要
一種用于矯正內(nèi)彎腿的裝置，包括一對膝蓋保持器，其用于保持膝蓋的同時連同所述膝蓋一起旋轉；旋轉驅動單元，用于沿將所述膝蓋向外和向內(nèi)旋轉的方向重復地驅動所述膝蓋保持器分別向前和向后；以及控制器，其具有存儲所述膝蓋保持器的旋轉條件的存儲器。所述控制器根據(jù)存儲在所述存儲器中的所述旋轉條件控制所述旋轉驅動單元。一種用于矯正內(nèi)彎腿的裝置包括一對足部支撐件，用于容納和支撐足部，所述足部支撐件能夠沿將所述足部向外和向內(nèi)旋轉的方向分別進行向前和向后旋轉；以及用于阻止所述足部支撐件向前旋轉的第三阻擋裝置。
文檔編號A61F5/04GK101516298SQ200780033825
公開日2009年8月26日 申請日期2007年4月16日 優(yōu)先權日2006年9月12日
發(fā)明者徐敬培 申請人:徐敬培