一种防下肢静脉血栓活动仪及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种防下肢静脉血栓活动仪，包括：壳体；通槽，其为圆环形；齿圈，其同轴设置在靠近所述通槽的所述壳体内部一侧；支撑轴，其同轴心可旋转支撑设置在所述壳体上；太阳轮，其同心设置在所述齿圈内，并同轴固定套设在所述支撑轴上；行星轮，其设置在所述太阳轮和所述齿圈之间，且与所述太阳轮和所述齿圈啮合；连接轴，其一端同轴固定穿过所述行星轮，另一端穿出所述通槽；锁紧片，其为圆环柱形，并设置在所述壳体内，且周向与所述壳体内壁可滑动连接；弹性橡胶垫片，其为圆环柱形，并同轴固定设置在靠近所述太阳轮的所述锁紧片一侧；动力机构，其输出端与所述锁紧片固定连接。本发明专利技术还提供一种防下肢静脉血栓活动仪的控制方法。

An instrument for preventing venous thrombosis of lower extremity and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种防下肢静脉血栓活动仪及其控制方法
本专利技术涉及医疗器械
，更具体的是，本专利技术涉及一种防下肢静脉血栓活动仪及其控制方法。
技术介绍
深静脉血栓(DVT)是临床患者术后常见并发症之一，医务人员采用很多措施来预防DVT的发生。除了药物预防外，广泛推崇踝泵运动，部分医院采用踩球运动。但是临床工作中发现，踝泵运动的运动幅度、节律不易被患者掌握，频率是否达到无法知晓。踩球运动对空间、人力、物力要求较高，不能广泛使用。中国技术专利201710412068.4公开一种预防下肢血栓活动仪，包括固定座、放置槽、第一电机、第一转轴、第一凸轮、避让孔、第二电机、第二转轴、第二凸轮、限位滑块、滑杆、调节座、气垫、充气球囊，该预防下肢血栓活动仪能够对患者脚部进行背曲锻炼，达到预防足下垂作用，还能够对患者下肢腓肠肌进行按摩，使其促进血液循环，降低压疮的发生，还对患者膝关节的垫高。中国专利技术专利201811302257.7公开一种下肢康复锻炼器，包括在底座上设置有反复屈伸结构，使腿部膝盖处向上拱起，然后再落下，反复进行动作，使腿部进行屈伸动作，反复进行让腿部适应动作进行辅助训练，利用反复运动使病人的下肢进行动作适应，有效的帮助病人进行恢复。上述对比文件均具有如下缺陷:1、上述结构均只能以设定好力度的对患者进行被动活动，即患者只能在该结构的带动下被动运动，不能主动运动，并不能很好的对患者的下肢进行锻炼。2、上述结构的训练力度不能改变，不能根据不同患者的腿部力量不同而做出对应调节，使得患者得不到针对性的有效训练。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是设计开发了一种防下肢静脉血栓活动仪，能够根据病人的耐受力自动调节行星轮的锁紧系数，提高下肢静脉活动效果。本专利技术的另一个目的是设计开发了一种防下肢静脉血栓活动仪的控制方法，能够根据病人的耐受力确定活动仪的锁紧系数，并实时调节，保证病人有效的完成腿部运动，提高下肢静脉活动效果。本专利技术还能根据锁紧系数控制锁紧片与太阳轮的距离，确保弹性橡胶垫片对太阳轮的锁紧，保证病人有效的完成腿部运动。本专利技术提供的技术方案为：一种防下肢静脉血栓活动仪，包括：壳体，其为中控圆柱结构；以及通槽，其为圆环形，且设置在所述壳体轴向一侧；齿圈，其同轴设置在靠近所述通槽的所述壳体内部一侧，且周向与所述壳体内壁固定连接；支撑轴，其同轴心可旋转支撑设置在所述壳体上；太阳轮，其同心设置在所述齿圈内，并同轴固定套设在所述支撑轴上；行星轮，其设置在所述太阳轮和所述齿圈之间，且与所述太阳轮和所述齿圈啮合，所述行星轮和所述太阳轮同时运动；连接轴，其为Z字型，且一端设置在所述壳体内，并同轴固定穿过所述行星轮，另一端穿出所述通槽，并可旋转设置有脚踏板；锁紧片，其为圆环柱形，并设置在所述壳体内，且周向与所述壳体内壁可滑动连接，所述锁紧片空套在所述支撑轴上；弹性橡胶垫片，其为圆环柱形，并同轴固定设置在靠近所述太阳轮的所述锁紧片一侧，所述橡胶垫片空套在所述支撑轴上；动力机构，其设置在所述壳体内，且输出端与所述锁紧片固定连接，用于驱动所述锁紧片沿所述壳体轴向运动。优选的是，还包括：推板，其为圆环柱形，且设置在所述锁紧片和所述动力机构之间，所述推板空套在所述支撑轴上，所述动力机构的输出端与所述推板固定连接；多个连接杆，其设置在所述推板和所述锁紧片之间，并沿所述锁紧片周向均匀设置，且轴向两端分别与所述锁紧片和所述推板固定连接。优选的是，还包括：多个滑槽，其周向均匀设置在所述壳体内壁上，并沿所述壳体轴向设置；多个第一滑块，其周向均匀设置在所述锁紧片上，并与所述滑槽一一对应配合；多个第二滑块，其周向均匀设置在所述推板上，并与所述滑槽一一对应配合。优选的是，所述动力机构为多个气缸，且输出端活塞杆沿所述推板周向均匀设置。优选的是，还包括：一对固定座，其对称设置在所述壳体底部，用于固定所述壳体于床尾，所述固定座包括：相互贴合的第一夹板和第二夹板；其中，所述第一夹板轴向一端与所述壳体底部固定连接；半圆形凹槽，其分别设置在所述第一夹板和第二夹板的贴合面的一侧；并且位置对应形成通孔，用于容纳夹紧床管；多个螺栓孔，其分别设置在所述第一夹板和第二夹板轴向两端且位置对应；多个螺栓，其一一对应穿过所述螺栓孔；多个螺母，其与所述螺栓一一对应连接，用于夹紧所述第一夹板和所述第二夹板。优选的是，还包括：力传感器，其设置在脚踏板上，用于检测脚蹬力；计时器，其设置在所述齿圈上，用于检测所述行星轮绕齿圈运动一周的时间；控制器，其与所述力传感器、计时器和动力机构连接，用于接收所述力传感器和计时器的检测数据，并控制所述动力机构工作。一种防下肢静脉血栓活动仪的控制方法，包括模糊控制器：将脚蹬力Ff、对应脚蹬力Ff下行星轮绕齿圈运动一周的时间t输入模糊控制器，所述模糊控制器中脚蹬力Ff和对应脚蹬力Ff下行星轮绕齿圈运动一周的时间t分为7个等级；模糊控制器输出锁紧系数Sf，输出分为7个等级；所述脚蹬力Ff的模糊论域为[0,1]，其量化因子为500；所述对应脚蹬力Ff下行星轮绕齿圈运动一周的时间t的模糊论域为[0,1]，定量化因子为20；输出锁紧系数Sf的模糊论域为[0,1]，定量化因子为1；输入和输出的模糊集为{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}。优选的是，还包括PID控制器：输入第i个检测过程的对应脚蹬力Ff下行星轮绕齿圈运动一周的理想时间和实际时间t的偏差e、偏差变化率ec，输出PID的比例系数、比例积分系数和微分系数，比例系数、比例积分系数和微分系数输入PID控制器进行锁紧系数Sf的误差补偿控制。优选的是，所述对应脚蹬力Ff下行星轮绕齿圈运动一周的理想时间和实际时间t的偏差e的模糊论域为[-1,1]，定量化因子为4；所述偏差变化率ec的模糊论域为[-1,1]，定量化因子为1.5；所述输出PID的比例系数的模糊论域为[-1,1]，其定量化因子为0.1；比例积分系数的模糊论域为[-1,1]，其定量化因子为0.1；微分系数的模糊论域为[-1,1]，其定量化因子为0.0001；所述偏差e和偏差变化率ec分为7个等级；所述输出PID的比例系数、比例积分系数和微分系数分为7个等级；所述模糊PID控制器的输入和输出的模糊集为{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}。优选的是，根据锁紧系数Sf控制锁紧片与太阳轮的距离满足：其中，D为锁紧片与太阳轮的距离，D0为弹性橡胶垫片无弹性形变时的初始厚度，ξ为行星轮与太阳轮和齿圈的综合摩擦系数，e为自然对数的底数，k为弹性橡胶垫片的弹性系数，Ff为脚蹬力，Ff0为基准脚蹬力，t为对应脚蹬力Ff下行星轮绕齿圈运动一周的时间，t0为对应基准脚蹬力Ff0下行星轮绕齿圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防下肢静脉血栓活动仪，其特征在于，包括：/n壳体，其为中控圆柱结构；以及/n通槽，其为圆环形，且设置在所述壳体轴向一侧；/n齿圈，其同轴设置在靠近所述通槽的所述壳体内部一侧，且周向与所述壳体内壁固定连接；/n支撑轴，其同轴心可旋转支撑设置在所述壳体上；/n太阳轮，其同心设置在所述齿圈内，并同轴固定套设在所述支撑轴上；/n行星轮，其设置在所述太阳轮和所述齿圈之间，且与所述太阳轮和所述齿圈啮合，所述行星轮和所述太阳轮同时运动；/n连接轴，其为Z字型，且一端设置在所述壳体内，并同轴固定穿过所述行星轮，另一端穿出所述通槽，并可旋转设置有脚踏板；/n锁紧片，其为圆环柱形，并设置在所述壳体内，且周向与所述壳体内壁可滑动连接，所述锁紧片空套在所述支撑轴上；/n弹性橡胶垫片，其为圆环柱形，并同轴固定设置在靠近所述太阳轮的所述锁紧片一侧，所述橡胶垫片空套在所述支撑轴上；/n动力机构，其设置在所述壳体内，且输出端与所述锁紧片固定连接，用于驱动所述锁紧片沿所述壳体轴向运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种防下肢静脉血栓活动仪，其特征在于，包括：
壳体，其为中控圆柱结构；以及
通槽，其为圆环形，且设置在所述壳体轴向一侧；
齿圈，其同轴设置在靠近所述通槽的所述壳体内部一侧，且周向与所述壳体内壁固定连接；
支撑轴，其同轴心可旋转支撑设置在所述壳体上；
太阳轮，其同心设置在所述齿圈内，并同轴固定套设在所述支撑轴上；
行星轮，其设置在所述太阳轮和所述齿圈之间，且与所述太阳轮和所述齿圈啮合，所述行星轮和所述太阳轮同时运动；
连接轴，其为Z字型，且一端设置在所述壳体内，并同轴固定穿过所述行星轮，另一端穿出所述通槽，并可旋转设置有脚踏板；
锁紧片，其为圆环柱形，并设置在所述壳体内，且周向与所述壳体内壁可滑动连接，所述锁紧片空套在所述支撑轴上；
弹性橡胶垫片，其为圆环柱形，并同轴固定设置在靠近所述太阳轮的所述锁紧片一侧，所述橡胶垫片空套在所述支撑轴上；
动力机构，其设置在所述壳体内，且输出端与所述锁紧片固定连接，用于驱动所述锁紧片沿所述壳体轴向运动。


2.如权利要求1所述的防下肢静脉血栓活动仪，其特征在于，还包括：
推板，其为圆环柱形，且设置在所述锁紧片和所述动力机构之间，所述推板空套在所述支撑轴上，所述动力机构的输出端与所述推板固定连接；
多个连接杆，其设置在所述推板和所述锁紧片之间，并沿所述锁紧片周向均匀设置，且轴向两端分别与所述锁紧片和所述推板固定连接。


3.如权利要求2所述的防下肢静脉血栓活动仪，其特征在于，还包括：
多个滑槽，其周向均匀设置在所述壳体内壁上，并沿所述壳体轴向设置；
多个第一滑块，其周向均匀设置在所述锁紧片上，并与所述滑槽一一对应配合；
多个第二滑块，其周向均匀设置在所述推板上，并与所述滑槽一一对应配合。


4.如权利要求1、2或3所述的防下肢静脉血栓活动仪，其特征在于，所述动力机构为多个气缸，且输出端活塞杆沿所述推板周向均匀设置。


5.如权利要求4所述的防下肢静脉血栓活动仪，其特征在于，还包括：
一对固定座，其对称设置在所述壳体底部，用于固定所述壳体于床尾，所述固定座包括：
相互贴合的第一夹板和第二夹板；
其中，所述第一夹板轴向一端与所述壳体底部固定连接；
半圆形凹槽，其分别设置在所述第一夹板和第二夹板的贴合面的一侧；并且位置对应形成通孔，用于容纳夹紧床管；
多个螺栓孔，其分别设置在所述第一夹板和第二夹板轴向两端且位置对应；
多个螺栓，其一一对应穿过所述螺栓孔；
多个螺母，其与所述螺栓一一对应连接，用于夹紧所述第一夹板和所述第二夹板。


6.如权利要求5所述的防下肢静脉血栓活动仪，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：万盈璐，王培红，陈静，
申请(专利权)人：华中科技大学同济医学院附属协和医院，
类型：发明
国别省市：湖北;42