一种动态腰带及其动态补偿方法、制备方法技术

本发明专利技术涉及一种动态腰带及其动态补偿方法、制备方法，动态腰带包括穿戴组件和悬挂装置，穿戴组件包括腰带本体和大腿绑带，悬挂装置包括钢丝外鞘管和钢丝，钢丝外鞘管呈环状嵌装于腰带本体内，钢丝连接大腿绑带和钢丝外鞘管并构成闭合回路。动态补偿方法包括在穿戴者髋关节运动过程中，通过钢丝沿钢丝外鞘管滑动，实现穿戴者身体前后两侧钢丝环路裸露部分的动态长度补偿。制备方法包括通过平面几何动态模型，确定钢丝环路的周长与布置方式。本发明专利技术可在穿戴者髋关节运动时进行动态长度补偿，不会限制穿戴者髋关节的正常生理运动，其结构简单，制作成本低，易于推广普及。易于推广普及。易于推广普及。

【技术实现步骤摘要】
一种动态腰带及其动态补偿方法、制备方法


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，具体涉及一种动态腰带及其动态补偿方法、制备方法。

技术介绍

[0002]膝关节是人体下肢的主要关节之一，在为人体提供重力支撑与产生行进助推力方面发挥着重要作用。然而，近年来膝关节病(如：关节炎、滑膜炎、半月板损伤等)多发，且多伴有相当程度的膝关节疼痛，导致患者行走困难。穿戴膝关节矫形器作为一种新型治疗方式，因其成本低、无创伤、疗效好等突出优势，已被广泛应用于膝关节病的临床治疗之中。
[0003]目前的膝关节矫形器主要依靠大腿绑带、小腿绑带与人腿相连，连接稳定性主要依靠提高绑带张紧程度实现。然而，过度张紧会限制人体肌肉激活程度，给穿戴者造成不适感，甚至引发软组织疼痛。除通过张紧绑带以提高穿戴稳定性外，通常还会设计悬挂系统用以减少大腿绑带下滑。目前已知的悬挂系统均利用腰带和固定长度的连接带悬吊矫形器的大腿绑带，通过骨盆的骨骼结构特征限制大腿绑带下滑，参考如下：
[0004](1)参考文献：E.J.Park,T.Akbas,A.Eckert
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Erdheim,L.H.Sloot,R.W.Nuckols,D.Orzel,L.Schumm,T.D.Ellis,L.N.Awad,and C.J.Walsh,“A hingefree,non
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restrictive,lightweight tethered exosuit for knee extension assistance during walking,”IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics,vol.2,no.2,pp.165
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175,2020.
[0005]该文献公开了一种腰带+单外侧连接带的悬挂系统，但是其存在髋关节前屈/后伸时，外侧连接带松弛，导致大腿绑带下滑的缺陷；
[0006](2)参考文献：K.Schmidt,J.E.Duarte,M.Grimmer,A.Sancho
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Puchades,H.Wei,C.S.Easthope,and R.Riener,“The myosuit:Bi
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articular anti
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gravity exosuit that reduces hip extensor activity in sitting transfers,”Frontiers in neurorobotics,vol.11,p.57,2017.
[0007]该文献公开了一种腰带+单前侧连接带的悬挂系统，但是其存在髋关节前屈时，前侧连接带松弛，导致大腿绑带下滑；髋关节后伸时，前侧连接带过度张紧，限制穿戴者正常生理运动的缺陷；
[0008](3)参考文献：Y.Zhang,A.Ajoudani,and N.G.Tsagarakis,“Exo
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muscle:A semi
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rigid assistive device for the knee,”IEEE Robotics and Automation Letters,vol.6,no.4,pp.8514
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8521,2021.
[0009]该文献公开了一种腰带+前后双侧连接带的悬挂系统，但是其存在髋关节前屈时，后侧连接带过度张紧，限制穿戴者正常生理运动；髋关节后伸时，前侧连接带过度张紧，限制穿戴者正常生理运动；穿戴者需周期性抵抗悬挂系统附加的过度约束，一段时间后会导致连接带连接处松弛，进而逐步松弛，失去悬吊效果的缺陷。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供一种动态腰带及其动态补偿方法、制备方法，以解决现有技术中膝关节矫形器穿戴的稳定性低的问题。
[0011]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0012]本专利技术提供一种动态腰带，包括：
[0013]穿戴组件，所述穿戴组件包括腰带本体和大腿绑带，所述腰带本体和大腿绑带均呈穿戴用的环状结构，在大腿绑带的前侧外表面上设有前侧连接件，在大腿绑带的后侧外表面上设有后侧连接件；
[0014]悬挂装置，所述悬挂装置包括钢丝外鞘管和钢丝，所述钢丝外鞘管呈环状嵌装于所述腰带本体内，所述钢丝呈环状布置在所述钢丝外鞘管的内部，所述钢丝前侧的一段丝体于所述钢丝外鞘管的前侧管体穿出所述腰带本体，并挂扣在所述前侧连接件上，所述钢丝后侧的一段丝体于所述钢丝外鞘管的后侧管体穿出所述腰带本体，并挂扣在所述后侧连接件上；
[0015]其中，所述大腿绑带设置有两个，且两个大腿绑带分别与腰带本体通过一根钢丝连接。
[0016]进一步地，两个所述大腿绑带相对于所述腰带本体的矢状面呈左右两侧对称布置，所述前侧连接件和所述后侧连接件相对于所述大腿绑带的冠状面呈前后两侧对称布置。
[0017]进一步地，所述钢丝外鞘管在对应所述大腿绑带位置的管壁上，于前侧分别开设有第一穿入孔和第一穿出孔，并于后侧开设有第二穿入孔和第二穿出孔，所述第一穿入孔和第二穿出孔相对于所述大腿绑带的冠状面呈前后两侧对称布置，所述第一穿出孔和第二穿入孔相对于所述大腿绑带的冠状面呈前后两侧对称布置，所述钢丝的一端于所述第一穿入孔穿入所述钢丝外鞘管内，并沿所述钢丝外鞘管的内部管路环绕自第二穿出孔穿出，经所述后侧连接件后自第二穿入孔穿入所述钢丝外鞘管内，并沿所述钢丝外鞘管的内部管路环绕自第一穿出孔穿出，经所述前侧连接件后与所述钢丝的另一端在所述穿戴组件的前侧连接，并构成闭合的钢丝环路。
[0018]进一步地，所述前侧连接件和所述后侧连接件上均形成有供所述钢丝横向穿过的通道。
[0019]进一步地，所述腰带本体包括一体成型的外侧带面和内侧带面，所述外侧带面和内侧带面之间形成有封闭的空隙，所述钢丝外鞘管嵌装在外侧带面和内侧带面之间的空隙处，并在所述腰带本体的外侧带面上，对应于第一穿入孔、第一穿出孔、第二穿入孔以及第二穿出孔的位置分别开设有连通空隙的通孔。
[0020]进一步地，所述钢丝的两端通过绳带束紧扣相连。
[0021]进一步地，所述腰带本体的两端于所述腰带本体的前侧通过日字扣连接。
[0022]基于上述的动态腰带，本专利技术还提供一种动态补偿方法，包括：
[0023]根据穿戴者髋关节前屈的状态，所述大腿绑带的前侧连接件与腰带本体前侧的带体间距减小，所述大腿绑带的后侧连接件与腰带本体后侧的带体间距增大，使大腿绑带运动方向、前侧连接件运动方向、钢丝的环路运动方向、后侧连接件运动方向沿顺时针构成穿戴者身体前后两侧钢丝环路裸露部分的动态长度补偿；
[0024]根据穿戴者髋关节后伸的状态，所述大腿绑带的前侧连接件与腰带本体前侧的带体间距增大，所述大腿绑带的后侧连接件与腰带本体后侧的带体间距减小，使大腿绑带运动方向、前侧连接件运动方向、钢丝的环路运动方向、后侧连接件运动方向沿逆时针构成穿戴者身体前后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动态腰带，其特征在于，所述动态腰带包括：穿戴组件，所述穿戴组件包括腰带本体和大腿绑带，所述腰带本体和大腿绑带均呈穿戴用的环状结构，在大腿绑带的前侧外表面上设有前侧连接件，在大腿绑带的后侧外表面上设有后侧连接件；悬挂装置，所述悬挂装置包括钢丝外鞘管和钢丝，所述钢丝外鞘管呈环状嵌装于所述腰带本体内，所述钢丝呈环状布置在所述钢丝外鞘管的内部，所述钢丝前侧的一段丝体于所述钢丝外鞘管的前侧管体穿出所述腰带本体，并挂扣在所述前侧连接件上，所述钢丝后侧的一段丝体于所述钢丝外鞘管的后侧管体穿出所述腰带本体，并挂扣在所述后侧连接件上；其中，所述大腿绑带设置有两个，且两个大腿绑带分别与腰带本体通过一根钢丝连接。2.根据权利要求1所述的一种动态腰带，其特征在于：两个所述大腿绑带相对于所述腰带本体的矢状面呈左右两侧对称布置，所述前侧连接件和所述后侧连接件相对于所述大腿绑带的冠状面呈前后两侧对称布置。3.根据权利要求2所述的一种动态腰带，其特征在于：所述钢丝外鞘管在对应所述大腿绑带位置的管壁上，于前侧分别开设有第一穿入孔和第一穿出孔，并于后侧开设有第二穿入孔和第二穿出孔，所述第一穿入孔和第二穿出孔相对于所述大腿绑带的冠状面呈前后两侧对称布置，所述第一穿出孔和第二穿入孔相对于所述大腿绑带的冠状面呈前后两侧对称布置，所述钢丝的一端于所述第一穿入孔穿入所述钢丝外鞘管内，并沿所述钢丝外鞘管的内部管路环绕自第二穿出孔穿出，经所述后侧连接件后自第二穿入孔穿入所述钢丝外鞘管内，并沿所述钢丝外鞘管的内部管路环绕自第一穿出孔穿出，经所述前侧连接件后与所述钢丝的另一端在所述穿戴组件的前侧连接，并构成闭合的钢丝环路。4.根据权利要求1或3所述的一种动态腰带，其特征在于：所述前侧连接件和所述后侧连接件上均形成有供所述钢丝横向穿过的通道。5.根据权利要求3所述的一种动态腰带，其特征在于：所述腰带本体包括一体成型的外侧带面和内侧带面...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志浩，王启宁，徐明，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：