膝關(guān)節(jié)助力保護裝置的制作方法

生活用品，保健器械。

背景技術(shù)：

上樓和豋山，相當于把自己背上樓和背上山，雙腿要承受很大的負荷，下樓和下山，膝關(guān)節(jié)要承擔很大的沖擊負荷，很容易受傷。

現(xiàn)行的膝關(guān)節(jié)保護器多用彈性布、毛氈、海綿等制作，緊裹膝關(guān)節(jié)以防止和減少損傷，但并不減輕雙腿和膝關(guān)節(jié)的負荷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明由大腿支撐桿、小腿支撐桿、儲能彈簧、挷帶和連接器組成，使用時用挷帶分別把大腿和小腿支撐桿挷扎在大腿和小腿上。

大腿和小腿支撐桿用鋼絲彎曲成二段長桿和一段弧形桿構(gòu)成的“門”字形，大腿和小腿的二段長桿曲線分別貼合大腿和小腿的后半部二側(cè)，大腿弧形桿【2】貼合大腿根和臀部的分界曲線。小腿弧形桿【6】貼合鞋子內(nèi)足根部的曲線。

大腿支撐桿和小腿支撐桿“門”字形的開口處也就是鋼絲的二端，它們的各一端分別和一個儲能彈簧的二端連接。

本發(fā)明設(shè)計了專門的連接器，它除了連接支撐桿和儲能彈簧之外，還可以調(diào)節(jié)支撐桿的長度和儲能彈簧的彈性力，另外，它可以很方便地讓本裝置在工作狀態(tài)和不工作狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換而不用穿、脫本裝置。

上樓提起前腿時，大腿和小腿支撐桿把彎腿力傳遞給儲能彈簧使其發(fā)生彈性形變，同時儲存了彈性勢能，也就是把既非主負荷肌肉群又非用力高峰期的能量儲存起來了。

當身體前傾提上臺階的腿用力提升身體時，儲能彈簧儲存的彈性勢能就發(fā)揮作用，減輕了上樓動作中主負荷肌肉群的用力高峰期的負荷。

下樓的每一步中，本發(fā)明都會把前腿踏下臺階時本來由膝關(guān)節(jié)承受的沖擊負荷和本來由后腿彎曲承受的體重負荷部分地轉(zhuǎn)移到大腿根和鞋子內(nèi)足根部。

在平地行走和坐下起立等日常生活的行動中，本發(fā)明也都能幫我們分擔沖擊負荷和體重負荷，把它們轉(zhuǎn)移到大腿根和鞋子內(nèi)足根部。

附圖說明：本附圖均為示意圖

圖1為采用第一種或第二種連接器的本裝置穿戴在腿上的側(cè)面圖

圖2為采用第一種或第二種連接器的本裝置的正面圖

圖3為第一種連接器安裝后的局部

圖4為第一種連接器縱剖面圖

圖5為第一種連接器橫剖面圖

圖6為第二種連接器安裝后的局部側(cè)面圖

圖7為第二種連接器中圈簧夾【12】和撐桿夾【15】組合件的橫剖面圖

圖8為第二種連接器中離合鉤【16】的橫剖面圖

圖9為采用第三種連接器的本裝置穿戴在腿上的側(cè)面圖

圖10為第三種連接器安裝后的局部側(cè)面圖

圖11為圖10的左視圖

圖12為采用第四種連接器的本裝置穿戴在腿上的側(cè)面圖

圖13為第四種連接器安裝后的局部縱剖面圖

圖14為第四種連接器圓柱形彈簧【22】端部一小段平線【28】正好嵌入凹槽【29】

具體實施例：

本發(fā)明由大腿支撐桿、小腿支撐桿、儲能彈簧、挷帶【1】和連接器組成，大腿支撐桿和小腿支撐桿通過連接器分別和儲能彈簧的二端連接，挷帶【1】安裝在大腿支撐桿和小腿支撐桿上分別位于接近大腿和小腿二端易于挷扎的位置。

大腿支撐桿用較粗的略有彈性的鋼絲制作，鋼絲彎曲成二段大腿長桿【3】和一段大腿弧形桿【2】構(gòu)成的“門”字形，二段長桿【3】都略有彎曲，其曲線貼合大腿的后半部二側(cè)，大腿弧形桿【2】貼合大腿根和臀部的分界曲線。

小腿支撐桿也用較粗的略有彈性的鋼絲制作，鋼絲彎曲成二段小腿長桿【5】和一段小腿弧形桿【6】構(gòu)成的倒置的“門”字形，二段小腿長桿【5】都略有彎曲，其曲線貼合小腿的后半部二側(cè)，小腿弧形桿【6】貼合鞋子內(nèi)足根部的曲線。

使用時用挷帶分別把大腿和小腿支撐桿挷扎在大腿和小腿上。挷扎時需要注意定位:使二段大腿長桿【3】貼合大腿的后半部二側(cè)，使大腿弧形桿【2】貼合大腿根部，使二段小腿長桿【5】貼合小腿的后半部二側(cè)，使小腿弧形桿【6】貼合鞋子內(nèi)根部。

大腿支撐桿和小腿支撐桿“門”字形的開口處也就是鋼絲的二端，它們的各一端分別安裝一個連接器，每個連接器和儲能彈簧的一端連接。

為滿足不同需求，本發(fā)明設(shè)計了幾種結(jié)構(gòu)的儲能彈簧和連接器：

本發(fā)明分別用二種儲能彈簧，在采用第一、第二和第三種連接器的裝置中，儲能彈簧采用圈簧【4】，圈簧【4】用較細的有很好彈性的彈簧鋼絲制作，圈簧【4】的外徑為膝部直徑的2/3左右，制作成適合于貼合膝部二側(cè)的球面盤形。

在采用第四種連接器的裝置中，儲能彈簧采用圓柱形彈簧【22】和彈簧鋼絲束【26】，圓柱形彈簧【22】用比圈簧【4】更細的彈簧鋼絲制作，它的作用主要是連接大小腿支撐桿和圈住彈簧鋼絲束【26】，儲能作用則主要依靠彈簧鋼絲束【26】，彈簧鋼絲束【26】的鋼絲也用很細的彈簧鋼絲制作，并經(jīng)過挺直處理。

本發(fā)明分別用四種結(jié)構(gòu)的連接器：

第一種連接器由長方塊【10】和錐頭螺釘【11】組成，長方塊【10】內(nèi)沿長度方向有4個孔，中間一個螺紋孔【8】，螺紋孔【8】的一邊有一個長斜孔【9】，另一邊有2個對稱的相通的短斜孔【7】，這些孔的相對位置是這樣的：長斜孔【9】的開始端是與螺紋孔【8】分開的，到約1/4長度處開始與螺紋孔【8】相交，最后到結(jié)束端有約1/2孔徑的重合。2個對稱的相通的短斜孔【7】也是開始端是與螺紋孔【8】分開的，到約1/4長度處開始與螺紋孔【8】相交，最后到相通處與螺紋孔【8】有約1/4孔徑的重合。

組裝方法：支撐桿穿過長斜孔【9】，圈簧【4】的一端穿過二個對稱的相通的短斜孔【7】，螺紋孔【8】擰進錐頭螺釘【11】并擰緊，組裝就完成了。

調(diào)整方法：先擰松錐頭螺釘【11】，調(diào)節(jié)支撐桿與長斜孔【9】的相對位置就調(diào)整了支撐桿的長度，調(diào)節(jié)圈簧【4】與短斜孔【7】的相對位置就調(diào)整了圈簧【4】的工作長度也就是調(diào)整了圈簧【4】的儲能彈性力，調(diào)定上述二個相對位置后擰緊錐頭螺釘【11】，完成調(diào)整。

暫時不需要本裝置工作時，不用脫缷本裝置，可以擰松大腿或小腿支撐桿處的錐頭螺釘【11】，拔出支撐桿或圈簧【4】，再仍舊擰緊錐頭螺釘【11】以留置長方塊【10】，需要本裝置工作時，按上述相反復(fù)位即可。

第二種連接器由離合鉤【16】、圈簧夾【12】和撐桿夾【15】組成，圈簧夾【12】和撐桿夾【15】都用薄鋼板制成，彎曲后分別抱合在圈簧【4】和支撐桿上，螺釘【13】可以調(diào)節(jié)抱合的松緊度，圈簧夾【12】和撐桿夾【15】用小轉(zhuǎn)軸【14】作活動連接。

離合鉤【16】也用薄鋼板制成，一邊彎曲后抱合在圈簧【4】上，另一邊彎曲成能抱合大半個支撐桿再伸出一個小扳手【17】，二個抱合的松緊度都是是正好能用手扳動。

組裝方法：撐桿夾【15】套上支撐桿并夾緊，圈簧夾【12】套上圈簧【4】并夾緊，離合鉤【16】套上圈簧【4】，組裝就完成了。

調(diào)整方法：要分別擰松撐桿夾【15】和圈簧夾【12】上的螺釘【13】，調(diào)節(jié)支撐桿和撐桿夾【15】的相對位置就是調(diào)節(jié)支撐桿的長度，調(diào)節(jié)圈簧【4】和圈簧夾【12】的相對位置就是調(diào)節(jié)圈簧【4】的工作長度也就是調(diào)整圈簧【4】的儲能彈性力，調(diào)節(jié)后擰緊螺釘【13】完成調(diào)整

暫時不需要本裝置工作時，不用脫缷本裝置，只要扳開離合鉤【16】，圈簧【4】和支撐桿就可以相對活動，整個裝置就不起作用，需要時，只要扳攏離合鉤【16】使它扣住支撐桿，本發(fā)明就能發(fā)揮助力和保護雙重作用了。

第三種連接器用一塊長方形薄鋼板制作，其長度方向沿中心線彎曲成大半個大圓管【20】以抱合大腿或小腿支撐桿開口的端部【35】，并把二邊未合攏的平板用螺釘【13】夾緊，也就是把端部【35】夾緊，長度方向的一端再伸出一片薄鋼板彎曲成大半個小圓管【18】以抱合圈簧【4】并也能用螺釘【13】把圈簧【4】夾緊，大圓管【20】和小圓管【18】分別偏向薄鋼板的兩面，它們互相垂直交叉但不在同一個平面上，長度方向的另一端有一個轉(zhuǎn)軸孔，與另一個連接器的轉(zhuǎn)軸孔疊合并在中間安裝轉(zhuǎn)軸【21】，這樣就把大腿支撐桿和小腿支撐桿連接起來了，二個連接器的小圓管【18】分別夾緊圈簧【4】的二端。

調(diào)整方法：只要分別擰松夾緊端部【35】和圈簧【4】用的螺釘【13】就能調(diào)節(jié)支撐桿的長度和調(diào)節(jié)圈簧【4】的工作長度也就是調(diào)整圈簧【4】的儲能彈性力，調(diào)節(jié)后擰緊螺釘【13】完成調(diào)整

暫時不需要本裝置起儲能作用時，不用脫缷本裝置，只要擰松夾緊圈簧【4】某一端的螺釘【13】拉出圈簧【4】，圈簧【4】就不再起儲能作用。

這第三種連接器因為大腿支撐桿和小腿支撐桿是直接連接而不是經(jīng)過圈簧【4】連接，所以本裝置可以承擔更多的體重和沖擊負荷，也就是能對膝關(guān)節(jié)提供更多保護。

第四種連接器是一段鋼管，依次加工為護套段【23】、內(nèi)螺紋段【25】和連接段【27】，護套段【23】內(nèi)徑稍大于支撐桿外徑，大腿和小腿支撐桿開口的端部加工有外螺紋【24】，內(nèi)螺紋段【25】的內(nèi)螺紋即與之相配，連接段【27】的外徑小于內(nèi)螺紋段【25】和護套段【23】的外徑而與圓柱形彈簧【22】的內(nèi)徑相配合，連接段【27】接近內(nèi)螺紋段【25】處有一小段橫向平凹槽【29】，圓柱形彈簧【22】端部制作有一小段平線【28】即與之相配合。

組裝方法：第四種連接器用其內(nèi)螺紋段【25】分別擰進大腿和小腿支撐桿開口的端部【24】的外螺紋上。此時護套段【23】就套在端部【24】外螺紋以后的一段無螺紋光桿上，目的是保護支撐桿端部【24】有外螺紋與無外螺紋交界處的薄弱環(huán)節(jié)，以免因應(yīng)力集中而折斷。在圓柱形彈簧【22】中間放置彈簧鋼絲束【26】，然后將圓柱形彈簧【22】的二端分別裝進大腿和小腿支撐桿上的第四種連接器的連接段【27】上，端部的一小段平線【28】正好嵌入凹槽【29】，這樣組裝就完成了。

調(diào)整方法：拉開圓柱形彈簧【22】和連接段【27】的連接，增加或減少鋼絲的條數(shù)即可以調(diào)節(jié)本裝置工作時的儲能彈性力，大腿和小腿支撐桿的工作長度可以通過它們和第四種連接器連接的螺紋擰進量來調(diào)節(jié)。

暫時不需要本裝置工作時，不用脫缷本裝置，只要全部取出彈簧鋼絲束【26】就行了，

本發(fā)明的調(diào)整可以在未挷扎在腿上時進行，也可以在挷扎在腿上時邊試用邊進行。

上樓時，首先抬大腿、彎小腿，大腿支撐桿和小腿支撐桿把彎腿力傳遞給儲能彈簧使其發(fā)生彈性形變，同時儲存了彈性勢能，也就是把非主負荷肌肉群，又非用力高峰期的能量儲存起來了。

當身體前傾抬上的腿用力提升身體時，儲能彈簧儲存的彈性勢能就發(fā)揮作用，減輕了上樓動作中用力高峰期的負荷。

下樓的每一步中，前腿有下踏的沖擊負荷，后腿有彎曲時的體重負荷，它們都對膝關(guān)節(jié)健康構(gòu)成威脅，對于這兩個負荷，本發(fā)明都會為我們分擔，把部分負荷轉(zhuǎn)移到大腿根和鞋子內(nèi)足根部，緩沖了沖擊負荷，承擔了部分體重負荷。

在平地行走和坐下起立等日常生活的行動中，本發(fā)明也都能幫我們分擔沖擊負荷和體重負荷，把它們轉(zhuǎn)移到大腿根和鞋子內(nèi)足根部，從而保護了膝關(guān)節(jié)。