阅读说明：本技术 膝关节刺激装置 (Knee joint stimulation device ) 是由 塚迫喜久宪 于 2018-01-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供能够对膝关节施加有效刺激的膝关节刺激装置。一种膝关节刺激装置(1),其中,利用曲柄(6)将在底座(2)上竖立设置的框架(4)的上部所设置的中心轴(5)、与马达(3)之间连结,利用由马达(3)的旋转来驱动的曲柄(6)使中心轴(5)能够转动,从中心轴(5)垂下有能够调节长度的摆动臂(7),在摆动臂(7)的下端部设置有在端坐姿态下能够载置使用者(9)的脚底(91)的支承板部(8),支承板部(8)形成为,通过在将使用者(9)的脚底(91)载置于该支承板部(8)上的状态下调节摆动臂(7)的长度以使该使用者(9)的膝关节(92)的转动中心(92a)与中心轴(5)一致,从而能够利用摆动臂(7)的摆动来使载置于支承板部(8)上的脚底(91)以膝关节(92)为中心而沿弯曲方向或伸展方向进行动作。(The invention provides a knee joint stimulation device capable of applying effective stimulation to a knee joint. A knee joint stimulation device (1) is provided with a central shaft (5) provided on the upper part of a frame (4) vertically provided on a base (2) and a motor (3) connected by a crank (6), the central shaft (5) is rotatable by the crank (6) driven by the rotation of the motor (3), a swing arm (7) capable of adjusting the length is hung from the central shaft (5), a support plate part (8) capable of placing the sole (91) of a user (9) in an end-sitting posture is provided at the lower end part of the swing arm (7), the support plate part (8) is formed so that the length of the swing arm (7) is adjusted in a state where the sole (91) of the user (9) is placed on the support plate part (8) to make the rotation center (92a) of the knee joint (92) of the user (9) coincide with the central shaft (5), and the swing of the swing arm (7) can be used to make the sole (91) placed on the support plate part (8) coincide with the swing of the central shaft (5) ) The knee joint (92) is moved in the flexion direction or the extension direction.)

膝关节刺激装置

技术领域

本发明涉及能够不施加自重地对膝关节进行刺激的膝关节刺激装置。

背景技术

以往，本发明人提出了一种膝关节刺激装置，其构成为：利用曲柄对设置于底座上的马达、和在与该底座邻接设置的导轨上滑动的滑块之间进行连结，并利用由马达的旋转来驱动的曲柄而使滑块沿导轨进行滑动移动，从而使在该滑块上的支承板部设置的脚底沿前后进行动作，使膝关节从90°端坐姿态起进行伸展以及弯曲(例如，参照专利文献1)。

在该膝关节刺激装置中，构成为通过将导轨弯曲形成为圆弧状，从而使脚底对从90°端坐姿态起进行的膝关节的伸展以及弯曲进行追随。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-131797号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在上述以往的膝关节刺激装置的情况中，若未使膝关节位于在弯曲形成为圆弧状的导轨中的、该圆弧的虚拟中心点附近来进行使用，则膝盖的位置不稳定，膝关节的位置会在使用中途沿上下左右而产生不稳定的动作。

因而，为了正确使用装置而进行的设定是较难的，随着年龄增长而髋关节、膝关节等下肢的各关节***的老年人，容易在搞错正确设定的情况下使用装置。若这样错误地使用装置，则会使膝关节产生沿上下左右动作，除了膝关节本来的弯曲、伸展的动作以外，还会将歪斜、扭曲等不良习惯带给膝关节，从而无法对该膝关节施加有效刺激。

同样地，若在以复健的目的而使用上述以往的装置来对受伤恢复后、手术后***的膝关节施加刺激的情况下，使用者也搞错正确的设定而进行使用，则会带给膝关节不良习惯。

因此，虽然使用者可以考虑在正骨院、运动设施等中接受来自指导人员、教练等的指导并由其对装置进行设定，但是会产生费用高昂这样的问题。另外，每次使用者不同而必须重新进行设定，使家人间的轮流使用变难、变繁琐。

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于，提供能够以简单的设定对膝关节施加正确的有效刺激的膝关节刺激装置。

用于解决问题的手段

用于解决上述问题的本发明的膝关节刺激装置构成为，利用曲柄将在底座上竖立设置的框架的上部所设置的中心轴、与马达之间连结，利用由所述马达的旋转来驱动的所述曲柄而使所述中心轴能够转动，从所述中心轴垂下有形成为能够调节长度的摆动臂，在所述摆动臂的下端部设置有在端坐姿态下能够载置使用者的脚底的支承板部，所述支承板部形成为，通过在将所述使用者的所述脚底载置于该支承板部上的状态下调节所述摆动臂的长度以使该使用者的膝关节的转动中心与所述中心轴一致，从而能够利用所述摆动臂的摆动来使载置于所述支承板部上的所述脚底以所述膝关节为中心而沿弯曲方向或伸展方向进行移动，并且，所述支承板部被设置成能够相对于从所述摆动臂的下端部沿水平方向延伸设置的支承轴而转动，从而即便载置于所述支承板部上的所述脚底以所述膝关节为中心而沿跖屈方向以及背屈方向进行动作，所述支承板部也能够追随所述脚底而进行转动。

在所述膝关节刺激装置中，所述支承板部可以形成为能够对所述使用者的单脚的脚底进行载置的大小、或能够并列地对双脚的脚底进行载置的大小。

用于解决上述问题的本发明的上述膝关节刺激装置构成为，利用曲柄将在底座上竖立设置的框架的上部所设置的中心轴、与马达之间连结，利用由所述马达的旋转来驱动的所述曲柄而使所述中心轴能够转动，从所述中心轴且从夹持所述马达的两侧分别垂下有形成为能够调节长度的摆动臂，在所述摆动臂的下端部设置有在端坐姿态下能够载置使用者的脚底的支承板部，所述支承板部形成为，通过在将所述使用者的所述脚底载置于该支承板部上的状态下调节所述摆动臂的长度以使该使用者的膝关节的转动中心与所述中心轴一致，从而能够利用所述摆动臂的摆动来使载置于所述支承板部上的所述脚底以所述膝关节为中心而沿弯曲方向或伸展方向进行动作，并且，所述支承板部被设置成能够相对于从所述摆动臂的下端部沿水平方向延伸设置的支承轴而转动，从而即便载置在所述支承板部上的所述脚底以所述膝关节为中心而沿跖屈方向以及背屈方向进行动作，所述支承板部也能够追随所述脚底而进行转动。

在所述膝关节刺激装置中，可以是，所述支承板部构成为以相对于所述摆动臂的长边方向而垂直的安装角度进行固定以便相对于垂下状态的所述摆动臂而维持水平状态，且所述支承板部形成为能够以所述中心轴为中心而呈圆弧状地进行摆动。

在所述膝关节刺激装置中，可以是，所述支承板部以相对于所述摆动臂的长边方向而垂直的安装角度来相对于所述支承轴进行安装，且在所述支承板部与所述支承轴之间设置有克服安装角度的变更以维持安装角度的稳定器。

在所述膝关节刺激装置中，可以是，所述中心轴突出为在将所述使用者的所述脚底载置于所述支承板部上的状态下所述中心轴与所述使用者的所述膝关节的转动中心相接触，在使该中心轴与所述膝关节的转动中心吻合的状态下能够使所述脚底以所述膝关节为中心而沿弯曲方向或伸展方向进行动作。

发明效果

如以上所述，根据本发明，能够以仅调节摆动臂的长度的简单操作使得使用者的膝关节的转动中心与摆动臂的作为转动中心的中心轴一致，因此能够在使支承板部上载置的脚底以膝关节为中心而沿弯曲方向或伸展方向进行动作时防止膝关节沿上下左右发生不稳定的进行动作。因而，能够利用简单的设定，不带给膝关节以不良习惯而对该膝关节施加正确的有效刺激。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的膝关节刺激装置的整体构成的概要的侧视图。

图2是表示本发明所涉及的膝关节刺激装置的整体构成的概要的主视图。

图3是表示本发明所涉及的膝关节刺激装置的整体构成的概要的仰视图。

图4是表示本发明所涉及的膝关节刺激装置的使用状态的侧视图。

图5中的(a)以及图5中的(b)是对本发明所涉及的膝关节刺激装置的支承板部的安装状态的其他实施方式进行表示的仰视图以及侧视图。

图6中的(a)以及图6中的(b)是表示本发明所涉及的膝关节刺激装置的其他实施方式的概要主视图。

图7是表示本发明所涉及的膝关节刺激装置的另一其他实施方式的主视图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。

图1至图3表示本发明所涉及的膝关节刺激装置1，图4示出了该膝关节刺激装置1的使用状态。

在该膝关节刺激装置1中，底座2上设置有马达3和框架4，利用曲柄6将设置于所述框架4的上部的中心轴5和所述马达3之间进行连结，利用由所述马达3的旋转来驱动的所述曲柄6而使所述中心轴5能够转动，从所述中心轴5垂下有形成为能够调节长度的摆动臂7，在该摆动臂7的下端部设置有支承板部8。该支承板部8形成为，在将使用者9的脚底91以端坐姿态而载置于该支承板部8上的状态下，调节所述摆动臂7的长度以使该使用者9的膝关节92的转动中心92a与所述中心轴5一致，由此能够利用所述摆动臂7的摆动使载置于所述支承板部8上的脚底91以膝关节92为中心而沿弯曲方向或伸展方向进行动作。

底座2形成为能够稳定地设置马达3的大小的板状，其中央部固定有马达3。

在马达3的旋转轴31上设置有旋转板61，在该旋转板61的外径附近的偏心的位置以能够相对于旋转板61转动的方式固定有曲柄轴62的一端。

框架4由矩形剖面的方形钢材构成，竖立设置于底座2的一边的中央部。从底座2的剩余三边，设置有形成为唇槽形剖面的壳体41以保护框架4。该壳体41的上端部设置有盖体42。该盖体42与框架4的上端部焊接固定，框架4在底座2上以被壳体41以及盖体42覆盖的状态而受到保护。另外，利用矩形的框体43来增强底座2的底面，并且在与该框体43邻接的位置设置有用于对后述的摆动臂7的摆动进行支承的组装为コ形的支承框44。在框体43的底面设置有用于使高度与该支承框44相同的腿部45。另外，在壳体41和摆动臂7之间设置有对壳体41的内部进行封闭的罩构件46。

中心轴5设置为在框架4的上部水平地贯通该框架4，且构成为能够相对于框架4转动。该中心轴5形成为，其一端突出在由壳体41、盖体42以及罩构件46所覆盖的内侧的空间、即覆盖底座2上所设置的马达3的正上方的空间。另外，中心轴5的另一端形成为突出在由壳体41、盖体42以及罩构件46所覆盖的空间的外侧。

曲柄6设置于马达3和中心轴5之间，且构成为将马达3的旋转运动转换为中心轴5的转动运动。即，中心轴5上设置有转动板63。该转动板63形成为从外周缘延伸设置有臂部而成的形状，且在该延伸设置的臂部中设置有长孔63a。而且，在曲柄轴62中，其一端以能够相对于旋转板61转动的方式而固定在马达3的旋转板61的外径附近的偏心的位置上，另一端固定为能够相对于转动板63转动。由此，曲柄轴62通过马达3的旋转运动而上下运动，该曲柄轴62的上下运动经由臂部而使转动板63转动，由此能够使中心轴5转动。

此时，由于在臂部设置有长孔63a，因此曲柄轴62的另一端能够与对旋转板61的旋转进行追随的曲柄轴62的一端的相位的变化进行对应，并且，能够相对于转动板63转动地固定在能够使中心轴5得到所期望的转动运动的适当的位置上。该曲柄轴62的另一端若固定在长孔63a中的靠近中心轴5的一侧，则该中心轴5的转动运动变大，其结果是，基于后述的摆动臂7的摆动幅度变大，而通过固定于远离中心轴5的位置，该中心轴5的转动运动变小，摆动臂7的摆动幅度变小。作为中心轴5的转动运动，优选为形成与相当于步行时的膝关节92的角度变化的约15°大小的角度变化相同等的角度变化。以本实施例的情况而言，为了得到15°大小的膝关节92的角度变化，优选为设为能够得到如下这样的约15°的动作角度α，即从90°端坐姿态起向一个方向伸展至97.5°，另外从90°端坐姿态起向另一方向弯曲至82.5°，之后，重复伸展和弯曲的动作。

但是，该角度变化并不特别限于与步行时的膝关节92的角度变化相当的约15度大小，而可以是，在进行复健等使膝关节92以某种程度进行动作的情况下，使曲柄轴62的另一端部安装在长孔63a中的位置更靠近中心轴5侧来增大转动运动，由此进一步增大动作角度α。

摆动臂7形成为其上端部固定于中心轴5的另一端，并向下方垂下。该摆动臂7由承接***式的一对钢材构成，在***构件71上隔开规定间隔地设置有多个用于调整该摆动臂7的长度的多个孔71a。另外，摆动臂7的承接构件72设置为，能够在所述***构件71的孔71a中插通的销构件72a从承接构件72的外侧向***构件71的孔71a的方向进行施力。而且，在调整摆动臂7的长度的情况下，通过如下方法进行所述长度的调整：克服销构件72a的作用力而拉动该销构件72a，使插通在***构件71的孔71中的销构件72a从孔71a脱离后而调整为规定的长度后，放开所拉动的销构件72a而使该销构件72a插通在***构件71的孔71a中。在该摆动臂7的下端且与设置有中心轴5的一侧对置的一侧沿水平方向突出地设置有支承轴80。

此外，摆动臂7形成为通过使承接构件72的销构件72a插通于***构件71的孔71a来进行调整，但是并不特别限于这样的构成，例如，可以构成为不存在***构件71的孔71a，而通过使销构件72a的前端部按压于***构件71，从而能够与孔71a的位置无关地调成为所期望的长度，除此以外，也可以是构成为这种调整长度的一般结构。

支承板部8形成为能够载置使用者9的脚底91的长板状，且以使支承轴80遍及整个宽度方向而横穿支承板部8的底面的中央部的方式而能够转动地设置在该支承轴80上。由此，支承板部8以中心轴5为支点并以与摆动臂7的长度相当的摆动半径进行摆动。因而，只要在将使用者9的脚底91载置于支承板部8的状态下调整摆动臂7的长度以使膝关节92的转动中心92a与中心轴5吻合，就能够通过支承板部8的摆动而使得使用者9的小腿部以膝关节92为中心而沿弯曲方向或伸展方向进行动作。而且，此时，由于膝关节92与摆动臂7的中心轴5吻合，因此能够防止沿上下左右而发生不稳定的动作。

像这样构成的膝关节刺激装置1形成为，将马达3的电源连接于插座(省略图示)并对设置于壳体41的外侧的马达3的启动开关32进行开关来驱动马达3，由此能够经由曲柄6而从中心轴5向摆动臂7进行驱动传递从而使支承板部8摆动。

接下来，对像这样构成的膝关节刺激装置1的使用方法进行说明。

如图4所示，使用者9对该使用者9的椅子90进行位置设定，以便以90°端坐姿态将脚底91载置于膝关节刺激装置1的支承板部8。另外，在以90°端坐姿态将脚底91载置于支承板部8的状态下调整摆动臂7的长度，以使得使用者9的膝关节92的转动中心92a与摆动臂7的中心轴5吻合。

在形成该状态后按下启动开关32以使马达3工作并开始运动。若使马达3工作，则摆动臂7以及支承板部8经由曲柄6而以中心轴5为中心进行摆动，在使载置于支承板部8上的使用者9的脚底91从90°端坐姿态起使膝关节92伸展后而回到原来的90°端坐姿态而进一步弯曲后，以90°端坐姿态为中心在规定的动作角度α的范围内重复进行伸展和弯曲的动作，由此对该膝关节92施加基于马达3的被动运动的刺激。

此时，由于以在以90°端坐姿态使脚底91载置于支承板部8的状态下调整摆动臂7的长度以使得使用者9的膝关节92的转动中心92a与摆动臂7的中心轴5吻合，因此能够防止使用者9的膝关节92沿上下左右而产生不稳定的动作。因而，能够不带给膝关节92以歪斜、扭曲等不良习惯而用于恢复膝关节92本来的弯曲、伸展的动作的复健中。而且，能够通过调整摆动臂7的长度来使膝关节92的转动中心92a与中心轴5吻合这样的简单操作来实现该效果。进一步地，由于支承板部8被安装为能够相对于支承轴80转动，因此即便是足关节较硬而无法顺利地进行跖屈以及背屈、或无法配合膝关节92的弯曲、伸展的动作来使足关节进行跖屈、背屈的使用者9，也能够将脚底91载置于支承板部8上就此顺利地使膝关节92进行弯曲以及伸展。

但是，若支承板部8容易相对于支承轴80而转动，则相反地，为了在使膝关节92弯曲、伸展时避免支承板部8在跖屈方向或背屈方向上移动而也会浪费力气用于施加在足关节并引起紧张的担忧。因而，根据使用者9不同而支承板部8可以形成为不经由支承轴80而直接固定于摆动臂7，也可以形成为以相对于支承轴80不转动的方式固定。在该情况下，虽然配合膝关节92的弯曲、伸展而足关节的角度被限制，但是能防止足关节变得不稳定而引起紧张。

另外，如图5所示，可以设置有稳定器81，该稳定器81在摆动臂7垂下的状态下将相对于支承轴80的支承板部8的载置有脚底91的面维持为相对于摆动臂7的长边方向而垂直的安装角度(即，在垂下状态下呈水平状态)，而在载置了脚底91的使用者9的足关节而沿跖屈方向或背屈方向进行动作从而使安装角度即将变化时，发挥阻力作用而使支承板部8的载置有脚底91的面回到原来的安装角度。作为该稳定器81而能够构成为，将作为稳定器81的弹簧卷绕在固定于摆动臂7的支承轴80上，将其一端固定于支承轴80，并且将另一端以从支承板部8的底面进行支承的方式固定。另外，除此以外，还可以在摆动臂7或支承轴80、与支承板部8之间设置油压减振器、空气减振器、或弹性体(弹簧、高弹体elastomer等)来构成稳定器81。

通过设置该稳定器81，从而不会如将支承板部8直接固定于摆动臂7的情况那样地配合膝关节92的弯曲以及伸展来限定足关节的角度，也不会为了防止支承板部8容易发生转动而浪费力气用于施加在足关节并引起紧张。因而，使用者9能够放松且顺利地进行使膝关节92弯曲以及伸展的被动运动。

此外，在本实施方式中，膝关节刺激装置1构成为载置单脚而进行使用，但是也可以如图6中的(a)所示，构成为支承板部8形成为能够载置双脚的大小而能够双脚一起地进行使用，还可以如图6中的(b)所示，构成为在夹持马达3的两侧而分别设置摆动臂7以及支承板部8，并通过分别载置脚部而能够一次性以双脚进行使用。在后者的情况下，脚部可以分别同步而同时进行弯曲以及伸展，也可以不同步而交替地进行弯曲以及伸展。另外，在图6中的(a)所示的膝关节刺激装置1的情况下，可以通过一根摆动臂7来对支承板部8进行悬臂支承，也可以在自由的一侧也设置摆动臂7而从两侧进行支承。在以摆动臂7从支承板部8的两侧进行支承的构成的情况下，基于马达3的驱动传递而可以构成为从两侧进行，也可以构成为从单侧进行。

另外，基于该膝关节刺激装置1的膝关节92的刺激是通过在端坐姿态的状态下使自膝关节92以下载置于支承板部50并进行被动运动而进行的，并不会像步行时那样将使用者9的总体重施加在膝关节92上。因而，即便是膝关节92***的老年人、手术后的复健患者、变形性膝关节病等的患者也能够顺利地使膝关节92进行被动运动。

进一步地，由于利用基于马达3的被动运动能够以一定的节奏来进行被动运动，因此能够期待有按摩效果。

此外，马达3也可以形成为，代替启动开关32而设置进行该马达3的旋转控制的调量开关(省略图示)，从而能够调整摆动的摆动臂7以及支承板部8的摆动的速度。

另外，在本实施方式中，膝关节刺激装置1即便在支承板部8上载置使用者9的脚底91，若膝关节92的位置与支承板部8的正上方相比而过于进入内侧、或者过于超出外侧，则也担心会有因Q系数异常而在膝关节92中产生疼痛。因而可以是，如图7所示，为了使膝关节92位于脚底91的正上方的正确位置，中心轴5突出以使膝关节92的内侧抵在该突出部分，从而也能够正确地对膝关节92的左右的位置进行设定。另外，在防止Q系数异常导致的膝关节92的疼痛的意义上，图6中的(a)所示的膝关节刺激装置1优选为形成能够以与使用者9的髋关节的宽度相当的间隔来载置双脚那样的大小的支承板部8。具体而言，只要能够确保与椅子90的座面的宽度大致相等的大小就足够了。

此外，本发明能够不脱离其精神或主要特征地以其他各种形式来进行实施。因此，上述的实施例在任何方面仅是单纯的示例，不可作限定性解释。本发明的范围由权利要求书示出，不受说明书正文任何约束。进一步地，属于与权利要求书等同范围的变形、变更都在本发明的范围内。

附图标记说明

1：膝关节刺激装置；

2：底座；

3：马达；

4：框架；

5：中心轴；

6：曲柄；

7：摆动臂；

8：支承板部；

80：支承轴；

81：稳定器；

9：使用者；

91：脚底；

92：膝关节；

92a：转动中心。