咀嚼肌训练仪的制作方法

1.本实用新型涉及康复医疗器械，具体涉及一种咀嚼肌训练仪。


背景技术：

2.鼻咽癌是我国最常见的恶性肿瘤之一，以放射治疗为主。但张口困难是常见的放疗并发症之一，发生率可高达58.5％，重度张口困难发生率为7.1％，尤其是当dt40gy/4w以后时，此时开始出现切牙间距缩小，且随放疗时间的延长，剂量的增加而加重，双侧颞下颌关节受多剂量射线作用，导致关节硬化和咀嚼肌慢性放射性纤维化后引起关节活动受阻和咀嚼肌功能障碍。
3.咀嚼肌功能障碍包括张口受限这一临床症状，请参照图1所示，图中示出了咀嚼肌的解剖结构示意图。由图可知，咀嚼肌有咬肌101、颞肌102、翼外肌103和翼内肌104四对，咬肌101、颞肌102和翼内肌104收缩能上提下颌骨实现闭口，因此，咬肌101、颞肌102和翼内肌104是闭口肌；两侧翼外肌103同时收缩，使下颌骨向前，并参与张口，因此，翼外肌103是张口肌；一侧翼外肌103收缩，则使下颌骨转向对侧；颞肌102后部纤维收缩，可拉下颌骨向后。由于闭口肌的力量大于张口肌的力量，所以，下颌关节的自然姿势是闭口的。而对于放射性咀嚼肌损伤，由于翼外肌103纤维化而难以收缩，在闭口肌力量大于张口肌力量的前提下，造成患者难以张口。
4.当前随着社会经济的发展以及人们生活水平的提高，人们对康复生活质量追求观念的改变，目前几乎所有的三甲医院均设有康复科门诊及治疗室，而康复治疗不同于其他的科室，必须借助康复医疗器械作为手段给患者进行治疗，目前针对咀嚼肌功能障碍所导致的张口受限症状，目前主要通过人工拉伸这一方式来进行康复治疗，还没有比较合适的康复医疗器械用于患者的康复治疗。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种咀嚼肌训练仪，旨在为张口受限的咀嚼肌功能障碍患者提供康复训练。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。
7.一种咀嚼肌训练仪，其特征在于，包括：一对用于支撑患者上、下颌骨的支撑件，由丝杆、螺母以及导向装置所组成的丝杆螺母机构，顶、底两侧分别连接一所述支撑件的开合机构，连接所述丝杆、并驱动丝杆正、反向交替旋转的动力总成；
8.所述螺母旋接丝杆时被所述导向装置限制转动，在丝杆的转动下，螺母沿导向装置所限定的行进轨迹移动；
9.所述开合机构与螺母活动连接，在丝杆正向或反向旋转时，螺母驱动开合机构使一对支撑件扩张或收拢，所述上、下颌骨随一对支撑件的扩张或收拢而开合。
10.咀嚼肌训练仪的动力总成通过驱动丝杆螺母机构的螺母使得开合机构将一对支撑件扩张或收拢，进而使得上、下颌骨开合。
11.上述技术方案，还可以做如下改进。
12.作为进一步改进，所述导向装置为一长方形框体，其两短边中心处均开设一支承孔；所述丝杆的杆身以接近其中点处为界，一侧表面均布丝牙，另一侧表面光滑，丝杆的两末端均设置一与丝杆共轴的、且用于插入所述支承孔的支承柱；所述开合机构包括四条支条、两条边条以及一根内部被一用于套接丝杆光滑部的通孔所贯穿的支点，四条所述支条与两条所述边条相互间活动连接而呈六边形，其中两边条分别作为六边形的顶边和底边均用于固定所述支撑件，所述支点与六边形右侧的两支条末端活动连接，六边形左侧的两条支条末端则与所述螺母活动连接，于所述支点与导向装置的右侧短边之间设置一被丝杆光滑部所穿过的缓冲弹簧。
13.上述改进，在反向转动丝杆时，螺母沿导向装置向左侧平移而拉动与其连接的两条边条相合拢，利用六边形的不稳定性，并在缓冲弹簧对支点的支持下，分别位于顶、低边的两条边条相合拢，从而实现对两支撑件的合拢，同理，在正向转动丝杆时，实现对两支撑件的扩张。
14.作为进一步改进，所述动力总成，包括设置于所述机壳内部的数字马达，连接所述数字马达的变速齿轮箱，以及一末端与所述变速齿轮箱的连接的、并延伸出机壳之外的传动件；所述传动件的另一末端设置方形接头，丝杆光滑部所在侧的支承柱末端表面中心处开设一与所述方形接头对应的方形凹槽，所述方形凹槽与方形接头为过盈配合。
15.上述改进，通过数字马达的正转或反转以及控制变速箱所输出的转速，由传动件带动丝杆的正转或反转。
16.作为进一步改进，所述传动件包括柔性钢丝绳，被所述柔性钢丝绳所贯穿的保护弹簧，包裹所述弹簧的内层空心软管，所述方形接头设置在柔性钢丝绳的一端，柔性钢丝绳的另一端连接所述变速齿轮箱。
17.上述改进，通过变速齿轮箱输出转向动力给柔性钢丝绳，并通过柔性钢丝绳令丝杆进行转动，便于患者在使用该咀嚼肌训练仪时将动力总成中的数字马达和变速齿轮箱放置于桌子上，减轻患者下颌骨的负担，同时头部也可以自由活动而不会推移桌面上的动力总成中的数字马达和变速齿轮箱，此外由于保护弹簧包裹着柔性钢丝绳，传动件即使弯曲也不会影响其内部的柔性钢丝绳转动。
18.作为进一步改进，还包括设置于所述机壳内部的自动控制系统，其包括：
19.传感器模块，包括用于检测所述的一对支撑件扩张行程宽度的距离传感器和用于检测所述患者所施加咬合力的压力传感器；
20.预设值输入模块，通过设置于机壳表面的按键，输入所允许的扩张行程宽度的上、下限值和所允许施放的咬合力上、下限值；
21.微控制单元，接收所述传感器模块所检测到的扩张行程宽度和咬合力，依据行程宽度和咬合力是否达到上限值或下限值，来控制所述动力总成正转或反转；
22.液晶显示屏，嵌于壳体表面，用于显示所述距离传感器所测得的行程宽度、所述压力传感器的当前压力、所允许的扩张行程宽度的上限值和下限值、以及所允许施放的咬合力上限值和下限值。
23.上述改进中，微控制单元对动力总成的控制逻辑如下：
24.微控制单元控制动力总成正向旋转使一对支撑件扩张，接收距离传感器所检测到
的扩张行程宽度，判断其是否达到上限值，若是则微控制单元控制动力总成反向旋转，否则继续控制动力总成正向旋转；
25.微控制单元控制动力总成反向旋转使一对支撑件收拢，接收距离传感器所检测到的扩张行程宽度，判断其是否达到下限值，若是则微控制单元控制动力总成正向旋转，否则继续控制动力总成反向旋转
26.微控制单元控制动力总成正向旋转的过程中，患者可以对支撑件施加咬合力来锻炼咬肌，同时微控制单元接收压力传感器所检测到的咬合力，判断其是否达到上限值，若是则微控制单元控制动力总成反向旋转，否则继续控制动力总成正向旋转；
27.微控制单元控制动力总成反向旋转的过程中，微控制单元接收压力传感器所检测到的咬合力，判断其是否达到下限值，若是则微控制单元控制动力总成正向旋转，否则继续控制动力总成反向旋转。
28.作为进一步改进，所述微控制单元与所述传感器模块采用有线通信，连通微控制单元与传感器模块的部分信号线缠绕在所述内层空心软管外表面，所述传动件还包括包裹所述信号线的外层空心软管，分别固定在所述外层空心软管两端的、用于与信号线相连接的两数据线插头；一所述数据线插头的引脚贯穿所述导向装置的短边，并与所述压力传感器和所述压力薄膜电阻通过信号线连接；另一所述数据插头贯穿所述机壳，并与微控制单元通过信号线连接。
29.上述改进，采用有线通信能降低该咀嚼肌训练仪的制造成本，通过将信号线包裹在内层空心软管和外层空心软管之间，能有效保护信号线，同时柔性钢丝绳的转动也不会对信号线造成损伤。
30.作为进一步改进，所述支撑件的左端为咬合部，其右端与所述边条的右侧边缘通过所述轴杆转动连接，所述压力传感器设置于所述支撑件与所述边条之间，使用状态下支撑件紧贴边条而对压力传感器形成挤压。
31.上述改进，患者的上、下颌在张开或合拢时，支撑件会对压力传感器进行挤压，进而测出当前的咬合力。
32.作为进一步改进，所述距离传感器，包括设置于两所述边条相对一侧上的一对内部中空的管柱，一边条上的一对管柱与另一边条上的一对管柱相对应，还包括贴于所述管柱内底壁上的压力薄膜电阻，以及两末端分别嵌入两边条上相对的两管柱内的一对测试弹簧，所述测试弹簧抵紧所述压力薄膜电阻。
33.上述改进，两支撑件在开合过程中，测试弹簧会对压力薄膜电阻进行反复挤压，通过压力薄膜电阻的阻值变化从而测得两支撑件间的扩张行程宽度。
34.作为进一步改进，还包括两螺帽，其均被所述传动件所贯穿，并分别覆盖两所述数据插头，所述导向装置的短边上被数据插头的引脚所贯穿之处、以及机壳上被数据插头的引脚所贯穿之处，均设置与所述螺帽对应的外螺纹管。
35.上述改进，通过直接将两螺母分别旋紧在对应的两外螺纹管上，即可实现传动件的安装和信号线的固定,便于患者拆装以装包携带。
36.本实用新型所述咀嚼肌训练仪，具备如下有益效果：
37.(1)通过动力总成不断的正、反向交替旋转，通过丝杆螺母机构和开合机构相配合，使上、下颌骨随一对支撑件的扩张或收拢而开合，从而使得连接上、下颌骨的翼外肌在
外力的作用下不断收缩，使翼外肌的力量的到训练。
38.(2)通过自动控制系统，患者能设定合适的训练强度，同时若患者不恰当用力而使得当前的训练超过预设的训练强度，自动控制系统利用传感器模块所反馈的数据进行判断，并通过反转电机以避免患者用力过大而造成肌肉拉伤，确保了患者能安全地进行训练；
39.(3)通过丝杆螺母机构的螺母来控制开合机构对两支撑杆扩张或合拢，结构简单，且能保证不同扩张行程宽度下的稳定支撑。
附图说明
40.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。
41.图1为咀嚼肌的解剖结构示意图；
42.图2为咀嚼肌训练仪的整体结构立体图；
43.图3为丝杆螺母机构的结构爆炸图；
44.图4为丝杆螺母机构与开合机构活动连接的结构示意图；
45.图5为开合机构的结构爆炸图；
46.图6为螺母以及支点的结构示意图；
47.图7为支撑件及边条的部分结构爆炸图；
48.图8为两支撑件处于合拢状态下丝杆螺母机构与开合机构组合的结构示意图；
49.图9为两支撑件处于扩张状态下丝杆螺母机构与开合机构组合的结构示意图；
50.图10为容纳了自动控制系统的机壳外观图；
51.图11为机壳内部的结构示意图；
52.图12为自动控制系统的电路结构图；
53.图13为压力传感器的具体安装位置示意图；
54.图14为边条的直片内侧的结构示意图；
55.图15为传动件的内部结构示意图；
56.图16为传动件的外观整体示意图。
57.为了帮助理解本实用新型，在此提供在附图中找到的组件和/或零部件对应的编号如下：
58.101、咬肌；102、颞肌；103、翼外肌；104、翼内肌；1、支撑件；11、侧板；12、直板；13、咬合部；14、转轴孔；2、轴杆；3、丝杆螺母机构；31、丝杆；311、丝牙；312、支承柱；313、方形凹槽；314、卡簧槽；32、螺母；33、导向装置；330、支承孔；34、支点；340、支撑部；301、筒体；302、内螺纹筒；303、通孔；4、开合机构；41、支条；411、侧面；412、直面；42、边条；421、侧片；422、直片；43、栓孔；44、插销孔；45、缓冲弹簧；5、插销杆；6、螺丝；7、机壳；71、上盖；72、下盖；73、按键；74、dc电源孔；8、动力总成；81、数字马达；82、变速齿轮箱；83、传动件；831、方形接头；832、柔性钢丝绳；833、保护弹簧；834、内层空心软管；835、外层空心软管；836、数据线插头；9、自动控制系统；91、印刷电路板；92、传感器模块；921、压力传感器；922、距离传感器；923、管柱；924、压力薄膜电阻；925、测试弹簧；93、预设值输入模块；94、微控制单元；95、液晶显示屏；10、螺帽；20、外螺纹管。
59.应该理解的是，附图不一定是按比例绘制的。显而易见地,上述附图仅仅是本实用
新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以参照这些附图而获得其他的附图。
具体实施方式
60.下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
61.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底、内、外、垂向、横向、纵向，逆时针、顺时针、周向、径向、轴向
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
62.作为本实用新型提供的一种咀嚼肌训练仪的示意性实施例，请参照图2，图中示出了咀嚼肌训练仪的整体结构立体图。由图可知，该咀嚼肌训练仪包括一对用于支撑患者上、下颌骨的支撑件1，由丝杆31、螺母32以及导向装置33所组成的丝杆螺母机构3，顶、底两侧分别连接一支撑件1的开合机构4，连接丝杆31、并驱动丝杆31正、反向交替旋转的动力总成8，其中动力总成8位于机壳7内，动力总成8的传动件83延伸出机壳7外，并连接丝杆螺母机构3以驱动丝杆31正转或反转；螺母32旋接丝杆31时被导向装置33限制转动，在丝杆31的转动下，螺母32沿导向装置33所限定的行进轨迹移动；开合机构4与螺母32活动连接，在丝杆31正向或反向旋转时，螺母32驱动开合机构4使一对支撑件1扩张或收拢，上、下颌骨随一对支撑件1的扩张或收拢而开合。
63.作为一种可选实施例，请参照图3，图中示出了丝杆螺母机构3的结构爆炸图。由图可知，导向装置33为一长方形框体，其两短边中心处均开设一支承孔330；丝杆31的杆身以接近其中点处为界，一侧表面均布丝牙311，另一侧表面光滑，丝杆31的两末端均设置一与丝杆31共轴的、且用于插入支承孔330的支承柱312。
64.请参照图4，图中示出了开合机构4与螺母32活动连接的结构示意图。由图可知，该开合机构4包括四条支条41、两条边条42以及一根内部被一用于套接丝杆31光滑部的通孔303所贯穿的支点34，四条支条41与两条边条42相互间活动连接而呈六边形，其中两边条42分别作为六边形的顶边和底边均用于固定支撑件1，支点34与六边形右侧的两支条41末端活动连接，六边形左侧的两条支条41末端则与螺母32活动连接，于支点34与导向装置33的右侧短边之间设置一被丝杆31光滑部所穿过的缓冲弹簧45。
65.如图3，丝杆31的光滑部设置有用于放置卡簧的卡簧槽314。如图4所示，通过在该卡簧槽314上放置卡簧(为了更好地展示卡簧槽314的具体位置，图中未示出卡簧)，能限制节点34朝着螺母方向移动。
66.作为一种可选实施例，请参照图5，图中示出了开合机构4的结构爆炸图。由图可知，四条支条41均由两侧面411的长侧边分别与一直面412的两长侧边相接而成，两条边条42均由两侧片421的长侧边分别与一直片422的两长侧边相接而成；六边形上半部分的支条41直面412窄于其下半部分的支条41直面412，将六边形上半部分的支条41作为窄支条，将六边形下半部分的支条41作为宽支条，六边形顶边的边条42作为顶边条，底边的边条42作
为底边条；顶边条的直片422窄于底边条的直片422；窄支条靠近其底端的侧面411上、以及宽支条靠近其顶端的侧面411上均设有供螺丝6通过的栓孔43，窄支条靠近其顶端的侧面411上、宽支条靠近其底端的侧面411上、以及两边条42靠近其两末端的侧片421上，均设有供插销杆5穿过的插销孔44。
67.请参照图6，图中示出了螺母32以及支点34的结构示意图。由图可知，螺母32及支点34均包括一内部被一通孔303贯穿的筒体301，分别设置于靠近该筒体301一末端两侧的侧壁上的两内螺纹筒302，两内螺纹筒302的轴线垂直筒体301的轴线；螺母32的通孔303内侧壁开设有与丝杆31的丝牙311相对应的内螺纹，支点34的筒体301内侧壁光滑，朝向导向装置33短边一侧的筒体301末端设置有用于抵紧缓冲弹簧45的支撑部340。
68.请参照图4至图6，窄支条的底端嵌入宽支条的两侧面411之间，支点34以及螺母32均嵌入窄支条的两侧面411之间，螺丝6穿过栓孔43旋紧于螺母32及支点34的内螺纹筒302；窄支条的顶端嵌入顶边条的两侧片421之间，两插销杆5分别穿过插销孔44；宽支条的底端嵌入底边条的两侧片421之间，两插销杆5同样地分别穿过插销孔44。
69.作为一种可选实施例，请参照图7，图中示出了支撑件1及边条42的部分结构爆炸图。由图可知，该支撑件1由两侧板11的长侧边分别与一直板12的两长侧边相接而成，左端为支撑件1设置咬合部13，该咬合部13为一钝角弯折片，其中一条边连接在直板12的左端，另一条边平行于直板12；支撑件1的两侧板11右上角、以及边条42的两侧面411右上角均设有一转轴孔14，两边条42均嵌入支撑件1的两侧版之间，轴杆2穿过转轴孔14使支撑件1能相对边条42转动。
70.请参照图8和图9，其依次示出了两支撑件1处于合拢状态下丝杆螺母机构3与开合机构4组合的结构示意图、以及两支撑件1处于扩张状态下丝杆螺母机构3与开合机构4组合的结构示意图。在反向转动丝杆31时，螺母32沿导向装置33向左侧平移而拉动与其连接的两条边条42相合拢，利用六边形的不稳定性，并在缓冲弹簧45对支点34的支持下，分别位于顶、低边的两条边条42相合拢，从而实现对两支撑件1的合拢，同理，在正向转动丝杆31时，实现对两支撑件1的扩张。
71.作为一种可选实施例，请参照图10，图中示出了容纳了自动控制系统9的机壳7外观图。由图可知，机壳7包括上盖71和下盖72，液晶显示屏95嵌于上盖71，按键73嵌于上盖71表面，下盖72侧面411处设置用于给自动控制系统9供电的dc电源孔74。
72.请参照图11，图中示出了机壳7内部的结构示意图，请一并参照图10，由图可知，动力总成8以及承载自动控制系统9的印刷电路板91均安装在下盖72内，动力总成8具体包括数字马达81，连接数字马达81的变速齿轮箱82，以及一末端与变速齿轮箱82的连接的、并延伸出机壳7之外的传动件83。传动件83的另一末端设置方形接头831，如图3所示，丝杆31光滑部所在侧的支承柱312末端表面中心处开设一与方形接头831对应的方形凹槽313，方形凹槽313与方形接头831为过盈配合。
73.请参照图12，图中示出了自动控制系统9的电路结构图。由图可知，自动控制系统9具体包括：
74.传感器模块92，包括用于检测的一对支撑件1扩张行程宽度的距离传感器922和用于检测患者所施加咬合力的压力传感器921；
75.预设值输入模块93，输入所允许的扩张行程宽度的上、下限值和所允许施放的咬
合力上、下限值；
76.微控制单元94，接收传感器模块92所检测到的扩张行程宽度和咬合力，依据行程宽度和咬合力是否达到上限值或下限值，来控制动力总成8正转或反转；
77.液晶显示屏95，用于显示距离传感器922所测得的行程宽度、压力传感器921的当前压力、所允许的扩张行程宽度的上限值和下限值、以及所允许施放的咬合力上限值和下限值。
78.作为一种可选实施例，请参照图13，图中示出了压力传感器921的具体安装位置示意图。由图可知，支撑件1的左端为咬合部13，其右端与边条42的右侧边缘通过轴杆2转动连接，压力传感器921设置于支撑件1与边条42之间，使用状态下支撑件1紧贴边条42而对压力传感器921形成挤压。
79.作为一种可选实施例，请参照图14，图中示出了边条42的直片422内侧的结构示意图。一并参照图8，由图可知，距离传感器922包括设置于两边条42相对一侧上的一对内部中空的管柱923，一边条42上的一对管柱923与另一边条42上的一对管柱923相对应，还包括贴于管柱923内底壁上的压力薄膜电阻924，以及两末端分别嵌入两边条42上相对的两管柱923内的一对测试弹簧925，测试弹簧925抵紧压力薄膜电阻924。
80.作为一种可选实施例，请一并参照图15，图中示出了传动件83的内部结构示意图。由图可知，传动件83包括柔性钢丝绳832，被柔性钢丝绳832所贯穿的保护弹簧833，包裹弹簧的内层空心软管834，方形接头831设置在柔性钢丝绳832的一端，柔性钢丝绳832的另一端连接变速齿轮箱82。
81.作为一种可选实施例，请参照图16，图中示出了传动件83的外观整体示意图。微控制单元94与传感器模块92采用有线通信，连通微控制单元94与传感器模块92的部分信号线缠绕在内层空心软管834外表面，传动件83还包括包裹信号线的外层空心软管835，分别固定在外层空心软管835两端的、用于与信号线相连接的两数据线插头836；一数据线插头836的引脚贯穿导向装置33的短边，并与压力传感器921和压力薄膜电阻924通过信号线连接；另一数据插头贯穿机壳7，并与微控制单元94通过信号线连接，由于信号线被外层软管所包裹，未在图中示出。
82.通过变速齿轮箱82输出转向动力给柔性钢丝绳832，并通过柔性钢丝绳832令丝杆31进行转动，便于患者在使用该咀嚼肌训练仪时即使将自动控制系统9放置在桌面上，头部也可以自由活动而不会推移桌面上的自动控制系统9，此外由于保护弹簧833包裹着柔性钢丝绳832，传动件83即使弯曲也不会影响其内部的柔性钢丝绳832转动。
83.采用有线通信能降低该咀嚼肌训练仪的制造成本，通过将信号线包裹在内层空心软管834和外层空心软管835之间，能有效保护信号线，同时柔性钢丝绳832的转动也不会对信号线造成损伤。
84.作为一种可选实施例，请一并参照图3至图4、图11、以及15至图16，咀嚼肌训练仪还包括两螺帽10，其均被传动件83所贯穿，并分别覆盖两数据插头，导向装置33的短边上被数据插头的引脚所贯穿之处、以及机壳7上被数据插头的引脚所贯穿之处，均设置与螺帽10对应的外螺纹管20。
85.本实用新型除了适用于鼻咽癌患者因放疗而造成咀嚼肌慢性放射性纤维化后的张口受限外，还适用于中风、脑手术后等偏侧咬肌无力患者的咬合力训练，也适用于高龄正
常人用于预防咬肌肌力下降以提高生活质量。
86.以上对本实用新型进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。