一种踝关节康复装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种康复装置，包括动平台、固定平台和用于连接二者的调节机构。动平台顶面设脚底踏板，底面设第一球关节；调节机构包括两驱动装置，至少两第一连接杆、至少两第二连接杆、至少三支撑杆及中心约束杆；中心约束杆下端连接固定平台，上端连接第一球关节；驱动装置、第一连接杆和第二连接杆依次连接，用于水平转动，且各连接处设第二球关节，支撑杆两端分别连接第一球关节和第二球关节，带动动平台转动；脚底踏板设压力传感器和功能电刺激电极。本发明专利技术通过上述结构，采用两个驱动装置实现康复装置的三自由度转动，使康复装置控制方便，结构简化，成本降低。本发明专利技术还涉及一种康复训练系统，设有三种训练模式，有效帮助患者做康复训练。

【技术实现步骤摘要】
一种踝关节康复装置
本专利技术涉及医疗器械领域，具体涉及一种踝关节康复装置。
技术介绍
一般来说，并联机构定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。由于其具有刚度重量比大、承载能力强、误差累积小、动态性能好、结构紧凑等特点，因此近年来逐渐地被应用于踝关节康复训练器械领域。 美国鲁特格大学设计出一种基于Stewart平台的踝关节矫形机器，所述装置采用气动驱动机构使动平台完成六个自由度的运动(Girone, M.J.，etal.0thopedicRehabilit1nUsingthe “RutgersAnkle，，Interface[A].Proc.0fMedicineMeetsVirtualReality2000[C].1OS Press, pp.89-95，January2000.)。 CN100588384C公开了一种生物融合式足关节康复机器人，所述机构以人足仿生为研究基础，将膝下肢体作为运动分支融合到机器人中，并采用直线驱动(丝杠或者气动)来实现足关节康复机器人完成多个自由度的康复运动。 CN201168163Y公开了一种踝关节康复训练机器人，采用直流力矩驱动装置驱动，结合虚拟现实技术和数据库康复评价系统，帮助患者进行踝关节康复训练。 CN102631275B公开了一种踝关节康复训练机器人，设置多根可在导轨内滑动的支撑杆，使患者可实现多个自由度的康复训练。 CN10199970B公开了一种并联式多自由度踝关节康复训练器，采用3-UPS/S型并联结构，设置有三根长度可伸缩的运动支链，使患者可实现三个自由度的康复训练。 CN102028604B公开了一种并联式踝关节康复训练器，通过将足底支撑板设置在两条可伸缩的运动支链之间，使患者可实现两个自由度的康复训练。 虽然现有技术中已公开诸多不同结构的踝关节康复训练器，但是它们仍存在一些问题: 1、使用的驱动装置数量相对较多。为了达到更好的康复作用，满足踝关节康复运动的自由度数目，现有技术往往通过设置较多的驱动装置控制自由度的变量，既增加了设备成本和对设备控制的难度，同时也降低了系统的灵活性。 2、结构复杂，尤其是采用气动或者液动伺服机构的设备，不仅结构非常复杂，而且制造和使用成本很高。 3、设备的康复效果不显著。现有技术中的一些设备可转动的角度很小，使得康复训练的效果不明显，不能满足病患的康复训练需求。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术人在进行大量的创造性劳动后，完成了本专利技术。 具体而言，本专利技术提供一种踝关节康复装置，包括动平台、固定平台和调节机构，所述调节机构上端连接所述动平台，所述调节机构下端连接所述固定平台；所述动平台顶面设有脚底踏板，所述动平台底面设有若干第一球关节； 所述调节机构包括两驱动装置，至少两第一连接杆、至少两第二连接杆、至少三支撑杆及中心约束杆； 所述两驱动装置固设于所述固定平台上，每一所述第一连接杆的一端与一所述驱动装置连接，另一端与一所述第二连接杆的一端连接，两相邻所述第二连接杆的另一端彼此互相连接； 所述中心约束杆下端固设于所述固定平台上，所述中心约束杆上端与所述第一球关节对应连接,每一所述第一连接杆与所述第二连接杆的连接处上端以及两相邻第二连接杆之间的连接处上端设有第二球关节，每一所述支撑杆下端与所述第二球关节对应连接，每一所述支撑杆上端与所述第一球关节对应连接。 优选地，所述的踝关节康复装置，包括动平台、固定平台和调节机构，所述调节机构上端连接所述动平台，所述调节机构下端连接所述固定平台，所述动平台顶面设有脚底踏板，所述动平台底面设有若干第一球关节； 所述调节机构包括两驱动装置，两第一连接杆，两第二连接杆，三支撑杆及一中心约束杆； 所述两驱动装置固设于所述固定平台上，每一所述第一连接杆的一端与一所述驱动装置连接，另一端与一所述第二连接杆的一端连接，所述两第二连接杆的另一端彼此互相连接； 所述中心约束杆下端固设于所述固定平台上，所述中心约束杆上端与所述第一球关节对应连接，每一所述第一连接杆与所述第二连接杆的连接处上端以及两第二连接杆之间的连接处上端设有第二球关节，每一所述支撑杆下端与所述第二球关节对应连接，每一所述支撑杆上端与所述第一球关节对应连接。 进一步地，所述脚底踏板上安装有压力传感器和功能电刺激电极。 应当理解，所述功能电刺激电极用于通过电流刺激足底神经支配的肌肉，提高患者足底神经的反应功能，以提闻患者的踩关节康复效率。 优选地，所述驱动装置与所述第一连接杆的连接处、所述第一连接杆与所述第二连接杆的连接处以及两相邻所述第二连接杆之间的连接处均采用销钉连接方式。 优选地，所述动平台底面的中心设有第一球关节，在所述动平台底面的中心至外周之间的区域内围绕所述动平台底面的中心平均分布若干第一球关节，围绕所述动平台底面的中心平均分布的所述第一球关节的数量与所述支撑杆的数量相同。 可选地，所述驱动装置可以焊接在所述固定平台上，也可以螺纹连接在所述固定平台上。 可选地，所述动平台和所述固定平台可以各自独立地为圆形，椭圆形，矩形，圆角矩形，五边形或六边形中的一种。 应当理解，所述驱动装置是用于带动所述第一连接杆运动的动力装置，可以是电机，也可以是其他动力装置。 本专利技术还提供一种踝关节康复训练系统，包括上述踝关节康复装置和控制系统，所述控制系统包括: 压力传感器，设置于所述脚底踏板上，用于获取足底压力信号； 位置传感器，设置于所述驱动装置内，用于在线记录所述踝关节康复装置在各个运动时刻的位置信息； 信号采集模块，用于采集所述足底压力信号，并将所述足底压力信号传输至计算机模块； 计算机模块，用于接收并处理所述足底压力信号，发出控制指令； 驱动模块，用于根据所述计算机模块发出的控制指令做出相应驱动动作，所述驱动模块包括多轴运动控制卡、驱动器和驱动装置，所述驱动器根据所述多轴运动控制卡的控制指令驱动所述驱动装置运动。 进一步地，所述计算机模块包括人机交互单元，所述人机交互单元用于设定被动控制模式、主动控制模式和阻抗控制模式； 所述被动控制模式用于根据系统设定的固定的康复训练模式向所述驱动模块发出控制指令，由所述驱动模块带动所述康复装置对使用者的踝关节进行训练； 所述主动控制模块用于根据检测到的所述足底压力信号和人体实时位置信号向所述驱动模块发出控制指令，由所述驱动模块驱动所述康复训练装置对使用者的踝关节进行训练； 所述阻抗控制模式用于根据检测到的所述足底压力信号和人体实时位置信号向所述驱动模块发出控制指令，由所述驱动模块驱动所述康复训练装置在使用者的踝关节的运动方向上施加相反的恒定阻力。 进一步地，所述控制系统还包括电刺激电极阵列，设置于所述踝关节康复装置的脚底踏板中，用于刺激足底神经。 本专利技术的有益效果如下: 1、控制灵活，使用驱动装置较少，实现多自由度转动。 本专利技术中，驱动驱动装置工作，带动第一连接杆绕驱动装置的竖直方向轴线做水平转动，进而由第一连接杆带动第二连接杆绕连接处的竖直方向轴线做水平转动，由于各连接处的位置发生改变，且各支撑杆下端与各连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种踝关节康复装置，包括动平台、固定平台和调节机构，所述调节机构上端连接所述动平台，所述调节机构下端连接所述固定平台，其特征在于，所述动平台顶面设有脚底踏板，所述动平台底面设有若干第一球关节；所述调节机构包括两驱动装置，至少两第一连接杆、至少两第二连接杆、至少三支撑杆及中心约束杆；所述两驱动装置固设于所述固定平台上，每一所述第一连接杆的一端与一所述驱动装置连接，另一端与一所述第二连接杆的一端连接，两相邻所述第二连接杆的另一端彼此互相连接；所述中心约束杆下端固设于所述固定平台上，所述中心约束杆上端与所述第一球关节对应连接，每一所述第一连接杆与所述第二连接杆的连接处上端以及两相邻第二连接杆之间的连接处上端设有第二球关节，每一所述支撑杆下端与所述第二球关节对应连接，每一所述支撑杆上端与所述第一球关节对应连接。

【技术特征摘要】
1.一种踝关节康复装置，包括动平台、固定平台和调节机构，所述调节机构上端连接所述动平台，所述调节机构下端连接所述固定平台，其特征在于，所述动平台顶面设有脚底踏板，所述动平台底面设有若干第一球关节； 所述调节机构包括两驱动装置，至少两第一连接杆、至少两第二连接杆、至少三支撑杆及中心约束杆； 所述两驱动装置固设于所述固定平台上，每一所述第一连接杆的一端与一所述驱动装置连接，另一端与一所述第二连接杆的一端连接，两相邻所述第二连接杆的另一端彼此互相连接； 所述中心约束杆下端固设于所述固定平台上，所述中心约束杆上端与所述第一球关节对应连接，每一所述第一连接杆与所述第二连接杆的连接处上端以及两相邻第二连接杆之间的连接处上端设有第二球关节，每一所述支撑杆下端与所述第二球关节对应连接，每一所述支撑杆上端与所述第一球关节对应连接。2.根据权利要求1所述的踝关节康复装置，包括动平台、固定平台和调节机构，所述调节机构上端连接所述动平台，所述调节机构下端连接所述固定平台，其特征在于，所述动平台顶面设有脚底踏板，所述动平台底面设有若干第一球关节； 所述调节机构包括两驱动装置，两第一连接杆，两第二连接杆，三支撑杆及一中心约束杆； 所述两驱动装置固设于所述固定平台上，每一所述第一连接杆的一端与一所述驱动装置连接，另一端与一所述第二连接杆的一端连接，所述两...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国如，王永奉，范顺成，刘更谦，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44