一种用VR模拟步行的脚踝康复并联机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种用VR模拟步行的脚踝康复并联机器人，其特征在于，包括上平台、中平台和下平台，所述上平台通过左右两侧第一电动推杆连接于下平台，所述中平台通过左右两侧第二电动推杆连接于下平台，所述第一电动推杆和第二电动推杆的端部设有压力传感器，所述下平台内嵌有陀螺仪和地磁传感器，所述压力传感器、陀螺仪和地磁传感器通过获取数据生成VR虚拟影像。本发明专利技术与VR技术相结合，通过模拟真实的运动场景，结合康复模具模拟步态运动实现恢复或矫正使用者步态的功能。

An ankle rehabilitation parallel robot using VR to simulate walking

The invention discloses an ankle rehabilitation parallel robot which simulates walking with VR, and is characterized in that the upper platform, the middle platform and the lower platform are included. The upper platform is connected to the lower platform through the first electric push rod on the left and right sides, the middle platform is connected to the lower platform through the second electric push rod on the left and right sides, and the first electric push rod is connected to the lower platform. A pressure sensor is arranged at the end of the rod and the second electric pusher. The lower platform is embedded with a gyroscope and a geomagnetic sensor. The pressure sensor, a gyroscope and a geomagnetic sensor generate a VR virtual image by acquiring data. The invention combines the VR technology, realizes the function of restoring or correcting the user's gait by simulating the real movement scene and combining the rehabilitation mold to simulate the gait movement.

【技术实现步骤摘要】
一种用VR模拟步行的脚踝康复并联机器人
本专利技术涉及一种用VR模拟步行的脚踝康复并联机器人。
技术介绍
传统的足踝部康复装置是以固定踝关节、通过减少踝关节在日常生活中的活动范围来减少对踝关节的二次损伤，以起到康复和保护作用。但是当踝部扭伤严重时，在康复的过程需要进行脚踝灵活性训练，即让踝关节在一定范围内进行运动。传统的踝部固定方法，虽然能保护患处的稳定状态，但减少关节的运动能力，并不能达到最好的康复效果，而且长期的佩戴这种受力集中且限制活动的康复支具容易导致血液不流通，肌肉僵化，肿胀刺痛，非常不舒适。在机械结构上，目前出现的六自由度脚踝康复机器人，其机械结构复杂，对于最多只有三自由度的人的踝关节来说，六自由度虽然可以对足踝部的位姿进行精确调整，但增加的多余自由度还是会增加康复训练系统的复杂性，并且导致康复装置体积过大，重量增加，也会导致的患处负荷增加，降低了穿着的舒适性。在控制方式上，简单的通过驱动器增加踝部的运动范围，有可能对患者患处造成二次损伤，如不能很好的根据患者患处的位置及严重性合理的制定康复训练计划，轻则对患处起不到有效的康复作用，严重的则会给患者造成痛苦或二次损伤。
技术实现思路
为解决上述技术存在的缺陷，本专利技术旨在提供一种用VR模拟步行的脚踝康复并联机器人，其至少具有易穿戴，易拆卸，更轻便，结构简单可靠、更舒适更稳固的固定受伤足踝部，康复训练更便捷等优点。本专利技术与VR技术相结合，通过模拟真实的运动场景，结合康复模具模拟步态运动实现恢复或矫正使用者步态的功能。具体
技术实现思路
如下：一种用VR模拟步行的脚踝康复并联机器人，其特征在于，包括上平台、中平台和下平台，所述上平台通过左右两侧第一电动推杆连接于下平台，所述中平台通过左右两侧第二电动推杆连接于下平台，所述第一电动推杆和第二电动推杆的端部设有压力传感器，所述下平台内嵌有陀螺仪和地磁传感器，所述压力传感器、陀螺仪和地磁传感器通过获取数据生成VR虚拟影像，通过VR技术模拟真实的运动场景，实现恢复或矫正使用者步态的功能。所述第一电动推杆和第二电动推杆为一种直线电机。上平台和中平台都是用于固定小腿，属于定平台，下平台用于固定足部，属于动平台。基于力传导的双向性分层式的机械结构可以分担集中固定所造成的压力负荷，在上下平台基础上增加一个中平台，使上、中两平台分别固定两组直线电机，在保持原来一体式的自由度的同时，最大程度提升佩戴者的舒适度。优选的，所述上平台由第一小腿固定套筒和第一固定架组成，所述第一固定架通过虎克绞与所述第一电动推杆一端固定连接，所述压力传感器设于所述虎克绞与所述第一电动推杆的连接处，所述第一小腿固定套筒通过芭扣调整松紧，以便适应不同腿型。第一固定架由刚性材料制成。优选的，所述第一固定架上设有水平排列的若干插孔，用于改变所述虎克绞的固定位置。通过变换直线电机一端虎克铰的固定位置，调节直线电机的施力角度，以便更舒适地佩戴。优选的，所述中平台由第二小腿固定套筒和第二固定架组成，所述第二固定架通过虎克绞与所述第二电动推杆一端固定连接，所述压力传感器设于所述虎克绞与所述第二电动推杆的连接处，所述第二小腿固定套筒通过芭扣调整松紧。所述第二固定架由刚性材料制成。中平台主要起分担集中固定所造成的压力负荷、增强固定小腿的效果。优选的，所述第二小腿固定套筒由透气材料构成。优选的，所述第二固定架上设有水平排列的若干插孔，用于改变所述虎克绞的固定位置。优选的，所述下平台由足底平台、第三固定架和柔性足部固定部组成，所述柔性足部固定部通过芭扣调整松紧，在裹紧脚掌的同时对踝部进行保护性施压。优选的，所述足底平台由跖趾部和脚踵部组成，所述第三固定架分布于所述跖趾部和脚踵部两侧。优选的，所述分布于跖趾部的第三固定架通过球绞与第一电动推杆一端固定连接，所述分布于脚踵部的第三固定架通过球绞与第二电动推杆一端固定连接。优选的，所述跖趾部和脚踵部之间通过一伸缩件连接，以适应不同的脚型。有益效果：本专利技术采用了上中下分层的并联机构，基于力传导的双向性分层式的机械结构，可以分担集中固定所造成的压力负荷，在并联机构基础上增加一个中平台，使上、中两平台分别固定两组直线电机，在保持原来一体式的自由度的同时，最大程度提升佩戴者的舒适度。本专利技术与VR技术相结合，通过模拟真实的运动场景，实现恢复或矫正使用者步态的功能。本专利技术基于VR技术辅助康复，通过VR虚拟影像，模拟真实的走路，运动场景，通过装置与VR影像的同步模拟，配合该装置实时模拟步态运动，辅助患者恢复或矫正到标准的走路和运动姿态。训练时，患者需要由龙门架吊起使足部悬空，配合该康复装置进行模拟真实步态的康复训练，有助于恢复走路机能，锻炼相关肌群力量，有利于神经知觉重建。本专利技术所述康复机器人负重的对抗性康复训练模式，在使用者使用该装置实现踝部机能康复训练时，适当增加其活动负载以恢复康复者相关肌肉力量或增加其相关肌群力量。附图说明图1是本专利技术一优选实施例的立体透视结构示意图。附图标记：1、上平台，2、中平台，3、下平台，4、第一电动推杆，5、第二电动推杆，6、伸缩件，11、第一小腿固定套筒，12、第一固定架，21、第二小腿固定套筒，22、第二固定架，31、足底平台，32、第三固定架，33、柔性足部固定部，311、跖趾部，312、脚踵部具体实施方式下面结合具体的实施方式来对本专利技术进行说明：如图1所示，本专利技术所述用VR模拟步行的脚踝康复并联机器人，包括上平台1、中平台2和下平台3，所述上平台1通过左右两侧第一电动推杆4连接于下平台3，所述中平台2通过左右两侧第二电动推杆5连接于下平台3，所述第一电动推杆4和第二电动推杆5的端部设有压力传感器，所述下平台3内嵌有陀螺仪和地磁传感器，所述压力传感器、陀螺仪和地磁传感器通过获取数据生成VR虚拟影像，通过VR技术模拟真实的运动场景，实现恢复或矫正使用者步态的功能。所述第一电动推杆4和第二电动推杆5为一种直线电机。上平台1和中平台2都是用于固定小腿，属于定平台，下平台3用于固定足部，属于动平台。基于力传导的双向性分层式的机械结构可以分担集中固定所造成的压力负荷，在上、下平台基础上增加一个中平台2，使上、中两平台分别固定两组直线电机，在保持原来一体式的自由度的同时，最大程度提升佩戴者的舒适度。本专利技术的一优选实施例中，所述上平台1由第一小腿固定套筒11和第一固定架12组成，所述第一固定架12虎克绞与所述第一电动推杆4一端固定连接，所述压力传感器设于所述虎克绞与所述第一电动推杆4的连接处，所述第一小腿固定套筒11通过芭扣调整松紧，以便适应不同腿型。第一固定架12由刚性材料制成，所述刚性材料可选自金属，如不锈钢、铝等或碳纤维。本专利技术的一优选实施例中，所述第一固定架12上设有水平排列的若干插孔，用于改变所述虎克绞的固定位置。通过变换直线电机一端虎克铰的固定位置，调节直线电机的施力角度，以便更舒适地佩戴。本专利技术的一优选实施例中，所述中平台2由第二小腿固定套筒21和第二固定架22组成，所述第二固定架22通过虎克绞与所述第二电动推杆5一端固定连接，所述压力传感器设于所述虎克绞与所述第二电动推杆5的连接处，所述第二小腿固定套21筒通过芭扣调整松紧。所述第二固定架22由刚性材料制成。中平台2主要起分担集中固定所造成的压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用VR模拟步行的脚踝康复并联机器人，其特征在于，包括上平台、中平台和下平台，所述上平台通过左右两侧第一电动推杆连接于下平台，所述中平台通过左右两侧第二电动推杆连接于下平台，所述第一电动推杆和第二电动推杆的端部设有压力传感器，所述下平台内嵌有陀螺仪和地磁传感器，所述压力传感器、陀螺仪和地磁传感器通过获取数据生成VR虚拟影像。

【技术特征摘要】
1.一种用VR模拟步行的脚踝康复并联机器人，其特征在于，包括上平台、中平台和下平台，所述上平台通过左右两侧第一电动推杆连接于下平台，所述中平台通过左右两侧第二电动推杆连接于下平台，所述第一电动推杆和第二电动推杆的端部设有压力传感器，所述下平台内嵌有陀螺仪和地磁传感器，所述压力传感器、陀螺仪和地磁传感器通过获取数据生成VR虚拟影像。2.根据权利要求1所述的一种用VR模拟步行的脚踝康复并联机器人，其特征在于，所述上平台由第一小腿固定套筒和第一固定架组成，所述第一固定架通过虎克绞与所述第一电动推杆一端固定连接，所述压力传感器设于所述虎克绞与所述第一电动推杆的连接处，所述第一小腿固定套筒通过芭扣调整松紧。3.根据权利要求2所述的一种用VR模拟步行的脚踝康复并联机器人，其特征在于，所述第一固定架上设有水平排列的若干插孔，用于改变所述虎克绞的固定位置。4.根据权利要求1所述的一种用VR模拟步行的脚踝康复并联机器人，其特征在于，所述中平台由第二小腿固定套筒和第二固定架组成，所述第二固定架通过虎克绞与所述第二电动推杆一端固定连接，所述压力传感器设于所述虎克绞与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国印，陈建文，孙昊，郭悦，周长林，林盛欣，董鑫宇，
申请(专利权)人：超微上海骨科医院管理股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31