自发电式踝关节内外翻增稳系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种自发电式踝关节内外翻增稳系统及方法，包括：脚部连接件、腿部连接件、运动传递构件和自发电构件；所述运动传递构件与脚部连接件相连；所述脚部连接件通过运动传递构件与腿部连接件相连；所述腿部连接件与自发电构件相连；所述自发电式踝关节内外翻增稳系统实现内外翻增稳。本发明专利技术的设计是全新的踝关节内外翻稳定系统设计，可以辅助行走过程中踝关节冠状面的稳定。本发明专利技术踝关节内外翻增稳利用电机工作在发电机状态实现，将反电动势造成的限制电机轴转动传递到踝关节，无须外部能源输入。部能源输入。部能源输入。

【技术实现步骤摘要】
自发电式踝关节内外翻增稳系统及方法


[0001]本专利技术涉及步态康复设备
，具体地，涉及一种自发电式踝关节内外翻增稳系统及方法。

技术介绍

[0002]中风以及脊柱损伤等疾病导致病人在行走过程存在踝关节不稳定的情况，从而导致行走速度下降、能量消耗增加和跌倒风险增加等问题，严重地影响了患者的生活质量。对踝关节内外翻增稳可以增加行走稳定性，降低踝关节内外翻拉伤风险以及走路跌倒的风险。
[0003]目前常用的踝关节辅助康复设备主要有平台式康复系统和穿戴式康复系统。平台式康复系统多采取让人处于卧位或坐位的姿势对踝关节进行康复，或者对人进行悬吊让人在跑步机上进行行走，这些对患者的步态康复起到了一定的作用，但无法还原真实行走情况。穿戴式踝关节康复系统可以较好的还原实际行走情况，但踝关节辅助仅考虑矢状面的推进和足下垂，未考虑冠状面踝关节内外翻增稳。因此，一款辅助行走过程踝关节内外翻稳定的步态增稳系统将对中风患者乃至其他踝关节功能障碍的人群的行走功能恢复大有益处。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种自发电式踝关节内外翻增稳系统及方法。
[0005]根据本专利技术提供的一种自发电式踝关节内外翻增稳系统，包括：脚部连接件、腿部连接件、运动传递构件和自发电构件；所述运动传递构件与脚部连接件相连；所述脚部连接件与腿部连接件相连；所述腿部连接件与自发电构件相连；所述自发电式踝关节内外翻增稳系统实现内外翻增稳。
[0006]优选的，自发电构件包括：电机和电机外壳；所述电机设置于电机外壳中。
[0007]优选的，脚部连接件包括：脚套和接触开关；所述脚套与脚贴合；所述接触开关紧固连接于脚套的下方；
[0008]优选的，还包括：脚套魔术贴；所述脚套魔术贴与脚套相连接。
[0009]优选的，所述运动传递构件包括：腿脚连接件；所述腿脚连接件分别与脚部连接件、腿部连接件相连接；
[0010]优选的，所述运动传递构件包括：运动转换件；所述运动转换件与腿部连接件相连接。
[0011]根据本专利技术提供的一种自发电式踝关节内外翻增稳系统，其特征在于，采用所述的自发电式踝关节内外翻增稳系统，进行自发电式踝关节内外翻增稳。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0013]1、本专利技术是全新的踝关节内外翻稳定系统设计，可以辅助行走过程中踝关节冠状
面的稳定；
[0014]2、本专利技术踝关节内外翻增稳利用电机工作在发电机状态实现，将反电动势造成的限制电机轴转动传递到踝关节，无须外部能源输入；
[0015]3、本专利技术可以轻松的穿戴在脚和小腿上，结构简单，质量轻，使用不受环境和场地的限制；
[0016]4、本专利技术专利在考虑成本性，便捷性，有效性和持久性上，针对现有辅助设备存在的问题，设计了一款满足日常行走需求的踝关节步态增稳系统。该项目的实施有助于推进相关产品的研发与应用，提高现有的踝关节功能障碍人群的生活能力。
附图说明
[0017]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0018]图1为自发电踝关节增稳系统结构图。
[0019]图2为自发电控制原理图。
[0020]图中：
[0021]1为腿部连接件
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8为电机(左侧)
[0022]3为齿轮(右侧)
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9为电机(右侧)
[0023]5为腿脚连接件兼齿条(右侧)
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10为变速器(左侧)
[0024]6为接触开关
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12为电机外壳(左侧)
[0025]7为脚套
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0027]如图1
‑
2所示，一种自发电式踝关节内外翻增稳系统，包括脚部连接件，腿部连接件，运动传递构件和自发电构件。
[0028]脚部连接件包括脚套和接触开关。脚套与脚贴合，通过魔术贴或其他方式固定在脚上。接触开关固定在脚套下方，检测走路时脚是否在地上，接触开关两端线各连接到两个电机的一侧接线端。脚套为运动传递构件提供转动副，将踝关节的内外翻旋转运动在踝关节位置处转化成运动传递构件的平移运动。
[0029]腿部连接件在小腿左右两侧贴合，通过魔术贴或其他方式固定在小腿上。腿部连接件为电机外壳提供安装位置，还为运动传递构件提供移动副。
[0030]运动传递构件包括腿脚连接件和运动转换件。腿脚连接件连接脚部连接和腿部连接件，为运动转换部件提供安装位置。运动转换部件在脚踝处将脚踝的旋转运动转换为腿脚连接件的平移运动，在小腿处将腿脚连接件的平移运动转换为电机的旋转运动，实现脚踝旋转到电机旋转的传递。
[0031]自发电构件包括电机和电机外壳。电机外壳将电机安装在腿部连接件上。当踝关
节内外翻发生时，内外翻旋转的速度越快，传递到电机上的转动就越快，形成的反向电动势就越大，对旋转的抑制作用就越大，增稳效果越强，故本系统的增稳效果是根据实际情况自动调节的。
[0032]电机不是工作在外部供电产生旋转的马达状态，而是工作在电机轴被外部运动带着旋转的发电机状态，产生反向电动势，故本系统无需额外提供动力。两侧电机同时转动，但转动方向不同，产生相反的反向电动势。两电机接线端通过接触开关闭合连接，两电机相互作为对方负载，相互限制转动。
[0033]人走路分为步态摆动相和步态支撑相，脚在地上时的支撑相需要踝关节内外翻增稳，脚在空中时踝关节内外翻自由活动。脚在地上时，接触开关闭合，若发生踝关节内外翻旋转，则该转动先在脚部连接件处转换为平移，通过运动传递构件传到腿部连接件处再讲平移转换为旋转运动，带动电机转动，电机转动产生反向电动势，给对侧电机一个往相反方向转的趋势，从而使两侧电机都无法旋转，形成稳定，无须额外能量输入。该稳定沿着腿部连接件，运动传递构件和脚部连接件传递到脚踝，实现内外翻增稳。当脚在空中时，接触开关断开，两侧电机接线端均为开路，电机可自由转动，不限制踝关节正常内外翻运动。
[0034]根据本专利技术提供的一种自发电式踝关节内外翻增稳系统，包括腿部连接件1，齿轮3，腿脚连接件兼齿条5，接触开关6，脚套7，第一电机8、第二电机9、变速器10，电机外壳12。
[0035]脚部连接件包括脚套和接触开关。脚套与脚贴合，通过魔术贴或其他方式固定在脚上。接触开关采用薄片式，通过胶水等方式固定在脚套下方，检测走路时脚是否在地上，脚在地上时接触开关闭合，接触开关两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自发电式踝关节内外翻增稳系统，其特征在于，包括：脚部连接件、腿部连接件、运动传递构件和自发电构件；所述运动传递构件与脚部连接件相连；所述脚部连接件与腿部连接件相连；所述腿部连接件与自发电构件相连；所述自发电式踝关节内外翻增稳系统实现内外翻增稳。2.根据权利要求1所述的自发电式踝关节内外翻增稳系统，其特征在于，自发电构件包括：电机和电机外壳；所述电机设置于电机外壳中。3.根据权利要求1所述的自发电式踝关节内外翻增稳系统，其特征在于，脚部连接件包括：脚套和接触开关；所述接触开关紧固连接于脚套的下方。4.根据权利要求1所述的自发电式踝关节内外翻增稳系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏海生，李智军，周梅杰，许惠，
申请(专利权)人：上海机器人产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：