一种欠驱三自由度踝关节康复装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种欠驱三自由度踝关节康复装置，包括脚板转动机构、动力机构、跖屈背伸和内翻外翻传动机构、内旋外旋传动机构、调节机构一和调节机构二，所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构与所述脚板转动机构连接，所述内旋外旋传动机构与所述脚板转动机构连接，所述调节机构一与所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构连接，所述调节机构二与所述内旋外旋传动机构连接，本发明专利技术的康复训练功能全面，可调功能多样，能够契合不同患者所需要的训练姿态及对踝关节康复的全范围康复需求，使用一个动力源实现三个自由度的运动，更具成本优势，结构简单，运动更加可靠。更加可靠。更加可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种欠驱三自由度踝关节康复装置


[0001]本专利技术属于医疗康复训练装置
，尤其涉及一种欠驱三自由度踝关节康复装置。

技术介绍

[0002]目前偏瘫和中风患者的下肢康复训练已经得到国内外研究人员的关注，随着该类患者以及下肢运动障碍患者的日益增多，恢复这类人群的生活能力以及康复训练已成为迫切需要。因此，设计一款可以对残疾踝关节和肌肉群进行康复训练和神经功能恢复的机器人系统具有重要意义。
[0003]但是，目前大多踝关节康复机器人可调节的运动方式单一，其运动自由度只能用于背屈/足底屈曲康复训练，不能契合不同患者所需要的训练姿态及对踝关节康复的全范围康复需求或者只能用于背屈/跖屈、内翻/外翻、内旋/外旋的其中两种功能，并不能满足实际康复训练的要求：如申请号为CN201610217608.9的专利技术专利仅能实现踝关节内旋外旋康复训练或者需要多个电机实现踝关节多自由度的康复训练；申请号为CN201510889071.6 的专利技术专利需要采用三个动力源实现踝关节三个自由度的康复训练；申请号为 CN202010413160.4的专利技术专利的内旋外旋运动为被动自由度，难以产生有效的内旋外旋康复训练。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种欠驱三自由度踝关节康复装置，解决了现有踝关节康复机器人可调节的运动方式单一、运动功能不全以及运动功能全面的装置采用的动力源太多的问题。
[0005]本专利技术提供一种欠驱三自由度踝关节康复装置，包括脚板转动机构、动力机构、跖屈背伸和内翻外翻传动机构、内旋外旋传动机构、调节机构一和调节机构二，所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构与所述脚板转动机构连接，所述内旋外旋传动机构与所述脚板转动机构连接，所述调节机构一与所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构连接，所述调节机构二与所述内旋外旋传动机构连接，所述脚板转动机构为脚掌实现跖屈背伸、内翻外翻和内旋外旋康复训练提供结构基础，所述动力机构为装置提供单向圆周运动，所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构将所述动力机构提供的单向圆周运动转换为脚掌跖屈背伸和内翻外翻耦合康复训练所需的循环交替运动，实现脚掌全方位的跖屈背伸和内翻外翻康复训练，所述内旋外旋传动机构将所述动力机构提供的单向圆周运动转化为脚掌内旋外旋所需要的一定角度的循环往复转动运动，所述调节机构一用于控制所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构的运动范围及启停，所述调节机构二用于控制所述内旋外旋传动机构的启停。
[0006]进一步的，所述脚板转动机构包括脚撑板、球头套座、球头杆、安装板、转轴、第一轴承和第二轴承，所述安装板设有轴承安装孔，所述第二轴承安装在所述轴承安装孔内，所述转轴的顶端和中下部依次与所述第一轴承的内圈和所述第二轴承的内圈过盈连接，所述
球头杆包括球头部和杆部，所述杆部底端与所述转轴的顶端连接，所述球头套座顶部与所述脚撑板的底面固定，所述球头套座套在所述球头部上，使得所述球头套座与所述球头杆铰接。
[0007]进一步的，所述动力机构包括从动齿轮、主动齿轮、电机和减速机，所述减速机固定在所述安装板的侧面，所述电机的转轴与所述减速机的输入端连接，所述减速机的输出轴上固定所述主动齿轮，所述从动齿轮键连接在所述转轴上，所述从动齿轮和所述主动齿轮相互啮合。
[0008]进一步的，所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构包括调节圆板、顶杆一、顶杆二、所述脚撑板底面的圆形滑槽一、T型滑块，所述调节圆板中心设有通孔一，所述调节圆板在靠近其边缘处设有通孔二，所述杆部穿入所述通孔一内，且所述杆部与所述调节圆板固定，所述顶杆一穿入所述通孔二内，且所述顶杆一与所述调节圆板固定，所述顶杆一的底端与所述顶杆二的顶端固定，所述顶杆二的底部设有一个圆环，所述圆环与所述转轴键连接，所述球头套座位于所述圆形滑槽一的中心，所述T型滑块两侧均设有肩部，所述圆形滑槽一两侧设有腔室，每个所述肩部对应卡在一个对应的腔室内，使得所述T型滑块可沿着所述圆形滑槽一的轨迹滑动，所述顶杆一的顶部用链环与所述T型滑块的底部相连。
[0009]进一步的，所述调节机构一设置在与所述顶杆一同一侧的位置，所述调节机构一包括支撑板、轴座一、螺栓一、夹爪一和手柄一，所述支撑板竖直固定在所述安装板的一侧，所述支撑板的顶端固定所述轴座一，所述螺栓一穿入所述轴座一内，所述螺栓一尾部伸出所述轴座一，所述夹爪一设有连接孔，所述连接孔穿入所述螺栓一靠近其尾部的位置，所述螺栓一尾部设有螺纹，所述螺栓一尾部螺纹连接一个螺母，所述螺母和所述轴座一的一个侧面将所述夹爪一限位在两者之间，所述夹爪一夹住所述调节圆板的边缘，所述夹爪一后方固定所述手柄一，所述夹爪一能够绕着所述螺栓一转动，使得所述调节圆板能够在一定范围内上下浮动，使得所述顶杆一在其轴向上升降，当所述顶杆一的顶部高度低于所述球头套座的顶部高度时，所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构停止其作用，当所述顶杆一的顶部高度超出所述球头套座顶部的高度时，所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构发挥作用，且所述顶杆一顶部高度超出所述球头套座顶部的范围变化可转化为所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构的运动范围。
[0010]进一步的，所述内旋外旋传动机构包括圆盘、滑槽连杆、中心轴、连杆一、连杆二、连杆三、滑块平台、滑块一、滑块二、滑块三、弹性绳，所述转轴底端伸出所述第二轴承，所述转轴底端与所述圆盘的中心固定，所述圆盘底面设有圆形滑槽二，所述滑槽连杆一端设有一段沿所述滑槽连杆轴向的直线滑槽一，所述圆形滑槽二套在所述滑块一顶端，所述滑块一的底端悬挂在所述直线滑槽一内，所述滑块一可在所述圆形滑槽二内滑动，所述滑块一可沿所述直线滑槽一滑动，所述圆形滑槽二内设有一块挡块，所述挡块的厚度小于所述圆形滑槽二的深度，所述挡块可将所述滑块一的滑动限位住，所述中心轴一端固定在所述安装板的底部，另一端穿入所述滑槽连杆的中部，所述滑槽连杆可绕着所述中心轴旋转，所述连杆一的底端固定在所述滑槽连杆另一端的顶面，所述连杆一的顶端与所述连杆二的一端铰接，所述连杆二的另一端与所述连杆三的一端铰接，所述连杆三的另一端与所述脚撑板通过链环相接，所述滑块平台固定在所述安装板上且与圆盘相对的一侧，所述滑块平台上设有直线滑槽二，所述连杆二设有直线滑槽三，所述滑块二可在所述直线滑槽二内滑动，所
述滑块三可在所述直线滑槽三内滑动，所述滑块二和所述滑块三之间用所述弹性绳连接。
[0011]进一步的，所述调节机构二包括轴座二、螺栓二、夹爪二和手柄二，所述轴座二固定在所述安装板底部，所述螺栓二固定在所述轴座二上，所述夹爪二夹住所述滑槽连杆，所述轴座二为双耳座，且所述夹爪二套设在所述螺栓二位于所述轴座二两耳之间的部位，使得所述夹爪二能够绕着所述螺栓二转动，所述手柄二固定在所述夹爪二的后方。
[0012]本专利技术具有如下有益效果：
[0013]1.本专利技术能够实现跖屈背伸、内翻外翻和内旋外旋三个自由度的踝关节康复训练，康复训练功能全面，本专利技术的调节功能多样，通过控制调节机构一，可以控制跖屈背伸和内翻外翻传动机构的运动范围及启停，通过控制调节机构二，可以控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种欠驱三自由度踝关节康复装置，其特征在于，包括脚板转动机构(100)、动力机构(200)、跖屈背伸和内翻外翻传动机构(300)、内旋外旋传动机构(400)、调节机构一(500)和调节机构二(600)，所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构(300)与所述脚板转动机构(100)连接，所述内旋外旋传动机构(400)与所述脚板转动机构(100)连接，所述调节机构一(500)与所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构(300)连接，所述调节机构二(600)与所述内旋外旋传动机构(400)连接，所述脚板转动机构(100)为脚掌实现跖屈背伸、内翻外翻和内旋外旋康复训练提供结构基础，所述动力机构(200)为装置提供单向圆周运动，所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构(300)将所述动力机构(200)提供的单向圆周运动转换为脚掌跖屈背伸和内翻外翻耦合康复训练所需的循环交替运动，实现脚掌全方位的跖屈背伸和内翻外翻康复训练，所述内旋外旋传动机构(400)将所述动力机构(200)提供的单向圆周运动转化为脚掌内旋外旋所需要的一定角度的循环往复转动运动，所述调节机构一(500)用于控制所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构(300)的运动范围及启停，所述调节机构二(600)用于控制所述内旋外旋传动机构(400)的启停。2.如权利要求1的一种欠驱三自由度踝关节康复装置，其特征在于，所述脚板转动机构(100)包括脚撑板(110)、球头套座(120)、球头杆(130)、安装板(140)、转轴(150)、第一轴承(160)和第二轴承(170)，所述安装板(140)设有轴承安装孔(141)，所述第二轴承(170)安装在所述轴承安装孔(141)内，所述转轴(150)的顶端和中下部依次与所述第一轴承(160)的内圈和所述第二轴承(170)的内圈过盈连接，所述球头杆(130)包括球头部(131)和杆部(132)，所述杆部(132)底端与所述转轴(150)的顶端连接，所述球头套座(120)顶部与所述脚撑板(110)的底面固定，所述球头套座(120)套在所述球头部(131)上，使得所述球头套座(120)与所述球头杆(130)铰接。3.如权利要求2的一种欠驱三自由度踝关节康复装置，其特征在于，所述动力机构(200)包括从动齿轮(210)、主动齿轮(220)、电机(230)和减速机(240)，所述减速机(240)固定在所述安装板(140)的侧面，所述电机(230)的转轴(150)与所述减速机(240)的输入端连接，所述减速机(240)的输出轴上固定所述主动齿轮(220)，所述从动齿轮(210)键连接在所述转轴(150)上，所述从动齿轮(210)和所述主动齿轮(220)相互啮合。4.如权利要求2的一种欠驱三自由度踝关节康复装置，其特征在于，所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构(300)包括调节圆板(310)、顶杆一(320)、顶杆二(330)、所述脚撑板(110)底面的圆形滑槽一(340)、T型滑块(350)，所述调节圆板(310)中心设有通孔一(311)，所述调节圆板(310)在靠近其边缘处设有通孔二(312)，所述杆部(132)穿入所述通孔一(311)内，且所述杆部(132)与所述调节圆板(310)固定，所述顶杆一(320)穿入所述通孔二(312)内，且所述顶杆一(320)与所述调节圆板(310)固定，所述顶杆一(320)的底端与所述顶杆二(330)的顶端固定，所述顶杆二(330)的底部设有一个圆环(331)，所述圆环(331)与所述转轴(150)键连接，所述球头套座(120)位于所述圆形滑槽一(340)的中心，所述T型滑块(350)两侧均设有肩部(351)，所述圆形滑槽一(340)两侧设有腔室(341)，每个所述肩部(351)对应卡在一个对应的腔室(341)内，使得所述T型滑块(350)可沿着所述圆形滑槽一(340)的轨迹滑动，所述顶杆一(320)的顶部用链环(700)与所述T型滑块(350)的底部相连。5.如权利要求4的一种欠驱三自由度踝关节康复装置，其特征在于，所述调节机构一(500)设置在与所述顶杆一(320)同一侧的位置，所述调节机构一(500)包括支撑板(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：马书根，刘玉坤，袁建军，鲍晟，贾文川，杜亮，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：