踝关节康复训练装置、控制系统及踝关节康复训练机制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种踝关节康复训练装置，其包括支撑平台、第一回转平台、第一驱动器、第二回转平台及第二驱动器。支撑平台上相对地设置有两个支撑柱。第一回转平台为框架结构，其相对的两外侧各设置一个第一支撑架，所述两个第一支撑架和所述两个支撑柱对应活动配合，使第一回转平台可在水平面回转。第一驱动器和第一回转平台相连接，其驱动第一回转平台绕第一水平轴旋转。第二回转平台上设置有脚托盘，其绕垂直于第一水平轴的第二水平轴可旋转地设置于第一回转平台内。第二驱动器和第二回转平台相连接，其驱动第二回转平台绕第二水平轴旋转。所述踝关节康复训练装置整体结构简单，适合踝关节损伤患者进行康复治疗与人体平衡能力的测定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种医疗器械，尤其涉及一种可实时测定人体平衡能力的踝关节康复训练装置、控制系统及踝关节康复训练机。
技术介绍
踝关节损伤是一种常见的骨关节损伤，相关的临床医疗证明踝关节康复训练可以加快受损组织的愈合，并有利于恢复相关韧带的本体感觉，加快患者的康复速度。针对踝关节的康复训练，现有研究机构提出了各种踝关节康复装置。申请号为CN200810052248. 7的中国专利申请提出一种踝关节康复机器人，患者的患肢置于这种踝关节康复机器人的脚踏板上，可随着其中动平台的倾斜而做内翻/外翻、内收/外展及背屈/跖屈等多自由度的康复运动。但是这种踝关节康复机器人的结构和控制系统比较复杂，而且并不能对患者的平衡能力进行实时的测定。2011年8月，美国东北大学设计出虚拟踝关节与人体平衡康复训练系统，这种系统中并列安放了两个踝关节康复装置，当双脚置于两个踝关节康复装置的平台上时，可动态地测得人体重心的位置，并根据人体重心的变化情况以及相关的参数，来测试人体的平衡功能；此外，患者还可以坐在外侧，将脚置于踝关节康复装置的平台上，进行踝关节功能康复训练。但是，这种踝关节康复系统只具有两个自由度，并不能有效地模拟人体受到外界干扰时所引起的重心变化，进而不能充分对人体平衡功能进行评估。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种踝关节康复训练装置，其包括支撑平台，其上相对地设置有两个支撑柱；第一回转平台，其为框架结构，所述第一回转平台相对的两外侧各设置一个第一支撑架，所述两个第一支撑架和所述两个支撑柱对应活动配合，使所述第一回转平台可在水平面回转；第一驱动器，其和所述第一回转平台相连接，所述第一驱动器驱动所述第一回转平台绕第一水平轴旋转；第二回转平台，其上设置有脚托盘，所述第二回转平台绕第二水平轴可旋转地设置于所述第一回转平台内；及第二驱动器，其和所述第二回转平台相连接，所述第二驱动器驱动所述第二回转平台绕所述第二水平轴旋转。本专利技术一较佳实施方式中，所述两个支撑柱的顶面分别设置有同心等半径的弧形槽，所述两个第一支撑架朝向所述支撑柱的一侧分别设置有销钉，所述两个销钉和所述两个弧形槽对应配合且可相应地沿弧形槽滑动。 本专利技术一较佳实施方式中，所述第二水平轴垂直于所述第一水平轴。本专利技术一较佳实施方式中，所述踝关节康复训练装置包括两个所述第一驱动器，所述两个第一驱动器对应地设置于所述两个第一支撑架，且分别同轴相对地于两侧和所述第一回转平台相连接。本专利技术一较佳实施方式中，所述第一回转平台进一步设置有第二支撑架，所述第二支撑架设置于所述第二水平轴的延伸方向且位于所述第一回转平台的外侧，所述第二驱动器设置于所述第二支撑架上。本专利技术一较佳实施方式中，所述两个第一驱动器为直流力矩电机，均通过第一旋转轴和第一联轴器连接于所述第一回转平台。本专利技术一较佳实施方式中，所述第二驱动器为直流伺服电机，其通过第二旋转轴和第二联轴器连接于所述第二回转平台，并使所述第二回转平台绕所述第二水平轴可旋转地设置于所述第一回转平台内。本专利技术提供上述踝关节康复训练装置的控制系统，其包括压力传感器，其设置于所述第二回转平台的脚托盘上；加速度传感器，其设置于患者腰间；及控制模块，其和所述第一驱动器、所述第二驱动器、所述压力传感器及所述加速度传感器电连接；所述压力传感器和所述加速度传感器实时测量患者的信息，并传送至所述控制模块，所述控制模块根据所述信息计算患者的重心轨迹和平衡信息，并控制所述第一驱动器和所述第二驱动器分别驱动所述第一回转平台和所述第二回转平台运动。本专利技术一较佳实施方 式中，所述控制系统进一步包括显示患者信息的显示仪，所述显示仪和所述控制模块电连接。本专利技术还提供一种踝关节康复训练机，其包括两个踝关节康复训练装置，每一所述踝关节康复训练装置均包括支撑平台，其上相对地设置有两个支撑柱；第一回转平台，其为框架结构，所述第一回转平台相对的两外侧各设置一个第一支撑架，所述两个第一支撑架和所述两个支撑柱对应活动配合，使所述第一回转平台可在水平面回转；第一驱动器，其和所述第一回转平台相连接，所述第一驱动器驱动所述第一回转平台绕第一水平轴旋转；第二回转平台，其上设置有脚托盘，所述第二回转平台绕第二水平轴可旋转地设置于所述第一回转平台内，所述第二水平轴垂直于所述第一水平轴；及第二驱动器，其和所述第二回转平台相连接，所述第二驱动器驱动所述第二回转平台绕所述第二水平轴旋转；及所述踝关节康复训练装置的控制系统，其包括压力传感器，其设置于所述第二回转平台的脚托盘上；加速度传感器，其设置于患者腰间；及控制模块，其和所述第一驱动器、所述第二驱动器、所述压力传感器及所述加速度传感器电连接；所述压力传感器和所述加速度传感器实时测量患者的信息，并传送至所述控制模块，所述控制模块根据所述信息解算患者的重心轨迹，并控制所述第一驱动器和所述第二驱动器调节患者的平衡。本专利技术一较佳实施方式中，所述踝关节康复训练机包括底座，所述两个踝关节康复训练装置与患者的左右脚相对应地设置于所述底座。本专利技术一较佳实施方式中，所述踝关节康复训练机进一步包括供患者扶持的扶手架，所述扶手架设置于所述底座上。相较于现有技术，本专利技术提供的踝关节康复训练装置具有以下优点其一、所述踝关节康复训练装置整体结构简单，结合踝关节康复机器人与人体平衡功能检测仪的优点进行改进，整体结构简单、易于控制，利用所述第一回转平台在水平面的回转，配合所述第一驱动器和所述第二驱动器，可以有效地带动踝关节在3个自由度进行相应的康复训练。其二、所述踝关节康复训练装置配合所述控制系统进行踝关节康复训练时，可以利用所述压力传感器和所述加速度传感器实时地感测患者的脚底压力信息和患者身体位置变化信息，并利用所述控制模块进行处理分析后控制所述第一驱动器和所述第二驱动器，根据患者的身体变化情况，采用辅助控制模式或阻抗控制模式做出相应的动作，协助患者的踝关节进行康复训练。其三、由所述踝关节康复训练装置和所述控制系统构成的所述踝关节康复训练机可以有效地模拟实际情况下患者足底位姿的变化，符合人体平衡测试、评估及医学研究的需求；可以较一般平衡测定仪更加真实地体验外界的干扰模拟，更加真实地测定人体的平衡能力；采用所述压力传感器和所述加速度传感器感测的信号进行融合，可以提高人体平衡能提的评估能力；便于维护，适于推广应用。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举实施例，并配合附图，详细说明如下。 附图说明图1为本专利技术第一实施例提供的踝关节康复训练装置的示意图。图2为图1所示踝关节康复训练装置的分解示意图。图3为本专利技术第二实施例提供的图1所示踝关节康复训练装置的控制系统的示意图。图4为本专利技术第三实施例提供的踝关节康复训练机的示意图。具体实施例方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。请一并参阅图1和图2，本专利技术第一实施例提供一种踝关节康复训练装置100，其包括支撑平台10、第一回转平台20、第一驱动器30、第二回转平台40及第二驱动器50。所述支撑平台10上相对地设置有两个支撑柱11，用于支撑所述第一回转平台20和所述第二回转平台40。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种踝关节康复训练装置，其特征在于：所述踝关节康复训练装置包括：支撑平台，其上相对地设置有两个支撑柱；第一回转平台，其为框架结构，所述第一回转平台相对的两外侧各设置一个第一支撑架，所述两个第一支撑架和所述两个支撑柱对应活动配合，使所述第一回转平台可在水平面回转；第一驱动器，其和所述第一回转平台相连接，所述第一驱动器驱动所述第一回转平台绕第一水平轴旋转；第二回转平台，其上设置有脚托盘，所述第二回转平台绕第二水平轴可旋转地设置于所述第一回转平台内；及第二驱动器，其和所述第二回转平台相连接，所述第二驱动器驱动所述第二回转平台绕所述第二水平轴旋转。

【技术特征摘要】
1.一种踝关节康复训练装置，其特征在于所述踝关节康复训练装置包括 支撑平台，其上相对地设置有两个支撑柱； 第一回转平台，其为框架结构，所述第一回转平台相对的两外侧各设置一个第一支撑架，所述两个第一支撑架和所述两个支撑柱对应活动配合，使所述第一回转平台可在水平面回转； 第一驱动器，其和所述第一回转平台相连接，所述第一驱动器驱动所述第一回转平台绕第一水平轴旋转； 第二回转平台，其上设置有脚托盘，所述第二回转平台绕第二水平轴可旋转地设置于所述第一回转平台内；及 第二驱动器，其和所述第二回转平台相连接，所述第二驱动器驱动所述第二回转平台绕所述第二水平轴旋转。2.如权利要求1所述的踝关节康复训练装置，其特征在于，所述两个支撑柱的顶面分别设置有同心等半径的弧形槽，所述两个第一支撑架朝向所述支撑柱的一侧分别设置有销钉，所述两个销钉和所述两个弧形槽对应配合且可相应地沿弧形槽滑动。3.如权利要求1所述的踝关节康复训练装置，其特征在于，所述第二水平轴垂直于所述第一水平轴。4.如权利要求1所述的踝关节康复训练装置，其特征在于，所述踝关节康复训练装置包括两个所述第一驱动器，所述两个第一驱动器对应地设置于所述两个第一支撑架，且分别同轴相对地于两侧和所述第一回转平台相连接。5.如权利要求1所述的踝关节康复训练装置，其特征在于，所述第一回转平台进一步设置有第二支撑架，所述第二支撑架设置于所述第二水平轴的延伸方向且位于所述第一回转平台的外侧，所述第二驱动器设置于所述第二支撑架上。6.如权利要求1所述的踝关节康复训练装置，其特征在于，所述两个第一驱动器为直流力矩电机，均通过第一旋转轴和第一联轴器连接于所述第一回转平台。7.如权利要求1所述的踝关节康复训练装置，其特征在于，所述第二驱动器为直流伺服电机，其通过第二旋转轴和第二联轴器连接于所述第二回转平台，并使所述第二回转平台绕所述第二水平轴可旋转地设置于所述第一回转平台内。8.如权利要求1 7任一项所述踝关节康复训练装置的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括 压力传感器，其设置于所述第二回转平台的脚托盘上； 加速度传感器，其设...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国如，王永奉，
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：