[发明专利]并联结构式踝关节康复训练器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种康复工程技术领域的装置，具体是一种并联结构式踝关节康复训练器。

背景技术

每年世界上都有大量的人因为事故或疾病等原因导致身体残疾或瘫痪，失去正常的行动能力。临床医学经验表明，正确、科学的康复训练对肢体运动功能恢复和提高能够起到非常重要的作用。目前，肢体康复训练主要是通过专业护理人员人工模拟患者肢体的关节运动实现，这种方法对专业护理人员的素质要求较高，专业护理人员的劳动强度较大，对患者而言，医疗费用高，灵活性较差。为了解决这一问题，各种主动式康复设备被设计开发出来，以提高康复训练的有效性、灵活性和全面性。

本发明主要针对的是踝关节的康复训练设备。由人体解剖学可知，踝关节可视为绕定点转动的球面关节，能够实现背伸/跖屈、内翻/外翻、内旋/外旋三种运动。目前踝关节康复训练器的主要结构形式为单自由度的转动铰链，仅实现踝关节的背伸/跖屈运动，难以满足踝关节全面康复训练的要求。经对现有相关技术文献的检索发现，中国专利申请号为：200810034002.7，名称为“并联式多自由度假肢外骨骼踝关节”，该外骨骼踝关节虽然采用了多自由度并联机构，但是3-RPS型并联机构仅能实现两个方向的转动，且转动中心不固定。中国专利申请号为：200820073836.4，名称为“一种踝关节康复机器人”，该踝关节康复机器人虽然采用了具有三个转动自由度的并联机构，但是其固定的转动中心与踝关节并不重合，因此难以有效实现踝关节的康复训练。中国专利申请号为：201010600198.9，名称为“并联式踝关节康复训练器”，该康复训练器的转动中心与踝关节重合，但仅实现背伸/跖屈、内翻/外翻运动，因此康复训练并不全面。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺点，提供一种多自由度踝关节康复训练器，能够满足踝关节三个方向转动的需要，且转动中心与踝关节重合，提供主动驱动帮助患者进行踝关节康复训练。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种并联结构式踝关节康复训练器，包括：大腿支撑座、大腿支撑座内杆、大腿支撑座外杆、小腿连接套、足底支撑板、基板，其中，大腿支撑座外杆与基板固定连接；大腿支撑座与大腿支撑座内杆固定连接，大腿支撑座内杆连接在所述大腿支撑座外杆上；小腿连接套与大腿支撑座外杆固定连接，其特征在于，还包括长度能够伸缩的第一运动支链与第二运动支链，所述第一运动支链与第二运动支链的上端均通过球铰与足底支撑板连接，第一运动支链与第二运动支链的下端均通过虎克铰与基板连接；以及第三运动支链，所述第三运动支链的一端能够绕自身延伸方向回转，所述第三运动支链的上端以及下端分别通过虎克铰与足底支撑板以及基板连接。

优选的，所述大腿支撑座内杆与所述大腿支撑座外杆滑动连接，锁紧螺钉将所述大腿支撑座内杆与所述大腿支撑座外杆固定连接。

优选的，所述的第一运动支链包括：第一伸缩杆、第一直线轴承、第一外套筒、第一滚珠丝杠、第一滚珠螺母、第一轴承座、第一轴承、第一丝杠同步带轮、第一连接套筒、第一虎克铰输出轴、第一虎克铰固定基座、第一同步齿形带、第一电机同步带轮、第一电机连接板、第一伺服电机、第一导向键，其中：第一伸缩杆套接在第一直线轴承内部，第一直线轴承安装于第一外套筒上端；第一伸缩杆下端还与第一滚珠螺母固定连接，第一滚珠螺母螺纹套接在第一滚珠丝杠之上，且第一滚珠螺母还与第一导向键固定连接，第一导向键与第一外套筒内壁滑动设置；第一滚珠丝杠下端通过第一轴承支撑在第一轴承座之上，第一轴承座固定于第一外套筒下端，第一丝杠同步带轮安装于第一滚珠丝杠下端，第一丝杠同步带轮通过第一同步齿形带与第一电机同步带轮连接，第一电机同步带轮安装于第一伺服电机的输出轴，第一伺服电机通过第一电机连接板与第一外套筒固定连接，第一外套筒、第一电机连接板通过第一连接套筒与第一虎克铰输出轴固定连接；第一虎克铰输出轴转动连接在第一虎克铰固定基座上，第一虎克铰固定基座固定在基板上。所述的第二运动支链与第一运动支链结构相同。