[实用新型]三自由度踝关节主被动训练装置

说明书

技术领域

本实用新型属于医疗器械领域，具体涉及一种三自由度踝关节训练装置。

背景技术

我国老龄化问题日益严重，而中风偏瘫又是老年人中的高发病，因此针对老年人偏瘫后的康复治疗显得尤为重要。偏瘫患者踝背屈障碍由于在步行摆动相中不能克服足下垂，从而严重影响其步行能力的恢复，因此踝关节的康复对偏瘫患者的整体性康复有着极其重要的意义。

对于偏瘫患者的传统康复手段需理疗师手把手进行，消耗了大量的时间与体力，并且无法保证充足的训练时间和足够的训练强度。现有的踝关节康复仪器大多为单自由度，且其训练模式单一，无法进行高效的康复训练。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决传统踝关节偏瘫康复工作量大、效率低下和普通康复设备训练不全面、训练模式单一等问题，提供一种三自由度踝关节训练装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

三自由度踝关节训练装置，其特殊之处在于，包括：底架、用于放置脚底板的脚踝支撑机构、滑轨机构、连接机构和驱动机构；所述脚踝支撑机构通过连接机构与滑轨机构连接，所述脚踝支撑机构和滑轨机构固定于底架上；

所述脚踝支撑机构包括位于底架上的支撑柱、轴承、摇臂、安装在摇臂上可转动的踏板座和位于踏板座上方可翻转的脚踏板；所述支撑柱通过轴承与摇臂连接，所述脚踏板通过转轴与踏板座连接；

所述滑轨机构由滑轨固定框以及安装在滑轨固定框上的竖直滑动装置、水平滑动装置组成；所述水平滑动装置包括水平移动滑块以及与水平移动滑块配套使用的滑动丝杠I；所述竖直滑动装置包括竖直滑动块、与竖直滑动块配套使用的滑动丝杠II，以及供水平滑动装置上下移动的滑轨；所述水平滑动装置通过竖直滑动块和滑轨在滑轨固定框上进行上下移动；

所述连接机构包括伸缩连杆和与伸缩连杆相连的万向节；脚踝支撑机构的踏板座的一端与伸缩连杆连接，万向节与水平移动滑块连接；

所述驱动机构包括电机I，电机II和电机III，电机I通过扭矩传感器固定于踏板座上，电机I输出轴通过联轴器与脚踏板的转轴连接，驱动脚踏板转动；电机II安装于滑动丝杠II顶端并通过联轴器与其连接，驱动水平滑动装置整体上下运动；电机III安装于滑动丝杠I右端，通过联轴器驱动水平移动滑块左右移动。

进一步，所述三自由度踝关节训练装置还包括用于固定患者大腿的大腿支撑机构，所述大腿支撑机构包括固定底架一侧的支撑杆和设于支撑杆上端的托架，所述支撑杆与脚踝支撑机构的支撑柱间隔一定间距设置在底架。

进一步，所述万向节和水平移动滑块之间设置有六轴力学传感器，万向节通过六轴力学传感器与水平移动滑块相连；在竖直滑动装置与水平滑动装置移动过程中，连接机构自动调节伸缩连杆的杆长与万向节的方向，同时六轴力学传感器检测由踏板座传递出来的力学信息。

进一步，所述支撑杆的高度高于支撑柱的高度。

本实用新型提供的三自由度踝关节训练装置，运用可伸缩的连接机构连接所述脚踝支撑机构和滑轨机构，实现踝关节在3自由度空间训练，可实现对人体踝关节背屈/拓屈、内翻/外翻和内旋/外旋三自由度的康复训练，相较于现有技术，本实用新型具有以下优点：其一，所述踝关节康复训练装置整体结构简单、生产制造容易、维护方便；其二，所述踝关节康复训练装置以两个直线运动代替传统的两个旋转运动，使得脚踏板可以轻易完成环转等复合运动，灵活方便，增强了康复效果；其三，所述踝关节康复训练装置适用于偏瘫早、中、晚期患者，适应性强。

附图说明

图1为本实用新型实施例的三自由度踝关节训练装置的结构示意图；

其中，1-底架，2-支撑杆，3-托架，4-电机I，5-扭矩传感器，6-联轴器，7-踏板座﹑8-脚踏板，9-伸缩连杆，10-万向节，11-滑轨，12-电机II，13-滑动丝杠II，14-竖直滑动块，15-六轴力学传感器，16-水平移动滑块，17-滑动丝杠I，18-电机III，19-滑轨固定框，20-摇臂，21-轴承，22-支撑柱，23-转轴。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细说明。

参见图1，本实用新型实施例的三自由度踝关节训练装置，包括：底架1、用于放置脚底板的脚踝支撑机构、滑轨机构、连接机构和驱动机构；所述脚踝支撑机构通过连接机构与滑轨机构连接，所述脚踝支撑机构和滑轨机构固定于底架1上。