[实用新型]一种凸轮式三自由度脚踝康复器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种脚踝康复器，尤其涉及一种凸轮式三自由度脚踝康复器。

背景技术

在日常生活和体育运动中，踝关节扭伤最为常见，其中以踝关节韧带损伤最多。为避免由于治疗不到位而引起踝关节功能障碍等后遗症，就特别需要物理治疗来进行辅助康复治疗(如脚部放松和按摩等)，必须经过反复的循序渐进的训练使受损的踝关节得以康复。目前，已有多种类型的脚踝康复器械应用在了脚踝康复的物理治疗当中，也有专利申请公布了脚踝康复辅助器械的己有技术。

专利申请201310117264.0公开了一种可调式脚踝康复装置，该申请虽然采用了三个直线驱动器，但无法完成脚踝的外展/内收和旋前/旋后训练动作。

专利申请201510404891.1公开了一种基于三自由度并联机构的脚踝康复机器人，该申请通过并联机器人控制技术，实现四套液压伺服器协同工作，控制动平台的三个旋转自由度。这种脚踝康复机器人，驱动器数目多，结构复杂，且并联协同控制难度大，达不到脚踝康复训练的较好效果。

发明内容

本实用新型的目的旨在克服现有技术的缺点，提供一种凸轮式三自由度脚踝康复器，解决现有脚踝康复机器人，驱动器数目多，结构复杂，并联协同控制难度大，脚踝康复训练效果差的技术问题。

本实用新型是通过下面的技术方案实现的：

一种凸轮式三自由度脚踝康复器，包括：底座，其特征在于：所述底座的一个腹板上固接第一驱动电机，第一驱动电机与Ⅰ号齿轮固接，Ⅰ号齿轮与Ⅱ号齿轮啮合传动，Ⅱ号齿轮与旋转平台固接，旋转平台的中心轴与底座之间设有Ⅰ号轴承，旋转平台上固接有第二驱动电机，第二驱动电机与Ⅲ号齿轮固接，Ⅲ号齿轮与Ⅳ号齿轮啮合传动，Ⅳ号齿轮与内齿圈啮合传动，内齿圈与圆柱凸轮连接为一体，圆柱凸轮通过Ⅱ号轴承与旋转平台的中心轴连接，圆柱凸轮的轮廓面上均匀分布立置四根凸轮顶杆，四根凸轮顶杆穿过箱盖上的导向孔，使凸轮顶杆球形头与动平台的导向槽铰接，箱盖上面中心部位设有与动平台球铰的立柱，在圆柱凸轮的外围设有与箱盖和旋转平台固接的外壳。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果和优点：

1.本实用新型通过圆柱凸轮和传动系统，实现了动平台在水平方向的两个翻转自由度，达到了脚踝康复训练中的背屈/跖屈、内翻/外翻动作要求；第一驱动电机驱动底座旋转，实现了动平台绕竖直方向的转动，达到了脚踝康复训练中的外展/内收、旋前/旋后的动作要求，从而取得了脚踝康复全方位训练的良好效果。

2.本实用新型由于采用了由圆柱凸轮、凸轮顶杆以及箱盖组成的凸轮装置和传动系统，直接通过控制电机的转动幅度和转动频率，就可完成动平台的旋转和翻转角度以及运动频率的控制，避免了现有脚踝康复机器人协调控制带来的难度，使得控制更加容易。

3.本实用新型通过圆柱凸轮的运动规律，可实现动平台在水平方向的两个旋转自由度，相比多个并联机构减少了驱动的数目。

本实用新型用于脚踝的背屈/跖屈、内翻/外翻、外展/内收以及旋前/旋后的康复训练，具有控制原理简单，驱动数目少、结构紧凑的优点。

附图说明

图1为一种凸轮式三自由度脚踝康复器的结构示意图；

图2为动平台的俯视图；

图3为动平台的仰视图；

图4为箱盖的等轴侧三维结构示意图；

图5为圆柱凸轮的等轴侧三维结构示意图；

图6为底座的等轴侧三维结构示意图；

图7为第一驱动电机、Ⅰ号齿轮、底座的连接示意图；

图8为旋转平台、圆柱凸轮、内齿圈、Ⅲ号齿轮、Ⅳ号齿轮的连接示意图；

图9为动平台翻转时的原理示意图；

图10为一种凸轮式三自由度脚踝康复器的总装配示意图。

图中标号：1-动平台，1.1-导向槽，1.2-脚部限位模，1.3-箱盖上的球铰配合面，2-箱盖，2.1-导向孔，2.2-立柱，3-凸轮顶杆，3.1-凸轮顶杆球形头，4-圆柱凸轮，4.1-内部轴承配合孔，4.2-120°辐射状腹板，4.3-凸轮轮廓和内部腹板的圆筒结构，4.4-圆柱凸轮的轮廓面，5-第二驱动电机，6-Ⅲ号齿轮，7-Ⅳ号齿轮，8-内齿圈，9-第一驱动电机，10-Ⅰ号齿轮，11-Ⅱ号齿轮，12-旋转平台，12.1-旋转平台的中心轴，13-底座，13.1-第一驱动电机轴配合孔，13.2-第一驱动电机定位孔，13.3-外部轴承配合孔，13.4-旋转平台的旋转轨道，13.5-底座腹板，13.6-底座支架，14-Ⅰ号轴承，15-Ⅱ号轴承，16-外壳。