[发明专利]一种主动支链倾斜布置的踝关节康复机构

说明书

一种主动支链倾斜布置的踝关节康复机构涉及康复医疗器械领域。本发明包括基座、动平台、主动支链和约束支链；约束支链包括下转动连杆、对称连杆一、对称连杆二和上弧形连杆，下转动连杆通过轴承与底座中心轴相连；动平台包括脚挡板、上平台、下平台和两平台间的连接件，人脚相对于上平台的位置可通过脚挡板和连接件进行调节；主动支链包括第一主动支链、第二主动支链和第三主动支链，三个主动支链均为有相同倾斜角的倾斜布置的UPS支链。通过上述结构，可实现动平台在三个相互正交方向的转动，同时可以保证其转动中心与脚踝转动中心重合。本发明简单、驱动平稳、成本低，且采用主动支链倾斜布置避开机构奇异位形，具有良好的运动学性能。

技术领域

本发明涉及康复医疗器械领域，具体涉及一种辅助踝关节康复训练的并联机构。

背景技术

踝关节是人体下肢的三大关节之一，是人体运动的重要枢纽和承重关节。在日常生活中，踝关节直接参与站立、跨步、跳跃等动作，并吸收来自地面的冲击，起到保护关节的作用，但无法回避的是，人类是由四足行走的人猿进化而来的，所以在进化成两足直立行走后，人类的足部关节存在着先天的缺陷。这种先天的缺陷使得人类的踝关节成为最容易受到损伤的人体关节之一。如踝关节损伤未得到及时、正确的治疗，受损伤的本体感觉系统会加重踝关节的不稳定状态，导致再次损伤的发生几率上升，甚至引起其他关节损伤，出现不良连锁反应。所以，除了必要的药物治疗，应该配合相应阶段的康复训练，而踝关节康复机构的应用不仅可以满足康复的需要，而且还可以通过有规律的康复训练，加快康复速度。

根据人体解剖学可知，踝关节日常运动的三种最基本的方式包括：背伸/跖屈、内翻/外翻和内收/外展，可以简化为三个垂直方向的转动运动。因此，为了满足踝关节康复训练要求，本发明提出了一种具有三个转动自由度，机构转动中心与脚踝转动中心重合，能够模拟踝关节运动规律的主动支链倾斜布置的踝关节康复机构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种能满足踝关节康复运动需要，且结构相对简单、驱动平稳、使用方便的3-UPS/RRR并联式踝关节康复装置，该装置可根据不同患者的需要，调整动平台到转动中心的前后和上下距离，满足机构转动中心与患者的踝关节转动中心重合，同时采用主动支链倾斜布置避开机构奇异位形，使机构在康复运动所需的工作空间内具有良好的运动学性能。

本发明解决技术问题所采用的方案是：

一种主动支链倾斜布置的踝关节康复机构，其特征在于：包括动平台(D)、约束支链(Y)、第一主动支链(Z1)、第二主动支链(Z2)、第三主动支链(Z3)和底座(1)：所述动平台(D)包括脚挡板(13)、上平台(10)和下平台(9)，所述脚挡板(13)通过螺钉(18)调节人脚(23)与上平台(10)的相对位置，所述上平台(10)和下平台(9)通过连接件(T)连接，所述连接件(T)包括上基座(19)和下基座(20)，所述下平台(9)固连有连接杆(12)，所述连接杆(12)通过轴承一(21)与弧形连杆(11)相连构成转动副一(R1)。

进一步地，所述约束支链(Y)包括下转动连杆(16)、对称连杆一(14-1)、对称连杆二(14-2)和上弧形连杆(11)，所述下转动连杆(16)的两端固设有对称连杆一(14-1)、对称连杆二(14-2)，所述对称连杆一(14-1)和对称连杆二(14-2)关于转动副三(R3)轴线(a3)对称布置，所述对称连杆一(14-1)的上端和对称连杆二(14-2)的上端分别通过转动副二(R2)与弧形连杆(11)的两端进行连接，所述下转动连杆(16)通过轴承二(22)与底座转动轴(17)相连构成转动副三(R3)。

进一步地，所述转动副三(R3)轴线(a3)与转动副二(R2)轴线(a2)、转动副一(R1)轴线(a1)的延长线交于一点O为人体踝关节的转动中心。