[发明专利]一种踝关节康复系统

说明书

本发明涉及一种踝关节康复系统，上位机连接电机控制器，发送运动模式指令到电机控制器，对电机控制器进行控制；电机控制器连接设置在机械传动装置上的直流无刷电机，输出对直流无刷电机的控制信号，对其进行控制；同时接收设置于机械传动装置上电感式脉冲编码器反馈的电机位置信号，对机械传动装置进行闭环控制。本发明对踝关节康复设备发出命令并对机器人的动作和运行状况进行监测及控制，保证机器人按照要求有效的配合患者完成踝关节康复训练，精度高，抗干扰能力强，采集的电压信号抖动较小，方便处理，保证电机位置的准确控制就是保证康复的安全性。

技术领域

本发明涉及辅助医疗康复训练设备领域，具体地说是一种踝关节康复系统。

背景技术

康复机器人作为医疗机器人的一个重要分支，它的研究贯穿了康复医学、生物力学、机械学、机械力学、电子学、材料学、计算机科学以及机器人学等诸多领域，已经成为了国际机器人领域的一个研究热点。

踝关节损伤以踝关节韧带损伤最为常见，如果治疗不及时或不彻底，容易导致踝关节韧带过度松弛，关节不稳，易引起反复扭伤，造成踝关节功能障碍等后遗症，严重的将影响行走功能。在大多脚踝受伤的病例中，经过医院的治疗后，康复时间一般为6-18个月，在这期间，大多数人不能够正常行走，会明显的感到疼痛，此时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。

目前市场上已有的踝关节康复训练设备功能简单，对踝关节运动功能的恢复存在不足，不能实现自动化连续往复缓慢活动，并且使用不当易造成踝关节的再次损伤，一些医院临床用的器械价格昂贵，且需要专业人士指导使用，不利于家庭使用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种可以对踝关节康复设备发出命令并对机器人的动作和运行状况进行监测及控制，保证机器人按照要求有效的配合患者完成踝关节康复训练的踝关节康复系统。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种踝关节康复系统，上位机连接电机控制器，发送运动模式指令到电机控制器，对电机控制器进行控制；

电机控制器连接设置在机械传动装置上的直流无刷电机2，输出对直流无刷电机2的控制信号，对其进行控制；同时接收设置于机械传动装置上电感式脉冲编码器1反馈的电机位置信号，对机械传动装置进行闭环控制。

所述机械传动装置包括：

电感式脉冲编码器1同轴连接直流无刷电机2，另一端连接电机控制器，发送电机控制器的控制信号，同时根据直流无刷电机2的转动生成相应的脉冲信号，并反馈到电机控制器；

扭矩传感器5一端通过输入联轴器16同轴连接到减速箱3，减速箱3同轴连接直流无刷电机2；另一端通过输出联轴器14同轴连接输出轴，输出轴通过连接件7连接脚踏板9。

所述输出轴包括固定于底板10上的轴承支座6，在轴承支座6内设置两个低脂润滑脂封入型滚珠轴承，两个轴承内圈由套筒轴向固定，外圈由轴肩和轴承端盖13进行轴向固定。

还包括角度传感器支座12固定于轴承端盖13上，外壳11通过螺纹连接角度传感器支座12，角度传感器8通过外壳11固定其外圈，内圈套在D形轴上，实时检测出轴的转动角度。

所述轴承端盖13通过螺纹固定在轴承支座6上，且内设置限位滑槽，与固定设置于连接件7上的销子15配合，用于对踝关节转动的机械限位。

所述直流无刷电机2为设置有霍尔传感器的盘式直流无刷电机，通过霍尔传感器检测当前电机转子位置，生成对应方向的激励电流，驱动直流无刷电机2转动。

所述扭矩传感器5采用应变片电测技术。

所述输入联轴器16和输出联轴器14为法兰联轴器，通过平键与轴进行联接，并通过紧定螺钉来消除传动间隙。