[发明专利]一种踝关节康复训练机器人系统有效

专利信息
申请号: 201710406602.0 申请日: 2017-06-02
公开(公告)号: CN107157711B 公开(公告)日: 2019-05-31
发明(设计)人: 程刚;郭锋;山显雷;张慧珍;乔智;徐庭钰 申请(专利权)人: 中国矿业大学
主分类号: A61H1/02 分类号: A61H1/02
代理公司: 南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) 32249 代理人: 彭雄
地址: 221000 江苏省徐州*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 踝关节 康复训练 机器人 系统
【说明书】:

发明公开了一种踝关节康复训练机器人系统,其特征在于:包括PUS+S型并联关节训练单元、运动监测与控制单元和腿部支撑单元,其中PUS+S型并联踝关节训练单元,用于提供脚掌的定位和模拟人体踝关节的实际运动对人体受损踝关节进行康复训练;所述PUS+S型并联关节训练单元包括脚掌定位固定软槽、旋转训练平台、三个以上的PUS型运动支链、中间支柱以及训练单元底座;所述PUS型运动支链包括球铰链、连接头、连接杆、虎克铰链和虎克铰链支撑座;本发明提供了一种结构简单,使用方便,运动模拟准确,康复训练强度可调,运动失稳可控制的踝关节康复训练机器人系统。

技术领域

本发明涉及一种医疗康复工程技术领域的装置,尤其是一种踝关节康复训练机器人系统。

背景技术

踝关节是连接人体小腿与足部的重要负重关节,我国目前是发展中国家,人口基数大,劳动强度相对较高,踝关节疾患发病率高,尤其是踝关节创伤性关节炎,给病人带来了难以忍受的痛苦,严重影响病人的工作和生活质量。随着医疗技术的不断发展,踝关节置换术成为了踝关节疾病患者重要的医疗手段,但在后期康复训练过程中,正确、科学的康复训练对于人体踝关节运动工程的恢复和提高是十分重要的,目前国内肢体康复主要通过专业医护人员人工模拟关节的运动过程帮助患者进行康复训练,这种措施对于医护人员素质要求较高,同时增大的医护人员的劳动强度。市面上针对踝关节康复训练的装置相对较少,并且现有的关节训练器不能很好的模拟人体踝关节的运动过程。这种情况导致医疗成本的增加,治疗普遍性较差。为了解决这一问题,各种主动式踝关节训练装置被设计开发出来,以提高患者康复训练的有效性,普遍性和全面性,减少医疗成本。

本发明主要是针对踝关节康复训练的机器人系统。踝关节是人体运动机能实现的重要关节,根据人体解剖学,人体踝关节可以简化为绕定点转动的球面关节,具有背伸/跖展,内翻/外翻,内旋/外旋三种运动形式,目前现有的关于踝关节康复训练的装置存在以下几方面的问题,1、康复训练设备过于复杂;2、人体踝关节运动模拟不准确;3、关节转动中心不固定;4、康复强度不可调;5、运动失稳情况不可控等情况。

发明内容

发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种结构简单,使用方便,运动模拟准确,康复训练强度可调,运动失稳可控制的踝关节康复训练机器人系统。

技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:

一种踝关节康复训练机器人系统,包括PUS+S型并联关节训练单元(20)、运动监测与控制单元(45)和腿部支撑单元(10),其中:

所述腿部支撑单元(10)用于患者处于坐姿状态时,对大腿及小腿部分进行支撑;且所述腿部支撑单元(10)与所述PUS+S型并联关节训练单元(20)通过连接板(30)进行固定连接;

所述PUS+S型并联关节训练单元(20)包括脚掌定位固定软槽(22)、旋转训练平台(23)、三个以上的PUS型运动支链(24)、中间支柱(26)以及训练单元底座(27);所述训练单元底座(27)上固定有直线运动模组(25),而所述旋转训练平台(23)上设置有支链安装座,且所述直线运动模组(25)、支链安装座与PUS型运动支链(24)一一对应;所述直线运动模组(25)包括伺服电机(28)、软齿带(42)、滑块(29)、一对张紧轮(47)、直线导轨(31)、传动齿轮一(43)和传动齿轮二(40);所述传动齿轮一(43)固定在直线导轨(31)下端,传动齿轮二(40)固定在直线导轨(31)上端,所述传动齿轮一(43)通过软齿带(42)与传动齿轮二(40)传动连接,所述伺服电机(28)通过联轴器与传动齿轮一(43)传动连接;所述滑块(29)与直线导轨(31)滑动连接,所述软齿带(42)的一端固定在一对张紧轮(47)的其中一个上,所述软齿带(42)的另一端固定在一对张紧轮(47)的另一个上;而所述张紧轮(47)固定在滑块(29)上;滑块(29)上还固定有导向轮(41),且所述导向轮(41)与软齿带(42)传动连接;

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