[发明专利]踝关节训练适配件、康复训练设备及其训练控制方法

权利要求书

1.一种踝关节训练适配件，其特征在于，包括：

脚部适配器，所述脚部适配器包括调节器、踝关节位置调节机构、踏板和设置在所述踏板上的脚部固定件，所述踝关节位置调节机构一端与所述调节器连接、另一端与所述踏板连接；以及

运动控制主机，所述运动控制主机包括驱动装置和控制模块，所述驱动装置包括电机和与所述电机相连接的减速器，所述调节器与所述减速器连接相对所述减速器的输出轴能够转动，所述控制模块与所述电机连接；

其中，所述控制模块包括：

角位置变化检测模块，用于检测患肢的主动运动带动所述调节器同步运动而产生的角位置变化；

电机电流变化检测模块，用于检测患肢对所述调节器施加力矩而产生的电机驱动中的电流变化；以及

模式选择模块，与所述角位置变化检测模块及所述电机电流变化检测模块分别连接，以根据所述角位置变化及/或所述电流变化选择采用固有阻力模式、拉伸模式、辅助和阻力模式、或诱发主动运动模式。

2.根据权利要求1所述的踝关节训练适配件，其特征在于，所述踝关节位置调节机构为由一第一连接杆和一第二连接杆交叉连接在一起的十字交叉连接杆。

3.根据权利要求2所述的踝关节训练适配件，其特征在于，所述第一连接杆与所述第二连接杆的交叉位置能够调节，所述踏板能够调整地连接在所述第一连接杆的远离所述交叉位置的一端上，所述调节器连接在所述第二连接杆的远离所述交叉位置的一端上。

4.根据权利要求3所述的踝关节训练适配件，其特征在于，所述第二连接杆上沿其长度方向上设置有调节用滑槽，所述第一连接杆套设在所述第二连接杆上沿所述第一连接杆的长度方向能够滑动，且所述第一连接杆上设置有与所述调节用滑槽相对应的供定位锁紧件穿过的定位孔。

5.根据权利要求4所述的踝关节训练适配件，其特征在于，所述踏板通过一踏板固定件与所述第一连接杆连接，所述踏板固定件能够调整地设置在所述第一连接杆上，且所述踏板固定件的调整方向为上下方向。

6.根据权利要求1所述的踝关节训练适配件，其特征在于，所述调节器与所述减速器之间设置有限位电机旋转运动的限位机构，所述限位机构包括限位槽和限位块，所述限位槽和限位块设置在所述调节器的与所述减速器相对的端面上，所述减速器的与所述调节器相对的端面上设置有与所述限位槽对应的滚子。

7.根据权利要求1所述的踝关节训练适配件，其特征在于，所述脚部固定件具有鞋子形状；或，所述脚部固定件包括脚背固定带和脚跟限位带，所述脚背固定带和所述脚跟限位带皆直接设置在所述踏板上。

8.一种踝关节康复训练设备，其特征在于，包括：

带滑轨的滑动底座；

高度调节机构，所述高度调节机构安装在所述滑动底座上；

如权利要求1-7中任意一项所述的踝关节训练适配件，所述踝关节训练适配件安装在所述高度调节机构上；

显示装置，所述显示装置通过屏幕支架可调支撑于所述运动控制主机的上方；以及

旋转式训练座椅，设置在所述滑轨上相对所述踝关节训练适配件位置可调节。

9.根据权利要求8所述的踝关节康复训练设备，其特征在于，所述旋转式训练座椅包括座椅体、座椅体底托板和座椅升降机构，所述座椅体通过所述座椅体底托板安装在所述座椅升降机构的上端。

10.一种采用如权利要求8-9中任意一项所述踝关节康复训练设备进行踝关节康复训练的控制方法，其特征在于，包括：

固有阻力模式控制：所述角位置变化检测模块检测患肢的主动运动带动所述脚部适配器同步运动而产生的角位置变化，所述模式选择模块根据单位时间内所述角位置变化，控制电机驱动产生沿着与所述角位置变化方向相同的电流控制量，克服机械阻力驱动电机带动所述脚部适配器沿着与患肢运动方向相同的方向运动；

拉伸模式控制：所述电机电流变化检测模块检测由于患肢对所述脚部适配器施加力矩而产生的电机驱动中的电流变化，所述模式选择模块根据电流变化调节电机转动速度和范围以调节所述患肢的转动速度和范围用于拉伸患肢肌肉；

辅助和阻力模式控制：所述角位置变化检测模块检测所述脚部适配器的角位置变化，所述模式选择模块根据所述角位置变化，计算出所需的与患肢运动方向相同的辅助力或者与患肢运动方向相反的阻力的大小，以控制所述电机对所述脚部适配器施加所述辅助力或阻力，以便所述患肢进行辅助训练或阻力训练；

诱发主动运动模式控制：所述角位置变化检测模块检测由于患肢对所述脚部适配器施加力矩而产生的电流变化，所述模式选择模块由所检测出的所述电流变化计算出因患肢的自主运动而产生的力矩变化，在所述的力矩变化小于一特定值时控制所述电机驱动以带动患肢做示范性的被动运动，并把肢体的运动以视觉或听觉的方式反馈给患者，随后让患者做自主运动，并将改变比例后的力矩变化反馈给患者。