[发明专利]一种主动支链倾斜布置的踝关节康复机构

摘要

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。

主权项

1.一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)包括上平台(10)、下平台(9)和脚挡板(13)，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)，所述连接件(T)通过调节螺钉进行上下平台间相对位置调节，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)，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)与上弧形连杆(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)；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；所述主动支链包括第一主动支链(Z1)、第二主动支链(Z2)和第三主动支链(Z3)，所述第一主动支链(Z1)、第二主动支链(Z2)和第三主动支链(Z3)均为倾斜布置但连接位置均匀分布在下平台(9)和底座(1)之间的UPS支链；所述第一主动支链(Z1)包括依次连接的第一主动支链轴承座(2‑1)、第一主动支链U副连接件一(3‑1)、第一主动支链U副连接件二(4‑1)、第一主动支链电动推杆式线性驱动器(P1)、第一主动支链球副连杆(5‑1)、第一主动支链球副组件一(6‑1)、第一主动支链球副组件二(7‑1)、第一主动支链球副固定座(8‑1)，所述第一主动支链球副固定座(8‑1)与下平台(9)固定连接，所述第一主动支链轴承座一(2‑1)与底座(1)固定连接，所述第一主动支链球副连杆(5‑1)与第一主动支链U副连接件二(4‑1)连接在第一主动支链电动推杆式线性驱动器(P1)上；所述第一主动支链球副固定座(8‑1)与第一主动支链球副组件二(7‑1)构成第一主动支链第一转动副(K11)，第一主动支链球副组件二(7‑1)与第一主动支链球副组件一(6‑1)构成第一主动支链第二转动副(K12)，第一主动支链球副组件一(6‑1)与第一主动支链球副连杆(5‑1)构成第一主动支链第三转动副(K13)，第一主动支链第一转动副(K11)、第一主动支链第二转动副(K12)与第一主动支链第三转动副(K13)三者相交于一点，并且第一主动支链第一转动副(K11)、第一主动支链第三转动副(K13)的轴线分别与第一主动支链第二转动副(K12)的轴线正交，构成第一主动支链球副(S1)，所述第一主动支链轴承座(2‑1)与第一主动支链U副连接件一(3‑1)构成第一主动支链第四转动副(K14)，第一主动支链U副连接件一(3‑1)与第一主动支链U副连接件二(4‑1)构成第一主动支链第五转动副(K15)，第一主动支链第四转动副(K14)的轴线与第一主动支链第五转动副(K15)的轴线相互垂直，构成第一主动支链虎克副(U1)，所述第一主动支链(Z1)的上端通过第一主动支链球副(S1)与下平台(9)连接，所述第一主动支链(Z1)的下端通过第一主动支链虎克副(U1)与底座(1)连接；所述第二主动支链(Z2)包括依次连接的第二主动支链轴承座(2‑2)、第二主动支链U副连接件一(3‑2)、第二主动支链U副连接件二(4‑2)、第二主动支链电动推杆式线性驱动器(P2)、第二主动支链球副连杆(5‑2)、第二主动支链球副组件一(6‑2)、第二主动支链球副组件二(7‑2)、第二主动支链球副固定座(8‑2)，所述第二主动支链球副固定座(8‑2)与下平台(9)固定连接，所述第二主动支链轴承座(2‑2)与底座(1)固定连接，所述第二主动支链球副连杆(5‑2)与第二主动支链U副连接件二(4‑2)连接在第二主动支链电动推杆式线性驱动器(P2)上；所述第二主动支链球副固定座(8‑2)与第二主动支链球副组件二(7‑2)构成第二主动支链第一转动副(K21)，第二主动支链球副组件二(7‑2)与第二主动支链球副组件一(6‑2)构成第二主动支链第二转动副(K22)，第二主动支链球副组件一(6‑2)与第二主动支链球副连杆(5‑2)构成第二主动支链第三转动副(K23)，第二主动支链第一转动副(K21)、第二主动支链第二转动副(K22)与第二主动支链第三转动副(K23)三者相交于一点，并且第二主动支链第一转动副(K21)、第二主动支链第三转动副(K23)的轴线分别与第二主动支链第二转动副(K22)的轴线正交，构成第二主动支链球副(S2)，所述第二主动支链轴承座(2‑2)与第二主动支链U副连接件一(3‑2)构成第二主动支链第四转动副(K24)，第二主动支链U副连接件一(3‑2)与第二主动支链U副连接件二(4‑2)构成第二主动支链第五转动副(K25)，第二主动支链第四转动副(K24)的轴线与第二主动支链第五转动副(K25)的轴线相互垂直，构成第二主动支链虎克副(U2)，所述第二主动支链(Z2)的上端通过第二主动支链球副(S2)与下平台(9)连接，所述第二主动支链(Z2)的下端通过第二主动支链虎克副(U2)与底座(1)连接；所述第三主动支链(Z3)包括依次连接的第三主动支链轴承座(2‑3)、第三主动支链U副连接件一(3‑3)、第三主动支链U副连接件二(4‑3)、第三主动支链电动推杆式线性驱动器(P3)、第三主动支链球副连杆(5‑3)、第三主动支链球副组件一(6‑3)、第三主动支链球副组件二(7‑3)、第三主动支链球副固定座(8‑3)，所述第三主动支链球副固定座(8‑3)与下平台(9)固定连接，所述第三主动支链轴承座(2‑3)与底座(1)固定连接，所述第三主动支链球副连杆(5‑3)与第三主动支链U副连接件二(4‑3)连接在第三主动支链电动推杆式线性驱动器(P3)上；所述第三主动支链球副固定座(8‑3)与第三主动支链球副组件二(7‑3)构成第三主动支链第一转动副(K31)，第三主动支链球副组件二(7‑3)与第三主动支链球副组件一(6‑3)构成第三主动支链第二转动副(K32)，第三主动支链球副组件一(6‑3)与第三主动支链球副连杆(5‑3)构成第三主动支链第三转动副(K33)，第三主动支链第一转动副(K31)、第三主动支链第二转动副(K32)与第三主动支链第三转动副(K33)三者相交于一点，并且第三主动支链第一转动副(K31)、第三主动支链第三转动副(K33)的轴线分别与第三主动支链第二转动副(K32)的轴线正交，构成第三主动支链球副(S3)，所述第三主动支链轴承座(2‑3)与第三主动支链U副连接件一(3‑3)构成第三主动支链第四转动副(K34)，第三主动支链U副连接件一(3‑3)与第三主动支链U副连接件二(4‑3)构成第三主动支链第五转动副(K35)，第三主动支链第四转动副(K34)的轴线与第三主动支链第五转动副(K35)的轴线相互垂直，构成第三主动支链虎克副(U3)，所述第三主动支链(Z3)的上端通过第三主动支链球副(S3)与下平台(9)连接，所述第三主动支链(Z3)的下端通过第三主动支链虎克副(U3)与底座(1)连接。