[发明专利]具有足底压力检测功能的主动驱动踝足矫形器

说明书

技术领域

本发明涉及一种矫形器，更特别地说，是指一种具有足底压力检测功能的主动驱动踝足矫形器。

背景技术

矫形器是为了预防或矫正四肢、躯干的畸形或治疗骨关节及神经肌肉疾病并补偿其功能的辅助医疗器械。

踝足矫形器是具有从小腿到足底的结构，对踝关节运动进行控制的矫形器。

踝足矫形器一个重要的功能是改善足下垂的不正常步态，足下垂导致不能背屈足部，行走时是拖拉病足或是将该侧下肢举得较高，落地时总是足尖触地面。足下垂是昏迷、瘫痪、下肢功能障碍、长期卧床患者常见的并发症。

目前，国内外的踝足矫形器大致分为两种：被动式的与主动式的。被动式的踝足矫形器目前最为常见，原因是结构简单，成本低。通常这类装置结构上一般是整体式的，如采用弹簧钢片实现病人在行走过程中关节的微小变形。通过限制病人非正常的大角度的运动，实现矫形的目的。被动式踝足矫形器基本不包含控制与电子设备，但是可能有机械元件比如弹簧或者阻尼器在步态过程中起运动控制的作用。由于结构简单，没有主动驱动的动力，不能辅助病人前进，只能限制病人踝关节过度的跖屈(足下垂)，功能相对单一，对患者初期或者病情严重的病人康复效果差。

被动式的矫形器只进行运动控制，没有提供步态推动的直接辅助，此外，被动矫形器的控制依赖于激活弹簧、阀门、开关以开环的方式，这种控制方式具有很差的鲁棒性，不能适应改变行走条件，改变功能任务的情况。而主动驱动的矫形器利用外部能源克服了以上不足。

主动驱动的踝足矫形器通过利用传感器跟可控的机构来控制踝足的运动。提供的动力不仅能防止足下垂，又用来辅助前进，但是目前的主动驱动的踝足矫形器大都采用行星轮或者滚珠丝杠实现减速，导致机构很笨重，不适合日常穿戴。

发明内容

为了解决上述存在的缺陷，本发明设计了一种具有足底压力检测功能的主动驱动踝足矫形器。本发明主动驱动踝足矫形器一方面根据人体仿生学，设计了智能压力传感足底，采用弹簧钢片连接传感足底脚跟与脚掌，模拟人体足底的分段结构，使脚趾与脚掌能在行走过程中自由弯曲；另一方面，在踝关节的矢状面上设计了一个主动驱动的自由度，在防止病人足下垂的同时，通过直流电机的驱动，有效提供病人前进所需的动力，减轻病人的行走负担。

本发明的一种具有足底压力检测功能的主动驱动踝足矫形器，其包括有小腿固定组件(1)、足部传感组件(2)和主动驱动组件(3)；

小腿固定组件(1)包括有第一连接件(1A)、第二连接件(1B)、第三连接件(1C)、第四连接件(1D)、第五连接件(1E)、第六连接件(1F)、第七连接件(1G)、第八连接件(1H)、第九连接件(1J)、第十连接件(1K)、第十一连接件(1L)、第十二连接件(1M)；

第一连接件(1A)为U形结构件。第一连接件(1A)上设有第一支臂(1A1)、第二支臂(1A2)和第一横板(1A3)。第一支臂(1A1)上连接有第三连接件(1C)的上端。第二支臂(1A2)上连接有第四连接件(1D)的上端。第一横板(1A3)上连接有第十二连接件(1M)的第三连接臂(1M1)。

第二连接件(1B)为U形结构件。第二连接件(1B)上设有第三支臂(1B1)、第四支臂(1B2)和第二横板(1B3)。第三支臂(1B1)上设有前固定面板(1B11)和后固定面板(1B12)，所述第三支臂(1B1)的前固定面板(1B11)与第三连接件(1C)连接，所述第三支臂(1B1)的后固定面板(1B12)上连接有第七连接件(1G)的上端。第四支臂(1B2)上设有前固定面板(1B21)和后固定面板(1B22)，所述第四支臂(1B2)的前固定面板(1B21)与第四连接件(1D)连接，所述第四支臂(1B2)的后固定面板(1B22)上连接有第八连接件(1H)的上端。第二横板(1B3)上连接有第九连接件(1J)和第十连接件(1L)。

第三连接件(1C)下端部设有第一限位导槽(1C2)和A通孔(1C1)；第一限位导槽(1C2)用于放置第十三连接件(2G)上端的A凸块，A通孔(1C1)用于A踝足关节轴(35F)穿过。

第四连接件(1D)下端部设有第二限位导槽(1D2)和B通孔(1D1)；第二限位导槽(1D2)用于放置第十四连接件(2H)上端的B凸块(2H3)，B通孔(1D1)用于B踝足关节轴(36F)穿过。

第五连接件(1E)固定安装在第三连接件(1C)上。

第六连接件(1F)固定安装在第四连接件(1D)上。