[发明专利]一种完全各向同性踝关节康复并联机器人

权利要求书

1.一种完全各向同性踝关节康复并联机器人，其特征在于：包括机架、脚部固定装置、腿部固定装置以及与脚部固定装置相连的并联机构，所述的并联机构为二自由度纯转动并联机构，包括独立运动的第一分支和第二分支；

所述第一分支包括第一转动副、第一万向铰、第二转动副、第三转动副、第四转动副、第五转动副、第六转动副、第七转动副和第八转动副，所述第一万向铰的一端通过第一连杆连接第一转动副、第一万向铰另一端通过第二连杆连接第二转动副，且第一万向铰中与第一连杆相连一端的转轴平行于第一转动副轴线，第一万向铰中与第二连杆相连一端的转轴平行于第二转动副轴线，第二转动副和第三转动副的轴线平行，且由第三连杆相连，第三转动副和第四转动副的轴线垂直，且由第四连杆相连，第四转动副、第五转动副、第六转动副、第七转动副和第八转动副均安装于支撑架上，且第五转动副和第六转动副的轴线共线并与第四转动副的轴线平行，第七转动副和第八转动副轴线共线并与第六转动副的轴线垂直；

与所述脚部固定装置连接的动平台的两端分别和第七转动副以及第八转动副连接；

第二分支由第九转动副、第二万向铰、第十转动副、第三万向铰以及多个连杆组成，所述第二万向铰的一端通过第五连杆连接第九转动副，第二万向铰另一端通过第六连杆连接第十转动副，且第二万向铰中与第五连杆相连一端的转轴和第九转动副轴线平行、第二万向铰中与第六连杆相连一端的转轴和第十转动副轴线平行，第十转动副和第三万向铰的一端由第七连杆连接，第三万向铰另一端安装在所述动平台上，第三万向铰中与第七连杆相连一端的转轴和所述第十转动副轴线平行；

所述第一分支的第一转动副、第五转动副、第六转动副和第二分支的第九转动副均安装在所述机架上，且第一转动副、第五转动副和第九转动副的轴线两两互相垂直；所述第七转动副轴线和第三万向铰中与动平台相连一端的转轴平行；

所述第一分支以第一转动副为主动副，控制踝关节外翻和内翻的康复训练运动；所述第二分支以第九转动副为主动副，控制踝关节背伸和跖屈的康复训练运动。

2.根据权利要求1所述的一种完全各向同性踝关节康复并联机器人，其特征在于：所述脚部固定装置包括脚踏板和脚部固定带，脚踏板安装在所述的动平台上，随动平台转动，所述脚部固定带安装在脚踏板上，以固定脚部。

3.根据权利要求2所述的一种完全各向同性踝关节康复并联机器人，其特征在于：还包括调节装置，所述调节装置包括螺柱、锁紧导杆、法兰盘、锁紧环、弹簧和螺母，螺柱一端与脚踏板固接，另一端穿过弹簧和动平台与螺母配合，锁紧导杆一端与脚踏板固接，另一端通过法兰盘上的锁紧环将脚踏板与动平台固定。

4.根据权利要求2或3所述的一种完全各向同性踝关节康复并联机器人，其特征在于：所述脚踏板上设有凹槽，以安装康复鞋。

5.根据权利要求1所述的一种完全各向同性踝关节康复并联机器人，其特征在于：所述腿部固定装置设有两组，分别从相垂直的两个方向对腿部进行固定，两组结构相同，均包括固定架和固定架顶部的腿部固定带。

6.根据权利要求5所述的一种完全各向同性踝关节康复并联机器人，其特征在于：所述固定架包括固定杆和伸缩杆，固定杆固定在机架侧面，且为空心结构，伸缩杆下部活动套设在固定杆内部，并由锁止机构固定伸缩杆的高度。

7.根据权利要求6所述的一种完全各向同性踝关节康复并联机器人，其特征在于：所述锁止机构由伸缩杆上设置的弹簧销以及固定杆上设置的多个销孔配合组成。

8.根据权利要求1所述的一种完全各向同性踝关节康复并联机器人，其特征在于：所述第一分支实现踝关节内翻的运动角度不大于40°，外翻的运动角度不大于15°；所述第二分支实现踝关节背伸的运动角度为不大于30°，跖屈的运动角度为不大于50°。

9.根据权利要求1所述的一种完全各向同性踝关节康复并联机器人，其特征在于：所述第五转动副轴线和第七转动副轴线位于同一平面内。