[发明专利]一种欠驱三自由度踝关节康复装置

说明书

本发明提供一种欠驱三自由度踝关节康复装置，包括脚板转动机构、动力机构、跖屈背伸和内翻外翻传动机构、内旋外旋传动机构、调节机构一和调节机构二，所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构与所述脚板转动机构连接，所述内旋外旋传动机构与所述脚板转动机构连接，所述调节机构一与所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构连接，所述调节机构二与所述内旋外旋传动机构连接，本发明的康复训练功能全面，可调功能多样，能够契合不同患者所需要的训练姿态及对踝关节康复的全范围康复需求，使用一个动力源实现三个自由度的运动，更具成本优势，结构简单，运动更加可靠。

技术领域

本发明属于医疗康复训练装置技术领域，尤其涉及一种欠驱三自由度踝关节康复装置。

背景技术

目前偏瘫和中风患者的下肢康复训练已经得到国内外研究人员的关注，随着该类患者以及下肢运动障碍患者的日益增多，恢复这类人群的生活能力以及康复训练已成为迫切需要。因此，设计一款可以对残疾踝关节和肌肉群进行康复训练和神经功能恢复的机器人系统具有重要意义。

但是，目前大多踝关节康复机器人可调节的运动方式单一，其运动自由度只能用于背屈/足底屈曲康复训练，不能契合不同患者所需要的训练姿态及对踝关节康复的全范围康复需求或者只能用于背屈/跖屈、内翻/外翻、内旋/外旋的其中两种功能，并不能满足实际康复训练的要求：如申请号为CN201610217608.9的发明专利仅能实现踝关节内旋外旋康复训练或者需要多个电机实现踝关节多自由度的康复训练；申请号为CN201510889071.6的发明专利需要采用三个动力源实现踝关节三个自由度的康复训练；申请号为CN202010413160.4的发明专利的内旋外旋运动为被动自由度，难以产生有效的内旋外旋康复训练。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种欠驱三自由度踝关节康复装置，解决了现有踝关节康复机器人可调节的运动方式单一、运动功能不全以及运动功能全面的装置采用的动力源太多的问题。

本发明提供一种欠驱三自由度踝关节康复装置，包括脚板转动机构、动力机构、跖屈背伸和内翻外翻传动机构、内旋外旋传动机构、调节机构一和调节机构二，所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构与所述脚板转动机构连接，所述内旋外旋传动机构与所述脚板转动机构连接，所述调节机构一与所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构连接，所述调节机构二与所述内旋外旋传动机构连接，所述脚板转动机构为脚掌实现跖屈背伸、内翻外翻和内旋外旋康复训练提供结构基础，所述动力机构为装置提供单向圆周运动，所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构将所述动力机构提供的单向圆周运动转换为脚掌跖屈背伸和内翻外翻耦合康复训练所需的循环交替运动，实现脚掌全方位的跖屈背伸和内翻外翻康复训练，所述内旋外旋传动机构将所述动力机构提供的单向圆周运动转化为脚掌内旋外旋所需要的一定角度的循环往复转动运动，所述调节机构一用于控制所述跖屈背伸和内翻外翻传动机构的运动范围及启停，所述调节机构二用于控制所述内旋外旋传动机构的启停。

进一步的，所述脚板转动机构包括脚撑板、球头套座、球头杆、安装板、转轴、第一轴承和第二轴承，所述安装板设有轴承安装孔，所述第二轴承安装在所述轴承安装孔内，所述转轴的顶端和中下部依次与所述第一轴承的内圈和所述第二轴承的内圈过盈连接，所述球头杆包括球头部和杆部，所述杆部底端与所述转轴的顶端连接，所述球头套座顶部与所述脚撑板的底面固定，所述球头套座套在所述球头部上，使得所述球头套座与所述球头杆铰接。

进一步的，所述动力机构包括从动齿轮、主动齿轮、电机和减速机，所述减速机固定在所述安装板的侧面，所述电机的输出轴与所述减速机的输入端连接，所述减速机的输出轴上固定所述主动齿轮，所述从动齿轮键连接在所述转轴上，所述从动齿轮和所述主动齿轮相互啮合。