[发明专利]一种用于足踝部位单平面畸形矫治的并联外固定器系统

权利要求书

1.一种用于足踝部位单平面畸形矫治的并联外固定器系统，其特征在于：该并联外固定器系统包括参考环组件、运动环组件和牵引杆组件，牵引杆组件包括2条六自由度牵引杆、1条三自由度牵引杆和2条五自由度牵引杆；

参考环组件包括六边形参考环、水平U型参考环和竖直U型参考环；

运动环组件包括大六边形运动环、小六边形运动环和U型运动环；

2条六自由度牵引杆包括第一六自由度牵引杆和第二六自由度牵引杆，运动学构型均包括六自由度牵引杆虎克副、六自由度牵引杆移动副和六自由度牵引杆球副，六自由度牵引杆虎克副与六自由度牵引杆球副布置于六自由度牵引杆移动副的两侧，六自由度牵引杆虎克副与参考环组件通过螺钉固定连接，六自由度牵引杆球副与运动环组件连接；

三自由度牵引杆的运动学构型包括三自由度牵引杆第一转动副、三自由度牵引杆移动副和三自由度牵引杆第二转动副，三自由度牵引杆第一转动副与三自由度牵引杆第二转动副布置于三自由度牵引杆移动副的两侧，三自由度牵引杆第一转动副与参考环组件通过螺钉固定连接，三自由度牵引杆第二转动副与运动环组件通过螺钉固定连接；

2条五自由度牵引杆包括第一五自由度牵引杆和第二五自由度牵引杆，运动学构型均包括五自由度牵引杆第一转动副、五自由度牵引杆虎克副、五自由度牵引杆移动副和五自由度牵引杆第二转动副，五自由度牵引杆第一转动副与五自由度牵引杆第二转动副布置于运动学构型的两侧，五自由度牵引杆虎克副与五自由度牵引杆移动副布置于运动学构型的中部，五自由度牵引杆虎克副与五自由度牵引杆第一转动副相连，五自由度牵引杆移动副与五自由度牵引杆第二转动副相连，五自由度牵引杆第一转动副与参考环组件通过螺钉固定连接，五自由度牵引杆第二转动副与运动环组件通过螺钉固定连接；

三自由度并联外固定器需要配置的牵引杆组件为2条六自由度牵引杆和1条三自由度牵引杆，三自由度牵引杆中的三自由度牵引杆第一转动副与三自由度牵引杆第二转动副的转动轴线平行，通过上述布置使运动环组件只能完成与三自由度牵引杆第一转动副或三自由度牵引杆第二转动副的转动轴线相垂直平面的一个转动运动和两个移动运动，进而使并联外固定器具备三个运动自由度，通过改变三自由度牵引杆的整体安装方位，运动环组件在不同平面内的运动能够得到满足；

四自由度并联外固定器需要配置的牵引杆组件为2条六自由度牵引杆和2条五自由度牵引杆，五自由度牵引杆中的五自由度牵引杆虎克副的两条转动轴线分别与五自由度牵引杆第一转动副以及五自由度牵引杆第二转动副的转动轴线平行，通过上述布置约束运动环组件在垂直于五自由度牵引杆虎克副的两条转动轴线所组成的平面的转动运动，通过将2条五自由度牵引杆的五自由度牵引杆虎克副分别布置于不同的平面，约束运动环组件在此两个平面内的两个转动自由度，进而使并联外固定器具备四个运动自由度。

2.根据权利要求1所述的一种用于足踝部位单平面畸形矫治的并联外固定器系统，其特征在于：参考环组件、运动环组件和牵引杆组件上配置有方形定位槽或方形定位销，以使参考环组件与运动环组件相对于牵引杆组件，以及牵引杆组件的运动副之间能够按照预期的位置进行安装，进而在运动环组件的预期平面上施加运动约束。

3.根据权利要求1所述的一种用于足踝部位单平面畸形矫治的并联外固定器系统，其特征在于：参考环组件与运动环组件通过骨针与人体进行连接，通过运动环组件相对于参考环组件的运动实现足踝部位单平面畸形的矫治。