[發(fā)明專(zhuān)利]主被動(dòng)式踝關(guān)節(jié)康復(fù)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310014261.4
• 申請(qǐng)日: 2013-01-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103041546A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王嵐;孟婧佳;張立勛;孫志強(qiáng);初傳海
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A63B23/08
• 分類(lèi)號(hào): A63B23/08;A61H1/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種醫(yī)療保健器械，具體地說(shuō)是踝關(guān)節(jié)康復(fù)器。

背景技術(shù)

踝關(guān)節(jié)受傷在人們的日常生活中比較常見(jiàn)，在體育活動(dòng)與平常的生活中都有可能發(fā)生踝關(guān)節(jié)損傷，踝關(guān)節(jié)的損傷不僅在身體上給患者帶來(lái)痛苦，還嚴(yán)重干擾了人們的正常生活，更嚴(yán)重的甚至影響了人們的心理健康。多數(shù)踝關(guān)節(jié)損傷患者在就醫(yī)過(guò)程中需要進(jìn)行肢體康復(fù)訓(xùn)練，防止肌肉萎縮，同時(shí)恢復(fù)踝關(guān)節(jié)功能。但是臨床上這種康復(fù)訓(xùn)練多數(shù)依賴?yán)懑煄煂?duì)患者一對(duì)一的物理治療，方法單一且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，同時(shí)缺乏量化和客觀的評(píng)價(jià)。

現(xiàn)有的踝關(guān)節(jié)康復(fù)設(shè)備多采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)方式，該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)范圍小、控制復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供可以實(shí)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)三個(gè)自由度康復(fù)運(yùn)動(dòng)的主被動(dòng)式踝關(guān)節(jié)康復(fù)器。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明主被動(dòng)式踝關(guān)節(jié)康復(fù)器，其特征是：包括腳踏板、矢狀軸機(jī)構(gòu)、冠狀軸回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、垂直軸回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；矢狀軸機(jī)構(gòu)包括矢狀軸電動(dòng)機(jī)、矢狀軸支架、矢狀軸轉(zhuǎn)軸，腳踏板通過(guò)矢狀軸轉(zhuǎn)軸安裝在矢狀軸支架上，矢狀軸電動(dòng)機(jī)安裝在矢狀軸支架上,并與矢狀軸轉(zhuǎn)軸相連，帶動(dòng)腳踏板轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)的跖屈與背伸；冠狀軸回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括冠狀軸電動(dòng)機(jī)、冠狀軸支架、冠狀軸轉(zhuǎn)軸，冠狀軸支架通過(guò)冠狀軸轉(zhuǎn)軸連接矢狀軸支架，冠狀軸電動(dòng)機(jī)安裝在冠狀軸支架上，并與冠狀軸轉(zhuǎn)軸相連，帶動(dòng)矢狀軸支架轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)的外翻和內(nèi)翻；垂直軸回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括垂直軸電動(dòng)機(jī)、垂直軸支架、垂直軸轉(zhuǎn)軸，垂直軸支架通過(guò)垂直軸轉(zhuǎn)軸與冠狀軸支架相連，垂直軸電動(dòng)機(jī)安裝在垂直軸支架上，并與垂直軸轉(zhuǎn)軸相連，帶動(dòng)冠狀軸支架轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)的內(nèi)收和外展。

本發(fā)明還可以包括：

1、腳踏板的高度低于矢狀軸轉(zhuǎn)軸。

2、矢狀軸轉(zhuǎn)軸、冠狀軸轉(zhuǎn)軸、垂直軸轉(zhuǎn)軸上分別設(shè)置限位裝置。

3、采用雙ARM，包括主ARM和從ARM，在腳踏板腳掌位置左右分別放置1個(gè)力感知單元，腳后跟位置放置1個(gè)力感知單元，分別測(cè)量腳底不同位置對(duì)腳踏板的壓力，主ARM采集力感知單元信號(hào)、向從ARM發(fā)送控制指令并控制垂直軸電動(dòng)機(jī)，從ARM控制矢狀軸電動(dòng)機(jī)和冠狀軸電動(dòng)機(jī)。

本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：本發(fā)明以簡(jiǎn)單而可靠的結(jié)構(gòu)滿足了踝關(guān)節(jié)單自由度和多自由度復(fù)合運(yùn)動(dòng)的康復(fù)訓(xùn)練要求。力傳感器的采用使智能控制、效果評(píng)定、智能保護(hù)得以實(shí)現(xiàn)。集多功能于一身，很好的結(jié)合了力和運(yùn)動(dòng)兩個(gè)因素。總體而言本發(fā)明以簡(jiǎn)單可靠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和智能安全的使用方式，保證了患者康復(fù)訓(xùn)練的效果和安全性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的軸測(cè)圖；

圖2為本發(fā)明的主視圖；

圖3為本發(fā)明的俯視圖；

圖4為主被動(dòng)控制原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述：

結(jié)合圖1～4，本發(fā)明包括腳踏板1、矢狀軸電動(dòng)機(jī)2、矢狀軸支架3、矢狀軸轉(zhuǎn)軸4、冠狀軸轉(zhuǎn)軸5、冠狀軸電動(dòng)機(jī)6、冠狀軸支架7、垂直軸轉(zhuǎn)軸8、底座9、垂直軸電動(dòng)機(jī)10、控制盒11、力傳感器12。

腳踏板1通過(guò)矢狀軸轉(zhuǎn)軸4安裝在矢狀軸支架3上，矢狀軸電動(dòng)機(jī)2安裝在矢狀軸支架3上,通過(guò)鍵與腳踏板的轉(zhuǎn)動(dòng)軸4連接，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)腳踏板轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)的跖屈與背伸的運(yùn)動(dòng)。為了保證人腳的踝關(guān)節(jié)與回轉(zhuǎn)軸同軸，腳踏板位于矢狀軸轉(zhuǎn)軸的下面。

冠狀軸電動(dòng)機(jī)6安裝在冠狀軸支架7上，通過(guò)鍵與冠狀軸轉(zhuǎn)軸5連接，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)矢狀軸支架3、腳踏板1轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)的外翻和內(nèi)翻的運(yùn)動(dòng)。矢狀軸支架3、冠狀軸轉(zhuǎn)軸5和冠狀軸電動(dòng)機(jī)6構(gòu)成冠狀軸回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。

垂直軸電動(dòng)機(jī)10安裝在垂直軸支架9上，通過(guò)鍵與垂直軸轉(zhuǎn)軸8連接，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)垂直軸支架、冠狀軸繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了踝關(guān)節(jié)的內(nèi)收和外展的運(yùn)動(dòng)，冠狀軸支架7、垂直軸轉(zhuǎn)軸8和垂直軸電動(dòng)機(jī)10構(gòu)成垂直軸回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。

踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練器采用直角坐標(biāo)形式，3個(gè)自由度分別實(shí)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)的背伸/跖屈、內(nèi)翻/外翻和內(nèi)旋/外旋運(yùn)動(dòng)。各自由度分別由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)單個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，三個(gè)電動(dòng)機(jī)聯(lián)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。

在踝關(guān)節(jié)康復(fù)器踏板上裝有力傳感器12，其中力傳感器12在腳掌位置左右分別放置1個(gè)力感知單元（FSR），腳后跟位置放置1個(gè)力感知單元（FSR），分別測(cè)量腳底不同位置對(duì)腳踏板的壓力，通過(guò)力合成可得腳的受力方向和大小。在康復(fù)過(guò)程中通過(guò)檢測(cè)踏板受力控制受訓(xùn)者腳部運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)和被動(dòng)方式的訓(xùn)練，同時(shí)可以進(jìn)行受力安全保護(hù)，防止對(duì)受訓(xùn)者產(chǎn)生二次傷害。