[發明專利]一種踝關節康復系統

在審

• 申請號: 201611077555.1
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108113845A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 韓建達;趙新剛;趙憶文;林光模;趙瑜
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李巨智

1.一種踝關節康復系統，其特征在于：上位機連接電機控制器，發送運動模式指令到電機控制器，對電機控制器進行控制；

電機控制器連接設置在機械傳動裝置上的直流無刷電機(2)，輸出對直流無刷電機(2)的控制信號，對其進行控制；同時接收設置于機械傳動裝置上電感式脈沖編碼器(1)反饋的電機位置信號，對機械傳動裝置進行閉環控制。

2.根據權利要求1所述的踝關節康復系統，其特征在于：所述機械傳動裝置包括：

電感式脈沖編碼器(1)同軸連接直流無刷電機(2)，另一端連接電機控制器，發送電機控制器的控制信號，同時根據直流無刷電機(2)的轉動生成相應的脈沖信號，并反饋到電機控制器；

扭矩傳感器(5)一端通過輸入聯軸器(16)同軸連接到減速箱(3)，減速箱(3)同軸連接直流無刷電機(2)；另一端通過輸出聯軸器(14)同軸連接輸出軸，輸出軸通過連接件(7)連接腳踏板(9)。

3.根據權利要求2所述的踝關節康復系統，其特征在于：所述輸出軸包括固定于底板(10)上的軸承支座(6)，在軸承支座(6)內設置兩個低脂潤滑脂封入型滾珠軸承，兩個軸承內圈由套筒軸向固定，外圈由軸肩和軸承端蓋(13)進行軸向固定。

4.根據權利要求3所述的踝關節康復系統，其特征在于：還包括角度傳感器支座(12)固定于軸承端蓋(13)上，外殼(11)通過螺紋連接角度傳感器支座(12)，角度傳感器(8)通過外殼(11)固定其外圈，內圈套在軸上，實時檢測出軸的轉動角度。

5.根據權利要求3所述的踝關節康復系統，其特征在于：所述軸承端蓋(13)通過螺紋固定在軸承支座(6)上，且內設置限位滑槽，與固定設置于連接件(7)上的銷子(15)配合，用于對踝關節轉動的機械限位。

6.根據權利要求1或2所述的踝關節康復系統，其特征在于：所述直流無刷電機(2)為設置有霍爾傳感器的盤式直流無刷電機，通過霍爾傳感器檢測當前電機轉子位置，生成對應方向的激勵電流，驅動直流無刷電機(2)轉動。

7.根據權利要求1或2所述的踝關節康復系統，其特征在于：所述扭矩傳感器(5)采用應變片電測技術。

8.根據權利要求2所述的踝關節康復系統，其特征在于：所述輸入聯軸器(16)和輸出聯軸器(14)為法蘭聯軸器，通過平鍵與軸進行聯接，并通過緊定螺釘來消除傳動間隙。

9.根據權利要求1所述的踝關節康復系統，其特征在于：所述電機位置信號為：

Θ m ( s ) = Θ d ( s ) - F Ms 2 + B s + K ]]>

其中，Θ_m為電機轉角，Θ_d踝關節期望轉角，F為關節力矩，M為慣性參數、B為阻尼、K為剛度，s為復變量。

10.根據權利要求5所述的踝關節康復系統，其特征在于：所述限位滑槽限定的角度范圍為患者的背屈最大轉角為40°，跖屈最大轉角為50°。