[發明專利]一種用VR模擬步行的腳踝康復并聯機器人

在審

• 申請號: 201810316506.1
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108433942A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 王國印;陳建文;孫昊;郭悅;周長林;林盛欣;董鑫宇
• 申請（專利權）人: 超微（上海）骨科醫院管理股份有限公司
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 劉憲池

本發明公開了一種用VR模擬步行的腳踝康復并聯機器人，其特征在于，包括上平臺、中平臺和下平臺，所述上平臺通過左右兩側第一電動推桿連接于下平臺，所述中平臺通過左右兩側第二電動推桿連接于下平臺，所述第一電動推桿和第二電動推桿的端部設有壓力傳感器，所述下平臺內嵌有陀螺儀和地磁傳感器，所述壓力傳感器、陀螺儀和地磁傳感器通過獲取數據生成VR虛擬影像。本發明與VR技術相結合，通過模擬真實的運動場景，結合康復模具模擬步態運動實現恢復或矯正使用者步態的功能。

技術領域

本發明涉及一種用VR模擬步行的腳踝康復并聯機器人。

背景技術

傳統的足踝部康復裝置是以固定踝關節、通過減少踝關節在日常生活中的活動范圍來減少對踝關節的二次損傷，以起到康復和保護作用。

但是當踝部扭傷嚴重時，在康復的過程需要進行腳踝靈活性訓練，即讓踝關節在一定范圍內進行運動。傳統的踝部固定方法，雖然能保護患處的穩定狀態，但減少關節的運動能力，并不能達到最好的康復效果，而且長期的佩戴這種受力集中且限制活動的康復支具容易導致血液不流通，肌肉僵化，腫脹刺痛，非常不舒適。

在機械結構上，目前出現的六自由度腳踝康復機器人，其機械結構復雜，對于最多只有三自由度的人的踝關節來說，六自由度雖然可以對足踝部的位姿進行精確調整，但增加的多余自由度還是會增加康復訓練系統的復雜性，并且導致康復裝置體積過大，重量增加，也會導致的患處負荷增加，降低了穿著的舒適性。

在控制方式上，簡單的通過驅動器增加踝部的運動范圍，有可能對患者患處造成二次損傷，如不能很好的根據患者患處的位置及嚴重性合理的制定康復訓練計劃，輕則對患處起不到有效的康復作用，嚴重的則會給患者造成痛苦或二次損傷。

發明內容

為解決上述技術存在的缺陷，本發明旨在提供一種用VR模擬步行的腳踝康復并聯機器人，其至少具有易穿戴，易拆卸，更輕便，結構簡單可靠、更舒適更穩固的固定受傷足踝部，康復訓練更便捷等優點。本發明與VR技術相結合，通過模擬真實的運動場景，結合康復模具模擬步態運動實現恢復或矯正使用者步態的功能。

具體發明內容如下：

一種用VR模擬步行的腳踝康復并聯機器人，其特征在于，包括上平臺、中平臺和下平臺，所述上平臺通過左右兩側第一電動推桿連接于下平臺，所述中平臺通過左右兩側第二電動推桿連接于下平臺，所述第一電動推桿和第二電動推桿的端部設有壓力傳感器，所述下平臺內嵌有陀螺儀和地磁傳感器，所述壓力傳感器、陀螺儀和地磁傳感器通過獲取數據生成VR虛擬影像，通過VR技術模擬真實的運動場景，實現恢復或矯正使用者步態的功能。

所述第一電動推桿和第二電動推桿為一種直線電機。

上平臺和中平臺都是用于固定小腿，屬于定平臺，下平臺用于固定足部，屬于動平臺。基于力傳導的雙向性分層式的機械結構可以分擔集中固定所造成的壓力負荷，在上下平臺基礎上增加一個中平臺，使上、中兩平臺分別固定兩組直線電機，在保持原來一體式的自由度的同時，最大程度提升佩戴者的舒適度。

優選的，所述上平臺由第一小腿固定套筒和第一固定架組成，所述第一固定架通過虎克絞與所述第一電動推桿一端固定連接，所述壓力傳感器設于所述虎克絞與所述第一電動推桿的連接處，所述第一小腿固定套筒通過芭扣調整松緊，以便適應不同腿型。第一固定架由剛性材料制成。

優選的，所述第一固定架上設有水平排列的若干插孔，用于改變所述虎克絞的固定位置。通過變換直線電機一端虎克鉸的固定位置，調節直線電機的施力角度，以便更舒適地佩戴。

優選的，所述中平臺由第二小腿固定套筒和第二固定架組成，所述第二固定架通過虎克絞與所述第二電動推桿一端固定連接，所述壓力傳感器設于所述虎克絞與所述第二電動推桿的連接處，所述第二小腿固定套筒通過芭扣調整松緊。所述第二固定架由剛性材料制成。中平臺主要起分擔集中固定所造成的壓力負荷、增強固定小腿的效果。