[發(fā)明專利]一種踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)康復(fù)機(jī)器人

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110682950.7
• 申請(qǐng)日: 2021-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN113558928A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧儀;馬磊;吳昱鑫;韋威;陳迪沛;蔡世波;鮑官軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): A61H1/02
• 分類號(hào): A61H1/02
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

一種踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)康復(fù)機(jī)器人，以靜平臺(tái)為底座，支撐桿安裝在靜平臺(tái)上，支撐桿上由下至上安裝大齒輪、主動(dòng)套環(huán)、定制軸套和中間動(dòng)平臺(tái)，步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與大齒輪聯(lián)動(dòng)，氣缸輸出軸與電動(dòng)推桿連接，主動(dòng)套環(huán)采用螺栓螺母與電動(dòng)推桿連接，定制軸套與主動(dòng)套環(huán)同軸安裝，2號(hào)連桿中部與支撐軸固定連接，1號(hào)連桿及3號(hào)連桿通過角接觸球軸承與2號(hào)連桿連接組成連桿機(jī)構(gòu)，中間動(dòng)平臺(tái)與3號(hào)連桿連接，頂端動(dòng)平臺(tái)與中間動(dòng)平臺(tái)通過軸連接，限位裝置由限位板、限位桿組成，通過限位軸與頂端動(dòng)平臺(tái)連接。本發(fā)明通過對(duì)踝關(guān)節(jié)定期進(jìn)行持續(xù)的被動(dòng)運(yùn)動(dòng)，可以防止關(guān)節(jié)粘連、僵硬，防止周圍軟組織出現(xiàn)萎縮，還能促進(jìn)踝關(guān)節(jié)的血液循環(huán)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人、康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，具體地說，是一種用于踝關(guān)節(jié)康復(fù)的康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人。

背景技術(shù)

踝關(guān)節(jié)位于下半身的遠(yuǎn)端，在步行和運(yùn)動(dòng)中起著重要的作用。對(duì)踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)康復(fù)機(jī)器人的需求主要來自三方面的人群：一是老年人群，老年人高發(fā)率的高血壓、糖尿病、關(guān)節(jié)炎、心腦血管疾病和呼吸系統(tǒng)疾病為康復(fù)治療的主要病種；二是殘疾人群，根據(jù)第六次全國(guó)人口普查及第二次全國(guó)殘疾人抽樣調(diào)查，2010年末我國(guó)殘疾人已達(dá)到8502萬(wàn)人，其中5000多萬(wàn)人有康復(fù)需求；三是慢性病患者、亞健康人群需要康復(fù)治療，預(yù)計(jì)至2030年，我國(guó)慢性病患病率將高達(dá)65.7％，其中80％的慢性病患者需要康復(fù)治療。

參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人通用技術(shù)條件》，一款好的運(yùn)動(dòng)康復(fù)機(jī)器人需要以下特征：在基本結(jié)構(gòu)方面，機(jī)器人需要適當(dāng)配置生理參數(shù)檢測(cè)裝置、在符合要求的硬質(zhì)件外露部分進(jìn)行適當(dāng)保護(hù)；在運(yùn)行參數(shù)方面，機(jī)器人需要做到阻力可設(shè)定或調(diào)節(jié)；在穩(wěn)定性方面，機(jī)器人的側(cè)翻穩(wěn)定性應(yīng)符合國(guó)家要求；在靜載強(qiáng)度方面，主要支撐部件應(yīng)無(wú)任何裂紋、破損等現(xiàn)象，對(duì)于訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)的部件，按國(guó)標(biāo)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)后不應(yīng)產(chǎn)生任何裂紋、破損等現(xiàn)象；在工作噪聲方面，機(jī)器人正常使用時(shí)產(chǎn)生的工作噪聲應(yīng)不大于60dB(A)。

目前國(guó)內(nèi)外研發(fā)的踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)康復(fù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)、控制均較為復(fù)雜，因此，形成完備產(chǎn)品的機(jī)器人價(jià)格普遍十分昂貴，無(wú)法進(jìn)入到每一個(gè)患者家中，而且對(duì)于實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用效果并沒有足夠的案例進(jìn)行反饋。踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)康復(fù)機(jī)器人具備許多人工輔助訓(xùn)練無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，例如長(zhǎng)期、穩(wěn)定、精確、客觀地重復(fù)訓(xùn)練與運(yùn)動(dòng)參數(shù)實(shí)時(shí)反饋、遠(yuǎn)程訓(xùn)練等，這些優(yōu)點(diǎn)必將使踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)康復(fù)機(jī)器人具有越來越大地實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)康復(fù)機(jī)器人，通過對(duì)踝關(guān)節(jié)定期進(jìn)行持續(xù)的被動(dòng)運(yùn)動(dòng)，可以防止關(guān)節(jié)粘連、僵硬，防止周圍軟組織出現(xiàn)萎縮，還能促進(jìn)踝關(guān)節(jié)的血液循環(huán)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)康復(fù)機(jī)器人，包括頂端動(dòng)平臺(tái)、中間動(dòng)平臺(tái)、連桿、定制軸套、靜平臺(tái)、步進(jìn)電機(jī)和支撐桿，以靜平臺(tái)為底座，支撐桿安裝在所述靜平臺(tái)上，支撐桿上由下至上安裝大齒輪、主動(dòng)套環(huán)、定制軸套和中間動(dòng)平臺(tái)，步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與大齒輪聯(lián)動(dòng)，氣缸輸出軸與電動(dòng)推桿連接，所述主動(dòng)套環(huán)采用螺栓螺母與所述電動(dòng)推桿連接，所述定制軸套與所述主動(dòng)套環(huán)同軸安裝，2號(hào)連桿中部與所述支撐軸固定連接，1號(hào)連桿及3號(hào)連桿通過角接觸球軸承與2號(hào)連桿連接組成連桿機(jī)構(gòu)，所述中間動(dòng)平臺(tái)與3號(hào)連桿連接，所述頂端動(dòng)平臺(tái)與中間動(dòng)平臺(tái)通過軸連接，所述限位裝置由限位板、限位桿組成，通過限位軸與頂端動(dòng)平臺(tái)連接。

本發(fā)明中氣缸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)推桿帶動(dòng)主軸套環(huán)在支撐桿方向上運(yùn)動(dòng)，定制軸套與主軸套環(huán)連接，連桿機(jī)構(gòu)與定制軸套連接，實(shí)現(xiàn)連桿機(jī)構(gòu)一端在支撐軸方向上的運(yùn)動(dòng)；步進(jìn)電機(jī)通過大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿機(jī)構(gòu)一端固定在定制軸套上，另一端固定在中間動(dòng)平臺(tái)上，定制軸套及中間動(dòng)平臺(tái)隨支撐軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿機(jī)構(gòu)在步進(jìn)電機(jī)和氣缸的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)同一水平面上的不同方向的翻轉(zhuǎn)，頂端動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)與中間動(dòng)平臺(tái)一致，同時(shí)有限位裝置限制頂端動(dòng)平臺(tái)各個(gè)方向的極限翻轉(zhuǎn)角度，頂端動(dòng)平臺(tái)的軸位于人體足部重心處。

本發(fā)明中，機(jī)器人在保持一定傾斜角度時(shí)僅需步進(jìn)電機(jī)提供保持扭矩，而電動(dòng)推桿則無(wú)需提供保持扭矩，動(dòng)力源數(shù)量少，能源消耗低。