本實用新型涉及醫療康復器械領域，特別是涉及一種踝關節機構。此外，本實用新型還涉及一種包括上述踝關節機構的下肢康復機器人。

背景技術：

康復機器人技術是近年來迅速發展起來的一門新興技術，是機器人技術在醫學領域的新應用，它主要用于幫助肢體運動有困難的患者完成各種動作，以達到康復鍛煉等目的。

下肢康復機器人是康復機器人的一種，它能夠使患者模擬正常人的步伐規律作康復訓練運動，達到鍛煉下肢肌肉進而恢復走路機能的目的。在正常人標準步態行走過程中，人體踝關節會有20°的趾屈和10°的背屈，即踝關節有30°左右的活動范圍，但目前市面上的多數下肢康復機器人并沒有踝關節的功能，無法準確模擬出標準步態，影響訓練結構。

因此如何解決現有下肢康復機器人無法模擬踝關節運動的問題是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種踝關節機構，其結構設計使其能夠模擬人體踝關節運動。本實用新型的另一目的是提供一種包括上述踝關節機構的下肢康復機器人，使其能夠模擬人體踝關節運動。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種踝關節機構，包括電機、第一帶輪、第二帶輪、腳部固定件，以及與所述腳部固定件固定連接的仿生踝關節，所述第一帶輪通過減速器與所述電機連接，所述第二帶輪與所述仿生踝關節固定連接，所述第一帶輪和所述第二帶輪通過傳送帶傳動。

優選地，所述減速器為行星減速器。

優選地，所述第一帶輪和所述第二帶輪均為同步輪，所述傳送帶為同步帶。

優選地，所述第一帶輪的直徑小于所述第二帶輪的直徑。

優選地，所述仿生踝關節與第二帶輪及所述腳部固定件均通過螺絲固定連接。

優選地，所述電機為伺服電機。

優選地，所述電機上設有編碼器。

本實用新型還提供一種下肢康復機器人，包括踝關節機構，所述踝關節機構具體為上述任意一項所述的踝關節機構。

本實用新型提供的踝關節機構，包括電機、第一帶輪、第二帶輪、腳部固定件，以及與腳部固定件固定連接的仿生踝關節，第一帶輪通過減速器與電機連接，第二帶輪與仿生踝關節固定連接，第一帶輪和第二帶輪通過傳送帶傳動。電機通過減速器減速后，驅動第一帶輪轉動，第一帶輪通過傳送帶帶動第二帶輪轉動，仿生踝關節固定在第二帶輪上，則仿生踝關節隨第二帶輪轉動而轉動，最終帶動腳部固定件轉動，從而實現腳部固定件模擬人體踝關節運動。

本實用新型提供的下肢康復機器人包括上述踝關節機構，由于上述踝關節機構具有上述技術效果，上述下肢康復機器人也應具有同樣的技術效果，在此不再詳細介紹。

附圖說明

圖1為本實用新型所提供的踝關節機構的一種具體實施方式的結構示意圖。

具體實施方式

本實用新型的核心是提供一種踝關節機構，其結構設計使其能夠模擬人體踝關節運動。本實用新型的另一目的是提供一種包括上述踝關節機構的下肢康復機器人，使其能夠模擬人體踝關節運動。

為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。

請參考圖1，圖1為本實用新型所提供的踝關節機構的一種具體實施方式的結構示意圖。

本實用新型具體實施方式提供的踝關節機構，包括電機1、第一帶輪3、第二帶輪5、腳部固定件7，以及與腳部固定件7固定連接的仿生踝關節6，第一帶輪3通過減速器2與電機1連接，第二帶輪5與仿生踝關節6固定連接，第一帶輪3和第二帶輪5通過傳送帶4傳動。

電機1輸出軸與減速器2連接，減速器2輸出軸與第一帶輪3連接，電機1通過減速器2減速后，驅動第一帶輪3轉動，第一帶輪3通過傳送帶4帶動第二帶輪5轉動，仿生踝關節6固定在第二帶輪5上，則仿生踝關節6隨第二帶輪5轉動而轉動，最終帶動腳部固定件7轉動，從而實現腳部固定件7模擬人體踝關節做出趾屈和背屈運動。

本實用新型具體實施方式提供的踝關節機構，減速器2具體可以選用行星減速器2，行星減速器2經過精密加工，精度高，可以保證腳部固定件7的定位精度，且其體積小，重量輕，傳動比大。

本實用新型具體實施方式提供的踝關節機構，第一帶輪3和第二帶輪5具體可以選用同步輪，傳送帶4選用同步帶，即采用同步帶傳動，同步帶傳動結構緊湊，傳動比準確，且維護保養方便，無需潤滑，維護費用低。

另外，第一帶輪3的直徑優選小于第二帶輪5的直徑，即第一帶輪3為小輪，第二帶輪5為大輪，這樣電機1通過減速器2作一級減速，通過第一帶輪3和第二帶輪5的傳動實現二級減速，減速器2的減速比可以相應減小，減小了減速器2的體積。

本實用新型具體實施方式可以采用行星減速器2與同步輪減速結合的二級減速，行星減速器2確保定位精度，同步輪減速傳動平穩，緩沖減振，噪音低，兩者結合，即保證了設備精度，柔性的同步帶還起到了過載保護的作用，安全性更高。當然也可以不采用同步帶傳動，減速器2也可以選用齒輪減速器2等其他類型，只要保證能夠模擬人體踝關節運動，均在本實用新型的保護范圍之內。

本實用新型具體實施方式提供的踝關節機構，仿生踝關節6與第二帶輪5及所述腳部固定件7均固定連接，具體地，仿生踝關節6與第二帶輪5，以及仿生踝關節6與所述腳部固定件7之間可以均通過螺絲固定連接，螺絲連接牢固可靠，可拆卸，方便安裝與維修。當然，也可以選用焊接等其他連接方式，只要保證連接可靠，均在本實用新型的保護范圍之內。

在上述各具體實施方式的基礎上，電機1具體可以采用伺服電機1，伺服電機1轉速受輸入信號控制，并能快速反應，可把所收到的電信號轉換成轉軸上的角位移或角速度輸出，以驅動控制對象，轉速可控，位置精度高，有利于對仿生踝關節6轉動角度的控制。

本實用新型具體實施方式提供的踝關節機構，在電機1上還可以設置編碼器，編碼器可以精確記錄電機1位置、轉速和轉角，實時檢測電機1輸出軸上加載的力矩，并能夠將加載力矩進行反饋；在控制電機1轉動的控制裝置上，可以設置保護模式，當編碼器反饋的力矩過大時立即停止電機1轉動，即在實際訓練過程中，若患者發生足部痙攣，會相應產生額外力矩，電機1會停止轉動，起到保護作用。

除了上述踝關節機構，本實用新型的具體實施方式還提供一種包括上述踝關節機構的下肢康復機器人，該下肢康復機器人其他各部分的結構請參考現有技術，本文不再贅述。

以上對本實用新型所提供的踝關節機構及具有該踝關節機構的下肢康復機器人進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。