本發(fā)明涉及康復(fù)訓(xùn)練用機(jī)器人，尤其涉及踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人，具體涉及踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的傳動機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

踝關(guān)節(jié)損傷是一種常見的骨關(guān)節(jié)損傷，且發(fā)生率較高。臨床治療證實(shí)：功能性康復(fù)訓(xùn)練可縮短病人康復(fù)時間，加速組織愈合，并能有效預(yù)防醫(yī)治后踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)引發(fā)的二次受傷。功能性康復(fù)訓(xùn)練包括踝關(guān)節(jié)的背屈、跖屈、內(nèi)翻和外翻練習(xí)，傳統(tǒng)練習(xí)是通過醫(yī)務(wù)人員陪同進(jìn)行的，隨著科技的發(fā)展，踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人也應(yīng)運(yùn)而生，不僅解放了醫(yī)務(wù)人員，更為患者帶來了福音。踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人主要包括傳動機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)和供電機(jī)構(gòu)，現(xiàn)有的傳動機(jī)構(gòu)通配性差，由于患者個體差異，患者的踝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動中心與傳動機(jī)構(gòu)末端的動平臺的轉(zhuǎn)動中心不重合，易產(chǎn)生伴隨運(yùn)動，造成患者二次損傷；同時傳動機(jī)構(gòu)整體構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制造、裝配和維護(hù)較為不便，影響踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的推廣使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供了踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的傳動機(jī)構(gòu)，其能解決現(xiàn)有傳動機(jī)構(gòu)通配性差，易造成患者二次損傷，以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)和維護(hù)成本較高的技術(shù)問題。

其技術(shù)方案是這樣的，踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于：其包括2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)和二維移動機(jī)構(gòu)；

所述2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括動平臺和中間過渡平臺，所述動平臺和所述中間過渡平臺的x軸方向的兩端通過一對對稱設(shè)置的第一支鏈連接、兩者y軸方向的兩端通過一對對稱設(shè)置的第二支鏈連接，以帶動動平臺沿x軸、y軸轉(zhuǎn)動和沿z軸移動；

所述二維移動機(jī)構(gòu)包括第三支鏈，所述第三支鏈連接所述中間過渡平臺，以帶動中間過渡平臺和所述動平臺沿x軸、y軸移動。

進(jìn)一步的，所述第一支鏈包括第一連桿，所述第一連桿的一端通過第一轉(zhuǎn)動副連接所述中間過渡平臺、所述第一連桿的另一端通過第一移動副與所述第二連桿的一端連接，所述第二連桿的另一端通過第二移動副與所述第三連桿的一端連接，所述第三連桿的另一端通過第二轉(zhuǎn)動副與所述動平臺連接；

所述第二支鏈包括第四連桿，所述第四連桿的一端通過第三轉(zhuǎn)動副連接所述中間過渡平臺、所述第四連桿的另一端通過第四轉(zhuǎn)動副連接第五連桿的一端，所述第五連桿的另一端通過第五轉(zhuǎn)動副連接第六連桿的一端，所述第六連桿的另一端通過第六轉(zhuǎn)動副連接所述動平臺；

所述第一轉(zhuǎn)動副、所述第六轉(zhuǎn)動副的軸線沿y軸設(shè)置，所述第二移動副、所述第二轉(zhuǎn)動副、所述第三轉(zhuǎn)動副、第四轉(zhuǎn)動副和第五轉(zhuǎn)動副的軸線沿x軸設(shè)置，所述第一移動副的軸線沿z軸設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述第三支鏈包括定平臺，所述定平臺通過第三移動副連接第七連桿一端，所述第七連桿另一端通過第四移動副連接所述中間過渡平臺；

所述第三移動副的軸線沿x軸設(shè)置，所述第四移動副的軸線沿y軸設(shè)置。

更進(jìn)一步的，所述第三支鏈設(shè)有一對，并呈中心對稱分布。

進(jìn)一步的，所述動平臺設(shè)有腳掌型腔。

本發(fā)明通過2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)的二維轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)患者踝關(guān)節(jié)的背屈、跖屈、內(nèi)翻和外翻練習(xí)；通過2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)的z軸移動配合二維移動機(jī)構(gòu)x軸、y軸移動，使得患者踝關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動中心與2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)的二維轉(zhuǎn)動中心重合，從根本上杜絕伴隨移動的產(chǎn)生，防止對患者造成二次損傷；同時，傳動機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好，加工制造、裝配和維護(hù)簡單，能夠促進(jìn)踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的推廣使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖1中二維移動機(jī)構(gòu)的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：10-動平臺；20-中間過渡平臺，21-平臺框體，22-外支撐桿，23-內(nèi)支撐桿；30a、30b-第一支鏈，31-第一連桿，32-第一轉(zhuǎn)動副，33-第一移動副，34-第二連桿，35-第二移動副，36-第三連桿，37-第二轉(zhuǎn)動副；40a、40b-第二支鏈，41-第四連桿，42-第三轉(zhuǎn)動副，43-第四轉(zhuǎn)動副，44-第五連桿，45-第五轉(zhuǎn)動副，46-第六連桿，47-第六轉(zhuǎn)動副；50a、50b-第三支鏈，51-定平臺，52-第三移動副，53-第七連桿，54-第四移動副。

具體實(shí)施方式

踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的傳動機(jī)構(gòu)，如圖1~圖3所示，其包括2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)和二維移動機(jī)構(gòu)；

2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括動平臺10和中間過渡平臺20，動平臺10和中間過渡平臺20的x軸方向的兩端通過一對對稱設(shè)置的第一支鏈30a、30b連接、兩者y軸方向的兩端通過一對對稱設(shè)置的第二支鏈40a、40b連接，以帶動動平臺10沿x軸、y軸轉(zhuǎn)動和沿z軸移動；

二維移動機(jī)構(gòu)包括第三支鏈50a、50b，第三支鏈50a、50b連接中間過渡平臺20，以帶動中間過渡平臺20和動平臺10沿x軸、y軸移動。

第一支鏈30a、30b包括第一連桿31，第一連桿31的一端通過第一轉(zhuǎn)動副32連接中間過渡平臺20、第一連桿31的另一端通過第一移動副33與第二連桿34的一端連接，第二連桿34的另一端通過第二移動副35與第三連桿36的一端連接，第三連桿36的另一端通過第二轉(zhuǎn)動副37與動平臺10連接；

第二支鏈40a、40b包括第四連桿41，第四連桿41的一端通過第三轉(zhuǎn)動副42連接中間過渡平臺20、第四連桿41的另一端通過第四轉(zhuǎn)動副43連接第五連桿44的一端，第五連桿44的另一端通過第五轉(zhuǎn)動副45連接第六連桿46的一端，第六連桿46的另一端通過第六轉(zhuǎn)動副47連接動平臺10；

第一轉(zhuǎn)動副32、第六轉(zhuǎn)動副47的軸線沿y軸設(shè)置，第二移動副35、第二轉(zhuǎn)動副37、第三轉(zhuǎn)動副42、第四轉(zhuǎn)動副43和第五轉(zhuǎn)動副45的軸線沿x軸設(shè)置，第一移動副33的軸線沿z軸設(shè)置。

第三支鏈50a、50b包括定平臺51，定平臺51通過第三移動副52連接第七連桿53一端，第七連桿53另一端通過第四移動副54連接中間過渡平臺20；

第三移動副52的軸線沿x軸設(shè)置，第四移動副54的軸線沿y軸設(shè)置。

第三支鏈50a、50b設(shè)有一對，并以中間過渡平臺20的中心對稱分布，也可僅設(shè)一個。

動平臺10包括動平臺主體，動平臺主體開設(shè)有腳掌型腔，中間過渡平臺20包括矩形框架主體21，矩形框架主體的內(nèi)周設(shè)有與第四移動副連接的內(nèi)支撐桿23、其外周設(shè)有與第一轉(zhuǎn)動副32、第三轉(zhuǎn)動副42連接的外支撐桿22。

上述2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)中可選擇第一支鏈的第一移動副33為主動副，控制動平臺10沿著z軸方向移動；選取第一支鏈的第二轉(zhuǎn)動副37為主動副或選取第二支鏈的第六轉(zhuǎn)動副47為主動副，控制動平臺分別繞著x軸或y軸轉(zhuǎn)動；上述二維移動機(jī)構(gòu)中，選取第三支鏈的第三移動副52、第四移動副54為主動副，控制動平臺分別沿著x軸、y軸移動。最終得到該機(jī)構(gòu)三移兩轉(zhuǎn)一對一的輸入與輸出運(yùn)動關(guān)系，實(shí)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)的背屈、跖屈、內(nèi)翻、外翻，從而達(dá)到康復(fù)訓(xùn)練所需的要求。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的傳動機(jī)構(gòu)，其能解決現(xiàn)有傳動機(jī)構(gòu)通配性差，易造成患者二次損傷，以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)和維護(hù)成本較高的技術(shù)問題。其包括2R1T并聯(lián)機(jī)構(gòu)和二維移動機(jī)構(gòu)；2R1T并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括動平臺和中間過渡平臺，動平臺和中間過渡平臺的X軸方向的兩端通過一對對稱設(shè)置的第一支鏈連接、兩者Y軸方向的兩端通過一對對稱設(shè)置的第二支鏈連接，以帶動動平臺沿X軸、Y軸轉(zhuǎn)動和沿Z軸移動；二維移動機(jī)構(gòu)包括第三支鏈，第三支鏈連接中間過渡平臺，以帶動中間過渡平臺和動平臺沿X軸、Y軸移動。

技術(shù)研發(fā)人員：曹毅;葛姝翌;王兆東;朱景原;董虎;王見;周輝;陳延斌;桂和利
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.27
技術(shù)公布日：2017.07.28