本技術涉及康復器械的，尤其涉及一種應用于踝關節的多自由度康復訓練裝置。

背景技術：

1、神經系統疾病，如腦卒中、腦外傷、脊髓損傷等，可能導致踝關節的運動功能障礙，表現為肌肉力量減弱、關節活動范圍受限、步態異常等。這些功能障礙不僅影響患者的日常生活能力，還可能增加跌倒和再次損傷的風險。因此，神經內科醫生在評估和治療神經系統疾病時，需要關注踝關節的功能狀態。一旦發現踝關節功能障礙，醫生會根據患者的具體情況制定個性化的康復訓練計劃。康復訓練的目標是通過一系列有針對性的練習，增強踝關節周圍肌肉的力量和耐力，提高關節的靈活性和穩定性，改善步態和平衡能力。常見的訓練方法包括肌肉力量訓練、關節活動度訓練、平衡訓練、步態訓練等。

2、隨著機械外骨骼技術的發展，在踝關節康復過程中，可以借助一些專業的器械來達到訓練目的。如申請號為cn201811024210.9的中國發明專利申請公開的一種腳踝康復訓練裝置，包括固定支架，固定支架底端之間設有電機安裝板，且電機安裝板兩端通過螺釘固定于兩側的固定支架上，電機安裝板外側端面處固定安裝有驅動電機，固定支架底部一端與承重架固定連接，承重架之間通過活動連接件與踏板活動連接，固定支架上安裝有安裝端板，安裝端板上轉動安裝有從動輪，驅動電機輸出端安裝有主動輪，且主動輪與從動輪之間通過傳動帶傳動連接，從動輪外側端面處固定有安裝塊，從動輪上的安裝塊與踏板上的安裝塊之間通過調節桿。該裝置可協助踝關節損傷患者進行康復訓練。

3、然而，上述訓練器由于只具有一個自由度，因此只能進行踝關節的拓屈和背伸訓練，對于腳踝的限制較大，難以達到理想的訓練效果。

技術實現思路

1、本實用新型的目的在于提供一種應用于踝關節的多自由度康復訓練裝置，能夠在xy平面、xz平面和yz平面的獨立調整偏轉角度，以模擬真實生活中的踝關節活動，實現腳踝的跖屈、背伸、內翻、外翻、外展、內收訓練，從而解決背景技術所闡述的技術問題。

2、為實現上述目的，本實用新型提供了一種應用于踝關節的多自由度康復訓練裝置，其關鍵在于：包括由第一電機驅動的xy平面偏轉結構，在所述xy平面偏轉結構上設置由第二電機驅動的xz平面偏轉結構，在所述xz平面偏轉結構上設置由第三電機驅動的yz平面偏轉結構，在所述yz平面偏轉結構上設置腳踏固定器。

3、更進一步地，所述xy平面偏轉結構包括底座，所述底座上通過滾珠軸承安裝有轉臺，所述第一電機安裝在所述底座中，并通過第一傳動組件與所述轉臺傳動連接。

4、更進一步地，所述第一傳動組件包括設于所述轉臺中的齒環以及設于第一電機輸出軸上的第一齒輪，所述第一齒輪與所述齒環相嚙合。

5、更進一步地，所述xz平面偏轉結構包括一具有弧形底殼的中空殼體，所述中空殼體通過輪架支撐在所述轉臺上，所述第二電機安裝在所述轉臺上，并通過第二傳動組件與所述中空殼體傳動連接。

6、更進一步地，所述第二傳動組件包括設于所述弧形底殼外輪廓面的弧形齒條，所述弧形齒條的一側嚙合有第二齒輪，所述第二齒輪旋轉軸上連接有蝸輪，所述蝸輪的一側嚙合有蝸桿，所述蝸桿的傳動軸通過第一皮帶輪與所述第二電機的輸出軸相連。

7、更進一步地，所述yz平面偏轉結構包括轉動連接在所述中空殼體上的腳踏承載板，所述第三電機設置在所述中空殼體的殼腔中，并通過第三傳動組件與所述腳踏承載板傳動連接。

8、更進一步地，所述第三傳動組件包括設于所述中空殼體上的滑臺，所述滑臺上設置有滑塊，所述滑塊上鉸接有連桿，所述連桿的末端鉸接在腳踏承載板上，在所述滑臺中還貫穿有與滑塊配合的絲杠，所述絲杠的末端延伸出所述滑臺，并通過第二皮帶輪與所述第三電機的輸出軸相連。

9、更進一步地，所述第一電機、第二電機和第三電機均采用伺服電機。

10、與現有技術相比，本實用新型的顯著效果為：

11、(1)本實用新型基于運動仿生學原理，利用xy平面偏轉結構、xz平面偏轉結構、yz平面偏轉結構相協同，且由第一電機、第二電機和第三電機獨立控制腳踏固定器分別在xy平面、xz平面和yz平面的偏轉角度，以模擬真實生活中的踝關節活動，實現腳踝的跖屈、背伸、內翻、外翻、外展、內收訓練，有助于增強腳踝的力量、靈活性和穩定性，特別適用于腦卒中、腦外傷、脊髓損傷等導致的踝關節運動功能障礙訓練，緩解踝關節僵硬和肌肉萎縮；

12、(2)通過控制第一電機、第二電機和第三電機的角動量變化同樣能夠實現腳踝固定器復雜的復合運動，從而滿足患者腳踝各個康復階段的訓練需求，可以在家中、醫院或康復中心等多種場景中廣泛使用。

技術特征：

1.一種應用于踝關節的多自由度康復訓練裝置，其特征在于：包括由第一電機驅動的xy平面偏轉結構，在所述xy平面偏轉結構上設置由第二電機驅動的xz平面偏轉結構，在所述xz平面偏轉結構上設置由第三電機驅動的yz平面偏轉結構，在所述yz平面偏轉結構上設置腳踏固定器；其中：

2.根據權利要求1所述的應用于踝關節的多自由度康復訓練裝置，其特征在于：所述第一電機、第二電機和第三電機均采用伺服電機。

技術總結
本技術公開了一種應用于踝關節的多自由度康復訓練裝置，包括xy、xz、yz平面偏轉結構，分別由第一、第二、第三電機驅動，腳踏固定器設于yz平面偏轉結構上。xy平面偏轉結構含底座、轉臺及第一傳動組件；xz平面偏轉結構含具有弧形底殼的中空殼體、第二傳動組件；yz平面偏轉結構含腳踏承載板、第三傳動組件。各傳動組件均含精密傳動元件，確保穩定運行。本裝置基于運動仿生學，協同三平面偏轉結構，模擬踝關節活動，實現腳踝多種訓練動作，增強力量、靈活性和穩定性。特別適用于腦卒中、腦外傷、脊髓損傷等導致的踝關節運動功能障礙訓練。

技術研發人員：蔣宇晗,郭義嘉,陳立娜,魏紅,劉穎
受保護的技術使用者：中國人民解放軍陸軍第九五八醫院
技術研發日：20240618
技術公布日：2025/4/28