本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其是踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人。

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，人體的行走步態(tài)以及平衡性的微型調(diào)節(jié)樞紐就在于踝關(guān)節(jié)，踝關(guān)節(jié)的康復(fù)訓(xùn)練對患者來說極具意義。為了減輕醫(yī)護(hù)人員工作負(fù)擔(dān)、提高訓(xùn)練效果，踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練采用訓(xùn)練裝置進(jìn)行。現(xiàn)有技術(shù)中，訓(xùn)練裝置大多采用串聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)工作臺的運(yùn)動，但往往結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不佳，運(yùn)動自由度少；而采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)的訓(xùn)練裝置，強(qiáng)度得到了提高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，難以封裝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提出踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人，其采用并聯(lián)的連桿機(jī)構(gòu)使工作臺能夠?qū)崿F(xiàn)前后翻轉(zhuǎn)、左右翻轉(zhuǎn)和在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的運(yùn)動，以完成對患者的康復(fù)訓(xùn)練，同時強(qiáng)度好、結(jié)構(gòu)簡單。

為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人，包括底座和設(shè)置于所述底座上方的工作臺，其中，所述工作臺和所述底座之間并聯(lián)設(shè)置有三個結(jié)構(gòu)相同的連桿機(jī)構(gòu)，分別為第一連桿機(jī)構(gòu)、第二連桿機(jī)構(gòu)和第三連桿機(jī)構(gòu)，通過所述連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動所述工作臺可實(shí)現(xiàn)前后翻轉(zhuǎn)、左右翻轉(zhuǎn)和在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。

其中，所述第一連桿機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述工作臺下前方的中間，所述第二連桿機(jī)構(gòu)和所述第三連桿機(jī)構(gòu)對稱的設(shè)置于所述工作臺下后方的兩側(cè)。

其中，所述連桿機(jī)構(gòu)包括上連桿和下連桿，所述上連桿通過萬向節(jié)機(jī)構(gòu)與所述工作臺連接，所述上連桿和所述下連桿之間通過中間傳動機(jī)構(gòu)連接，所述下連桿通過底座傳動機(jī)構(gòu)與所述底座連接。

其中，所述萬向節(jié)機(jī)構(gòu)包括萬向節(jié)和上連接軸，所述上連接軸一端通過連接軸套與所述工作臺連接，另一端通過螺紋與所述萬向節(jié)連接。

其中，所述萬向節(jié)通過萬向節(jié)軸套分別與上橫板和下橫板連接，所述下橫板的下端與所述上連桿鉸接，所述上橫板的上端與所述上連接軸相連。

其中，所述中間傳動機(jī)構(gòu)包括上部錐齒輪和中間連接軸，所述上部錐齒輪帶動所述中間連接軸轉(zhuǎn)動，所述上連桿和所述中間連接軸固定連接，所述下連桿和所述中間連接軸通過軸承連接，所述上部錐齒輪通過上部電機(jī)驅(qū)動，所述上部電機(jī)固定于所述下連桿上。

其中，所述中間連接軸的兩端均連接有所述上連桿和所述下連桿，所述上連桿置于所述下連桿外側(cè)，所述下連桿上還設(shè)置有用于封裝所述上部電機(jī)和所述上部錐齒輪的包覆殼。

其中，所述底座傳動機(jī)構(gòu)包括下部錐齒輪和十字塊，所述下部錐齒輪與所述十字塊的一端連接并帶動所述十字塊轉(zhuǎn)動，所述十字塊相對于所述下部錐齒輪的另一端與所述底座上的固定塊通過十字塊軸套連接，所述十字塊的另外兩端通過所述十字塊軸套與所述下連桿的下端連接，所述下部錐齒輪通過下部電機(jī)驅(qū)動。

其中，所述下部錐齒輪設(shè)置于所述齒輪箱內(nèi)，所述十字塊與所述下部錐齒輪相連的一端伸入所述齒輪箱內(nèi)，并通過所述十字塊軸套與所述齒輪箱連接。

其中，所述萬向節(jié)機(jī)構(gòu)、中間傳動機(jī)構(gòu)和底座傳動機(jī)構(gòu)上均設(shè)置有位置傳感器。

本實(shí)用新型所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人，其工作臺和底座通過三個連桿機(jī)構(gòu)相連，所述連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同且相互并聯(lián)，通過所述連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動所述工作臺可實(shí)現(xiàn)前后翻轉(zhuǎn)、左右翻轉(zhuǎn)和在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動；工作臺前后翻轉(zhuǎn)可對踝關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)背屈和跖屈訓(xùn)練，工作臺左右翻轉(zhuǎn)可對踝關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)內(nèi)翻和外翻訓(xùn)練，工作臺在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動可對踝關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)內(nèi)旋和外旋訓(xùn)練；同時，三個連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單且相互并聯(lián)，強(qiáng)度好，可靠性高，體積緊湊。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的萬向節(jié)機(jī)構(gòu)剖視圖；

圖3是本實(shí)用新型所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的中間傳動機(jī)構(gòu)剖視圖；

圖4是本實(shí)用新型所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的底座傳動機(jī)構(gòu)剖視圖；

圖5是本實(shí)用新型所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的工作臺前后翻轉(zhuǎn)極限位置a；

圖6是本實(shí)用新型所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的工作臺前后翻轉(zhuǎn)極限位置b；

圖7是本實(shí)用新型所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的工作臺左右翻轉(zhuǎn)極限位置c；

圖8是本實(shí)用新型所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的工作臺左右翻轉(zhuǎn)極限位置d；

圖9是本實(shí)用新型所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的工作臺在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動極限位置e；

圖10是本實(shí)用新型所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的工作臺在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動極限位置f。

附圖標(biāo)記：

1、底座；11、固定塊；2、連桿機(jī)構(gòu)；201、第一連桿機(jī)構(gòu)；202、第二連桿機(jī)構(gòu)；203、第三連桿機(jī)構(gòu)；21、萬向節(jié)機(jī)構(gòu)；211、上連接軸；212、上橫板；213、萬向節(jié)；214、下橫板；215、連接軸套；216、萬向節(jié)軸套；22、上連桿；23、中間傳動機(jī)構(gòu)；231、上部錐齒輪；232、中間連接軸；233、軸承；234、上部電機(jī)；24、下連桿；25、底座傳動機(jī)構(gòu)；251、下部錐齒輪；252、十字塊；253、十字塊軸套；254、下部電機(jī)；255、齒輪箱；3、工作臺。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

如圖1-4所示，本實(shí)施例所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人，包括底座1和設(shè)置于所述底座1上方的工作臺3，其中，所述工作臺3和所述底座1之間并聯(lián)設(shè)置有三個結(jié)構(gòu)相同的連桿機(jī)構(gòu)2，分別為第一連桿機(jī)構(gòu)201、第二連桿機(jī)構(gòu)202和第三連桿機(jī)構(gòu)203，通過所述連桿機(jī)構(gòu)2的運(yùn)動所述工作臺3可實(shí)現(xiàn)前后翻轉(zhuǎn)、左右翻轉(zhuǎn)和在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。

所述第一連桿機(jī)構(gòu)201設(shè)置于所述工作臺3下前方的中間，所述第二連桿機(jī)構(gòu)202和所述第三連桿機(jī)構(gòu)203對稱的設(shè)置于所述工作臺3下后方的兩側(cè)；三個所述連桿機(jī)構(gòu)2相互配合使所述工作臺3實(shí)現(xiàn)三個自由度的運(yùn)動。

所述連桿機(jī)構(gòu)2包括上連桿22和下連桿24，所述上連桿22通過萬向節(jié)機(jī)構(gòu)21與所述工作臺3連接，所述上連桿22和所述下連桿24之間通過中間傳動機(jī)構(gòu)23連接，所述下連桿24通過底座傳動機(jī)構(gòu)25與所述底座1連接。

如圖2所示，所述萬向節(jié)機(jī)構(gòu)21包括萬向節(jié)213和上連接軸211，所述萬向節(jié)213通過萬向節(jié)軸套216分別與上橫板212和下橫板214連接，所述下橫板214的下端與所述上連桿22鉸接，所述上橫板212的上端與所述上連接軸211通過螺紋相連，所述上連接軸211的另一端通過連接軸套215與所述工作臺3連接；所述萬向節(jié)213的兩個自由度加上所述上連接軸211的一個自由度，所述萬向節(jié)機(jī)構(gòu)21能夠?qū)崿F(xiàn)三個自由度的運(yùn)動，既能夠代替球鉸鏈滿足功能需要，又能夠擴(kuò)大活動的角度范圍。

如圖3所示，所述中間傳動機(jī)構(gòu)23包括上部錐齒輪231和中間連接軸232，所述上部錐齒輪231帶動所述中間連接軸232轉(zhuǎn)動，所述上連桿22和所述中間連接軸232固定連接，所述下連桿24和所述中間連接軸232通過軸承233連接，所述上部錐齒輪231通過上部電機(jī)234驅(qū)動，所述上部電機(jī)234固定于所述下連桿24上；所述上部電機(jī)234控制所述上連桿22和所述下連桿24繞所述中間連接軸232轉(zhuǎn)動的方向、角度和速度；所述中間連接軸232的兩端均連接有所述上連桿22和所述下連桿24，所述上連桿22置于所述下連桿24外側(cè)，所述下連桿24上還設(shè)置有用于封裝所述上部電機(jī)234和所述上部錐齒輪231的包覆殼；所述包覆殼能夠防止所述上部錐齒輪231裸露在環(huán)境中影響傳動，還能使外形美觀。

如圖4所示，所述底座傳動機(jī)構(gòu)25包括下部錐齒輪251和十字塊252，所述下部錐齒輪251與所述十字塊252的一端連接并帶動所述十字塊252轉(zhuǎn)動，所述十字塊252相對于所述下部錐齒輪251的另一端與所述底座1上的固定塊11通過十字塊軸套253連接，所述十字塊252的另外兩端通過所述十字塊軸套253與所述下連桿24的下端連接，所述下部錐齒輪251通過下部電機(jī)254驅(qū)動；所述下部電機(jī)254控制所述十字塊252轉(zhuǎn)動的方向、角度和速度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對所述下連桿24位置的控制；所述下部錐齒輪251設(shè)置于所述齒輪箱255內(nèi)，所述十字塊252與所述下部錐齒輪251相連的一端伸入所述齒輪箱255內(nèi)，并通過所述十字塊軸套253與所述齒輪箱255連接；所述齒輪箱255能夠防止所述下部錐齒輪251裸露在環(huán)境中影響傳動，還能使外形美觀；所述十字塊252軸套253能夠減少所述十字塊252轉(zhuǎn)動時受到的阻力，使運(yùn)動更平穩(wěn)順暢。

所述萬向節(jié)機(jī)構(gòu)21、中間傳動機(jī)構(gòu)23和底座傳動機(jī)構(gòu)25上均設(shè)置有位置傳感器；用于檢測所述萬向節(jié)機(jī)構(gòu)21、中間傳動機(jī)構(gòu)23和底座傳動機(jī)構(gòu)25各個自由度方向上的轉(zhuǎn)動角度。

如圖5-10所示，本實(shí)施例所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人在使用過程中具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、通過連桿機(jī)構(gòu)2的運(yùn)動工作臺3可實(shí)現(xiàn)前后翻轉(zhuǎn)、左右翻轉(zhuǎn)和在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，工作臺3前后翻轉(zhuǎn)可對踝關(guān)節(jié)進(jìn)行背屈和跖屈訓(xùn)練，工作臺3左右翻轉(zhuǎn)可對踝關(guān)節(jié)進(jìn)行內(nèi)翻和外翻訓(xùn)練，工作臺3在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動可對踝關(guān)節(jié)進(jìn)行內(nèi)旋和外旋訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)了多個自由度的運(yùn)動，充分滿足了踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練的使用需求；2、機(jī)器人采用三個連桿機(jī)構(gòu)2并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，使用可靠性高；3、每個連桿機(jī)構(gòu)2由上連桿22和下連桿24構(gòu)成，并通過萬向節(jié)機(jī)構(gòu)21、中間傳動機(jī)構(gòu)23和底座傳動機(jī)構(gòu)25連接、傳動，結(jié)構(gòu)簡單、易于封裝、裝配方便、結(jié)構(gòu)緊湊；4、機(jī)器人采用上部電機(jī)234和下部電機(jī)254驅(qū)動，并通過位置傳感器檢測轉(zhuǎn)動角度，能夠準(zhǔn)確有效的控制每一個方向上的轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)工作臺3的準(zhǔn)確運(yùn)動，避免患者使用過程中造成二次傷害。

以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本實(shí)用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實(shí)用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。基于此處的解釋，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本實(shí)用新型的其它具體實(shí)施方式，這些方式都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。