踝关节康复训练装置的制作方法

1.本发明涉及医疗辅助器械相关的技术领域，尤其是涉及一种踝关节康复训练装置。


背景技术：

2.近年来，随着机器人技术的快速发展，机器人已经不再局限于制造行业，同时也在向着医疗服务领域发展。目前国内外的医院以及康复医疗机构已经使用康复机器人为患者提供康复训练服务。下肢康复机器人具有较高的自动化程度，使用康复机器人进行康复训练能够有效改善患者的下肢运动能力，是当今医疗康复设备的发展重点方向。
3.针对脑瘫儿童、脑卒中偏瘫、运动损伤导致的踝关节功能性障碍需要康复训练的需求，国内外已有踝关节康复训练机器人应用来帮助患者进行康复训练。但目前的踝关节康复训练设备在结构设计方面复杂，运动不协调；大多数踝关节康复机器人存在自由度数不足，导致康复训练模式单一，灵活性差，较难产生有针对性踝关节内翻、外翻进行牵位拉伸，无法满足对踝关节的多样化训练要求，使患者的踝关节康复训练不能达到理想的康复效果。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种踝关节康复训练装置，以解决现有技术中的踝关节康复训练设备大都采用单个自由度，导致训练模式单一，使患者的踝关节康复效果不理想技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种踝关节康复训练装置，包括底座组件以及设置在所述底座组件上的运动机构组件、踏板组件和动力组件，所述运动机构组件设置在所述底座组件上，所述底座组件用于支撑整个踝关节康复训练装置，其中：
6.所述运动机构组件包括曲柄摇杆运动结构和球铰链连接支架，所述曲柄摇杆运动结构设置在所述底座组件上，所述曲柄摇杆运动结构与所述踏板组件的脚尖端为球铰链连接，所述踏板组件的脚跟端通过球铰链与所述球铰链连接支架连接，所述动力组件与所述曲柄摇杆运动结构相连接，且所述动力组件能通过所述曲柄摇杆运动结构带动所述踏板组件运动且能通过所述踏板组件带动所述球铰链连接支架相对所述底座组件滑动。
7.进一步地，所述曲柄摇杆运动结构包括曲柄、摇杆以及连杆组件，所述连杆组件转动连接于所述曲柄与所述摇杆之间，所述动力组件安装在所述底座组件上且所述动力组件的输出轴与所述曲柄远离所述连杆组件的端部相连接，所述摇杆远离所述连杆组件的端部转动设置在所述底座组件上，所述连杆组件与所述踏板组件的脚尖端为球铰链连接。
8.进一步地，所述连杆组件包括连杆和球铰链连接杆，所述连杆转动设置在所述曲柄与所述摇杆之间，所述踏板组件的脚尖端通过第一球铰链与所述球铰链连接杆连接，所述球铰链连接杆上远离所述踏板组件的端部与所述连杆固定连接。进一步地，所述底座组件包括底座、直线滑轨、第一安装架和第二安装架，所述底座的上表面固定设置有所述直线
滑轨、所述第一安装架和所述第二安装架，所述球铰链连接支架与所述直线滑轨滑动配合，所述动力组件安装在所述第一安装架上且所述动力组件的输出轴穿过所述第一安装架与所述曲柄连接，所述摇杆转动设置在所述第二安装架上。
9.进一步地，所述第一安装架包括第一基座和动力组件安装座，所述第一基座固定设置在所述底座上，所述动力组件安装座可拆卸地固定连接在所述第一基座上，所述动力组件安装在所述动力组件安装座上且所述动力组件的输出轴能穿过所述动力组件安装座与所述曲柄通过键连接。
10.进一步地，所述第二安装架包括第二基座和摇杆安装座，所述第二基座固定设置在所述底座上，所述摇杆安装座可拆卸地固定连接在所述第二基座上，所述摇杆与所述第二基座转动连接。
11.进一步地，所述摇杆安装座包括固定部和安装部，所述安装部与所述固定部固定连接，所述固定部固定在所述第二基座上，所述安装部包括第一夹持杆和第二夹持杆，所述第一夹持杆和所述第二夹持杆相对设置，所述摇杆的端部设置在所述第一夹持杆与所述第二夹持杆之间，且所述第一夹持杆、所述摇杆与所述第二夹持杆之间通过销轴连接。
12.进一步地，所述动力组件为伺服电机，所述伺服电机的输出轴与所述曲柄的短杆之间通过轴向连接螺栓连接以阻止所述曲柄沿所述伺服电机的输出轴的轴线方向窜动。
13.进一步地，所述球铰链连接支架包括支撑板和三角支架，所述三角支架固定设置在所述支撑板上，所述支撑板与所述直线滑轨滑动连接，所述三角支架的上端设置有第二球铰链，所述第二球铰链包括座体和转动连接在所述座体内的球体，所述座体连接在所述三角支架上，所述球体通过踏板连接轴与所述踏板组件的底部连接。
14.进一步地，所述踏板组件包括踏板本体和脚跟保护部，所述脚跟保护部与所述踏板本体固定连接，所述踏板连接轴连接在所述踏板本体的底部且靠近所述踏板本体的脚后跟端。
15.本发明提供的踝关节康复训练装置，包括底座组件以及设置在底座组件上的运动机构组件、踏板组件和动力组件，运动机构组件设置在底座组件上，底座组件用于支撑整个踝关节康复训练装置，运动机构组件包括曲柄摇杆运动结构和球铰链连接支架，曲柄摇杆运动结构设置在底座组件上，曲柄摇杆运动结构与踏板组件的脚尖端为球铰链连接，踏板组件的脚跟端通过球铰链与球铰链连接支架连接，动力组件与曲柄摇杆运动结构相连接，且动力组件能通过曲柄摇杆运动结构带动踏板组件运动且能通过踏板组件带动球铰链连接支架相对底座组件滑动。该装置结构简单，应用一个伺服电机能同时实现踝关节的跖屈背屈、外翻内翻、外旋内旋三个自由度的康复训练，也能实现踝关节任意两个及单个自由度的康复训练动作，以适合踝关节康复的不同阶段，实现踝关节的主被动康复训练。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明实施例提供的踝关节康复训练装置的第一张结构示意图；
18.图2是本发明实施例提供的踝关节康复训练装置的第二张结构示意图；
19.图3是图2中a部分的放大图；
20.图4是本发明实施例提供的踝关节康复训练装置的第三张结构示意图；
21.图5是本发明实施例提供的踝关节康复训练装置的第四张结构示意图；
22.图6是本发明实施例提供的底座组件的结构示意图；
23.图7是本发明实施例提供的第一安装架的结构示意图；
24.图8是本发明实施例提供的第二安装架的结构示意图；
25.图9为本发明实施例提供的运动机构组件与踏板组件的配合示意图。
26.附图标记：1、底座组件；11、底座；12、直线滑轨；13、第一安装架；131、第一基座；132、动力组件安装座；14、第二安装架；141、第二基座；142、摇杆安装座；1421、固定部；1422、第一夹持杆；1423、第二夹持杆；2、运动机构组件；21、曲柄摇杆运动结构；211、曲柄；2111、短杆；212、摇杆；213、连杆组件；2131、连杆；2132、球铰链连接杆；22、球铰链连接支架；221、支撑板；222、三角支架；223、滚动轴承；3、踏板组件；31、踏板本体；32、脚跟保护部；4、动力组件；5、第一球铰链；6、第二球铰链；7、轴向连接螺栓；8、踏板连接轴。
具体实施方式
27.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.参见图1～图9，本发明提供了一种踝关节康复训练装置，包括底座组件1以及设置在底座组件1上的运动机构组件2、踏板组件3和动力组件4，运动机构组件2设置在底座组件1上，底座组件1用于支撑整个踝关节康复训练装置，便于移动。
31.其中，如图2所示，运动机构组件2包括曲柄摇杆运动结构21和球铰链连接支架22，曲柄摇杆运动结构21设置在底座组件1上，曲柄摇杆运动结构21与踏板组件3的脚尖端为球铰链连接，踏板组件3的脚跟端通过球铰链与球铰链连接支架22连接，动力组件4与曲柄摇杆运动结构21相连接，动力组件4能通过曲柄摇杆运动结构21带动踏板组件3运动且能通过踏板组件3带动球铰链连接支架22相对底座组件1滑动。
32.具体的，如图4所示，曲柄摇杆运动结构21包括曲柄211、摇杆212以及连杆组件
213，连杆组件213转动连接于曲柄211与摇杆212之间，动力组件4安装在底座组件1上且动力组件4的输出轴与曲柄211远离连杆组件213的端部相连接，摇杆212远离连杆组件213的端部转动设置在底座组件1上，连杆组件213与踏板组件3的脚尖端为球铰链连接。
33.参见图9，连杆组件213包括连杆2131和球铰链连接杆2132，连杆2131转动设置在曲柄211与摇杆212之间，踏板组件3的脚尖端通过第一球铰链5与球铰链连接杆2132连接，球铰链连接杆2132上远离踏板组件3的端部与连杆2131固定连接。
34.本实施例中图6所示的底座组件1包括底座11、直线滑轨12、第一安装架13和第二安装架14，底座11的上表面固定设置有直线滑轨12、第一安装架13和第二安装架14，球铰链连接支架22与直线滑轨12滑动配合，具体的球铰链连接支架22的底部设置有滚动轴承223，滚动轴承223设置在直线滑轨12内的滑槽中，动力组件4安装在第一安装架13上且动力组件4的输出轴穿过第一安装架13与曲柄211连接，摇杆212转动设置在第二安装架14上，动力组件4能通过曲柄211摇杆212运动机构和踏板组件3带动球铰链连接支架22上的滚动轴承223在滑槽内滑动。
35.图7所示的第一安装架13包括第一基座131和动力组件安装座132，第一基座131固定设置在底座11上，动力组件安装座132可拆卸地固定连接在第一基座131上，动力组件4安装在动力组件安装座132上且动力组件4的输出轴能穿过动力组件安装座132与曲柄211通过键连接。本实施例中的动力组件4为伺服电机，更进一步的，如图3所示，伺服电机的输出轴与曲柄211的短杆2111之间通过轴向连接螺栓7连接以阻止曲柄211沿伺服电机的输出轴的轴线方向窜动。
36.结合图6和图8，本实施例中的第二安装架14包括第二基座141和摇杆安装座142，第二基座141固定设置在底座11上，摇杆安装座142可拆卸地固定连接在第二基座141上，摇杆212与第二基座141转动连接。摇杆安装座142包括固定部1421和安装部，安装部与固定部1421固定连接，固定部1421固定在第二基座141上，安装部包括第一夹持杆1422和第二夹持杆1423，第一夹持杆1422和第二夹持杆1423相对设置，摇杆212的端部设置在第一夹持杆1422与第二夹持杆1423之间，且第一夹持杆1422、摇杆212与第二夹持杆1423之间通过销轴连接。
37.另外，参见图4，球铰链连接支架22包括支撑板221和三角支架222，三角支架222固定设置在支撑板221上，支撑板221与直线滑轨12滑动连接，三角支架222的上端设置有第二球铰链6，如图5所示，第二球铰链6包括座体和转动连接在座体内的球体，座体连接在三角支架222上，球体通过踏板连接轴8与踏板组件3的底部连接。
38.本实施例中的踏板组件3包括踏板本体31和脚跟保护部32，脚跟保护部32与踏板本体31固定连接，踏板连接轴8连接在踏板本体31的底部且靠近踏板本体31的脚后跟端，目的是尽量使该康复训练装置的回转中心与人体的踝关节回转中心重合。应用一个伺服电机可带动踏板组件3实现跖屈背屈、外翻内翻、外旋内旋的三自由度康复训练的目的，并且可以实现多种康复训练模式。此外，也可以在踏板本体31上还设置脚部调整固定结构，比如调整绑带，能更好的固定患者放置在踏板组件3上的脚部。
39.本发明提供的踝关节康复训练装置，整体结构简单，解决现有康复训练机器人仅能实现跖屈背屈单自由度康复训练或外翻内翻单自由度康复训练或外旋内旋单自由度康复训练，或是多个电机相互配合才能实现多自由度康复训练然而这样又导致了康复机器人
结构复杂的问题。
40.实际使用过程中，可应用伺服电机根据患者不同的康复阶段实现不同的康复训练方式，患者康复初期，伺服电机主动运动带动患者进行被动的康复训练；患者康复中期，恢复一定的肌力，伺服电机助力带动患者进行康复训练；患者康复后期肌力基本恢复，患者在没有伺服电机带动的情况下进行主动的康复训练。
41.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。