CN107899198A - 一种踝关节主被动训练器 - Google Patents

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Abstract

一种踝关节主被动训练器涉及一种医疗康复训练器材。本装置包括底座、脚踏板组件、支撑架、伺服驱动器和推杆驱动器，可带动患者做内收/外展、背伸/跖屈、内翻/外翻等多个自由度踝关节的被动康复训练。在患者有一定肌力时候，通过脚踏板组件上设置的压力传感器和扭矩传感器检测患者的运动力量，通过伺服驱动器和推杆驱动提供助力并通过自身的力量来做多个自由度踝关节的主动康复训练。同时在踝关节活动的三个自由度处设置3个角度传感器、压力传感器和扭矩传感器，可以对患者踝关节运动范围和力量进行测量，通过连接计算机来控制伺服驱动器和推杆驱动器使脚踏板组件运动，在计算机上实时显示足部运动轨迹，还可以进行游戏互动训练，训练效果显著提高。

Description

一种踝关节主被动训练器
技术领域
本发明属于医疗设备技术领域，涉及一种康复训练使用的踝关节主被动训练器。
背景技术
目前，医疗康复机构需要使用不同的训练装置进行有针对性的康复训练。而传统的训练装置功能不尽合理，训练效果单一，器械调整不灵活，特别是针对踝关节训练的器械不多，并且在患者需求不同时调整比较麻烦。因此，设计更加安全、有效、实用的踝关节主被动训练器进行脚踝部康复训练是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种安全便利、更加有效的踝关节主被动训练器。
本发明的技术方案是：一种踝关节主被动训练器，包括底座、脚踏板组件、支撑架、伺服驱动器和推杆驱动器，所述的底座上设置有两个U型座和驱动器固定架，U型座分别安装在底架两边，驱动固定架与两个U型座呈等边三角形布局，所述的驱动器固定架上端安装有伺服驱动器，伺服驱动器上端安装有Y轴向角度传感器；
所述的伺服驱动器的转子端部与支撑架相连接，支撑架呈U形，支撑架上安装有X轴向角度传感器，支撑架与上连接板铰接，上连接板在支撑架上可做回转运动，上连接板上安装有Z轴向角度传感器，脚踏板组件与Z轴向角度传感器相连，并与上连接板铰接；
所述的脚踏板组件上安装有支撑板，支撑板上安装有脚踏板，在支撑板和脚踏板中间分别安装有压力传感器和扭矩传感器，脚踏板后端设置脚跟护板，脚跟护板可调节长短；脚踏板组件上设置有L型连板和V型架， L型连板与上连接板铰接；
所述的推杆驱动器通过自身螺杆旋转作直线回转运动；推杆驱动器一端与下部双向连接座在X方向铰接，下部双向连接座另一端与底座上的U型座在Y方向铰接，下部双向连接座分别在X方向和Y方向设置有铰接孔；推杆驱动器另外一端与上部双向连接座的一端在X方向铰接，上部双向连接座另一端与脚踏板组件上V型架在Y方向铰接，上部双向连接座分别在X方向和Y方向设置有铰接孔。
本发明的有益效果：本发明可带动患者做内收/外展、背伸/跖屈、内翻/外翻等多个自由度踝关节的被动康复训练。在患者有一定肌力时候，通过脚踏板组件上设置的压力传感器和扭矩传感器检测患者的运动力量，通过伺服驱动器和推杆驱动提供助力来帮助患者，通过自身的力量来做内收/外展、背伸/跖屈、内翻/外翻等多个自由度踝关节的主动康复训练。同时在踝关节活动的三个自由度处设置3个角度传感器、压力传感器和扭矩传感器，可以对患者踝关节运动范围和力量进行测量，通过连接计算机来控制伺服驱动器和推杆驱动器使脚踏板组件运动，在计算机上实时显示足部运动轨迹，还可以进行游戏互动训练，训练效果显著提高。
附图说明
图1为本发明的立体示意图；
图2为本发明的主视图；
图3为本发明的俯视图；
图4为本发明的左视图。
附图编号：底座1、脚踏板组件2、支撑架3、伺服驱动器4、推杆驱动器5；U型座1-1、驱动器固定架1-2；支撑板2-1、压力传感器2-2、V型架2-3、扭矩传感器2-4、脚踏板2-5、脚跟护板2-6、L型连板2-7；上连接板3-1、X轴向角度传感器3-2、Z轴向角度传感器3-3；Y轴向角度传感器4-1；下部双向连接座5-1、上部双向连接座5-2。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
如附图1、附图2、附图3、附图4所示，一种踝关节主被动训练器，包括底座1、脚踏板组件2、支撑架3、伺服驱动器4和推杆驱动器5，所述的底座1上设置有两个U型座1-1和驱动器固定架1-2，U型座1-1分别安装在底架1两边，驱动固定架2-2与两个U型座1-1呈等边三角形布局，所述的驱动器固定架1-2上端安装有伺服驱动器4，伺服驱动器4上端安装有Y轴向角度传感器4-1；
所述的伺服驱动器4的转子端部与支撑架3相连接，伺服驱动器4用于驱动支撑架3的摆动；支撑架3呈U形，支撑架3上安装有X轴向角度传感器3-2，支撑架3与上连接板3-1铰接，上连接板3-1在支撑架3上可做回转运动，上连接板3-1上安装有Z轴向角度传感器3-3，脚踏板组件2与Z轴向角度传感器3-3相连，并与上连接板3-1铰接；
所述的脚踏板组件2上安装有支撑板2-1，支撑板2-1上安装有脚踏板2-5，在支撑板2-1和脚踏板2-5中间分别安装有压力传感器2-2和扭矩传感器2-4，脚踏板2-5后端设置脚跟护板2-6，脚跟护板2-6可以根据患者的脚的大小来调节长短；脚踏板组件2上设置有L型连板2-7和V型架2-3， L型连板2-7与上连接板3-1铰接；
所述的推杆驱动器5通过自身螺杆旋转作直线回转运动；推杆驱动器5一端与下部双向连接座5-1在X方向铰接，下部双向连接座5-1另一端与底座1上的U型座1-1在Y方向铰接，下部双向连接座5-1分别在X方向和Y方向设置有铰接孔；推杆驱动器5另外一端与上部双向连接座5-2的一端在X方向铰接，上部双向连接座5-2另一端与脚踏板组件2上V型架2-3在Y方向铰接，上部双向连接座5-2分别在X方向和Y方向设置有铰接孔。
上述踝关节主被动训练器通过伺服驱动器4带动支撑架3左右平摆运动，伺服驱动器4上的Y轴向角度传感器4-1实时检测支撑架3的平摆运动幅度。两个推杆驱动器5同时伸缩运动，带动脚踏板2做上下摆动运动。X轴向角度传感器3-2实时检测脚踏板2向上或向下的运动幅度。当两个推杆电机座相对运动时，即左侧推杆驱动器5伸出运动，右侧推杆驱动器5收缩运动，进而带动脚踏板2向右侧侧翻运动。同理左侧收缩，右侧伸出，脚踏板组件2向左倾斜。Z轴向角度传感器3-3实时检测脚踏板组件2的内翻/外翻幅度。患者的患者放置于脚踏板组件2上，可随着脚踏板组件2倾斜做运动。因此上述主被动踝关节训练器可带动患者做内收/外展、背伸/跖屈、内翻/外翻等多个自由度踝关节的被动康复训练。
上述踝关节主被动训练器在患者有一定肌力时候，通过脚踏板组件2上设置的压力传感器2-2和扭矩传感器2-4检测患者的运动力量，通过伺服驱动器4和推杆驱动5提供助力来帮助患者，通过自身的力量来做内收/外展、背伸/跖屈、内翻/外翻等多个自由度踝关节的主动康复训练。
上述踝关节主被动训练器在脚踏板组件2上设置的压力传感器2-2和扭矩传感器2-4检测患者的运动力量，同时在踝关节活动的三个自由度处设置有3个角度传感器，可以对患者踝关节运动范围和力量进行测量，通过连接计算机来控制伺服驱动器4和推杆驱动器5使脚踏板组件2运动，实时显示足部运动轨迹，还可以进行游戏互动训练。

Claims (5)

1.一种踝关节主被动训练器，包括底座(1)、脚踏板组件(2)、支撑架(3)、伺服驱动器(4)和推杆驱动器(5)，其特征在于：所述的底座(1)上设置有两个U型座(1-1)和驱动器固定架(1-2)，U型座(1-1)分别安装在底架(1)两边，驱动固定架(2-2)与两个U型座(1-1)呈等边三角形布局，所述的驱动器固定架(1-2)上端安装有伺服驱动器(4)，伺服驱动器(4)上端安装有Y轴向角度传感器(4-1)；所述的伺服驱动器(4)的转子端部与支撑架(3)相连接，支撑架(3)呈U形，支撑架(3)上安装有X轴向角度传感器(3-2)，支撑架(3)与上连接板(3-1)铰接，上连接板(3-1)在支撑架(3)上可做回转运动，上连接板(3-1)上安装有Z轴向角度传感器(3-3)，脚踏板组件(2)与Z轴向角度传感器(3-3)相连，并与上连接板(3-1)铰接；所述的脚踏板组件(2)上安装有支撑板(2-1)，支撑板(2-1)上安装有脚踏板(2-5)，在支撑板(2-1)和脚踏板(2-5)中间分别安装有压力传感器(2-2)和扭矩传感器(2-4)，脚踏板(2-5)后端设置脚跟护板(2-6)，脚跟护板(2-6)可调节长短；脚踏板组件(2)上设置有L型连板(2-7)和V型架(2-3)， L型连板(2-7)与上连接板(3-1)铰接；所述的推杆驱动器(5)通过自身螺杆旋转作直线回转运动；推杆驱动器(5)一端与下部双向连接座(5-1)在X方向铰接，下部双向连接座(5-1)另一端与底座(1)上的U型座(1-1)在Y方向铰接，下部双向连接座(5-1)分别在X方向和Y方向设置有铰接孔；推杆驱动器(5)另外一端与上部双向连接座(5-2)的一端在X方向铰接，上部双向连接座(5-2)另一端与脚踏板组件(2)上V型架(2-3)在Y方向铰接，上部双向连接座(5-2)分别在X方向和Y方向设置有铰接孔。
2.根据权利要求1所述的一种踝关节主被动训练器，其特征在于：所述伺服驱动器(4)带动支撑架(3)左右平摆运动，伺服驱动器(4)上的Y轴向角度传感器(4-1)实时检测支撑架(3)的平摆运动幅度。
3.根据权利要求1所述的一种踝关节主被动训练器，其特征在于：所述两个推杆驱动器(5)同时伸缩运动，带动脚踏板(2)做上下摆动运动。
4.X轴向角度传感器(3-2)实时检测脚踏板(2)向上或向下的运动幅度；左侧推杆驱动器(5)伸出运动，右侧推杆驱动器(5)收缩运动，带动脚踏板(2)向右侧侧翻运动；左侧推杆驱动器(5)收缩，右侧推杆驱动器(5)伸出，带动脚踏板组件(2)向左侧侧翻运动。
5.根据权利要求1所述的一种踝关节主被动训练器，其特征在于：所述Z轴向角度传感器(3-3)实时检测脚踏板组件(2)的内翻/外翻幅度。
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