本發(fā)明涉及一種混聯(lián)腳踝康復機及其使用方法。

背景技術(shù)：

雙足是人體最重要的肢體之一，雙足支撐人體完成一系列的日?；顒?，而踝關(guān)節(jié)又是足部最重要的關(guān)節(jié)之一，踝關(guān)節(jié)是人體中負重最大的關(guān)節(jié)。由于年齡的增長，踝關(guān)節(jié)的恢復能力不斷下降，磨損不斷增加，影響著人們的日常生活，因此，需要對患者進行腳踝康復訓練，研究表明，運動療法是康復訓練的主要方法之一，在合理的工作空間下完成運動任務(wù)，進而促進受損部位的修復。然而現(xiàn)有的的康復裝置體積大，經(jīng)常需要人工進行幫助完成康復訓練，成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明對上述問題進行了改進，即本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的腳踝康復方式多采用人工操作，成本高，且不易控制力度和角度。

本發(fā)明的具體實施方案是：一種混聯(lián)腳踝康復機，包括由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的支撐平臺，所述支撐平臺上垂直設(shè)有三個或三個以上的縱向升降驅(qū)動裝置，所述縱向升降驅(qū)動裝置的上方球頭鉸接有用于放置腳部的動作平臺。

進一步的，所述升降驅(qū)動裝置包括絲杠螺母副及固定于支撐平臺上的步進電機，所步進電機的輸出軸設(shè)有驅(qū)動齒輪，所述驅(qū)動齒輪嚙合有傳動齒輪與絲杠螺紋配合實現(xiàn)絲杠的升降，所述絲杠上端球頭鉸接動作平臺。

進一步的，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括驅(qū)動電機與驅(qū)動電機連接的電機減速器，所述電機減速器上端設(shè)有萬向聯(lián)軸器，所述聯(lián)軸器上端經(jīng)花鍵與一設(shè)置于支撐平臺與動作平臺之間的旋轉(zhuǎn)平臺配合，所述旋轉(zhuǎn)平臺上設(shè)有以供縱向升降驅(qū)動裝置穿過的通孔，旋轉(zhuǎn)平臺上下方經(jīng)支撐桿與支撐平臺連接。

進一步的，所述旋轉(zhuǎn)平臺上豎直設(shè)置有連桿，所述連桿設(shè)有一對，一對連桿的之間通過搖桿連接，所述搖桿中部設(shè)有經(jīng)上方設(shè)有S型連桿，所述S型連桿一端插入搖桿中部，另一端連接有設(shè)置于動作平臺上方的踏板，所述S型連桿插入搖桿的一端為活動端以在踏板轉(zhuǎn)動時同步實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。

進一步的，縱向升降驅(qū)動裝置設(shè)有3個且其中一個縱向升降驅(qū)動裝置對應(yīng)設(shè)置于踏板前端，另外兩個對稱設(shè)置于踏板后方兩側(cè)，3個縱向升降驅(qū)動裝置沿圓周均布。

進一步的，所述支撐平臺外周套設(shè)有環(huán)形基座，所述環(huán)形基座下方設(shè)有用于固定旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的凸臺，環(huán)形基座與支撐平臺配合面具有環(huán)形軌道。

進一步的，所述基座周側(cè)設(shè)有鏤空槽。

進一步的，所述踏板上設(shè)有摩擦橡膠墊。

本發(fā)明還包括一種混聯(lián)腳踝康復機使用方法，包括上述的一種混聯(lián)腳踝康復機，所述方法包括使患者腳踝繞X軸的旋轉(zhuǎn)的跖屈及背屈運動，繞Y軸旋轉(zhuǎn)運動的內(nèi)翻及外翻運動，繞Z軸旋轉(zhuǎn)運動定義為外展及內(nèi)收運動：

（1）跖屈及背屈運動的實現(xiàn)：與基座垂直的三個縱向升降驅(qū)動裝置通過控制步進電機的輸出量來推動動作平臺所對應(yīng)位置上下運動，而控制旋轉(zhuǎn)平臺繞Z軸運動的電機減速器輸出量為零，除此之外，位于動平臺后側(cè)的兩個步進電機的輸出量相同，而前側(cè)的步進電機運動與其相反，當后側(cè)的兩個電機推動動作平臺對應(yīng)位置向上運動而前側(cè)電機控制的動作平臺對應(yīng)位置向下運動時，實現(xiàn)跖屈運動；同樣，當后側(cè)的兩個電機控制動作平臺對應(yīng)位置向下運動而前側(cè)電機推動動作平臺對應(yīng)位置向上運動時，實現(xiàn)背屈運動。

（2）內(nèi)翻及外翻運動的實現(xiàn)：位于腳掌前端的步進電機和控制旋轉(zhuǎn)平臺繞Z軸運動的電機減速器輸出量為零，位于動作平臺后側(cè)的兩個電機輸出量恰好相反。當位于Y軸左側(cè)的電機推動動作平臺對應(yīng)位置向上運動而右側(cè)的電機控制的動作平臺對應(yīng)位置向下運動時，實現(xiàn)內(nèi)翻運動；當位于Y軸左側(cè)的電機控制的動作平臺對應(yīng)位置向下運動而右側(cè)的電機推動動作平臺對應(yīng)位置向上運動時，實現(xiàn)外翻運動。

（3）外展及內(nèi)收運動的實現(xiàn)：與基座相垂直的三個步進電機輸出量均為零，而控制旋轉(zhuǎn)平臺繞Z軸運動的電機減速器輸出量變化帶動轉(zhuǎn)動平臺旋轉(zhuǎn)，進而通過旋轉(zhuǎn)平臺帶動動平臺繞X軸旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)外展及內(nèi)收運動。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：該混聯(lián)腳踝康復機構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，通過運動軌跡規(guī)劃控制四個電機驅(qū)動，不僅可以實現(xiàn)患者腳踝康復的跖屈、背屈運動、內(nèi)翻、外翻運動、外展、內(nèi)收運動，還可以通過控制各電機輸出量的相互配合變化來實現(xiàn)復雜的復合運動促進受損部位的修復。除此之外，機構(gòu)在旋轉(zhuǎn)平臺下方設(shè)置了支撐桿，避免了電機的直接受力，將機構(gòu)的所承受的重力和腳踝康復過程中的壓力通過支撐桿傳到了支撐平臺上，可以滿足患者腳踝康復各個階段的需求可應(yīng)用于家庭、醫(yī)院、健身場所進行腳踝康復工作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明驅(qū)動構(gòu)件部分結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

如圖1～2所示，一種混聯(lián)腳踝康復機，包括由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的支撐平臺10，所述支撐平臺10上垂直設(shè)有三個或三個以上的縱向升降驅(qū)動裝置，所述縱向升降驅(qū)動裝置的上方球頭鉸接有用于放置腳部的動作平臺20，所述升降驅(qū)動裝置包括絲杠螺母副及固定于支撐平臺10上的步進電機110，所步進電機110的輸出軸設(shè)有驅(qū)動齒輪，所述驅(qū)動齒輪嚙合有傳動齒輪與絲杠螺紋配合實現(xiàn)絲杠120的升降，所述絲杠上端球頭121鉸接動作平臺。

當然實際應(yīng)用中，縱向升降驅(qū)動裝置還可以采用氣缸或者其他升降機構(gòu)。

本實施例中，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括驅(qū)動電機與驅(qū)動電機連接的電機減速器30，所述電機減速器30上端設(shè)有萬向聯(lián)軸器310，所述聯(lián)軸器310上端經(jīng)花鍵311與一設(shè)置于支撐平臺10與動作平臺20之間的旋轉(zhuǎn)平臺40配合，所述旋轉(zhuǎn)平臺40上設(shè)有以供縱向升降驅(qū)動裝置穿過的通孔，旋轉(zhuǎn)平臺40上下方經(jīng)支撐桿410與支撐平臺10連接。

本實施例中，所述旋轉(zhuǎn)平臺40上豎直設(shè)置有連桿420，連桿420設(shè)有一對，一對連桿420的之間通過搖桿421連接，所述搖桿421中部設(shè)有經(jīng)上方設(shè)有S型連桿430，所述S型連桿430一端插入搖桿421中部，另一端連接有設(shè)置于動作平臺20上方的踏板50，所述S型連桿430插入搖桿421的一端為活動端以在踏板50轉(zhuǎn)動時同步實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。

本實施例中，縱向升降驅(qū)動裝置設(shè)有3個且其中一個縱向升降驅(qū)動裝置對應(yīng)設(shè)置于踏板前端，另外兩個對稱設(shè)置于踏板后方兩側(cè)，3個縱向升降驅(qū)動裝置沿圓周均布。

本實施例中，所述支撐平臺外周套設(shè)有環(huán)形基座60，所述環(huán)形基座60下方設(shè)有用于固定旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的凸臺，環(huán)形基座60與支撐平臺10配合面具有環(huán)形軌道。

本實施例中，所述基座周側(cè)及旋轉(zhuǎn)平臺40均設(shè)有弧形狀的鏤空槽70，鏤空槽70的設(shè)計一方面可以減小重量節(jié)約材料，另一方面也方便線纜的設(shè)置。

本實施例中，為了提高摩擦力，所述踏板50上還設(shè)有摩擦橡膠墊或者鞋套。

本發(fā)明還包括一種混聯(lián)腳踝康復機使用方法，包括上述的一種混聯(lián)腳踝康復機，所述方法包括使患者腳踝繞X軸的旋轉(zhuǎn)的跖屈及背屈運動，繞Y軸旋轉(zhuǎn)運動的內(nèi)翻及外翻運動，繞Z軸旋轉(zhuǎn)運動定義為外展及內(nèi)收運動：

（1）跖屈及背屈運動的實現(xiàn)：與基座垂直的三個縱向升降驅(qū)動裝置通過控制步進電機的輸出量來推動動作平臺20所對應(yīng)位置上下運動，而控制旋轉(zhuǎn)平臺40繞Z軸運動的電機減速器輸出量為零，除此之外，位于動平臺后側(cè)的兩個步進電機的輸出量相同，而前側(cè)的步進電機運動與其相反，當后側(cè)的兩個電機推動動作平臺20對應(yīng)位置向上運動而前側(cè)電機控制的動作平臺20對應(yīng)位置向下運動時，實現(xiàn)跖屈運動；同樣，當后側(cè)的兩個電機控制動作平臺20對應(yīng)位置向下運動而前側(cè)電機推動動作平臺20對應(yīng)位置向上運動時，實現(xiàn)背屈運動。

（2）內(nèi)翻及外翻運動的實現(xiàn)：位于腳掌前端的步進電機和控制旋轉(zhuǎn)平臺40繞Z軸運動的電機減速器輸出量為零，位于動作平臺20后側(cè)的兩個電機輸出量恰好相反。當位于Y軸左側(cè)的電機推動動作平臺20對應(yīng)位置向上運動而右側(cè)的電機控制的動作平臺20對應(yīng)位置向下運動時，實現(xiàn)內(nèi)翻運動；當位于Y軸左側(cè)的電機控制的動作平臺20對應(yīng)位置向下運動而右側(cè)的電機推動動作平臺20對應(yīng)位置向上運動時，實現(xiàn)外翻運動。

（3）外展及內(nèi)收運動的實現(xiàn)：與基座相垂直的三個步進電機輸出量均為零，而控制旋轉(zhuǎn)平臺40繞Z軸運動的電機減速器輸出量變化帶動轉(zhuǎn)動平臺旋轉(zhuǎn)，進而通過旋轉(zhuǎn)平臺40帶動動平臺繞X軸旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)外展及內(nèi)收運動。

同時，上述本發(fā)明如果公開或涉及了互相固定連接的零部件或結(jié)構(gòu)件，那么，除另有聲明外，固定連接可以理解為：能夠拆卸地固定連接( 例如使用螺栓或螺釘連接)，也可以理解為：不可拆卸的固定連接(例如鉚接、焊接)，當然，互相固定連接也可以為一體式結(jié)構(gòu)( 例如使用鑄造工藝一體成形制造出來) 所取代(明顯無法采用一體成形工藝除外)。

另外，上述本發(fā)明公開的任一技術(shù)方案中所應(yīng)用的用于表示位置關(guān)系或形狀的術(shù)語除另有聲明外其含義包括與其近似、類似或接近的狀態(tài)或形狀。

本發(fā)明提供的任一部件既可以是由多個單獨的組成部分組裝而成，也可以為一體成形工藝制造出來的單獨部件。

最后應(yīng)當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術(shù)方案范圍當中。