本發(fā)明涉及康復(fù)訓(xùn)練用機(jī)器人，尤其涉及踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人，具體涉及踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

踝關(guān)節(jié)損傷是一種常見(jiàn)的骨關(guān)節(jié)損傷，且發(fā)生率較高。臨床治療證實(shí)：功能性康復(fù)訓(xùn)練可縮短病人康復(fù)時(shí)間，加速組織愈合，并能有效預(yù)防醫(yī)治后踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)引發(fā)的二次受傷。功能性康復(fù)訓(xùn)練包括踝關(guān)節(jié)的背屈、跖屈、內(nèi)翻和外翻練習(xí)，傳統(tǒng)練習(xí)是通過(guò)醫(yī)務(wù)人員陪同進(jìn)行的，隨著科技的發(fā)展，踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人也應(yīng)運(yùn)而生，不僅解放了醫(yī)務(wù)人員，更為患者帶來(lái)了福音。踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人主要包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)和供電機(jī)構(gòu)，現(xiàn)有的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通配性差，由于患者個(gè)體差異，患者的踝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)中心與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)末端的動(dòng)平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心不重合，易產(chǎn)生伴隨運(yùn)動(dòng)，造成患者二次損傷；同時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)整體構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制造、裝配和維護(hù)較為不便，影響踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的推廣使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其能解決現(xiàn)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通配性差，易造成患者二次損傷，以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)和維護(hù)成本較高的技術(shù)問(wèn)題。

其技術(shù)方案是這樣的，踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于：其包括2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)和二維移動(dòng)機(jī)構(gòu)；

所述2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括動(dòng)平臺(tái)和中間過(guò)渡平臺(tái)，所述動(dòng)平臺(tái)和所述中間過(guò)渡平臺(tái)的x軸方向的兩端通過(guò)一對(duì)對(duì)稱設(shè)置的第一支鏈連接、兩者y軸方向的兩端通過(guò)一對(duì)對(duì)稱設(shè)置的第二支鏈連接，以帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)沿x軸、y軸轉(zhuǎn)動(dòng)和沿z軸移動(dòng)；

所述二維移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第三支鏈，所述第三支鏈連接所述中間過(guò)渡平臺(tái)，以帶動(dòng)中間過(guò)渡平臺(tái)和所述動(dòng)平臺(tái)沿x軸、y軸移動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述第一支鏈包括第一連桿，所述第一連桿的一端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接所述中間過(guò)渡平臺(tái)、所述第一連桿的另一端通過(guò)第一移動(dòng)副與所述第二連桿的一端連接，所述第二連桿的另一端通過(guò)第二移動(dòng)副與所述第三連桿的一端連接，所述第三連桿的另一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與所述動(dòng)平臺(tái)連接；

所述第二支鏈包括第四連桿，所述第四連桿的一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副連接所述中間過(guò)渡平臺(tái)、所述第四連桿的另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副連接第五連桿的一端，所述第五連桿的另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副連接第六連桿的一端，所述第六連桿的另一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副連接所述動(dòng)平臺(tái)；

所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)副、所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線沿y軸設(shè)置，所述第二移動(dòng)副、所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)副、所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)副、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副和第五轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線沿x軸設(shè)置，所述第一移動(dòng)副的軸線沿z軸設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述第三支鏈包括定平臺(tái)，所述定平臺(tái)通過(guò)第三移動(dòng)副連接第七連桿一端，所述第七連桿另一端通過(guò)第四移動(dòng)副連接所述中間過(guò)渡平臺(tái)；

所述第三移動(dòng)副的軸線沿x軸設(shè)置，所述第四移動(dòng)副的軸線沿y軸設(shè)置。

更進(jìn)一步的，所述第三支鏈設(shè)有一對(duì)，并呈中心對(duì)稱分布。

進(jìn)一步的，所述動(dòng)平臺(tái)設(shè)有腳掌型腔。

本發(fā)明通過(guò)2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)的二維轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)患者踝關(guān)節(jié)的背屈、跖屈、內(nèi)翻和外翻練習(xí)；通過(guò)2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)的z軸移動(dòng)配合二維移動(dòng)機(jī)構(gòu)x軸、y軸移動(dòng)，使得患者踝關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心與2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)的二維轉(zhuǎn)動(dòng)中心重合，從根本上杜絕伴隨移動(dòng)的產(chǎn)生，防止對(duì)患者造成二次損傷；同時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好，加工制造、裝配和維護(hù)簡(jiǎn)單，能夠促進(jìn)踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的推廣使用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖1中二維移動(dòng)機(jī)構(gòu)的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：10-動(dòng)平臺(tái)；20-中間過(guò)渡平臺(tái)，21-平臺(tái)框體，22-外支撐桿，23-內(nèi)支撐桿；30a、30b-第一支鏈，31-第一連桿，32-第一轉(zhuǎn)動(dòng)副，33-第一移動(dòng)副，34-第二連桿，35-第二移動(dòng)副，36-第三連桿，37-第二轉(zhuǎn)動(dòng)副；40a、40b-第二支鏈，41-第四連桿，42-第三轉(zhuǎn)動(dòng)副，43-第四轉(zhuǎn)動(dòng)副，44-第五連桿，45-第五轉(zhuǎn)動(dòng)副，46-第六連桿，47-第六轉(zhuǎn)動(dòng)副；50a、50b-第三支鏈，51-定平臺(tái)，52-第三移動(dòng)副，53-第七連桿，54-第四移動(dòng)副。

具體實(shí)施方式

踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如圖1~圖3所示，其包括2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)和二維移動(dòng)機(jī)構(gòu)；

2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括動(dòng)平臺(tái)10和中間過(guò)渡平臺(tái)20，動(dòng)平臺(tái)10和中間過(guò)渡平臺(tái)20的x軸方向的兩端通過(guò)一對(duì)對(duì)稱設(shè)置的第一支鏈30a、30b連接、兩者y軸方向的兩端通過(guò)一對(duì)對(duì)稱設(shè)置的第二支鏈40a、40b連接，以帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)10沿x軸、y軸轉(zhuǎn)動(dòng)和沿z軸移動(dòng)；

二維移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第三支鏈50a、50b，第三支鏈50a、50b連接中間過(guò)渡平臺(tái)20，以帶動(dòng)中間過(guò)渡平臺(tái)20和動(dòng)平臺(tái)10沿x軸、y軸移動(dòng)。

第一支鏈30a、30b包括第一連桿31，第一連桿31的一端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副32連接中間過(guò)渡平臺(tái)20、第一連桿31的另一端通過(guò)第一移動(dòng)副33與第二連桿34的一端連接，第二連桿34的另一端通過(guò)第二移動(dòng)副35與第三連桿36的一端連接，第三連桿36的另一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副37與動(dòng)平臺(tái)10連接；

第二支鏈40a、40b包括第四連桿41，第四連桿41的一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副42連接中間過(guò)渡平臺(tái)20、第四連桿41的另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副43連接第五連桿44的一端，第五連桿44的另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副45連接第六連桿46的一端，第六連桿46的另一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副47連接動(dòng)平臺(tái)10；

第一轉(zhuǎn)動(dòng)副32、第六轉(zhuǎn)動(dòng)副47的軸線沿y軸設(shè)置，第二移動(dòng)副35、第二轉(zhuǎn)動(dòng)副37、第三轉(zhuǎn)動(dòng)副42、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副43和第五轉(zhuǎn)動(dòng)副45的軸線沿x軸設(shè)置，第一移動(dòng)副33的軸線沿z軸設(shè)置。

第三支鏈50a、50b包括定平臺(tái)51，定平臺(tái)51通過(guò)第三移動(dòng)副52連接第七連桿53一端，第七連桿53另一端通過(guò)第四移動(dòng)副54連接中間過(guò)渡平臺(tái)20；

第三移動(dòng)副52的軸線沿x軸設(shè)置，第四移動(dòng)副54的軸線沿y軸設(shè)置。

第三支鏈50a、50b設(shè)有一對(duì)，并以中間過(guò)渡平臺(tái)20的中心對(duì)稱分布，也可僅設(shè)一個(gè)。

動(dòng)平臺(tái)10包括動(dòng)平臺(tái)主體，動(dòng)平臺(tái)主體開(kāi)設(shè)有腳掌型腔，中間過(guò)渡平臺(tái)20包括矩形框架主體21，矩形框架主體的內(nèi)周設(shè)有與第四移動(dòng)副連接的內(nèi)支撐桿23、其外周設(shè)有與第一轉(zhuǎn)動(dòng)副32、第三轉(zhuǎn)動(dòng)副42連接的外支撐桿22。

上述2r1t并聯(lián)機(jī)構(gòu)中可選擇第一支鏈的第一移動(dòng)副33為主動(dòng)副，控制動(dòng)平臺(tái)10沿著z軸方向移動(dòng)；選取第一支鏈的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副37為主動(dòng)副或選取第二支鏈的第六轉(zhuǎn)動(dòng)副47為主動(dòng)副，控制動(dòng)平臺(tái)分別繞著x軸或y軸轉(zhuǎn)動(dòng)；上述二維移動(dòng)機(jī)構(gòu)中，選取第三支鏈的第三移動(dòng)副52、第四移動(dòng)副54為主動(dòng)副，控制動(dòng)平臺(tái)分別沿著x軸、y軸移動(dòng)。最終得到該機(jī)構(gòu)三移兩轉(zhuǎn)一對(duì)一的輸入與輸出運(yùn)動(dòng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)的背屈、跖屈、內(nèi)翻、外翻，從而達(dá)到康復(fù)訓(xùn)練所需的要求。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其能解決現(xiàn)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通配性差，易造成患者二次損傷，以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)和維護(hù)成本較高的技術(shù)問(wèn)題。其包括2R1T并聯(lián)機(jī)構(gòu)和二維移動(dòng)機(jī)構(gòu)；2R1T并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括動(dòng)平臺(tái)和中間過(guò)渡平臺(tái)，動(dòng)平臺(tái)和中間過(guò)渡平臺(tái)的X軸方向的兩端通過(guò)一對(duì)對(duì)稱設(shè)置的第一支鏈連接、兩者Y軸方向的兩端通過(guò)一對(duì)對(duì)稱設(shè)置的第二支鏈連接，以帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)沿X軸、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)和沿Z軸移動(dòng)；二維移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第三支鏈，第三支鏈連接中間過(guò)渡平臺(tái)，以帶動(dòng)中間過(guò)渡平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)沿X軸、Y軸移動(dòng)。

技術(shù)研發(fā)人員：曹毅;葛姝翌;王兆東;朱景原;董虎;王見(jiàn);周輝;陳延斌;桂和利
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.27
技術(shù)公布日：2017.07.28