CN111789739A - 一种下肢康复机器人脚踝运动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及康复设备技术领域，具体涉及一种下肢康复机器人脚踝运动机构，包括脚踝支架和提升组件，还包括摆杆组件、角度调节组件和紧固组件，所述脚踝支架为U形，脚踝支架上设置有提升组件和紧固组件，所述提升组件带动摆杆组件摆动，所述摆杆组件设置在脚踝支架下方，摆杆组件上连接有角度调节组件，所述角度调节组件设置在脚踝支架上方。本发明解决了现有技术中的脚踝康复机构没有相应的保护措施，可能会对使用者造成二次损伤，以及调节翻转角度费时费力的问题，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及康复设备技术领域，具体涉及一种下肢康复机器人脚踝运动机构。
背景技术
随着我国老龄化人口的增多，老龄化的问题越来越受到关注。在老龄化人群中有大量因中风而留下偏瘫等下肢运动障碍的患者，此外，因交通事故造成的肢体损伤甚至偏瘫的患者，他们的正常生活受到了严重的影响。这类病人想要提高和恢复下肢运动功能，除了手术和药物治疗，还需要科学的、有针对性的康复治疗，康复机器人应运而生，而脚踝康复训练是康复机器人中非常关键的一个部分。
现有技术也存在一些脚踝康复机构，比如申请号为2018216824325的中国发明专利：一种脚踝康复机构，包括：脚掌支撑部分、脚掌固定部分、小腿固定部分及脚踝运动部分；脚踝运动部分包括：脚踝内外翻转部分和/或脚踝上下翻转部分和/或脚踝旋转运动部分；脚掌支撑部分用于承载足部；脚掌固定部分用于将足部和本机构固定；小腿固定部分用于将小腿固定在脚踝运动部分上；脚踝内外翻转部分的运动轴与脚踝内外翻动时的关节运动轴相同心脚踝上下翻转部分的运动轴与脚踝上下翻转时的关节运动轴相同心；脚踝旋转运动部分的运动轴与脚踝旋转运动时的关节运动轴相同心，可以实现使用者脚踝三自由度的康复动作。
但是上述专利中也存在一些问题，在使用者脚踝运动的过程中缺少保护装置，由于在康复动作时使用者的脚掌和小腿部位是通过运动机构固定，且通常由电机驱动，在进行康复时如果不采用保护措施可能会对使用者的伤处造成二次损伤，影响恢复效果，同时角度调节需要依靠电机进行配合执行，使用者在使用时需要进行翻转角度调节，操作困难，费时费力。
发明内容
为了解决现有技术中的脚踝康复机构没有相应的保护措施，可能会对使用者造成二次损伤，以及调节翻转角度费时费力的问题，本发明提供了一种下肢康复机器人脚踝运动机构。
一种下肢康复机器人的脚踝运动机构，包括脚踝支架和提升组件，还包括摆杆组件、角度调节组件和紧固组件，所述脚踝支架为U形，脚踝支架上设置有提升组件和紧固组件，所述提升组件带动摆杆组件摆动，所述摆杆组件设置在脚踝支架下方，摆杆组件上连接有角度调节组件，所述角度调节组件设置在脚踝支架上方。
进一步地，所述脚踝支架包括长方形的第一固定板，所述第一固定板的两侧分别设置有第二固定板和第三固定板，第二固定板和第三固定板的下方转动连接有摆杆组件。
进一步地，所述提升组件包括提升电机、卷扬滚筒、拉绳、第一滑轮和第二滑轮，所述提升电机和卷扬滚筒均设置在第一固定板的后方，提升电机的输出端连接至卷扬滚筒，所述卷扬滚筒上设置有拉绳，所述拉绳依次绕过第一滑轮和第二滑轮并连接至所述摆杆组件，所述第一滑轮和第二滑轮设置在第二固定板的一侧。
进一步地，所述摆杆组件包括侧板和弧形板，所述弧形板为U形板，弧形板的一端与第三固定板下方通过轴承连接、另一端连接至侧板，所述侧板通过轴承设置在第二固定板的下方，侧板的端部设置有第一摆杆，弧形板的端部设置有第二摆杆，所述第一摆杆的端部与所述拉绳连接，所述第二摆杆上连接有角度调节组件，第一摆杆和第二摆杆之间设置有固定绑带，所述固定绑带用于固定使用者的脚掌。
进一步地，所述角度调节组件包括支撑臂、支撑梁、调节绳、调节扣和松紧弹簧，所述支撑臂竖直设置在第二固定板上方，支撑臂的上端设置有支撑梁，所述支撑梁的另一端连接有调节绳，所述调节绳的下端与第二摆杆连接，调节绳上设置有调节扣和松紧弹簧。
进一步地，所述紧固机构包括弧形的固定板、调节杆、固定座和卡紧块，所述固定板的端部设置有绑带，固定板的中部连接有调节杆，所述调节杆穿设置在固定座内，所述固定座设置在第一固定板上方中部，固定座上设置有卡紧块，所述卡紧块用于卡紧调节杆。
进一步地，所述侧板与第二固定板连接的轴承处设置有限位传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明包括摆杆组件、角度调节组件和紧固组件，摆杆组件将动力通过转换为第一摆杆和第二摆杆的摆动动作，配合脚踝的运动规律，便于使用者进行康复脚踝康复训练；角度调节组件可以调节根据使用者的具体情况调节脚掌的初始抬起角度，安装调节方便；紧固组件方便固定使用者的肢体，便于带动使用者的下肢进行康复训练。
提升组件包括提升电机、卷扬滚筒和拉绳，能够将提升电机的拉力通过卷扬滚筒和拉伸转换为第一摆杆和第二摆杆的摆动动作，结合使用者的脚踝进行康复训练；还包括第一滑轮和第二滑轮，保证动力的稳定输送，确保摆杆机构的稳定运动；摆杆组件包括侧板和弧形板，弧形板与第一固定板通过轴承连接，便于弧形板带动第一摆杆和第二摆杆摆动；第一摆杆和第二摆杆之间设置有固定绑带，便于固定使用者的脚掌，为使用者的脚掌提供一定支撑，便于康复训练的进行。
角度调节组件包括支撑臂、支撑梁和调节绳，调节绳上设置有调节扣和松紧弹簧，通过调节扣调节调节绳的松紧即可实现对第一摆杆和第二摆杆的初始角度的调节，继而实现对使用者脚掌的初始角度的调节，使用方便；调节弹簧可以对第一摆杆和第二摆杆提供运动回升力，对使用者的脚掌起到缓冲作用，避免在康复过程中受到二次伤害。
紧固机构包括弧形的固定板，固定板的形状结合人体腿部形状，方便固定；固定板的中部设置有调节杆，调节杆传穿设在固定座上，固定座上设置有卡紧块，能够根据使用者的不同情况调节固定位置，便于适应不同使用者的情况。
侧板与第二固定板连接的轴承处设置有限位传感器，能够对摆杆组件的摆动角度起到限制作用，避免角度过小导致康复效果不好或角度过大导致使用者二次受伤。
附图说明
图1是本发明一种下肢康复机器人脚踝运动机构的结构示意图一。
图2是本发明一种下肢康复机器人脚踝运动机构的提升组件的结构示意图。
图3是本发明一种下肢康复机器人脚踝运动机构的摆杆组件的结构示意图。
图4是本发明一种下肢康复机器人脚踝运动机构的角度调节组件的结构示意图。
图5是本发明一种下肢康复机器人脚踝运动机构的紧固组件的结构示意图。
附图标号为：1为脚踝支架，2为提升组件，3为摆杆组件，4为角度调节组件，5为紧固组件，6为限位传感器，101为第一固定板，102为第二固定板，103为第三固定板，201为提升电机，202为卷扬滚筒，203为拉绳，204为第一滑轮，205为第二滑轮，301为侧板，302为弧形板，303为第一摆杆，304为第二摆杆，305为固定绑带，401为支撑臂，402为支撑梁，403为调节绳，404为调节扣，405为松紧弹簧，501为固定板，502为调节杆，503为固定座，504为卡紧块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步解释说明：
如图1~5所示，一种下肢康复机器人的脚踝运动机构，包括脚踝支架1和提升组件2，还包括摆杆组件3、角度调节组件4和紧固组件5，所述脚踝支架1为U形，脚踝支架1上设置有提升组件2和紧固组件5，所述提升组件2带动摆杆组件3摆动，所述摆杆组件3设置在脚踝支架1下方，摆杆组件3上连接有角度调节组件4，所述角度调节组件4设置在脚踝支架1上方。
脚踝支架1包括长方形的第一固定板101，所述第一固定板101的两侧分别设置有第二固定板102和第三固定板103，第二固定板102和第三固定板103的下方转动连接有摆杆组件3，所述提升组件2包括提升电机201、卷扬滚筒202、拉绳203、第一滑轮204和第二滑轮205，所述提升电机201和卷扬滚筒202均设置在第一固定板101的后方，提升电机201的输出端连接至卷扬滚筒202，所述卷扬滚筒202上设置有拉绳203，所述拉绳203依次绕过第一滑轮204和第二滑轮205并连接至所述摆杆组件3，所述第一滑轮204和第二滑轮205设置在第二固定板102的一侧。
摆杆组件3包括侧板301和弧形板302，所述弧形板302为U形板，弧形板302的一端与第三固定板103下方通过轴承连接、另一端连接至侧板301，所述侧板301通过轴承设置在第二固定板102的下方且连接处设置有限位传感器6，具体地，本实施例中的限位传感器6为角位移传感器，侧板301的端部设置有第一摆杆303，弧形板302的端部设置有第二摆杆304，所述第一摆杆303的端部与所述拉绳203连接，所述第二摆杆304上连接有角度调节组件4，第一摆杆303和第二摆杆304之间设置有固定绑带305，所述固定绑带305用于固定使用者的脚掌，具体地，本实施例中的固定绑带305为松紧粘扣带。
角度调节组件4包括支撑臂401、支撑梁402、调节绳403、调节扣404和松紧弹簧405，所述支撑臂401竖直设置在第二固定板102上方，支撑臂401的上端设置有支撑梁402，所述支撑梁402的另一端连接有调节绳403，所述调节绳403的下端与第二摆杆304连接，调节绳403上设置有调节扣404和松紧弹簧405。
紧固机构5包括弧形的固定板501、调节杆502、固定座503和卡紧块504，所述固定板501的端部设置有绑带，用于固定使用者的小腿，固定板501的中部连接有调节杆502，所述调节杆502穿设置在固定座503内，所述固定座503设置在第一固定板101上方中部，固定座503上设置有卡紧块504，所述卡紧块504用于卡紧调节杆502。
本发明在使用前，工作人员根据使用者的身体情况调节角度调节组件4，以配合使用者的脚掌需要抬起的角度进行康复训练，具体地，工作人员通过调节扣404增加或减少调节绳403的长度，调节绳403的端部与第二摆杆304连接，第二摆杆304与弧形板302连接，弧形板302另一端通过侧板301连接有第一摆杆303，第一摆杆303和第二摆杆304之间设置有用于固定使用者脚掌的固定绑带305，最终实现对使用者脚掌的初始角度进行调节。
本发明在使用时，使用者需要穿戴本装置在运动平台上进行步态康复训练，需要工作人员辅助使用者进行，工作人员先将本装置固定于使用者下肢，具体地，工作人员先调节紧固组件5以适应使用者的情况，具体地，工作人员打开卡紧块504，通过增长或缩短调节杆502在固定座503内的长度，调节固定板501的位置，保证固定板501能够稳定支撑使用者的小腿，然后打开固定绑带305并将使用者的脚掌放入，保证固定绑带305松紧适宜，最后通过绑带将使用者的小腿固定。
使用者在使用本装置进行康复训练时，提升电机201工作并带动卷扬滚筒202正转或反转，卷扬滚筒202转动带动其上设置的拉绳203收缩或伸长，拉绳203带动第一摆杆303进行运动，具体地，本实施例中的提升电机201为25GST2R82型电机，提升电机201模拟人体脚踝的运动规律进行工作，第一摆杆303上通过侧板301连接至弧形板302，弧形板302的另一端设置有第二摆杆304，进而实现第一摆杆303和第二摆杆304共同运动，使用者的脚掌设置在第一摆杆303和第二摆杆304之间的固定绑带305上且呈一定的初始角度，第一摆杆303和第二固定板102连接的位置设置有限位传感器6，具体地，本实施例中的限位传感器6为EE-SX952R型传感器，限位传感器6用于限制使用者的脚掌在一定的角度内进行摆动，保证使用者的使用安全，最终实现了使用者的脚掌在一定角度内跟随人体脚踝的运动规律不断摆动，实现对使用者脚踝的康复训练。
以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。
Claims (7)
1.一种下肢康复机器人的脚踝运动机构，包括脚踝支架（1）和提升组件（2），其特征在于，还包括摆杆组件（3）、角度调节组件（4）和紧固组件（5），所述脚踝支架（1）为U形，脚踝支架（1）上设置有提升组件（2）和紧固组件（5），所述提升组件（2）带动摆杆组件（3）摆动，所述摆杆组件（3）设置在脚踝支架（1）下方，摆杆组件（3）上连接有角度调节组件（4），所述角度调节组件（4）设置在脚踝支架（1）上方。
2.根据权利要求1所述的一种下肢康复机器人的脚踝运动机构，其特征在于，所述脚踝支架（1）包括长方形的第一固定板（101），所述第一固定板（101）的两侧分别设置有第二固定板（102）和第三固定板（103），第二固定板（102）和第三固定板（103）的下方转动连接有摆杆组件（3）。
3.根据权利要求2所述的一种下肢康复机器人的脚踝运动机构，其特征在于，所述提升组件（2）包括提升电机（201）、卷扬滚筒（202）、拉绳（203）、第一滑轮（204）和第二滑轮（205），所述提升电机（201）和卷扬滚筒（202）均设置在第一固定板（101）的后方，提升电机（201）的输出端连接至卷扬滚筒（202），所述卷扬滚筒（202）上设置有拉绳（203），所述拉绳（203）依次绕过第一滑轮（204）和第二滑轮（205）并连接至所述摆杆组件（3），所述第一滑轮（204）和第二滑轮（205）设置在第二固定板（102）的一侧。
4.根据权利要求3所述的一种下肢康复机器人的脚踝运动机构，其特征在于，所述摆杆组件（3）包括侧板（301）和弧形板（302），所述弧形板（302）为U形板，弧形板（302）的一端与第三固定板（103）下方通过轴承连接、另一端连接至侧板（301），所述侧板（301）通过轴承设置在第二固定板（102）的下方，侧板（301）的端部设置有第一摆杆（303），弧形板（302）的端部设置有第二摆杆（304），所述第一摆杆（303）的端部与所述拉绳（203）连接，所述第二摆杆（304）上连接有角度调节组件（4），第一摆杆（303）和第二摆杆（304）之间设置有固定绑带（305），所述固定绑带（305）用于固定使用者的脚掌。
5.根据权利要求4所述的一种下肢康复机器人的脚踝运动机构，其特征在于，所述角度调节组件（4）包括支撑臂（401）、支撑梁（402）、调节绳（403）、调节扣（404）和松紧弹簧（405），所述支撑臂（401）竖直设置在第二固定板（102）上方，支撑臂（401）的上端设置有支撑梁（402），所述支撑梁（402）的另一端连接有调节绳（403），所述调节绳（403）的下端与第二摆杆（304）连接，调节绳（403）上设置有调节扣（404）和松紧弹簧（405）。
6.根据权利要求2所述的一种下肢康复机器人的脚踝运动机构，其特征在于，所述紧固组件（5）包括弧形的固定板（501）、调节杆（502）、固定座（503）和卡紧块（504），所述固定板（501）的端部设置有绑带，固定板（501）的中部连接有调节杆（502），所述调节杆（502）穿设置在固定座（503）内，所述固定座（503）设置在第一固定板（101）上方中部，固定座（503）上设置有卡紧块（504），所述卡紧块（504）用于卡紧调节杆（502）。
7.根据权利要求4所述的一种下肢康复机器人的脚踝运动机构，其特征在于，所述侧板（301）与第二固定板（102）连接的轴承处设置有限位传感器（6）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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