[实用新型]具有各向同性的踝关节康复并联机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及康复医疗机构领域，尤其涉及一种辅助踝关节康复训练的具有各向同性的踝关节康复并联机构。

背景技术

踝关节是人体最大的负重关节之一，在日常的行走、跑跳和体育运动中极易发生损伤。若损伤得不到及时有效地治疗，不仅影响患者的日常生活，而且由于关节不稳，甚至会引发踝关节的二次损伤，严重的将会影响正常行走功能。踝关节的运动形式为内/外翻、趾/背曲、内/外旋。一般将踝关节视为球关节，具有三转动自由度。因此，为了全面的实现踝关节康复训练，康复装置必须具有球面运动能力。

专利号：200810052248（实用新型名称：一种踝关节康复机器人，申请日：2008.2.2，公布日：2008.10.29，公开号：CN 101292935 A）公布了一种三自由度踝关节康复装置，该装置由3-RSS/S构成，可以有效地实现踝关节康复并测量相应的力和位置参数，但是装置的转动中心与踝关节中心不重合，踝关节在跟随装置转动的同时会伴随有移动，此时，小腿会随动，若小腿协调不到位，则会影响康复进度甚至发生二次损伤。

专利号：201310421566.7（实用新型名称：一种踝关节康复装置，申请日：2013.09.16，公布日：2014.0101，公开号：CN 103479502 A）。公布了一种具有冗余驱动的三自由度3-RUS/RRR踝关节康复装置。该装置可以根据不同患者调整动平台，使得装置的转动中心与患者的踝关节中心重合。此外，该装置在工作空间内不存在奇异现象，且上下两个平台可重构。但是，冗余驱动将导致该装置三个分支需要四个电机驱动，浪费动力且控制复杂。

奥克兰大学的Tsoi基于生物融合理念提出了一种冗余驱动4-UPS/S康复训练装置，该装置具有三个转动自由度，且转动中心与踝关节中心重合，但是存在非期望力，不利于患者的康复。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对以上不足之处，提出了一种新型的具有各向同性的踝关节康复并联机构。

本实用新型解决技术问题所采用的方案是，一种具有各向同性踝关节康复并联机构，包括基座、动平台和运动支链，所述的基座上分别固定有第一支柱、第二支柱，两个支柱上分别设置有第一电机、第二电机，所述基座上设置有第三电机，所述动平台上端面为脚踏面，所述动平台上端面垂直固定第一伸缩杆和呈L型的第三伸缩杆，所述动平台下端面垂直固定有第二伸缩杆，所述第一电机通过第一运动支链与动平台上的第一伸缩杆连接，通过控制动平台的左右摆动实现踝关节的内/外翻转运动，所述第二电机通过第二运动支链与动平台上的第二伸缩杆连接，通过控制动平台的前后摆动实现踝关节的趾/背屈运动，所述第三电机通过第三运动支链与动平台上的第三伸缩杆连接，通过控制动平台的旋转实现踝关节的内/外旋转运动，所述三个电机同时运动通过控制动平台的在三维空间中的旋转实现踝关节的复合运动。

进一步的，所述第一电机的轴线、第二电机的轴线和第三电机的轴线两两垂直并相交于机构动平台的转动中心。

进一步的，所述第一运动支链、第二运动支链、第三运动支链为并列的RRRPP支链。

进一步的，所述的第一运动支链是由第一转动副、第二转动副、第三转动副、第一移动副和第二移动副依次串联组成，所述的第一转动副与第二转动副通过L形构件a连接，第二转动副与第三转动副通过L形构件b连接，第三转动副与第一移动副通过构件c连接，第一移动副与第二移动副通过构件d连接，所述第二移动副与动平台第一伸缩杆套设连接，第一转动副与基座的第一电机连接；

所述的第二运动支链是由第四转动副、第五转动副、第六转动副、第三移动副和第四移动副依次串联组成；所述第四转动副与第五转动副通过L形构件e相连，第五转动副与第六转动副通过L形构件f相连，第六转动副与第三移动副通过构件g连接，第三移动副与第四移动副通过构件h连接，所述第四移动副与动平台第二伸缩杆套设连接，第四转动副与基座的第二电机连接；

所述的第三运动支链是由第七转动副、第八转动副、第九转动副、第五移动副和第六移动副依次串联而成；第七转动副与第八转动副通过L形构件i相连，第八转动副与第九转动副通过L形构件j相连，第九转动副与第五移动副通过构件k相连，第五移动副与第六移动副通过构件l相连，所述第六移动副与动平台第三伸缩杆套设连接，第七转动副与基座的第三电机连接。

进一步的，所述的第一运动支链的三个转动副的轴线两两垂直且相交于动平台的转动中心，两个移动副的移动方向相互垂直相交；