專利名稱：踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置、控制系統(tǒng)及踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，尤其涉及一種可實時測定人體平衡能力的踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置、控制系統(tǒng)及踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)。
背景技術(shù)：
踝關(guān)節(jié)損傷是一種常見的骨關(guān)節(jié)損傷，相關(guān)的臨床醫(yī)療證明踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練可以加快受損組織的愈合，并有利于恢復(fù)相關(guān)韌帶的本體感覺，加快患者的康復(fù)速度。針對踝關(guān)節(jié)的康復(fù)訓(xùn)練，現(xiàn)有研究機(jī)構(gòu)提出了各種踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置。申請?zhí)枮镃N200810052248. 7的中國專利申請?zhí)岢鲆环N踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人，患者的患肢置于這種踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的腳踏板上，可隨著其中動平臺的傾斜而做內(nèi)翻/外翻、內(nèi)收/外展及背屈/跖屈等多自由度的康復(fù)運(yùn)動。但是這種踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，而且并不能對患者的平衡能力進(jìn)行實時的測定。2011年8月，美國東北大學(xué)設(shè)計出虛擬踝關(guān)節(jié)與人體平衡康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，這種系統(tǒng)中并列安放了兩個踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置，當(dāng)雙腳置于兩個踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置的平臺上時，可動態(tài)地測得人體重心的位置，并根據(jù)人體重心的變化情況以及相關(guān)的參數(shù)，來測試人體的平衡功能；此外，患者還可以坐在外側(cè)，將腳置于踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置的平臺上，進(jìn)行踝關(guān)節(jié)功能康復(fù)訓(xùn)練。但是，這種踝關(guān)節(jié)康復(fù)系統(tǒng)只具有兩個自由度，并不能有效地模擬人體受到外界干擾時所引起的重心變化，進(jìn)而不能充分對人體平衡功能進(jìn)行評估。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置，其包括支撐平臺，其上相對地設(shè)置有兩個支撐柱；第一回轉(zhuǎn)平臺，其為框架結(jié)構(gòu)，所述第一回轉(zhuǎn)平臺相對的兩外側(cè)各設(shè)置一個第一支撐架，所述兩個第一支撐架和所述兩個支撐柱對應(yīng)活動配合，使所述第一回轉(zhuǎn)平臺可在水平面回轉(zhuǎn)；第一驅(qū)動器，其和所述第一回轉(zhuǎn)平臺相連接，所述第一驅(qū)動器驅(qū)動所述第一回轉(zhuǎn)平臺繞第一水平軸旋轉(zhuǎn)；第二回轉(zhuǎn)平臺，其上設(shè)置有腳托盤，所述第二回轉(zhuǎn)平臺繞第二水平軸可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述第一回轉(zhuǎn)平臺內(nèi)；及第二驅(qū)動器，其和所述第二回轉(zhuǎn)平臺相連接，所述第二驅(qū)動器驅(qū)動所述第二回轉(zhuǎn)平臺繞所述第二水平軸旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明一較佳實施方式中，所述兩個支撐柱的頂面分別設(shè)置有同心等半徑的弧形槽，所述兩個第一支撐架朝向所述支撐柱的一側(cè)分別設(shè)置有銷釘，所述兩個銷釘和所述兩個弧形槽對應(yīng)配合且可相應(yīng)地沿弧形槽滑動。 本發(fā)明一較佳實施方式中，所述第二水平軸垂直于所述第一水平軸。本發(fā)明一較佳實施方式中，所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置包括兩個所述第一驅(qū)動器，所述兩個第一驅(qū)動器對應(yīng)地設(shè)置于所述兩個第一支撐架，且分別同軸相對地于兩側(cè)和所述第一回轉(zhuǎn)平臺相連接。本發(fā)明一較佳實施方式中，所述第一回轉(zhuǎn)平臺進(jìn)一步設(shè)置有第二支撐架，所述第二支撐架設(shè)置于所述第二水平軸的延伸方向且位于所述第一回轉(zhuǎn)平臺的外側(cè)，所述第二驅(qū)動器設(shè)置于所述第二支撐架上。本發(fā)明一較佳實施方式中，所述兩個第一驅(qū)動器為直流力矩電機(jī)，均通過第一旋轉(zhuǎn)軸和第一聯(lián)軸器連接于所述第一回轉(zhuǎn)平臺。本發(fā)明一較佳實施方式中，所述第二驅(qū)動器為直流伺服電機(jī)，其通過第二旋轉(zhuǎn)軸和第二聯(lián)軸器連接于所述第二回轉(zhuǎn)平臺，并使所述第二回轉(zhuǎn)平臺繞所述第二水平軸可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述第一回轉(zhuǎn)平臺內(nèi)。本發(fā)明提供上述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置的控制系統(tǒng)，其包括壓力傳感器，其設(shè)置于所述第二回轉(zhuǎn)平臺的腳托盤上；加速度傳感器，其設(shè)置于患者腰間；及控制模塊，其和所述第一驅(qū)動器、所述第二驅(qū)動器、所述壓力傳感器及所述加速度傳感器電連接；所述壓力傳感器和所述加速度傳感器實時測量患者的信息，并傳送至所述控制模塊，所述控制模塊根據(jù)所述信息計算患者的重心軌跡和平衡信息，并控制所述第一驅(qū)動器和所述第二驅(qū)動器分別驅(qū)動所述第一回轉(zhuǎn)平臺和所述第二回轉(zhuǎn)平臺運(yùn)動。本發(fā)明一較佳實施方 式中，所述控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括顯示患者信息的顯示儀，所述顯示儀和所述控制模塊電連接。本發(fā)明還提供一種踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)，其包括兩個踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置，每一所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置均包括支撐平臺，其上相對地設(shè)置有兩個支撐柱；第一回轉(zhuǎn)平臺，其為框架結(jié)構(gòu)，所述第一回轉(zhuǎn)平臺相對的兩外側(cè)各設(shè)置一個第一支撐架，所述兩個第一支撐架和所述兩個支撐柱對應(yīng)活動配合，使所述第一回轉(zhuǎn)平臺可在水平面回轉(zhuǎn)；第一驅(qū)動器，其和所述第一回轉(zhuǎn)平臺相連接，所述第一驅(qū)動器驅(qū)動所述第一回轉(zhuǎn)平臺繞第一水平軸旋轉(zhuǎn)；第二回轉(zhuǎn)平臺，其上設(shè)置有腳托盤，所述第二回轉(zhuǎn)平臺繞第二水平軸可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述第一回轉(zhuǎn)平臺內(nèi)，所述第二水平軸垂直于所述第一水平軸；及第二驅(qū)動器，其和所述第二回轉(zhuǎn)平臺相連接，所述第二驅(qū)動器驅(qū)動所述第二回轉(zhuǎn)平臺繞所述第二水平軸旋轉(zhuǎn)；及所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置的控制系統(tǒng)，其包括壓力傳感器，其設(shè)置于所述第二回轉(zhuǎn)平臺的腳托盤上；加速度傳感器，其設(shè)置于患者腰間；及控制模塊，其和所述第一驅(qū)動器、所述第二驅(qū)動器、所述壓力傳感器及所述加速度傳感器電連接；所述壓力傳感器和所述加速度傳感器實時測量患者的信息，并傳送至所述控制模塊，所述控制模塊根據(jù)所述信息解算患者的重心軌跡，并控制所述第一驅(qū)動器和所述第二驅(qū)動器調(diào)節(jié)患者的平衡。本發(fā)明一較佳實施方式中，所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)包括底座，所述兩個踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置與患者的左右腳相對應(yīng)地設(shè)置于所述底座。本發(fā)明一較佳實施方式中，所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)進(jìn)一步包括供患者扶持的扶手架，所述扶手架設(shè)置于所述底座上。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置具有以下優(yōu)點其一、所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置整體結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)合踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人與人體平衡功能檢測儀的優(yōu)點進(jìn)行改進(jìn)，整體結(jié)構(gòu)簡單、易于控制，利用所述第一回轉(zhuǎn)平臺在水平面的回轉(zhuǎn)，配合所述第一驅(qū)動器和所述第二驅(qū)動器，可以有效地帶動踝關(guān)節(jié)在3個自由度進(jìn)行相應(yīng)的康復(fù)訓(xùn)練。其二、所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置配合所述控制系統(tǒng)進(jìn)行踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練時，可以利用所述壓力傳感器和所述加速度傳感器實時地感測患者的腳底壓力信息和患者身體位置變化信息，并利用所述控制模塊進(jìn)行處理分析后控制所述第一驅(qū)動器和所述第二驅(qū)動器，根據(jù)患者的身體變化情況，采用輔助控制模式或阻抗控制模式做出相應(yīng)的動作，協(xié)助患者的踝關(guān)節(jié)進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。其三、由所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置和所述控制系統(tǒng)構(gòu)成的所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)可以有效地模擬實際情況下患者足底位姿的變化，符合人體平衡測試、評估及醫(yī)學(xué)研究的需求；可以較一般平衡測定儀更加真實地體驗外界的干擾模擬，更加真實地測定人體的平衡能力；采用所述壓力傳感器和所述加速度傳感器感測的信號進(jìn)行融合，可以提高人體平衡能提的評估能力；便于維護(hù)，適于推廣應(yīng)用。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1為本發(fā)明第一實施例提供的踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置的示意圖。圖2為圖1所示踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置的分解示意圖。圖3為本發(fā)明第二實施例提供的圖1所示踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置的控制系統(tǒng)的示意圖。圖4為本發(fā)明第三實施例提供的踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。請一并參閱圖1和圖2，本發(fā)明第一實施例提供一種踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置100，其包括支撐平臺10、第一回轉(zhuǎn)平臺20、第一驅(qū)動器30、第二回轉(zhuǎn)平臺40及第二驅(qū)動器50。所述支撐平臺10上相對地設(shè)置有兩個支撐柱11，用于支撐所述第一回轉(zhuǎn)平臺20和所述第二回轉(zhuǎn)平臺40。所述第一回轉(zhuǎn)平臺20為框架結(jié)構(gòu)，其相對的兩外側(cè)各設(shè)置一個第一支撐架21，所述兩個第一支撐架21和所述兩個支撐柱11對應(yīng)活動配合，使所述第一回轉(zhuǎn)平臺20可在水平面回轉(zhuǎn)。所述第一驅(qū)動器30和所述第一回轉(zhuǎn)平臺20相連接，所述第一驅(qū)動器30驅(qū)動所述第一回轉(zhuǎn)平臺20繞第一水平軸LI旋轉(zhuǎn)。所述第二回轉(zhuǎn)平臺40上設(shè)置有腳托盤41，所述第二回轉(zhuǎn)平臺40繞第二水平軸L2可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述第一回轉(zhuǎn)平臺20內(nèi)。所述第二驅(qū)動器50和所述第二回轉(zhuǎn)平臺40相連接，所述第二驅(qū)動器50驅(qū)動所述第二回轉(zhuǎn)平臺40繞所述第二水平軸L2旋轉(zhuǎn)。本實施例中，所述支撐平臺10為圓盤結(jié)構(gòu)，所述兩個支撐柱11相對地設(shè)置于所述支撐平臺10的表面且靠近邊緣處。所述兩個支撐柱11的頂面分別設(shè)置有同心等半徑的弧形槽111，即所述兩個弧形槽111為同一圓形槽中相對的兩段。本實施例中，所述第一回轉(zhuǎn)平臺20為長方形框體結(jié)構(gòu)，所述兩個第一支撐架21相對地設(shè)置于所述第一回轉(zhuǎn)平臺20的長邊的外側(cè)。所述兩個第一支撐架21朝向所述支撐柱的一側(cè)分別設(shè)置有銷釘211，所述兩個銷釘211和所述兩個弧形槽111對應(yīng)配合且可相應(yīng)地沿弧形槽滑動；由此，所述第一回轉(zhuǎn)平臺20可在水平面回轉(zhuǎn)，即所述第一回轉(zhuǎn)平臺20可繞所述兩個弧形槽111所在的弧形槽的軸線旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步地，所述第一回轉(zhuǎn)平臺20設(shè)置有第二支撐架23，所述第二支撐架23設(shè)置于所述第二水平軸L2的延伸方向，且位于所述第一回轉(zhuǎn)平臺20的外側(cè)，本實施例中，所述第二支撐架23設(shè)置于所述第一回轉(zhuǎn)平臺20的短邊的外側(cè)。本實施例中，所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置100包括兩個所述第一驅(qū)動器30，所述兩個第一驅(qū)動器30對應(yīng)地設(shè)置于所述兩個第一支撐架21，且所述兩個第一驅(qū)動器30分別同軸地于所述第一回轉(zhuǎn)平臺20相對的兩側(cè)和所述第一回轉(zhuǎn)平臺20相連接，由此，通過所述兩個第一驅(qū)動器30，即可以驅(qū)動所述第一回 轉(zhuǎn)平臺20繞所述第一水平軸LI旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述兩個第一驅(qū)動器30為直流力矩電機(jī)，均通過第一旋轉(zhuǎn)軸31和第一聯(lián)軸器33連接于所述第一回轉(zhuǎn)平臺20。本實施例中，所述第二回轉(zhuǎn)平臺40為長方體結(jié)構(gòu)，所述腳托盤41設(shè)置于所述第二回轉(zhuǎn)平臺40的一個表面上。本實施例中，所述第二驅(qū)動器50設(shè)置于所述第二支撐架23上。優(yōu)選地，所述第二驅(qū)動器50為直流伺服電機(jī)，其通過第二旋轉(zhuǎn)軸51和第二聯(lián)軸器53連接于所述第二回轉(zhuǎn)平臺40，并使所述第二回轉(zhuǎn)平臺40繞所述第二水平軸L2可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述第一回轉(zhuǎn)平臺20內(nèi)。優(yōu)選地，所述第二水平軸L2垂直于所述第一水平軸LI。使用所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置100時，患者可以坐姿或站姿將受損傷的腳放于所述腳托盤41，控制所述第一驅(qū)動器30和所述第二驅(qū)動器50，即可以利用所述第一回轉(zhuǎn)平臺20和所述第二回轉(zhuǎn)平臺40帶動患者的腳做背屈/跖屈、內(nèi)翻/外翻的康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動；而通過控制所述第一回轉(zhuǎn)平臺20在水平面回轉(zhuǎn)，則可以帶動患者的腳做內(nèi)收/外展的康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動?？梢岳斫獾氖牵瑢τ诨颊邅碚f，此時屬于被動的康復(fù)訓(xùn)練，可作為患者踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練的初期階段。請參閱圖3，本發(fā)明第二實施例提供所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置100的控制系統(tǒng)200，其包括壓力傳感器60、加速度傳感器70和控制模塊80。所述壓力傳感器60設(shè)置于所述第二回轉(zhuǎn)平臺40的腳托盤41上(如圖1和圖2所示)，用于獲取患者的足底壓力信息。所述加速度傳感器70設(shè)置于患者腰間，用于獲取患者重心信息。所述控制模塊80和所述第一驅(qū)動器30、所述第二驅(qū)動器50、所述壓力傳感器60及所述加速度傳感器70電連接。所述壓力傳感器60和所述加速度傳感器70實時測量患者的信息，并傳送至所述控制模塊80，所述控制模塊80根據(jù)所述信息計算患者的重心軌跡和平衡信息，并控制所述第一驅(qū)動器30和所述第二驅(qū)動器50分別驅(qū)動所述第一回轉(zhuǎn)平臺20和所述第二回轉(zhuǎn)平臺40運(yùn)動。進(jìn)一步地,所述控制系統(tǒng)200包括顯示患者信息的顯示儀90,所述顯示儀90和所述控制模塊80電連接。所述控制模塊80對患者的信息進(jìn)行處理后，通過所述顯示儀90顯示，提供患者或醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行觀察和參考。利用所述控制系統(tǒng)200配合所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置100時，患者同樣可以坐姿或站姿將受損傷的腳放于所述腳托盤41并接觸所述壓力傳感器60，同時將所述加速度傳感器70放置于患者的腰間；所述壓力傳感器60實時感測患者的腳底壓力信息并傳送至所述控制模塊80，所述加速度傳感器70實時感測患者身體位置變化信息并傳送至所述控制模塊80 ;所述控制模塊80對接收到的患者的腳底壓力信息和患者身體位置變化信息進(jìn)行處理分析，然后控制所述第一驅(qū)動器30和所述第二驅(qū)動器50根據(jù)患者的身體變化情況做出相應(yīng)的動作，以協(xié)助患者的踝關(guān)節(jié)進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練?？梢岳斫獾氖?，利用所述控制系統(tǒng)200配合所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置100時，所述控制系統(tǒng)200采用輔助控制模式，即主要是根據(jù)患者的主動意識(如患者主動控制踝關(guān)節(jié)動作)，協(xié)助患者通過自身意愿來進(jìn)行康復(fù)。顯然，可以作為踝關(guān)節(jié)恢復(fù)階段的康復(fù)訓(xùn)練?？梢岳斫獾氖?，所述控制模塊80對接收到的患者的腳底壓力信息和患者身體位置變化信息進(jìn)行處理分析時，包括信號放大、整形、濾波、特征值提取等。可以理解的是，在患者踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練的后期，為了強(qiáng)化康復(fù)訓(xùn)練效果，利用所述控制系統(tǒng)200配合所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置100時，所述控制系統(tǒng)200可以采用阻抗控制模式，即通過所述壓力傳感器60和所述加速度傳感器70感測患者的腳底壓力信息和身體位置變化信息，獲致患者的運(yùn)動意圖，經(jīng)過所述控制模塊80處理分析后，控制所述第一驅(qū)動器30和所述第二驅(qū)動器50朝與患者踝關(guān)節(jié)動作方向相反的方向動作，以對患者踝關(guān)節(jié)施加一個阻力(阻力大小根據(jù)患者踝關(guān)節(jié)狀況調(diào)節(jié))，由此，可達(dá)到強(qiáng)化訓(xùn)練患者踝關(guān)節(jié)的效果，鍛煉踝關(guān)節(jié)的相關(guān)肌肉，加快踝關(guān)節(jié)的康復(fù)?？梢岳斫獾氖牵隹刂颇K80可以根據(jù)處理分析結(jié)果控制所述第一驅(qū)動器30和所述第二驅(qū)動器50正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。請參閱圖4，本發(fā)明第三實施例提供一種踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)300，其包括兩個所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置100和所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置100的控制系統(tǒng)200。本實施例中，所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)300包括底座310和扶手架320。所述兩個踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置100與患者的左右腳相對應(yīng)地設(shè)置于所述底座310 ;所述扶手架320設(shè)置于所述底座310上，用于供患者扶持，尤其是當(dāng)患者以站姿使用所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置100時?？梢岳斫獾氖?，為便于患者扶持，所述扶手架320優(yōu)選設(shè)置于對應(yīng)患者腰間的高度，且可針對不同的患者可以調(diào)節(jié)高度。本實施例中，所述顯示儀90設(shè)置于所述底座310，且位于所述兩個踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置100之間，由此，患者在使用時，低頭即可以觀察獲取相關(guān)信息。當(dāng)然，并不局限于本實施例，所述顯示儀90也可以設(shè)置于其他位置，比如設(shè)置于對應(yīng)患者平視的位置。使用所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)300時，患者可以坐姿或站姿將受損傷的腳放于所述腳托盤41并接觸所述壓力傳感器60，同時將所述加速度傳感器70放置于患者的腰間；采用站姿時，患者可以雙手扶持所述扶手架320，以平衡身體。所述壓力傳感器60實時感測患者的腳底壓力信息并傳送至所述控制模塊80，所述加速度傳感器70實時感測患者身體位置變化信息并傳送至所述控制模塊80;所述控制模塊80對接收到的患者的腳底壓力信息和患者身體位置變化信息進(jìn)行處理分析，然后控制所述第一驅(qū)動器30和所述第二驅(qū)動器50根據(jù)患者的身體變化情況做出相應(yīng)的動作，以協(xié)助患者的踝關(guān)節(jié)進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練?？梢岳斫獾氖?，所述控制系統(tǒng)200可以根據(jù)患者踝關(guān)節(jié)的康復(fù)訓(xùn)練狀況，相應(yīng)地采用輔助控制模式或阻抗控制模式。 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置100具有以下優(yōu)點其一、所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置100整體結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)合踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人與人體平衡功能檢測儀的優(yōu)點進(jìn)行改進(jìn)，整體結(jié)構(gòu)簡單、易于控制，利用所述第一回轉(zhuǎn)平臺20在水平面的回轉(zhuǎn)，配合所述第一驅(qū)動器30和所述第二驅(qū)動器50，可以有效地帶動踝關(guān)節(jié)在3個自由度進(jìn)行相應(yīng)的康復(fù)訓(xùn)練。其二、所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置100配合所述控制系統(tǒng)200進(jìn)行踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練時，可以利用所述壓力傳感器60和所述加速度傳感器70實時地感測患者的腳底壓力信息和患者身體位置變化信息，并利用所述控制模塊80進(jìn)行處理分析后控制所述第一驅(qū)動器30和所述第二驅(qū)動器50，根據(jù)患者的身體變化情況，采用輔助控制模式或阻抗控制模式做出相應(yīng)的動作，協(xié)助患者的踝關(guān)節(jié)進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。其三、由所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置100和所述控制系統(tǒng)200構(gòu)成的所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)300可以有效地模擬實際情況下患者足底位姿的變化，符合人體平衡測試、評估及醫(yī)學(xué)研究的需求；可以較一般平衡測定儀更加真實地體驗外界的干擾模擬，更加真實地測定人體的平衡能力；采用所述壓力傳感器60和所述加速度傳感器70感測的信號進(jìn)行融合，可以提高人體平衡能提的評估能力；便于維護(hù)，適于推廣應(yīng)用。以上所述，僅是本發(fā)明的實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或O飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置包括 支撐平臺，其上相對地設(shè)置有兩個支撐柱； 第一回轉(zhuǎn)平臺，其為框架結(jié)構(gòu)，所述第一回轉(zhuǎn)平臺相對的兩外側(cè)各設(shè)置一個第一支撐架，所述兩個第一支撐架和所述兩個支撐柱對應(yīng)活動配合，使所述第一回轉(zhuǎn)平臺可在水平面回轉(zhuǎn)； 第一驅(qū)動器，其和所述第一回轉(zhuǎn)平臺相連接，所述第一驅(qū)動器驅(qū)動所述第一回轉(zhuǎn)平臺繞第一水平軸旋轉(zhuǎn)； 第二回轉(zhuǎn)平臺，其上設(shè)置有腳托盤，所述第二回轉(zhuǎn)平臺繞第二水平軸可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述第一回轉(zhuǎn)平臺內(nèi)；及 第二驅(qū)動器，其和所述第二回轉(zhuǎn)平臺相連接，所述第二驅(qū)動器驅(qū)動所述第二回轉(zhuǎn)平臺繞所述第二水平軸旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于，所述兩個支撐柱的頂面分別設(shè)置有同心等半徑的弧形槽，所述兩個第一支撐架朝向所述支撐柱的一側(cè)分別設(shè)置有銷釘，所述兩個銷釘和所述兩個弧形槽對應(yīng)配合且可相應(yīng)地沿弧形槽滑動。
3.如權(quán)利要求1所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于，所述第二水平軸垂直于所述第一水平軸。
4.如權(quán)利要求1所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于，所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置包括兩個所述第一驅(qū)動器，所述兩個第一驅(qū)動器對應(yīng)地設(shè)置于所述兩個第一支撐架，且分別同軸相對地于兩側(cè)和所述第一回轉(zhuǎn)平臺相連接。
5.如權(quán)利要求1所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于，所述第一回轉(zhuǎn)平臺進(jìn)一步設(shè)置有第二支撐架，所述第二支撐架設(shè)置于所述第二水平軸的延伸方向且位于所述第一回轉(zhuǎn)平臺的外側(cè)，所述第二驅(qū)動器設(shè)置于所述第二支撐架上。
6.如權(quán)利要求1所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于，所述兩個第一驅(qū)動器為直流力矩電機(jī)，均通過第一旋轉(zhuǎn)軸和第一聯(lián)軸器連接于所述第一回轉(zhuǎn)平臺。
7.如權(quán)利要求1所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于，所述第二驅(qū)動器為直流伺服電機(jī)，其通過第二旋轉(zhuǎn)軸和第二聯(lián)軸器連接于所述第二回轉(zhuǎn)平臺，并使所述第二回轉(zhuǎn)平臺繞所述第二水平軸可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述第一回轉(zhuǎn)平臺內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1 7任一項所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括 壓力傳感器，其設(shè)置于所述第二回轉(zhuǎn)平臺的腳托盤上； 加速度傳感器，其設(shè)置于患者腰間 '及 控制模塊，其和所述第一驅(qū)動器、所述第二驅(qū)動器、所述壓力傳感器及所述加速度傳感器電連接； 所述壓力傳感器和所述加速度傳感器實時測量患者的信息，并傳送至所述控制模塊，所述控制模塊根據(jù)所述信息計算患者的重心軌跡和平衡信息，并控制所述第一驅(qū)動器和所述第二驅(qū)動器分別驅(qū)動所述第一回轉(zhuǎn)平臺和所述第二回轉(zhuǎn)平臺運(yùn)動。
9.如權(quán)利要求8所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括顯示患者信息的顯示儀，所述顯示儀和所述控制模塊電連接。
10.一種踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)，其特征在于，所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練器包括兩個踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置，每一所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置均包括 支撐平臺，其上相對地設(shè)置有兩個支撐柱； 第一回轉(zhuǎn)平臺，其為框架結(jié)構(gòu)，所述第一回轉(zhuǎn)平臺相對的兩外側(cè)各設(shè)置一個第一支撐架，所述兩個第一支撐架和所述兩個支撐柱對應(yīng)活動配合，使所述第一回轉(zhuǎn)平臺可在水平面回轉(zhuǎn)； 第一驅(qū)動器，其和所述第一回轉(zhuǎn)平臺相連接，所述第一驅(qū)動器驅(qū)動所述第一回轉(zhuǎn)平臺繞第一水平軸旋轉(zhuǎn)； 第二回轉(zhuǎn)平臺，其上設(shè)置有腳托盤，所述第二回轉(zhuǎn)平臺繞第二水平軸可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述第一回轉(zhuǎn)平臺內(nèi)，所述第二水平軸垂直于所述第一水平軸 '及 第二驅(qū)動器，其和所述第二回轉(zhuǎn)平臺相連接，所述第二驅(qū)動器驅(qū)動所述第二回轉(zhuǎn)平臺繞所述第二水平軸旋轉(zhuǎn)；及 所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置的控制系統(tǒng)，其包括 壓力傳感器，其設(shè)置于所述第二回轉(zhuǎn)平臺的腳托盤上； 加速度傳感器，其設(shè)置于患者腰間 '及 控制模塊，其和所述第一驅(qū)動器、所述第二驅(qū)動器、所述壓力傳感器及所述加速度傳感器電連接； 所述壓力傳感器和所述加速度傳感器實時測量患者的信息，并傳送至所述控制模塊，所述控制模塊根據(jù)所述信息解算患者的重心軌跡，并控制所述第一驅(qū)動器和所述第二驅(qū)動器調(diào)節(jié)患者的平衡。
11.如權(quán)利要求10所述的踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)，其特征在于，所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)包括底座，所述兩個踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置與患者的左右腳相對應(yīng)地設(shè)置于所述底座。
12.如權(quán)利要求11所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)，其特征在于，所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)進(jìn)一步包括供患者扶持的扶手架，所述扶手架設(shè)置于所述底座上。
全文摘要
本發(fā)明提出一種踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置，其包括支撐平臺、第一回轉(zhuǎn)平臺、第一驅(qū)動器、第二回轉(zhuǎn)平臺及第二驅(qū)動器。支撐平臺上相對地設(shè)置有兩個支撐柱。第一回轉(zhuǎn)平臺為框架結(jié)構(gòu)，其相對的兩外側(cè)各設(shè)置一個第一支撐架，所述兩個第一支撐架和所述兩個支撐柱對應(yīng)活動配合，使第一回轉(zhuǎn)平臺可在水平面回轉(zhuǎn)。第一驅(qū)動器和第一回轉(zhuǎn)平臺相連接，其驅(qū)動第一回轉(zhuǎn)平臺繞第一水平軸旋轉(zhuǎn)。第二回轉(zhuǎn)平臺上設(shè)置有腳托盤，其繞垂直于第一水平軸的第二水平軸可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于第一回轉(zhuǎn)平臺內(nèi)。第二驅(qū)動器和第二回轉(zhuǎn)平臺相連接，其驅(qū)動第二回轉(zhuǎn)平臺繞第二水平軸旋轉(zhuǎn)。所述踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練裝置整體結(jié)構(gòu)簡單，適合踝關(guān)節(jié)損傷患者進(jìn)行康復(fù)治療與人體平衡能力的測定。
文檔編號A61H1/00GK103027823SQ20121050529
公開日2013年4月10日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者趙國如, 王永奉 申請人:中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院