一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置的制造方法
【專利摘要】一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置，在底部固定平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)之間設(shè)置有中間架，動(dòng)平臺(tái)的底面鉸接有上部活動(dòng)架，中間架的底部通過中間架底座固定在底部固定平臺(tái)的中部，中間架的內(nèi)部設(shè)置有彈性中間支撐機(jī)構(gòu)，彈性中間支撐機(jī)構(gòu)的底端固定在中間架的中間架底座上，彈性中間支撐機(jī)構(gòu)的頂部伸出中間架的上端口與鉸接在動(dòng)平臺(tái)底面上的上部活動(dòng)架鉸接連接，中間架的前側(cè)面和后側(cè)面上各設(shè)置有一組與動(dòng)平臺(tái)底面上的上部活動(dòng)架相鉸接的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，中間架的左側(cè)面和右側(cè)面各設(shè)置一組與動(dòng)平臺(tái)底面固定連接的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明在確保機(jī)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單和緊湊的前提下，保證了兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和一個(gè)方向的移動(dòng)等三個(gè)自由度，能夠?qū)崿F(xiàn)踝關(guān)節(jié)多自由度的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。
【專利說明】
一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種踝關(guān)節(jié)康復(fù)醫(yī)療器械。特別是涉及一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口老齡化的加重以及汽車等交通工具的廣泛使用，越來越多的人因疾病、交通事故和意外等導(dǎo)致關(guān)節(jié)和肌肉損傷，而腳踝關(guān)節(jié)損傷又是其中最常見的損傷之一。踝關(guān)節(jié)是人體骨骼中最復(fù)雜的骨骼結(jié)構(gòu)，它具有背屈/跖屈、內(nèi)翻/外翻和內(nèi)收/外展運(yùn)動(dòng)。在康復(fù)治療時(shí)，背屈/跖屈和內(nèi)翻/外翻運(yùn)動(dòng)對(duì)腳踝的康復(fù)起主要作用。
[0003]目前，大多數(shù)踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置采取剛性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，如電機(jī)和直線馬達(dá)等，這種采用剛性驅(qū)動(dòng)器的裝置容易導(dǎo)致病人在康復(fù)過程中感覺到不適甚至疼痛，不利于病人的康復(fù)；同時(shí)，現(xiàn)有的踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置通常少于三個(gè)自由度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，康復(fù)訓(xùn)練模式單一，不能滿足患者的實(shí)際需求。
[0004]專利CN200810052248.7中公開的一種踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人采用的是電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由固定底座、三條R-S-S支鏈、中心約束球鉸以及上部運(yùn)動(dòng)平臺(tái)組成。機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承載能力強(qiáng)，能夠完成踝關(guān)節(jié)三個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)。另外，專利CN201310421566.7中也公開了一種踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置。但上述兩種裝置存在同樣一個(gè)問題，即采取剛性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，這樣容易導(dǎo)致患者在康復(fù)過程中感到不適甚至疼痛;專利CN201310012691.2中公開了“氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)型兩自由度腳踝康復(fù)并聯(lián)機(jī)器人”，但該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有兩個(gè)自由度，難以實(shí)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)多個(gè)自由度的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種可以實(shí)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)的背屈/跖屈、內(nèi)翻/外翻兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和垂直于地面方向的上下移動(dòng)，能夠提供主動(dòng)驅(qū)動(dòng)幫助患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置，包括有位于底部的底部固定平臺(tái)和位于頂部的用于支撐進(jìn)行康復(fù)的腳部的動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述動(dòng)平臺(tái)的底面鉸接有上部活動(dòng)架，所述的底部固定平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)之間設(shè)置有矩形筒結(jié)構(gòu)的中間架，所述中間架的底部通過中間架底座固定在所述底部固定平臺(tái)的中部，所述中間架的內(nèi)部設(shè)置有用于支撐動(dòng)平臺(tái)的彈性中間支撐機(jī)構(gòu)，所述彈性中間支撐機(jī)構(gòu)的底端固定在所述中間架的中間架底座上，所述彈性中間支撐機(jī)構(gòu)的頂部伸出所述中間架的上端口與鉸接在動(dòng)平臺(tái)底面上的上部活動(dòng)架鉸接連接，所述中間架的前側(cè)面和后側(cè)面上相對(duì)稱的各設(shè)置有結(jié)構(gòu)完全相同的一組與所述動(dòng)平臺(tái)底面上的上部活動(dòng)架相鉸接的用于驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)平臺(tái)前、后翻轉(zhuǎn)的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述中間架的左側(cè)面和右側(cè)面相對(duì)稱的各設(shè)置有結(jié)構(gòu)完全相同的一組與所述動(dòng)平臺(tái)底面固定連接的用于驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)平臺(tái)左、右翻轉(zhuǎn)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明的一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置，在確保機(jī)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單和緊湊的前提下，保證了兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和一個(gè)方向的移動(dòng)等三個(gè)自由度，能夠?qū)崿F(xiàn)踝關(guān)節(jié)多自由度的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，如可以實(shí)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)的背屈/跖屈、內(nèi)翻/外翻兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和垂直于地面方向的上下移動(dòng)，能夠提供主動(dòng)驅(qū)動(dòng)幫助患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，使得康復(fù)訓(xùn)練模式多樣化。由于采用氣動(dòng)肌肉作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)，解決了剛性驅(qū)動(dòng)存在的問題，提高了康復(fù)訓(xùn)練給患者帶來的舒適度。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置正面結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是本發(fā)明氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置側(cè)面結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖3是本發(fā)明中動(dòng)平臺(tái)底面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖4是本發(fā)明中彈性中間支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖5是本發(fā)明中第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖6是本發(fā)明第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中第一驅(qū)動(dòng)支鏈的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖7是本發(fā)明第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中第二驅(qū)動(dòng)支鏈的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中
[0016]1:底部固定平臺(tái)2:第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0017]2 — 1:第二位移傳感器2 — 2:第三氣動(dòng)肌肉
[0018]2 — 3:第二連接板2 — 4:第二球軸承安裝座
[0019]2 — 5:滑塊2 — 6:第二雙軌滑道
[0020]2 — 7:第二驅(qū)動(dòng)支鏈2 — 8:下部關(guān)節(jié)球軸承
[0021]2 — 9:第二驅(qū)動(dòng)桿2 —10:上部關(guān)節(jié)球軸承
[0022]3:彈性中間支撐機(jī)構(gòu)3 — 1:彈簧下端固定件
[0023]3 — 2:彈簧3 — 3:彈簧上端固定件
[0024]3 —4:導(dǎo)向鍵3 —5:套筒
[0025]3 — 6:套筒上端固定件3 — 7:貫通槽
[0026]4:動(dòng)平臺(tái)4一 1:軸承座
[0027]4一 2:第一球軸承安裝座5:上部活動(dòng)架
[0028]5 — 1:活動(dòng)架5 — 2:第二關(guān)節(jié)軸承
[0029]5 — 3:中間關(guān)節(jié)軸承5 — 4:第三關(guān)節(jié)軸承
[0030]6:中間架6 — 1:中間架底座
[0031]7:第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7 — 1:下端定滑輪組
[0032]7 — 2:第一支撐板7 — 3:第一位移傳感器
[0033]7 — 4:關(guān)節(jié)軸承安裝座7 — 5:第一氣動(dòng)肌肉
[0034]7 — 6:第一連接板7 — 7:鋼絲繩
[0035]7 — 8:上端定滑輪組7 — 9:第二支撐板
[0036]7 —10:第二氣動(dòng)肌肉7 —11:第一雙軌滑道
[0037]7 —12:第一驅(qū)動(dòng)支鏈7 —13:第一驅(qū)動(dòng)桿
[0038]7 —14:下部關(guān)節(jié)軸承
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置做出詳細(xì)說明。
[0040]如圖1、圖2所示，本發(fā)明的一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置，包括有位于底部的底部固定平臺(tái)I和位于頂部的用于支撐進(jìn)行康復(fù)的腳部的動(dòng)平臺(tái)4，所述動(dòng)平臺(tái)4的底面鉸接有上部活動(dòng)架5，所述的底部固定平臺(tái)I和動(dòng)平臺(tái)4之間設(shè)置有矩形筒結(jié)構(gòu)的中間架6，所述中間架6的底部通過中間架底座6-1固定在所述底部固定平臺(tái)I的中部，所述中間架6的內(nèi)部設(shè)置有用于支撐動(dòng)平臺(tái)4的彈性中間支撐機(jī)構(gòu)3，所述彈性中間支撐機(jī)構(gòu)3的底端固定在所述中間架6的中間架底座6-1上，所述彈性中間支撐機(jī)構(gòu)3的頂部伸出所述中間架6的上端口與鉸接在動(dòng)平臺(tái)4底面上的上部活動(dòng)架5鉸接連接，所述中間架6的前側(cè)面和后側(cè)面上相對(duì)稱的各設(shè)置有結(jié)構(gòu)完全相同的一組與所述動(dòng)平臺(tái)4底面上的上部活動(dòng)架5相鉸接的用于驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)平臺(tái)4前、后翻轉(zhuǎn)的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7，所述中間架6的左側(cè)面和右側(cè)面相對(duì)稱的各設(shè)置有結(jié)構(gòu)完全相同的一組與所述動(dòng)平臺(tái)4底面固定連接的用于驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)平臺(tái)4左、右翻轉(zhuǎn)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2。所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7和第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2構(gòu)成本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0041]如圖3所示，所述的動(dòng)平臺(tái)4底端面上位于所述上部活動(dòng)架5的兩側(cè)相對(duì)稱的設(shè)置兩個(gè)用于連接第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2的第一球軸承安裝座4一 2。
[0042]如圖3所示，所述的上部活動(dòng)架5包括通過兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置在動(dòng)平臺(tái)4底端面上的兩個(gè)軸承座4一 I鉸接在所述動(dòng)平臺(tái)4底端面上的活動(dòng)架5 — I，所述的活動(dòng)架5 — I為長(zhǎng)方形的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述的活動(dòng)架5 — I上分別鉸接有位于中部的用于連接彈性中間支撐機(jī)構(gòu)3的中間關(guān)節(jié)軸承5 — 3，位于中間關(guān)節(jié)軸承5 — 3兩側(cè)的用于連接分別位于中間架6前側(cè)面和后側(cè)面上的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的第二關(guān)節(jié)軸承5 — 2和第三關(guān)節(jié)軸承5 — 4。
[0043]如圖4所示，所述的彈性中間支撐機(jī)構(gòu)3包括套筒3— 5，所述套筒3 — 5的底端通過彈簧上端固定件3 — 3連接彈簧3 — 2的上端，所述彈簧3 — 2的下端通過彈簧下端固定件3 — I固定在所述中間架6的中間架底座6-1上，所述套筒3 — 5的頂端通過套筒上端固定件3 — 6固定連接上部活動(dòng)架5中的中間關(guān)節(jié)軸承5 — 3。
[0044]所述的套筒3— 5上在相對(duì)應(yīng)的兩側(cè)壁上沿軸向?qū)ΨQ各開有一個(gè)貫通槽3 — 7，每一個(gè)所述的貫通槽3 — 7內(nèi)都插入有在套筒3 — 5上、下移動(dòng)時(shí)對(duì)所述的套筒3 — 5進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)向鍵3 — 4的一端，所述導(dǎo)向鍵3 — 4的另一端固定連接在所對(duì)應(yīng)的中間架6的內(nèi)側(cè)壁上。
[0045]如圖1、圖5所示，所述的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7包括有第一氣動(dòng)肌肉7— 5、第二氣動(dòng)肌肉7 —10和第一驅(qū)動(dòng)支鏈7 —12，所述第一氣動(dòng)肌肉7 — 5與第二氣動(dòng)肌肉7 —10反向設(shè)置，所述第一氣動(dòng)肌肉7 — 5的固定端通過第一支撐板7 — 2固定連接在所述中間架6的下部分，所述第二氣動(dòng)肌肉7 —10的固定端通過第二支撐板7 — 9固定連接在所述中間架6的上部分，所述中間架6的中部固定有第一雙軌滑道7 —11，所述第一雙軌滑道7 —11上設(shè)置有能夠沿第一雙軌滑道7 —11上、下移動(dòng)的關(guān)節(jié)軸承安裝座7 — 4，在所述關(guān)節(jié)軸承安裝座7 — 4上沿軸向固定連接有鋼絲繩7 — 7，所述鋼絲繩7 — 7的上端頭通過設(shè)置在所述中間架6上部的上端定滑輪組7 — 8連接所述第一氣動(dòng)肌肉7 — 5的驅(qū)動(dòng)端，所述鋼絲繩7 — 7的下端頭通過設(shè)置在所述中間架6下部的下端定滑輪組7 — I連接所述第二氣動(dòng)肌肉7 —10的驅(qū)動(dòng)端，所述第一驅(qū)動(dòng)支鏈7 —12的下端鉸接在所述關(guān)節(jié)軸承安裝座7 — 4上，所述第一驅(qū)動(dòng)支鏈7 —12的上端固定連接上部活動(dòng)架5中的第二關(guān)節(jié)軸承5 — 2或第三關(guān)節(jié)軸承5 — 4。
[0046]如圖6所示，所述的第一驅(qū)動(dòng)支鏈7—12包括第一驅(qū)動(dòng)桿7 — 13，所述第一驅(qū)動(dòng)桿7 —13的上端固定連接上部活動(dòng)架5中的第二關(guān)節(jié)軸承5 — 2或第三關(guān)節(jié)軸承5 — 4，所述第一驅(qū)動(dòng)桿7 —13的下端連接有下部關(guān)節(jié)軸承7 —14的一端，所述下部關(guān)節(jié)軸承7 —14的另一端鉸接在所述關(guān)節(jié)軸承安裝座7 — 4上。
[0047]如圖1、圖5所示，所述的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7還包括有第一位移傳感器7 — 3，所述第一位移傳感器7 — 3的底端固定在所述第一支撐板7 — 2上，所述第一位移傳感器7 — 3的活動(dòng)端通過第一連接板7 — 6固定連接所述第一氣動(dòng)肌肉7 — 5的驅(qū)動(dòng)端。
[0048]如圖1所示，所述的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2包括有第三氣動(dòng)肌肉2— 2和第二驅(qū)動(dòng)支鏈2 —7，所述第三氣動(dòng)肌肉2 — 2的固定端固定連接在所述中間架6的中間架底座6-1上，所述中間架6的上部設(shè)置有第二雙軌滑道2 — 6，所述第二雙軌滑道2 — 6上設(shè)置有滑塊2 — 5，所述滑塊2 — 5上固定設(shè)置有第二球軸承安裝座2 — 4所述第三氣動(dòng)肌肉2 — 2的驅(qū)動(dòng)端通過鋼絲繩連接所述滑塊2 — 5或第二球軸承安裝座2 — 4的下端，所述第二驅(qū)動(dòng)支鏈2 — 7的上端連接動(dòng)平臺(tái)4底端面上的第一球軸承安裝座4 一 2，所述第二驅(qū)動(dòng)支鏈2 — 7的下端連接所述第二球軸承安裝座2 — 4，還設(shè)置有第二位移傳感器2 — I，所述第二位移傳感器2 — I的底端固定在所述中間架6的中間架底座6-1上，所述第二位移傳感器2 — I的活動(dòng)端通過第二連接板2 — 3與所述第三氣動(dòng)肌肉2 — 2的驅(qū)動(dòng)端固定連接。
[0049]如圖7所示，所述的第二驅(qū)動(dòng)支鏈2— 7包括第二驅(qū)動(dòng)桿2 — 9，所述第二驅(qū)動(dòng)桿2 — 9的上端固定連接有上部關(guān)節(jié)球軸承2 —10，所述上部關(guān)節(jié)球軸承2 —10上的連接銷固定連接動(dòng)平臺(tái)4底端面上的第一球軸承安裝座4 一 2，所述第二驅(qū)動(dòng)桿2 — 9的下端固定連接有下部關(guān)節(jié)球軸承2 — 8，所述下部關(guān)節(jié)球軸承2 — 8上的連接銷固定連接所述第二球軸承安裝座
2 — 4ο
[0050]在本發(fā)明的一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置使用過程中，將患者的腳固定在動(dòng)平臺(tái)(I)上，通過控制6根氣動(dòng)肌肉進(jìn)行柔性驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)X軸和Y軸兩個(gè)方向自由的轉(zhuǎn)動(dòng)以及Z軸方向的移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)多個(gè)自由度的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，適用于在各類復(fù)雜訓(xùn)練模式下對(duì)踝關(guān)節(jié)進(jìn)行協(xié)調(diào)訓(xùn)練。
[0051]本發(fā)明的一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置，通過將傳統(tǒng)機(jī)器人的剛性驅(qū)動(dòng)器替換為柔性的氣動(dòng)肌肉，其與三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)相結(jié)合將同時(shí)具有兩種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，既有并聯(lián)機(jī)構(gòu)的高剛度、高響應(yīng)、無累積誤差的優(yōu)點(diǎn)，又具有較好的柔順性，安全，無污染，非常適合在人機(jī)交互的環(huán)境下工作。
[0052]以上所述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置，包括有位于底部的底部固定平臺(tái)(I)和位于頂部的用于支撐進(jìn)行康復(fù)的腳部的動(dòng)平臺(tái)(4)，其特征在于，所述動(dòng)平臺(tái)(4)的底面鉸接有上部活動(dòng)架(5)，所述的底部固定平臺(tái)(I)和動(dòng)平臺(tái)(4)之間設(shè)置有矩形筒結(jié)構(gòu)的中間架(6)，所述中間架(6)的底部通過中間架底座(6-1)固定在所述底部固定平臺(tái)(I)的中部，所述中間架(6)的內(nèi)部設(shè)置有用于支撐動(dòng)平臺(tái)(4)的彈性中間支撐機(jī)構(gòu)(3)，所述彈性中間支撐機(jī)構(gòu)(3)的底端固定在所述中間架(6)的中間架底座(6-1)上，所述彈性中間支撐機(jī)構(gòu)(3)的頂部伸出所述中間架(6)的上端口與鉸接在動(dòng)平臺(tái)(4)底面上的上部活動(dòng)架(5)鉸接連接，所述中間架(6)的前側(cè)面和后側(cè)面上相對(duì)稱的各設(shè)置有結(jié)構(gòu)完全相同的一組與所述動(dòng)平臺(tái)(4)底面上的上部活動(dòng)架(5)相鉸接的用于驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)平臺(tái)(4)前、后翻轉(zhuǎn)的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)，所述中間架(6)的左側(cè)面和右側(cè)面相對(duì)稱的各設(shè)置有結(jié)構(gòu)完全相同的一組與所述動(dòng)平臺(tái)(4)底面固定連接的用于驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)平臺(tái)(4)左、右翻轉(zhuǎn)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置，其特征在于，所述的動(dòng)平臺(tái)(4)底端面上位于所述上部活動(dòng)架(5)的兩側(cè)相對(duì)稱的設(shè)置兩個(gè)用于連接第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)的第一球軸承安裝座(4 一 2)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置，其特征在于，所述的上部活動(dòng)架(5)包括通過兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置在動(dòng)平臺(tái)(4)底端面上的兩個(gè)軸承座(4一I)鉸接在所述動(dòng)平臺(tái)(4)底端面上的活動(dòng)架(5 — I)，所述的活動(dòng)架(5 — I)為長(zhǎng)方形的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述的活動(dòng)架(5 — I)上分別鉸接有位于中部的用于連接彈性中間支撐機(jī)構(gòu)(3)的中間關(guān)節(jié)軸承(5 — 3)，位于中間關(guān)節(jié)軸承(5 — 3)兩側(cè)的用于連接分別位于中間架(6)前側(cè)面和后側(cè)面上的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)的第二關(guān)節(jié)軸承(5 — 2)和第三關(guān)節(jié)軸承(5 — 4)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置，其特征在于，所述的彈性中間支撐機(jī)構(gòu)(3)包括套筒(3 — 5)，所述套筒(3 — 5)的底端通過彈簧上端固定件(3 — 3)連接彈簧(3 — 2)的上端，所述彈簧(3 — 2)的下端通過彈簧下端固定件(3 — I)固定在所述中間架(6)的中間架底座(6-1)上，所述套筒(3 — 5)的頂端通過套筒上端固定件(3 —6)固定連接上部活動(dòng)架(5)中的中間關(guān)節(jié)軸承(5 — 3)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置，其特征在于，所述的套筒(3 — 5)上在相對(duì)應(yīng)的兩側(cè)壁上沿軸向?qū)ΨQ各開有一個(gè)貫通槽(3 — 7)，每一個(gè)所述的貫通槽(3 — 7)內(nèi)都插入有在套筒(3 — 5)上、下移動(dòng)時(shí)對(duì)所述的套筒(3 — 5)進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)向鍵(3 — 4)的一端，所述導(dǎo)向鍵(3 — 4)的另一端固定連接在所對(duì)應(yīng)的中間架(6)的內(nèi)側(cè)壁上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置，其特征在于，所述的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)包括有第一氣動(dòng)肌肉(7 — 5)、第二氣動(dòng)肌肉(7 —10)和第一驅(qū)動(dòng)支鏈(7 —12)，所述第一氣動(dòng)肌肉(7 — 5)與第二氣動(dòng)肌肉(7 —10)反向設(shè)置，所述第一氣動(dòng)肌肉(7 — 5)的固定端通過第一支撐板(7 — 2)固定連接在所述中間架(6)的下部分，所述第二氣動(dòng)肌肉(7 —10)的固定端通過第二支撐板(7 — 9)固定連接在所述中間架(6)的上部分，所述中間架(6)的中部固定有第一雙軌滑道(7 —11)，所述第一雙軌滑道(7 —11)上設(shè)置有能夠沿第一雙軌滑道(7 — 11)上、下移動(dòng)的關(guān)節(jié)軸承安裝座(7 — 4)，在所述關(guān)節(jié)軸承安裝座(7 — 4)上沿軸向固定連接有鋼絲繩(7 — 7 )，所述鋼絲繩(7 — 7)的上端頭通過設(shè)置在所述中間架(6)上部的上端定滑輪組(7 — 8)連接所述第一氣動(dòng)肌肉(7 — 5)的驅(qū)動(dòng)端，所述鋼絲繩(7 — 7)的下端頭通過設(shè)置在所述中間架(6)下部的下端定滑輪組(7 — I)連接所述第二氣動(dòng)肌肉(7 —10)的驅(qū)動(dòng)端，所述第一驅(qū)動(dòng)支鏈(7 —12)的下端鉸接在所述關(guān)節(jié)軸承安裝座(7 —4)上，所述第一驅(qū)動(dòng)支鏈(7 —12)的上端固定連接上部活動(dòng)架(5)中的第二關(guān)節(jié)軸承(5 — 2)或第三關(guān)節(jié)軸承(5 — 4)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置，其特征在于，所述的第一驅(qū)動(dòng)支鏈(7 —12)包括第一驅(qū)動(dòng)桿(7 —13)，所述第一驅(qū)動(dòng)桿(7 —13)的上端固定連接上部活動(dòng)架(5)中的第二關(guān)節(jié)軸承(5 — 2)或第三關(guān)節(jié)軸承(5 — 4)，所述第一驅(qū)動(dòng)桿(7 —13)的下端連接有下部關(guān)節(jié)軸承(7 —14)的一端，所述下部關(guān)節(jié)軸承(7 —14)的另一端鉸接在所述關(guān)節(jié)軸承安裝座(7 — 4)上。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置，其特征在于，所述的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)還包括有第一位移傳感器(7 — 3)，所述第一位移傳感器(7 — 3)的底端固定在所述第一支撐板(7 — 2)上，所述第一位移傳感器(7 — 3)的活動(dòng)端通過第一連接板(7 — 6)固定連接所述第一氣動(dòng)肌肉(7 — 5)的驅(qū)動(dòng)端。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置，其特征在于，所述的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)包括有第三氣動(dòng)肌肉(2 — 2)和第二驅(qū)動(dòng)支鏈(2 — 7)，所述第三氣動(dòng)肌肉(2 — 2)的固定端固定連接在所述中間架(6)的中間架底座(6-1)上，所述中間架(6)的上部設(shè)置有第二雙軌滑道(2 — 6)，所述第二雙軌滑道(2 — 6)上設(shè)置有滑塊(2 — 5)，所述滑塊(2 — 5)上固定設(shè)置有第二球軸承安裝座(2 — 4)，所述第三氣動(dòng)肌肉(2 — 2)的驅(qū)動(dòng)端通過鋼絲繩連接所述滑塊(2 — 5)或第二球軸承安裝座(2 — 4)的下端，所述第二驅(qū)動(dòng)支鏈(2 —7)的上端連接動(dòng)平臺(tái)(4)底端面上的第一球軸承安裝座(4一2)，所述第二驅(qū)動(dòng)支鏈(2 — 7)的下端連接所述第二球軸承安裝座(2 — 4)，還設(shè)置有第二位移傳感器(2 — I)，所述第二位移傳感器(2 — I)的底端固定在所述中間架(6)的中間架底座(6-1)上，所述第二位移傳感器(2 — I)的活動(dòng)端通過第二連接板(2 — 3)與所述第三氣動(dòng)肌肉(2 — 2)的驅(qū)動(dòng)端固定連接。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度踝關(guān)節(jié)康復(fù)裝置，其特征在于，所述的第二驅(qū)動(dòng)支鏈(2 — 7)包括第二驅(qū)動(dòng)桿(2 — 9)，所述第二驅(qū)動(dòng)桿(2 — 9)的上端固定連接有上部關(guān)節(jié)球軸承(2 —10)，所述上部關(guān)節(jié)球軸承(2 —10)上的連接銷固定連接動(dòng)平臺(tái)(4)底端面上的第一軸承座(4一2)，所述第二驅(qū)動(dòng)桿(2 — 9)的下端固定連接有下部關(guān)節(jié)球軸承(2 — 8)，所述下部關(guān)節(jié)球軸承(2 — 8)上的連接銷固定連接所述第二球軸承安裝座(2 — 4) ο
【文檔編號(hào)】A61H1/02GK105943306SQ201610380025
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】劉海濤, 熊坤, 賈昕胤, 謝勝龍, 安德烈斯·凱施克麥蒂
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)