一種踝關節內外旋康復訓練裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種踝關節內外旋康復訓練裝置及方法，該裝置包括支承機構、驅動部分、傳動部分和檢測部分；支承機構包括底座支撐架、支撐板和角接觸球軸承；驅動部分包括電機和減速器；傳動部分包括小齒輪、大齒輪和蝸輪蝸桿；檢測部分包括扭矩傳感器、四個力傳感器組成的兩軸扭矩傳感器和安裝于電機上的編碼器。本發明可實現對人體踝關節內旋/外旋單關節的康復訓練，通過力矩傳感器和四個力傳感器組成的兩軸扭矩傳感器及編碼器的應用，可以獲取訓練過程中患者的力矩、運動位置等信息，集成了康復訓練和信息檢測功能，為康復評價系統提供依據，整體結構簡單、生產制造容易、維護方便。
【專利說明】
一種踝關節內外旋康復訓練裝置及方法
技術領域
[0001]本發明屬于醫療器械技術領域，具體涉及一種踝關節內外旋康復訓練裝置及方法。
【背景技術】
[0002]我國老齡化問題日益嚴重，而中風偏癱又是老年人中的高發病，因此針對老年人偏癱后的康復治療顯得尤為重要。偏癱患者踝背屈障礙由于在步行擺動相中不能克服足下垂，從而嚴重影響其步行能力的恢復，因此踝關節的康復對偏癱患者的整體性康復有著極其重要的意義。
[0003]對于偏癱患者的傳統康復手段需理療師手把手進行，消耗了大量的時間與體力，并且無法保證充足的訓練時間和足夠的訓練強度。現有的踝關節康復儀器大多訓練模式單一，缺少患者訓練運動數據檢測，無法進行高效的康復訓練。

【發明內容】

[0004]為了解決現有技術存在的傳統踝關節偏癱康復工作量大、效率低下和普通康復設備訓練不全面、訓練模式單一，缺少患者訓練運動數據檢測的不足，本發明提供一種踝關節內外旋康復訓練裝置及方法，為患者訓練提供患者被動和主動訓練平臺，同時客觀檢測與監測患者運動狀態，為醫生后續治療提供客觀依據。
[0005]其技術方案為
一種踝關節內外旋康復訓練裝置，包括支承機構、驅動部分、傳動部分和檢測部分；所述支承機構包括:底架1、蝸輪蝸桿減速器體5、蝸輪蝸桿減速器蓋4、第一角接觸球軸承10、第二角接觸球軸承14、第六角接觸球軸承13、第三角接觸球軸承15、第四角接觸球軸承25、第五角接觸球軸承27、傳感器套16、安裝蝸輪蝸桿減速器板6、兩軸扭矩傳感器下體7、兩軸扭矩傳感器上體22、第一軸套9、第二軸套18、第三軸套28第四軸套30、墊片31、第一傳感器軸29、第二傳感器軸8、傳感器十字滑塊19和傳感器十字滑塊支架20;驅動部分包括:電機2和減速器3;傳動部分包括:小齒輪24、大齒輪23和安裝渦輪軸12、渦輪11、蝸桿軸25;檢測部分主要指:扭矩傳感器17、壓力傳感器21和安裝于電機2上的編碼器。
[0006]進一步，所述電機2和減速器3固定于減速器蓋4上，通過小齒輪24、大齒輪23、蝸桿軸25、渦輪11和安裝渦輪軸12，帶動兩軸扭矩傳感器下體7繞垂直軸轉動。
[0007]進一步，所述扭矩傳感器17通過安裝在傳感器套筒16上的第二角接觸球軸承14和第三角接觸球軸承15與蝸輪蝸桿減速器體5相連接，保持扭矩傳感器17與蝸輪蝸桿減速器體5構成相對回轉結構。
[0008]進一步，所述4個壓力傳感器21安裝在兩軸扭矩傳感器上體22上面通過第一軸套
9、第二軸套18、墊片31、第一傳感器軸29、第二傳感器軸8、傳感器十字滑塊19和傳感器十字滑塊支架與兩軸扭矩傳感器下體7相連接組成一個兩軸扭矩傳感器。
[0009]進一步，所述扭矩傳感器11檢測踝關節在做內旋和外旋訓練時的力矩;4個壓力傳感器21檢測踝關節在做背屈趾屈和內外翻訓練時的力矩;安裝于電機2的編碼器檢測踝關節在做內旋和外旋訓練時的位置。
[0010]—種踝關節內外旋康復訓練方法，包括以下步驟:
被訓者首先將腳板放置于腳踝支撐機構的支撐架22上的腳踏板上并固定；
實施被訓者被動訓練時，電機2工作在位置模式，電機2和減速器3通過電機2和減速器3固定于減速器蓋4上，通過小齒輪24、大齒輪23、蝸桿軸25、渦輪11和安裝渦輪軸12，帶動兩軸扭矩傳感器下體7作內旋外旋被動訓練;實施被訓者主動訓練時，電機2工作在力矩模式，被訓者主動作內旋和外旋動作，經過扭矩傳感器17、蝸輪蝸桿和齒輪傳動反向帶動電機2旋轉，電機2輸出固定力矩，可以提供被訓者訓練所需固定阻尼;扭矩傳感器17和安裝于電機2的編碼器可以檢測踝關節在做內旋和外旋訓練時的力矩和位置，為主動和被動訓練提供反饋，獲得訓練狀態。
[0011]本發明提供的踝關節內外旋康復訓練裝置，可實現對人體踝關節內旋/外旋的康復訓練，同時通過力矩傳感器與編碼器的應用，可以獲取訓練過程中患者的力矩、運動位置等信息，集成了康復訓練和信息檢測功能，為康復評價系統提供依據。
[0012]與現有技術相比，本發明的有益效果:
其一，集成康復訓練及運動狀態檢測，能有效地評定康復訓練的進度和效果;其二，可實現踝關節內旋外旋的主動訓練和被動訓練;其三，所述踝關節康復訓練裝置適用于偏癱早、中、晚期患者，適應性強。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明踝關節內外旋康復訓練裝置的結構示意圖；
圖2為本發明的踝關節內外旋康復訓練裝置的半剖視圖；
圖3為本發明的踝關節內外旋康復訓練裝置中的蝸輪蝸桿減速器部分剖視圖；
其中，1-底架，2-電機，3-減速器，4-蝸輪蝸桿減速器蓋，5-蝸輪蝸桿減速器體，6-安裝蝸輪蝸桿減速器板，7-兩軸扭矩傳感器下體、8-第二傳感器軸，9-第一軸套，10-第一角接觸球軸承，11_渦輪，12-安裝渦輪軸，13-第六角接觸球軸承，14-第二角接觸球軸承，15-第三角接觸球軸承，16-傳感器套，17-扭矩傳感器，18-第二軸套，19-傳感器十字滑塊，20-傳感器十字滑塊支架，21-壓力傳感器，22-兩軸扭矩傳感器上體，23-大齒輪，24-小齒輪，25-蝸桿軸，26-第四角接觸球軸承，27-第五角接觸球軸承，28-第三軸套，29-第一傳感器軸，30-第四軸套，31-墊片。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步詳細地說明。
[0015]參照圖1、圖2、圖3，本發明實施例的一種踝關節內外旋康復訓練裝置，包括:支承機構、驅動部分、傳動部分和檢測部分；
支承機構包括:底架1、蝸輪蝸桿減速器體5、蝸輪蝸桿減速器蓋4、第一角接觸球軸承1、第二角接觸球軸承14、第六角接觸球軸承13、第三角接觸球軸承15、第四角接觸球軸承25、第五角接觸球軸承27、傳感器套16、安裝蝸輪蝸桿減速器板6、兩軸扭矩傳感器下體7、兩軸扭矩傳感器上體22、第一軸套9、第二軸套18、第三軸套28第四軸套30、墊片31、第一傳感器軸29、第二傳感器軸8、傳感器十字滑塊19和傳感器十字滑塊支架20;驅動部分包括:電機2和減速器3 ；傳動部分包括:小齒輪24、大齒輪23和安裝渦輪軸12、渦輪11、蝸桿軸25 ；檢測部分主要指:扭矩傳感器17、壓力傳感器21和安裝于電機2上的編碼器。
[0016]作為進一步改進，該所述集成訓練及運動狀態檢測的踝關節內外旋康復訓練裝置包括電機2和減速器3固定于減速器蓋4上，通過小齒輪24、大齒輪23、蝸桿軸25、渦輪11和安裝渦輪軸12，帶動兩軸扭矩傳感器下體7繞垂直軸轉動，實現內旋和外旋訓練。
[0017]作為進一步改進，扭矩傳感器17通過安裝在傳感器套筒16上的第二角接觸球軸承14和第三角接觸球軸承15與蝸輪蝸桿減速器體5相連接，保持扭矩傳感器17與蝸輪蝸桿減速器體5構成相對回轉結構，同時減少蝸輪蝸桿減速器與扭矩傳感器之間產生的徑向力對傳感器精度的影響。
[0018]作為進一步改進，4個壓力傳感器21安裝在兩軸扭矩傳感器上體22上面通過第一軸套9、第二軸套18、墊片31、第一傳感器軸29、第二傳感器軸8、傳感器十字滑塊19和傳感器十字滑塊支架與兩軸扭矩傳感器下體7相連接組成一個兩軸扭矩傳感器。
[0019]作為進一步改進，扭矩傳感器11檢測踝關節在做內旋和外旋訓練時的力矩;4個壓力傳感器21檢測踝關節在做背屈趾屈和內外翻訓練時的力矩;安裝于電機2的編碼器檢測踝關節在做內旋和外旋訓練時的位置。
[0020]使用本發明的新型踝關節康復訓練裝置進行康復訓練時，被訓者首先將腳板放置于腳踝支撐機構的支撐架22上的腳踏板上并固定。
[0021 ]實施被訓者被動訓練時，電機2工作在位置模式，電機2和減速器3通過電機2和減速器3固定于減速器蓋4上，通過小齒輪24、大齒輪23、蝸桿軸25、渦輪11和安裝渦輪軸12，帶動兩軸扭矩傳感器下體7作內旋外旋被動訓練;實施被訓者主動訓練時，電機2工作在力矩模式，被訓者主動作內旋和外旋動作，經過扭矩傳感器17、蝸輪蝸桿和齒輪傳動反向帶動電機2旋轉，電機2輸出固定力矩，可以提供被訓者訓練所需固定阻尼。扭矩傳感器17和安裝于電機2的編碼器可以檢測踝關節在做內旋和外旋訓練時的力矩和位置，為主動和被動訓練提供反饋，更重要的是可以獲得訓練狀態，有助于建立康復評價系統。
[0022]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，本發明的保護范圍不限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可顯而易見地得到的技術方案的簡單變化或等效替換均落入本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種踝關節內外旋康復訓練裝置，其特征在于:包括支承機構、驅動部分、傳動部分和檢測部分； 所述支承機構包括:底架(I )、蝸輪蝸桿減速器體(5)、蝸輪蝸桿減速器蓋(4)、第一角接觸球軸承(10)、第二角接觸球軸承(14)、第六角接觸球軸承(13)、第三角接觸球軸承(15)、第四角接觸球軸承(25)、第五角接觸球軸承(27)、傳感器套(16)、安裝蝸輪蝸桿減速器板(6)、兩軸扭矩傳感器下體(7)、兩軸扭矩傳感器上體(22)、第一軸套(9)、第二軸套(18)、第三軸套(28)第四軸套(30)、墊片(31)、第一傳感器軸(29)、第二傳感器軸(8)、傳感器十字滑塊(19)和傳感器十字滑塊支架(20);驅動部分包括:電機(2)和減速器(3);傳動部分包括:小齒輪(24)、大齒輪(23)和安裝渦輪軸(12)、渦輪(11)、蝸桿軸(25);檢測部分主要指:扭矩傳感器(17)、壓力傳感器(21)和安裝于電機(2)上的編碼器。2.根據權利要求1所述的踝關節內外旋康復訓練裝置，其特征在于:所述電機(2)和減速器(3)固定于減速器蓋(4)上，通過小齒輪(24)、大齒輪(23)、蝸桿軸(25)、渦輪(11)和安裝渦輪軸(12)，帶動兩軸扭矩傳感器下體(7)繞垂直軸轉動。3.根據權利要求1所述的踝關節內外旋康復訓練裝置，其特征在于:所述扭矩傳感器(17)通過安裝在傳感器套筒(16)上的第二角接觸球軸承(14)和第三角接觸球軸承(15)與蝸輪蝸桿減速器體(5)相連接，保持扭矩傳感器(17)與蝸輪蝸桿減速器體(5)構成相對回轉結構。4.根據權利要求1所述的踝關節內外旋康復訓練裝置，其特征在于:所述4個壓力傳感器(21)安裝在兩軸扭矩傳感器上體(22)上面通過第一軸套(9)、第二軸套(18)、墊片(31)、第一傳感器軸(29)、第二傳感器軸(8)、傳感器十字滑塊(19)和傳感器十字滑塊支架與兩軸扭矩傳感器下體(7)相連接組成一個兩軸扭矩傳感器。5.根據權利要求1所述的踝關節內外旋康復訓練裝置，其特征在于:所述扭矩傳感器(11)檢測踝關節在做內旋和外旋訓練時的力矩;4個壓力傳感器(21)檢測踝關節在做背屈趾屈和內外翻訓練時的力矩;安裝于電機(2)的編碼器檢測踝關節在做內旋和外旋訓練時的位置。6.一種踝關節內外旋康復訓練方法，其特征在于，包括以下步驟: 被訓者首先將腳板放置于腳踝支撐機構的支撐架(22)上的腳踏板上并固定； 實施被訓者被動訓練時，電機(2)工作在位置模式，電機(2)和減速器(3)通過電機(2)和減速器(3)固定于減速器蓋(4)上，通過小齒輪(24)、大齒輪(23)、蝸桿軸(25)、渦輪(11)和安裝渦輪軸(12)，帶動兩軸扭矩傳感器下體(7)作內旋外旋被動訓練;實施被訓者主動訓練時，電機(2)工作在力矩模式，被訓者主動作內旋和外旋動作，經過扭矩傳感器(17)、蝸輪蝸桿和齒輪傳動反向帶動電機(2)旋轉，電機(2)輸出固定力矩，用于提供被訓者訓練所需固定阻尼；扭矩傳感器(17)和安裝于電機(2)的編碼器用于檢測踝關節在做內旋和外旋訓練時的力矩和位置，為主動和被動訓練提供反饋，獲得訓練狀態。
【文檔編號】A63B24/00GK105853143SQ201610217608
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月8日
【發明人】王春寶, 段麗紅, 王玉龍, 李偉光, 吳正治, 石青, 申亞京, 劉銓權, 盧志江, 韋成棟, 侯安新, 孫同陽
【申請人】王春寶