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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114652570A(43)申请公布日2022.06.24(21)申请号202210267632.9(22)申请日2022.03.17(71)申请人东莞理工学院地址523413广东省东莞市松山湖大学路1号(72)发明人卢文娟丛建华夏艺慈刘亚曾达幸李兴艳(74)专利代理机构北京孚睿湾知识产权代理事务所(普通合伙)11474专利代理师刘翠芹(51)Int.Cl.A61H1/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称柔性绳驱动踝关节康复机器人(57)摘要本发明提供一种柔性绳驱动踝关节康复机器人,其包括固定机架、动平台、刚性转动轴、柔性弹簧轴、转向滑轮、底座平台和驱动单元,其中刚性转动轴与机架通过立式轴承连接,使得刚性转动轴可以绕定轴转动,柔性弹簧轴通过销轴与刚性转动轴连接,使得柔性弹簧轴与刚性转动轴成为一个整体的情况下仍然可以相对于刚性转动轴有独立的转动行为。使用时,将驱动绳看作类似人体的肌肉牵引,同时驱动绳的布置方式也结合了人体踝关节运动所需的肌肉群。本发明使用时可以通过驱动绳牵引实现其背屈/跖屈以及内翻/外翻的运动状态。本发明结构简单,柔性好,刚性冲击小,更适用于关节受损,承受冲击能力小的患者。CN114652570ACN114652570A权利要求书1/2页1.一种柔性绳驱动踝关节康复机器人,其特征在于:其包括固定机架、动平台、刚性转动轴、柔性弹簧轴、转向滑轮、底座平台和多组驱动单元;所述多组驱动单元以及固定支架均设置在所述底座平台上,所述多组驱动单元两两对称的设置在所述固定支架的两侧,所述固定支架的前侧设置有第一驱动单元和第二驱动单元,所述固定支架的后侧设置有第三驱动单元和第四驱动单元,所述第一驱动单元与第三驱动单元相对设置,第二驱动单元与第四驱动单元相对设置,所述动平台设置在所述固定支架内部,所述刚性转动轴与所述固定机架之间借助于连接件连接并能绕定轴转动,所述柔性弹簧轴与所述刚性转动轴之间进一步转动连接;所述刚性转动轴包括两个结构相同的带轴杆以及中间连接杆,所述中间连接杆与带轴杆连接并能够同时沿轴线转动,所述刚性转动轴能够拟合人体踝关节背跖屈运动时胫骨与距骨间相对转动的运动轴线;所述柔性弹簧轴包括两组呈三棱锥形布置的弹簧,所述柔性弹簧轴用来拟合人体踝关节做内外翻运动时距下关节所绕旋转的运动轴线,所述柔性弹簧轴的倾斜角度能够借助于限位组件进行调节;每组驱动单元均连接有一根驱动绳的第一端,驱动绳的第二端经过转向滑轮后与所述动平台连接;在驱动单元、驱动绳以及转向滑轮的共同作用下,动平台能够实现踝关节的背屈/跖屈运动以及内翻/外翻运动,在进行背屈运动时,第一驱动单元和第二驱动单元的驱动绳缩短且第三驱动单元和第四驱动单元的驱动绳放长;在进行跖屈运动时,第三驱动单元和第四驱动单元的驱动绳缩短且第一驱动单元和第二驱动单元的驱动绳放长,进行内翻运动时,第一驱动单元和第三驱动单元的驱动绳缩短且第二驱动单元和第四驱动单元的驱动绳放长,在进行外翻运动时,第二驱动单元和第四驱动单元的驱动绳缩短且第一驱动单元和第三驱动单元的驱动绳放长。2.根据权利要求1所述的柔性绳驱动踝关节康复机器人,其特征在于:所述刚性转动轴与所述固定机架之间借助于立式轴承连接。3.根据权利要求1所述的柔性绳驱动踝关节康复机器人,其特征在于:驱动单元包括驱动电机、立式轴承座以及卷筒,所述卷筒的两端分别借助于转轴与所述立式轴承座连接,所述驱动电机借助于联轴器与所述卷筒一端的转轴连接,所述驱动绳环绕在卷筒上,所述驱动电机带动卷筒正反转从而控制驱动绳的收放。4.根据权利要求1所述的柔性绳驱动踝关节康复机器人,其特征在于:所述中间连接杆与带轴杆通过螺栓连接,所述两个带轴杆上分别设置有三组对称布置的斜孔。5.根据权利要求4所述的柔性绳驱动踝关节康复机器人,其特征在于:所述柔性弹簧轴包括两组呈三棱锥形布置的弹簧,所述弹簧的第一端与动平台环状结构外侧的挂环相连,所述弹簧的第二端与连接于刚性转动轴斜孔上的销轴相连,所述销轴和斜孔共同组成限位组件,通过改变销轴所处斜孔位置能够主动调节柔性弹簧轴的倾斜角度。6.根据权利要求1所述的柔性绳驱动踝关节康复机器人,其特征在于:所述柔性弹簧轴中的弹簧初始状态为大于原始长度的拉伸状态,在康复过程中能够伸缩或拉长。7.根据权利要求1所述的柔性绳驱动踝关节康复机器人,其特征在于:所述驱动绳为钢丝绳。2CN114652570A权利要求书2/2页8.根据权利要求7所述的柔性绳驱动踝关节康复机器人,其特征在于:所述动平台设置有用于绕绳的凹槽,从而能够将连接于动平台的绳索进行换向。9.根据权利要求1所述的柔性绳驱动踝关节康复机器人,其特征在于:所述驱动绳分为前后两组,分别为第一组