轴线可调式脚踝康复器的制作方法

本发明属于脚踝康复机构的技术领域，具体涉及一种轴线可调式脚踝康复器。

背景技术：

踝关节是人体重要的部位，踝关节上韧带比较脆弱，在日常生活和体育运动中很容易造成踝关节的韧带损伤。踝关节损伤后的康复治疗相当重要，而不同的康复医疗师和康复设备对脚踝的康复将产生至关重要的影响，如果得不到正确有效的康复训练很容易造成踝关节功能障碍等后遗症。

目前的康复训练方式主要分为纯人工和康复设备辅助两种，伤情严重患者的康复训练初期大多还依靠康复训练医师手动进行，康复效果和医师的经验有很大关系。在康复训练的中后期以及伤情较轻的患者多数通过康复设备辅助完成。

而现有的康复设备之所以无法更大程度替代康复医疗师的主要原因在于康复设备的运动轴线与人体脚踝的运动轴线难以吻合，导致在脚踝的康复训练的过程中脚踝不能以自然方式进行活动，从而影响康复效果。同时，现有的康复设备还存在运动形式单一，驱动数目多，并联协同控制复杂等缺点。

技术实现要素：

本发明为一种轴线可调式脚踝康复器，旨在解决现有脚踝康复机械运动轴线与人体脚踝的运动轴线难以吻合，并且结构复杂，驱动数目多，并联协同效果差，训练效果差等问题。

本发明采用如下的技术方案实现：

一种轴线可调式脚踝康复器，包括翻转装置、小腿固定装置、运动轴线调节装置、运动执行装置以及脚踏板调整装置，

其中翻转装置包括翻转角度可调且能够定位的翻转平台，翻转平台上安装小腿固定装置和运动轴线调节装置，小腿固定装置包括能够相对翻转平台前后、左右、上下调整位置的小腿固定槽，

运动轴线调节装置包括调节运动执行装置的运动轴线能够与人体脚踝运动轴线吻合的机构以及调整运动执行装置的运动轴线在翻转平台上的旋转角的机构，

运动执行机构包括与运动轴线调节装置连接且能够左右转动的圆弧导轨，圆弧导轨上设置能够驱动脚踏板调整装置在圆弧导轨上摆动的机构，

脚踏板调整装置包括相对圆弧导轨的高度和偏转角度能够调整的脚踏板。

进一步的，所述的翻转装置还包括底座、支撑杆、横杆、横杆锁定杆以及羊角螺母，其中翻转平台的一侧与底座铰接；翻转平台另外对称两侧中间位置分别与两个支撑杆的一端铰接，两支撑杆的另外一端通过横杆铰接；横杆两头的突出轴卡在底座的限位槽内，底座上开有多个限位槽，横杆通过卡在不同的限位槽内来调节翻转平台的角度；横杆锁定杆一端与底座铰接，横杆锁定杆另一端通过螺钉和羊角螺母将其固定连接在底座上，横杆锁定杆上也有多个限位槽与底座上的限位槽一一对应共同作用将横杆完全固定。

进一步的，所述的小腿固定装置还包括套筒固定座、套筒、小腿固定撑杆、滑套、滑套连接杆、紧定螺钉以及撑杆盖，其中四个套筒固定座两两同一轴线固定在翻转平台上；套筒固连在同轴线的两个套筒固定座之间；两根“L形”小腿固定撑杆的水平段分别插在两个套筒内，小腿固定撑杆能够在套筒内前后移动调节位置，通过套筒固定座上的紧定螺钉来固定小腿固定撑杆的位置；两根小腿固定撑杆的的竖直段均装有滑套，滑套与小腿固定撑杆之间滑动能够通过将紧定螺钉拧入滑套与小腿固定撑杆上对应的限位孔中进行锁定；两根滑套之间由滑套连接杆固定连接；小腿固定槽套在滑套连接杆上，小腿固定槽与滑套之间的滑动通过将紧定螺钉拧入小腿固定槽与滑套连接杆上对应的限位孔中进行锁定。

进一步的，所述的运动轴线调节装置包括与翻转平台转动连接且能够定位的立柱底座，立体底座上固连有立柱，立柱上设置可相对其调节上下位置的定位滑块，定位滑块上铰接推杆一端，推杆另一端铰接运动执行机构的翻转支架。更进一步的，所述的运动轴线调节装置还包括梅花螺丝、定位扣、弹簧以及连接块立柱，其中立柱底座与翻转平台通过轴承链接；梅花螺丝穿过立柱底座上的圆弧槽将立柱底座固定在翻转平台上；立柱焊接在立柱底座上，立柱的两侧有方向相反的卡槽；定位滑块套在立柱上，其两侧装有方向相反的定位扣，定位扣的一头卡在立柱两侧的卡槽内，另一侧与定位滑块之间装有弹簧；推杆与定位滑块铰接；连接块与立柱铰接。

进一步的，所述的运动执行机构的圆弧导轨与翻转支架转动连接，圆弧导轨的一端连接动力输入，圆弧导轨上有与其滑动连接且能够相对其滑动运动的中心平台。更进一步的，所述的动作执行装置还包括减速器、电机一、滚子、定位套筒、内六角半牙螺丝、电机二、齿轮以及红外线瞄准器，其中翻转支架一侧与连接块固定连接；翻转支架底端与推杆铰接；翻转支架另一侧与减速器固定连接；减速器的动力输入端与电机一相连；圆弧导轨通过轴承与翻转支架连接，并通过螺钉将圆弧导轨与减速器的动力输出轴固接；圆弧导轨的两侧均有两条滚子轨道，内侧加工有部分齿轮齿；圆弧导轨两端安装红外线瞄准器；中心平台上通过八个滚子与圆弧导轨上的滚子轨道相切形成滑动连接，滚子通过内六角半牙螺丝和轴向定位套筒连接在中心平台上；电机二与中心平台固接，齿轮与电机二的轴固接，并与圆弧导轨的齿轮齿啮合。

进一步的，所述的脚踏板转动连接于升降平台、且能够定位于升降平台，升降平台通过高度调整机构连接于中心平台。进一步的，所述的脚踏板调整装置还包括直角支架、连杆、中间横杆、升降螺母、升降螺杆、螺杆连接块以及梅花螺母，其中两个直角支架固定在中心平台顶部的两侧，连杆的下端与直角支架铰接，连杆与连杆之间呈剪式铰接，另外两个直角支架铰接于连杆的上端，并固定连接在升降平台上；中间横杆铰接于两侧的连杆之间；升降螺母固定在中心平台顶部，并与升降螺杆形成螺纹连接，螺杆连接块通过螺钉与升降螺杆末端铰接；螺杆连接块固定连接于中间横杆上；脚踏板与升降平台通过轴承连接，并且脚踏板上的螺纹立柱穿过升降平台上的导向槽，由梅花螺母与螺纹立柱螺纹配合将脚踏板和升降平台在合适的相对位置进行固定连接。

本发明翻转装置的翻转平台相对于所述底座可以进行多角度调节，并能够将所述翻转平台完全固定，满足受伤程度不同的患者在康复训练过程中的对身体姿态的要求。小腿固定装置的小腿固定槽相对于翻转平台可以进行上下、左右和前后的位置调整，确保脚踝康复过程中不会因为小腿的活动而影响康复动作的精准度。运动轴线调整装置的圆弧导轨的摆动轴线可以在平行于所述翻转平台的平面内旋转，也可以在垂直于所述翻转平台且与所述圆弧导轨的摆动轴线共面的平面内翻转；脚踏板调整装置使脚踏板相对于圆弧导轨的高度和偏转角度可以进行调节。运动轴线调整装置和脚踏板调整装置能够使康复器的运动轴线调整到与人体脚踝活动的轴线重合，同时能够满足左右脚切换以及不同尺寸的脚踝。动作执行装置为脚踝的被动康复训练提供驱动力，完成脚踝康复的跖屈/背伸，外翻/内翻动作。

本发明具有如下有益效果：可以满足受伤程度不同的患者在脚踝的康复训练过程中对身体状态进行从平躺到坐立的各种要求，而且可以根据不同身高和体型的患者对固定装置进行调整，使得康复过程的舒适度最大化，同时，通过配合红外线瞄准仪对运动轴线的方位进行调整不仅可以实现左右脚康复需求的切换，更重要的是能够使康复器的运动轴线与人体脚踝的活动轴线重合，保证了康复训练中对脚踝的动作要求，可很大程度上提高康复效果，并降低了对康复训练医师的经验要求，打破了伤情严重患者只能依靠康复医师进行康复训练的常规。

附图说明

图1为本发明正等侧视图；

图2为翻转装置结构示意图；

图3为小腿固定装置结构示意图；

图4为轴心提调节装置结构示意图；

图5为动作执行装置结构示意图；

图6为脚踏板调整装置示意图。

图中标号：1-羊角螺母，2-底座，2.1-限位槽，3-横杆锁定杆，4-横杆锁定杆限位槽，5-支撑杆，6-横杆，6.1-横杆两端突出轴，7-翻转平台，8-套筒固定座，9-套筒，10-小腿固定撑杆，10.1-限位孔，11-紧定螺钉，12-滑套，13-小腿固定槽，13.1-小腿固定槽套筒，14-撑杆盖，15-滑套连接杆，15.1-滑套连接杆限位孔，16-推杆，17-翻转支架，18-连接块，19-立柱，19.1-立柱卡槽，19.2-圆弧槽，19.3-立柱底座，20-弹簧，21-定位扣，22-梅花螺丝，23-定位滑块，24-电机一，25-减速器，26-红外线瞄准器，27-圆弧导轨，27.1-齿轮齿，27.2-滚子轨道，28-齿轮，29-电机二，30-轴向定位套筒，31-滚子，32-内六角半牙螺丝，33-中心平台，34-脚踏板，34.1-螺纹立柱，35-升降平台，35.1-导向槽，36-梅花螺母，37-直角支架，38-升降螺母，39-升降螺杆，40-螺杆连接块，41-中间横杆，42-连杆。

具体实施方式

如图1所示，轴线可调式脚踝康复器，包括翻转装置、小腿固定装置、运动轴线调节装置、运动执行装置以及脚踏板调整装置。

翻转装置包括翻转角度可调且能够定位的翻转平台7，翻转平台7上安装小腿固定装置和运动轴线调节装置，小腿固定装置包括能够相对翻转平台7前后、左右、上下调整位置的小腿固定槽13，

运动轴线调节装置包括调节运动执行装置的运动轴线能够与人体脚踝运动轴线吻合的机构以及调整运动执行装置的运动轴线在翻转平台上的旋转角的机构，所述的运动轴线调节装置包括与翻转平台7转动连接且能够定位的立柱底座19.3，立柱底座19.3上固连有立柱19，立柱19上设置可相对其调节上下位置的定位滑块23，定位滑块23上铰接推杆16一端，推杆16另一端铰接运动执行机构的翻转支架17。

运动执行机构包括与运动轴线调节装置连接且能够左右转动的圆弧导轨27，圆弧导轨27上设置能够驱动脚踏板调整装置在圆弧导轨上摆动的机构，所述的运动执行机构的圆弧导轨27与翻转支架17转动连接，圆弧导轨27的一端连接动力输入，圆弧导轨27上有与其滑动连接且能够相对其滑动运动的中心平台33。

脚踏板调整装置包括相对圆弧导轨27的高度和偏转角度能够调整的脚踏板34。所述的脚踏板34转动连接于升降平台35、且能够定位于升降平台35，升降平台35通过高度调整机构连接于中心平台33。

具体来说：

如图2为翻转装置结构图。翻转装置包括翻转平台7、底座2、支撑杆5、横杆6、横杆锁定杆3以及羊角螺母1，其中翻转平台7的一侧与底座2铰接；翻转平台7另外对称两侧中间位置分别与两个支撑杆5的一端铰接，两支撑杆的另外一端通过横杆6铰接；横杆6两头的突出轴卡6.1在底座的限位槽2.1内，底座2上开有多个限位槽2.1，横杆6通过卡在不同的限位槽2.1内来调节翻转平台7的角度；横杆锁定杆3一端与底座2铰接，横杆锁定杆3另一端通过螺钉和羊角螺母1将其固定连接在底座2上，横杆锁定杆3上也有多个限位槽与底座2上的限位槽2.1一一对应共同作用将横杆6完全固定。翻转装置的作用是调节整个装置的角度。当需要调节翻转平台7的角度时，将羊角螺母1拧松，再将其往前移动，此时横杆锁定杆3可绕末端铰接处旋转，使其与横杆6两端的突出轴6.1分离，解除对横杆6的锁定；在底座2上等距离分布有多个限位槽2.1，通过横杆两端的突出轴6.1卡在限位槽2.1内来固定横6杆的位置；横杆6固定在不同的限位槽（2.1），翻转平台7对应不同的角度；当翻转平台7角度确定合适之后，将横杆锁定杆3扣上，之后将羊角螺母1向后移，并将其拧紧完成对横杆6的固定。

如图3为小腿固定装置结构图。小腿固定装置包括套筒固定座8、套筒9、小腿固定撑杆10、滑套12、滑套连接杆15、小腿固定槽13、紧定螺钉11、撑杆盖14，其中四个套筒固定座8两两同一轴线固定在翻转平台7上；套筒9固连在同轴线的两个套筒固定座8之间；两根“L形”小腿固定撑杆10的水平段分别插在两个套筒9内，小腿固定撑杆10能够在套筒9内前后移动调节位置，通过套筒固定座8上的紧定螺钉11来固定小腿固定撑杆10的位置；两根小腿固定撑杆10的竖直段均装有滑套12，滑套12与小腿固定撑杆10之间滑动能够通过将紧定螺钉11拧入滑套12与小腿固定撑杆10上对应的限位孔10.1中进行锁定；两根滑套12之间由滑套连接杆15固定连接；小腿固定槽13套在滑套连接杆15上，小腿固定槽13与滑套连接杆15之间的滑动通过将紧定螺钉11拧入小腿固定槽13与滑套连接杆15上对应的限位孔15.1中进行锁定。小腿固定装置的作用是固定小腿的位置。四个套筒固定座8呈两个一组轴线共线固定在翻转平台7上，每组之间固定连接有套筒9；小腿固定撑杆10的水平段插在套筒9内，并可以前后移动，通过紧定螺钉11固定；小腿固定撑杆10为多边行杆，用来防止其在套筒9内旋转；滑套12套在小腿固定撑杆10的直立部分，并可以上下移动调整小腿固定槽13的高度，通过紧定螺钉11与小腿固定撑杆10上等距分布的限位孔10.1的配合固定其位置；滑套连接杆15固定连接在左右两侧的滑套12之间；小腿固定槽13是一个形状和小腿外形相似的凹槽，通过背面的套筒13.1套在滑套连接杆15上，可以左右移动，通过紧定螺钉11与滑套连杆15上等距分布的限位孔15.1配合固定其位置。

如图4为运动轴线调节装置。运动轴线调节装置包括立柱底座19.3、梅花螺丝22、定位滑块23、定位扣21、弹簧20、推杆16、连接块18以及立柱19，其中立柱底座19.3与翻转平台7通过轴承链接；梅花螺丝22穿过立柱底座19.3上的圆弧槽19.2将立柱底座19.3固定在翻转平台7上；立柱19焊接在立柱底座19.3上，立柱19的两侧有方向相反的卡槽19.1；定位滑块23套在立柱19上，其两侧装有方向相反的定位扣21，定位扣21的一头卡在立柱19两侧的卡槽19.1内，另一侧与定位滑块23之间装有弹簧20；推杆16与定位滑块23铰接；连接块18与立柱19铰接。运动轴线调节装置的作用是调节运动执行装置的运动轴线方位角，确保康复器的运动轴线能够与人体脚踝的运动轴线吻合以及实现左右脚的切换。立柱底座19.3和翻转平台7之间装有轴承，通过旋转立柱底座19.3来控制圆弧导轨27摆动轴线在平行翻转平台7方向的旋转，调整到合适的位置后，将梅花螺丝22拧紧，梅花螺丝22装在立柱底座19.3的圆弧槽19.2内，锁定立柱底座19.3与翻转平台7之间的相对转动；定位滑块23套在立柱19上，通过按压装在定位滑块23两侧的定位扣21可以解除定位滑块23的固定使其在立柱19上可上下移动；定位滑块23的上下移动将带动推杆16上下移动，推杆16将推动翻转支架17绕铰接轴线上下翻转，同时使得连接在翻转支架17上的圆弧导轨27的摆动轴线在垂直于翻转平台7且与摆动轴线共面的平面内上下翻转，调整到合适的位置后，释放定位扣21，定位扣21与定位滑块23之间的弹簧20将定位扣21固定在立柱19两侧的卡槽内19.1，使得定位滑块23固定在立柱19上的确定位置。圆弧导轨27摆动轴线调整的过程中可配合安装在圆弧导轨27两端的红外线瞄准器26寻找人体脚踝在跖屈和背伸时的运动轴线，使两者最大程度的重合。

如图5为运动执行装置。动作执行装置包括翻转支架17、减速器25、电机一24、圆弧导轨27、中心平台33、滚子31、定位套筒30、内六角半牙螺丝32、电机二29、齿轮28以及红外线瞄准器26，其中翻转支架17一侧与连接块18固定连接；翻转支架17底端与推杆16铰接；翻转支架17另一侧与减速器25固定连接；减速器25的动力输入端与电机一24相连；圆弧导轨27通过轴承与翻转支架17连接，并通过螺钉将圆弧导轨27与减速器25的动力输出轴固接；圆弧导轨27的两侧均有两条滚子轨道27.2，内侧加工有部分齿轮齿27.1；圆弧导轨27两端安装红外线瞄准器26；中心平台33上通过八个滚子31与圆弧导轨27上的滚子轨道27.2相切形成滑动连接，滚子31通过内六角半牙螺丝32和轴向定位套筒30连接在中心平台33上；电机二29与中心平台33固接，齿轮28与电机二29的轴固接，并与圆弧导轨27的齿轮齿27.1啮合。运动执行装置的作用是使脚踏板34绕圆弧轨道27的摆动轴线进行摆动，完成脚踝跖屈和背伸的康复动作；同时，使脚踏板34可以在圆弧导轨27上作绕圆弧导轨轴线的摆动，完成脚踝内翻和外翻的康复动作。运动执行装置通过连接在翻转支架17上的电机一24和减速器25驱动圆弧导轨27在一定范围内进行摆动来完成脚踝的跖屈和背伸；通过连接在中心平台33上的电机二29带动齿轮28驱动中心平台33在圆弧导轨27上进行摆动，完成脚踝的外翻和内翻。

如图6为脚踏板调整装置。脚踏板调整装置包括直角支架37、连杆42、中间横杆41、升降螺母38、升降螺杆39、螺杆连接块40、升降平台35、脚踏板34、梅花螺母36，其中两个直角支架37固定在中心平台33顶部的两侧，连杆42的下端与直角支架37铰接，连杆42与连杆42之间呈剪式铰接，另外两个直角支架铰接于连杆的上端，并固定连接在升降平台35上；中间横杆41铰接于两侧的连杆42之间；升降螺母38固定在中心平台33顶部，并与升降螺杆39形成螺纹连接，螺杆连接块40通过螺钉与升降螺杆39末端铰接；螺杆连接块40固定连接于中间横杆41上；脚踏板34与升降平台35通过轴承连接，并且脚踏板34上的螺纹立柱穿过升降平台35上的导向槽35.1，由梅花螺母36与螺纹立柱34.1螺纹配合将脚踏板34和升降平台35在合适的相对位置进行固定连接。脚踏板调整装置的作用是使脚踏板34相对于中心平台33既可以上下移动又可以左右旋转，其目的是使脚踝运动的轴线可以和运动执行装置的轴线重合。脚踏板34的上下移动依靠升降螺杆39相对于升降螺母38的旋进旋出带动与螺杆连接块40相连的中间横杆41前后移动，中间横杆41带动与之铰接在两侧连杆42组作剪式运动，最终带动脚踏板34实现上下移动；脚踏板34与升降平台35通过轴承连接，并且脚踏板34上的螺纹立柱34.1穿过升降平台上的导向槽35.1，使得脚踏板34只能在导向槽35.1限定的范围内左右旋转，当确定脚踏板34的位置后，由梅花螺母36与螺纹立柱34.1配合将脚踏板34和升降平台35进行相对固定。