一种脚踝关节的调养康复装置的制作方法

本发明属于脚踝关节的调养康复技术领域，具体涉及一种脚踝关节的调养康复装置。

背景技术

踝关节又称距小腿关节，是胫骨，腓骨和距骨构成的枢纽关节，是人体承载重量的重要关节。随着现在人民的生活水平提高，人们慢慢也意识到运动的好处，经常运动，比如说羽毛球，篮球，但是因为要涉及到许多的起跳缓冲，变向的动作，所以在运动过程中，脚踝关节很容易出现扭伤，甚至更严重的直接造成韧带撕裂，骨折等意外事故；同时对于长期卧床不能活动所引起的足下垂、足内翻、足外旋、下肢功能障碍等，由于患者的下肢长期不能活动引起的肌肉、肌腱、结蹄组织被动或主动特性的改变，包括肌肉纤维类型交叉桥结缔组织的改变，肌小节的丧失、胶原沉积和粘滞性的改变，造成的肌肉僵硬、肌肉出现废用性肌萎缩。

不管是脚踝关节的扭伤，还是由于长期卧床不能活动所引起的脚踝关节的功能性障碍；对于脚踝关节的调养和恢复，一般采用的方式是简单的步行训练，或者是借助于复杂的专门针对脚踝关节的康复设备；从踝关节的调养康复理论可知，踝关节共涉及伸屈、内外翻、内外旋三个自由度，最主要的是伸屈和内外翻两个自由度，也是决定脚踝关节是否康复的两个重要的运动角度；然而现有技术中，这些调养和恢复的方式主要存在的问题是：1、采用步行的方式，对适应人群的适用性不强；对脚踝关节进行训练，对于正常的人在运动过程中，导致脚踝关节受伤，可以适用；对于长期卧床不起的患者就不能很好适用，因为，长期卧床不起的病人本身下肢的灵活性不强，采用简单步行的方式，对于这些人群来说是很困难的；2、现有技术中，所采用的脚踝关节的康复装置，结构比较复杂，对脚踝关节的伸屈、内外翻、内外旋三个自由度的力度控制不够平稳，直接导致脚踝关节的二次受伤；发明人基于现有技术中的缺陷研发了一种脚踝关节的调养康复装置，能够很好地解决现有技术中的问题。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题，提供一种脚踝关节的调养康复装置，其结构设计简单、科学合理，本发明能够解决采用步行的方式，对适应人群的适用性不强的问题，同时还解决了现有技术中，所采用的脚踝关节的康复装置，结构比较复杂，对脚踝关节的伸屈、内外翻、内外旋三个自由度的力度控制不够平稳，直接导致脚踝关节的二次受伤的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种脚踝关节的调养康复装置，包括壳体、防护板、盖板、踏板、支撑台；壳体为中空的l型空腔，壳体固定设置在防护板的左侧位置，壳体包围着防护板固定设置，防护板为u型的空腔；盖板同样为l型板状，盖板固定设置在壳体上，操作板固定设置在盖板的右侧上部位置，操作板的中间位置固定设置有控制装置，操作板的上部平面从后侧到前侧位置依次固定设置有启动开关、踏板外翻内翻开关指示灯、踏板外翻内翻开关、踏板左右翻转开关指示灯和踏板左右翻转开关；踏板固定设置在防护板的横向中心位置，踏板为左端设置有弧形的防护凸起；支撑台固定设置在壳体的左侧靠前位置，支撑台的上部固定设置有伺服电机；伺服电机的动力输出轴的右端固定设置有主联轴器，第一齿轮固定设置在主联轴器的右侧位置，第一减速机固定设置在第一齿轮的右侧位置，在第一减速机的右侧固定设置有第一电磁离合器，第一转动轴的左端与主联轴器固定连接，第一转动轴穿过第一齿轮、第一减速机、壳体的右侧上部边缘、踏板的底部与踏板的右端固定连接；第二齿轮固定设置在第一齿轮的后侧对应的位置，第一齿轮与第二齿轮啮合连接，第二齿轮的右侧固定设置有第二减速机，第二减速机的右侧固定设置有第二电磁离合器，第二电磁离合器的右侧固定设置有次联轴器，次联轴器的右侧固定设置有主锥形齿轮，第二转动轴穿过第二减速机、第二电磁离合器、次联轴器和主锥形齿轮固定，第二转动轴的左端与第二齿轮固定，第二转动轴的右端与主锥形齿轮固定连接；次锥形齿轮固定设置在主锥形齿轮的后侧位置，主锥形齿轮与次锥形齿轮呈垂直啮合连接；次锥形齿轮的前部与驱动连杆固定连接，驱动连杆穿过壳体的后侧右端位置，伸入到踏板连接槽中，通过固定连接轴固定连接；踏板底部左右两侧位置对称固定设置有两个弹簧，弹簧的上部通过弹簧法兰与踏板的底部固定连接，弹簧的下部通过弹簧法兰与踏板旋转轴固定连接；踏板旋转轴的两端固定设置有两个轴承，一个轴承设置在防护板前侧位置，一个设置在防护板的后侧位置。

所述踏板的前侧和后侧与防护板之间设置有用于踏板外翻或内翻的转动间隙。

所述踏板外翻内翻开关与踏板外翻内翻开关指示灯串联，踏板外翻内翻开关与电源和控制装置固定连接，控制装置与第一电磁离合器固定连接。

所述踏板左右翻转开关与踏板左右翻转开关指示灯串联，踏板左右翻转开关与电源和控制装置固定连接，控制装置与第二电磁离合器固定连接。

所述弹簧的上部和下部分别固定设置有弹簧法兰，设置在弹簧底部弹簧法兰与踏板旋转轴焊接固定，设置在弹簧上部的弹簧法兰与踏板的底部通过螺栓固定连接。

这种脚踝关节的调养康复装置的使用过程为：步骤一、首先将脚踝关节受伤的患者的脚放置在踏板上，脚尖部伸入到踏板的弧形防护凸起中，然后开启启动开关，使伺服电机转动，在伺服电机的不断转动下通过主联轴器带动第一齿轮转动；步骤二、当患者需要对脚踝关节，进行外翻内翻的调养康复训练时，患者开启踏板外翻内翻开关，同时踏板外翻内翻开关指示灯亮，此时通过控制装置控制第一电磁离合器处于结合状态，第二电磁离合器此时处于分离状态，与此同时在伺服电机在控制装置的控制线不断做出间隙性正转和反转旋转，此时伺服电机通过第一转动轴带动第一齿轮间隙性正转和反转，在第一转动轴的带动下，踏板做出外翻和外翻的旋转动作，此时由于在踏板底部左右两侧位置对称固定设置有两个弹簧，就起到了很好降低踏板外翻和外翻的旋转动作时的旋转惯性，增强了踏板外翻和外翻动作的柔韧性；在对患者的脚踝关节在调养康复训练的同时，对脚踝关节起到很好的保护作用；步骤三，当患者需要对脚踝关节，进行伸曲的调养康复训练时，患者开启踏板左右翻转开关，同时踏板左右翻转开关指示灯亮，此时通过控制装置控制第二电磁离合器处于结合状态，第一电磁离合器此时处于分离状态；与此同时伺服电机通过第一转动轴带动第一齿轮间隙性正转和反转，第一齿轮带动第二齿轮进行正反方向的间歇性转动，在第二齿轮正反间歇性转动下，带动第二转动轴转动，并通过次联轴器和第二减速机的共同作用，带动主锥形齿轮转动，主锥形齿轮同时带动次锥形齿轮转动，次锥形齿轮联动驱动连杆、固定连接轴和踏板连接槽带动踏板，通过踏板旋转轴做出间歇性的左右方向的伸曲运动；由于在踏板旋转轴上设置有两个弹簧，在踏板做出伸曲动作时，利用弹簧的拉力，可以降低踏板伸曲的运动时的惯性，增强踏板伸曲运动的柔性作用力，在对患者的脚踝关节在调养康复训练的同时，对脚踝关节起到很好的保护作用；以上过程就是这种脚踝关节的调养康复装置的使用过程。

所述踏板固定设置在防护板的横向中心位置，踏板为左端设置有弧形的防护凸起；这样设置的主要目的是为了，通过踏板为左端设置有弧形的防护凸起，可以让患者的脚尖部固定到踏板中，起到了很好的固定脚掌的作用，同时还起到提高患者的脚站立稳定性的作用。

所述支撑台固定设置在壳体的左侧靠前位置，支撑台的上部固定设置有伺服电机；这样设置的主要是为了，通过设置支撑台一方面起到了支撑伺服电机的作用，另一方面起到了提高第一转动轴动力传动的水平性，提高了第一转动轴的动力输出效率。

所述伺服电机的动力输出轴的右端固定设置有主联轴器，第二转动轴上设置次联轴器；这样设置的主要目的是为了，通过主联轴器和次联轴器的设置一方面保证伺服电机动力输出轴和第二转动轴防止过载的作用，另一方面起到，提高伺服电机动力输出轴和第二转动轴动力输出的稳定性和动力传输效率的作用。

所述第一转动轴和第二转动轴上分别设置减速机，主要是为了提高第一转动轴和第二转动轴动力输出扭矩，增强第一转动轴和第二转动轴的动力传输性能。

所述第一转动轴和第二转动轴上分别设置第一电磁离合器和第二电磁离合器；这样设置的主要目的是为了，通过第一电磁离合器和第二电磁离合器的设置，当患者需要对脚踝关节进行外翻或内翻的调养康复训练时，通过将第一电磁离合器处于结合的状态，同时使第二电磁离合器处于分离状态，此时第二转动轴不转动；当患者需要对脚踝关节进行伸曲动作的调养康复训练时，第二电磁离合器处于结合的状态，同时使第一电磁离合器处于分离状态，此时第一转动轴不转动；第一电磁离合器和第二电磁离合器主要起到控制第一转动轴和第二转动轴，根据患者的需要，是否转动的作用。

所述第二转动轴的右端与主锥形齿轮固定连接；次锥形齿轮固定设置在主锥形齿轮的后侧位置，主锥形齿轮与次锥形齿轮呈垂直啮合连接；这样设置的主要目的是为了，通过主锥形齿轮和次锥形齿轮的设置，主要起到改变第一转动轴传动方向的作用，从而最终实现通过次锥形齿轮的旋转，使驱动连杆做出上下移动的动作，实现踏板的左右伸曲动作，起到对患者的脚踝关机伸曲的调养康复训练。

所述踏板底部左右两侧位置对称固定设置有两个弹簧，弹簧的上部通过弹簧法兰与踏板的底部固定连接，弹簧的下部通过弹簧法兰与踏板旋转轴固定连接；这样设置的主要目的是为了，通过弹簧的设置，一方面起到很好降低踏板外翻和外翻的旋转动作时的旋转惯性，增强了踏板外翻和外翻动作的柔韧性，同时踏板做出伸曲动作时，利用弹簧的拉力，可以降低踏板伸曲的运动时的惯性，增强踏板伸曲运动的柔性作用力，在对患者的脚踝关节在调养康复训练的同时，对脚踝关节起到很好的保护作用；另一方面，在踏板做出伸曲运动时，起到固定连接踏板的作用，使踏板通过踏板旋转轴实现伸曲动作。

所述踏板的前侧和后侧与防护板之间设置有用于踏板外翻或内翻的转动间隙；这样设置的主要目的是为了，实现踏板的外翻和内翻动作的同时，实现踏板的伸曲动作，为踏板实现内翻和外翻，以及踏板的伸曲提供自由动作的空间。

所述踏板外翻内翻开关与踏板外翻内翻开关指示灯串联，踏板外翻内翻开关与电源和控制装置固定连接，控制装置与第一电磁离合器固定连接；踏板左右翻转开关与踏板左右翻转开关指示灯串联，踏板左右翻转开关与电源和控制装置固定连接，控制装置与第二电磁离合器固定连接；这样设置的主要目的是为了，利用踏板外翻内翻开关和踏板左右翻转开关，通过控制装置来控制第一电磁离合器和第二电磁离合器，从而实现对第一转动轴和第二转动轴的控制。

所述弹簧的上部和下部分别固定设置有弹簧法兰，设置在弹簧底部弹簧法兰与踏板旋转轴焊接固定，设置在弹簧上部的弹簧法兰与踏板的底部通过螺栓固定连接；其中弹簧底部弹簧法兰与踏板旋转轴焊接固定；这样设置的主要目的是为了，提高弹簧与踏板旋转轴固定连接的牢固性；其中弹簧上部的弹簧法兰与踏板的底部通过螺栓固定连接；这样设置的主要目的是为了，提高弹簧与踏板底部固定连接的牢固性。

本发明的有益效果：本技术方案提供一种脚踝关节的调养康复装置，其结构设计简单、科学合理，能够解决采用步行的方式，对适应人群的适用性不强的问题，同时还解决了现有技术中，所采用的脚踝关节的康复装置，结构比较复杂，对脚踝关节的伸屈、内外翻、内外旋三个自由度的力度控制不够平稳，直接导致脚踝关节的二次受伤的问题；大大提高了脚踝关节的调养康复装置对不同人群的适应性，提高了脚踝关节的调养康复装置伸屈、内外翻自由度的平稳性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明盖板的结构示意图；

图3为本发明踏板上部的局部放大示意图；

图4为本发明踏板底部的结构示意图；

图5为本发明的控制动作流程框图；

图中标记：1、壳体，2、防护板，3、盖板，4、踏板，5、支撑台，6、伺服电机，7、主联轴器，8、第一减速机，9、第一齿轮，10、第二齿轮，11、第一电磁离合器，12、第二电磁离合器，13、第一转动轴，14、第二转动轴，15、次联轴器，16、第二减速机，17、主锥形齿轮，18、次锥形齿轮，19、驱动连杆，20、固定连接轴，21、踏板连接槽，22、踏板旋转轴，23、操作板，24、控制装置，25、启动开关，26、踏板外翻内翻开关，27、踏板外翻内翻开关指示灯,28、踏板左右翻转开关，29、踏板左右翻转开关指示灯，30、弹簧，31、弹簧法兰，32、轴承。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。

如图所示，一种脚踝关节的调养康复装置，包括壳体1、防护板2、盖板3、踏板4、支撑台5；壳体1为中空的l型空腔，壳体1固定设置在防护板2的左侧位置，壳体1包围着防护板2固定设置，防护板2为u型的空腔；盖板3同样为l型板状，盖板3固定设置在壳体1上，操作板23固定设置在盖板3的右侧上部位置，操作板23的中间位置固定设置有控制装置24，操作板23的上部平面从后侧到前侧位置依次固定设置有启动开关25、踏板外翻内翻开关指示灯27、踏板外翻内翻开关26、踏板左右翻转开关指示灯29和踏板左右翻转开关28；踏板4固定设置在防护板2的横向中心位置，踏板4为左端设置有弧形的防护凸起；支撑台5固定设置在壳体1的左侧靠前位置，支撑台5的上部固定设置有伺服电机6；伺服电机6的动力输出轴的右端固定设置有主联轴器7，第一齿轮9固定设置在主联轴器7的右侧位置，第一减速机8固定设置在第一齿轮9的右侧位置，在第一减速机8的右侧固定设置有第一电磁离合器11，第一转动轴13的左端与主联轴器7固定连接，第一转动轴13穿过第一齿轮9、第一减速机8、壳体1的右侧上部边缘、踏板4的底部与踏板4的右端固定连接；第二齿轮10固定设置在第一齿轮9的后侧对应的位置，第一齿轮9与第二齿轮10啮合连接，第二齿轮10的右侧固定设置有第二减速机16，第二减速机16的右侧固定设置有第二电磁离合器12，第二电磁离合器12的右侧固定设置有次联轴器15，次联轴器15的右侧固定设置有主锥形齿轮17，第二转动轴14穿过第二减速机16、第二电磁离合器12、次联轴器15和主锥形齿轮17固定，第二转动轴14的左端与第二齿轮10固定，第二转动轴14的右端与主锥形齿轮17固定连接；次锥形齿轮18固定设置在主锥形齿轮17的后侧位置，主锥形齿轮17与次锥形齿轮18呈垂直啮合连接；次锥形齿轮18的前部与驱动连杆19固定连接，驱动连杆19穿过壳体1的后侧右端位置，深入到踏板连接槽21中，通过固定连接轴20固定连接；踏板4底部左右两侧位置对称固定设置有两个弹簧30，弹簧30的上部通过弹簧法兰31与踏板4的底部固定连接，弹簧30的下部通过弹簧法兰31与踏板旋转轴22固定连接；踏板旋转轴22的两端固定设置有两个轴承32，一个轴承32设置在防护板2前侧位置，一个设置在防护板2的后侧位置。

所述踏板4的前侧和后侧与防护板2之间设置有用于踏板4外翻或内翻的转动间隙。

所述踏板外翻内翻开关26与踏板外翻内翻开关指示灯27串联，踏板外翻内翻开关26与电源和控制装置24固定连接，控制装置24与第一电磁离合器11固定连接。

所述踏板左右翻转开关28与踏板左右翻转开关指示灯29串联，踏板左右翻转开关28与电源和控制装置24固定连接，控制装置24与第二电磁离合器12固定连接。

所述弹簧30的上部和下部分别固定设置有弹簧法兰31，设置在弹簧30底部弹簧法兰31与踏板旋转轴22焊接固定，设置在弹簧30上部的弹簧法兰31与踏板4的底部通过螺栓固定连接。

这种脚踝关节的调养康复装置的使用过程为：步骤一、首先将脚踝关节受伤的患者的脚放置在踏板4上，脚尖部伸入到踏板4的弧形防护凸起中，然后开启启动开关25，使伺服电机6转动，在伺服电机6的不断转动下通过主联轴器7带动第一齿轮9转动；步骤二、当患者需要对脚踝关节，进行外翻内翻的调养康复训练时，患者开启踏板外翻内翻开关26，同时踏板外翻内翻开关指示灯27亮，此时通过控制装置24控制第一电磁离合器11处于结合状态，第二电磁离合器12此时处于分离状态，与此同时在伺服电机6在控制装置24的控制线不断做出间隙性正转和反转旋转，此时伺服电机6通过第一转动轴13带动第一齿轮9间隙性正转和反转，在第一转动轴13的带动下，踏板4做出外翻和外翻的旋转动作，此时由于在踏板4底部左右两侧位置对称固定设置有两个弹簧30，就起到了很好降低踏板4外翻和外翻的旋转动作时的旋转惯性，增强了踏板4外翻和外翻动作的柔韧性；在对患者的脚踝关节在调养康复训练的同时，对脚踝关节起到很好的保护作用；步骤三，当患者需要对脚踝关节，进行伸曲的调养康复训练时，患者开启踏板左右翻转开关28，同时踏板左右翻转开关指示灯29亮，此时通过控制装置24控制第二电磁离合器12处于结合状态，第一电磁离合器11此时处于分离状态；与此同时伺服电机6通过第一转动轴13带动第一齿轮9间隙性正转和反转，第一齿轮9带动第二齿轮10进行正反方向的间歇性转动，在第二齿轮10正反间歇性转动下，带动第二转动轴14转动，并通过次联轴器15和第二减速机16的共同作用，带动主锥形齿轮17转动，主锥形齿轮17同时带动次锥形齿轮18转动，次锥形齿轮18联动驱动连杆19、固定连接轴20和踏板连接槽21带动踏板4，通过踏板旋转轴22做出间歇性的左右方向的伸曲运动；由于在踏板旋转轴22上设置有两个弹簧30，在踏板4做出伸曲动作时，利用弹簧30的拉力，可以降低踏板4伸曲的运动时的惯性，增强踏板4伸曲运动的柔性作用力，在对患者的脚踝关节在调养康复训练的同时，对脚踝关节起到很好的保护作用；以上过程就是这种脚踝关节的调养康复装置的使用过程。