一种带轮驱动的脚踝康复装置

1.本发明属于脚踝康复技术领域，具体涉及一种带轮驱动的脚踝康复装置。


背景技术：

2.脚踝扭伤是日常生活中最常见的伤病之一，患者可以通过脚踝康复装置辅助脚踝进行康复治疗。
3.申请号为202210051055.x，申请公布号为cn 114366562 a中公开了一种用于踝关节康复的三自由度并联训练装置；该装置的并联结构由定平台、动平台、四条驱动支链和一条约束支链组成，属于冗余驱动并联机构；其中第一驱动支链和第一驱动支链，均由虎克铰、移动副和球铰组成；第三驱动支链和第四驱动支链，均由虎克铰、移动副和球铰组成。
4.由于冗余驱动并联机构，其自身就具有多自由度的缺点，所以患者在使用的过程中具有操作复杂，不易掌握的缺点；所以患者在没有熟练使用该装置，而进行康复治疗时，容易造成二次损伤。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种带轮驱动的脚踝康复装置，解决现有技术中的训练装置，具有操作复杂，不易掌握的技术问题。
6.本发明解决其技术问题所采用的方案是：
7.一种带轮驱动的脚踝康复装置，包括底座，底座上安装有踏板组件和传动组件；传动组件包括第一安装座、第二安装座和调速电机，第一安装座和第二安装座间隔设置在底座上，调速电机安装在第一安装座上，调速电机的输出轴沿水平方向设置，并和第一安装座转动连接，调速电机输出轴伸出第一安装座，且伸出端安装有小带轮；第二安装座上安装有大带轮，大带轮和小带轮之间通过皮带传动连接；大带轮的非圆心位置转动连接有连杆，连杆的上端和踏板组件的脚踏板通过第一铰接座转动连接，第一铰接座的第一转轴和调速电机的输出轴平行；患者的脚放置在脚踏板的上表面后，启动调速电机，使小带轮转动，小带轮通过皮带，使大带轮转动，大带轮带动连杆，连杆带动脚踏板，使脚踏板和患者的脚一起上下摆动，进行康复治疗。
8.通过设置第一安装座和第二安装座，用于安装小带轮和大带轮；通过设置调速电机、大带轮和小带轮，使患者可以通过改变调速电机的转速，调整脚踏板的摆动速度，以此适应不同患者对脚踏板摆动速度的要求；调速电机转动时小带轮转动，小带轮通过皮带使大带轮转动，大带轮带动连杆，连杆带动脚踏板，使脚踏板和患者的脚一起上下摆动，进行康复治疗。
9.进一步的是，踏板组件还包括立杆，立杆沿竖直方向固定在底座上，立杆的上端和脚踏板的下表面通过第二铰接座转动连接；第二铰接座和第一铰接座结构相同，均包括底板，每个底板均呈u型，且每个u型底板的开口均朝向脚踏板，每个底板的上表面均和脚踏板的下表面固连，每个底板的下表面均间隔设置有两个耳板，两个耳板相对设置；第一铰接座
的第一转轴固定在相应的两个耳板之间；连杆转动连接在第一铰接座的第一转轴上；第二铰接座的第二转轴固定在相应的两个耳板之间，立杆转动连接在第二铰接座的第二转轴上，第二转轴和第一铰接座的第一转轴平行；启动调速电机，能够使脚踏板和患者的脚一起绕第二转轴上下摆动。
10.通过设置立杆，用于支撑脚踏板；立杆和脚踏板通过第二铰接座转动连接，通过使第二转轴和两个耳板固定连接，使立杆和第二转轴转动连接，当脚踏板摆动时，脚踏板、第二转轴和第二铰接座一起转动，所以第二转轴的转动速率可以反映脚踏板的转动速率；所以可以在第二转轴上设置角速度传感器，监测脚踏板的运行状况。
11.进一步的是，皮带为聚氨酯皮带。
12.通过将皮带设置为聚氨酯皮带，聚氨酯皮带具有传动平稳的优点，所以调速电机转动时，大带轮和小带轮之间可以传动平稳，使脚踏板平稳摆动；避免脚踏板摆动不稳，导致患者二次损伤。
13.进一步的是，第一安装座和第二安装座均具有一个竖向设置的安装板；调速电机安装在第一安装座的安装板上，调速电机的输出轴和第一安装座的安装板转动连接；第二安装座的安装板上安装有第三转轴，第三转轴和调速电机的输出轴平行，大带轮安装在第三转轴上。
14.通过设置第一安装座，用于安装调速电机；通过设置第二安装座，用于安装第三转轴，第三转轴上能够安装大带轮。
15.进一步的是，第二转轴上安装有用于检测第二转轴角速度的角速度传感器。
16.通过在第二转轴上安装角速度传感器，使第二转轴转动速率的变化，可以通过角速度传感器进行监测；由于脚踏板、第二转轴和第二铰接座一起转动，所以可以通过对第二转轴的转动情况进行监测，准确反映脚踏板的摆动状况；当实时监测的角速度传感器，其监测值大于预设值时，表明调速电机的转速较大，使脚踏板的转动速率较大，患者的脚踝具有二次损伤的风险，因此患者需调低调速电机的转速；如果患者感觉脚踏板的摆动速度较小时，可以调高调速电机的转速。
17.进一步的是，底座、脚踏板、小带轮、大带轮、第一安装座、第二安装座、连杆和立杆均由铝合金材料制成。
18.通过将上述部件设置为铝合金材质，可以减轻整个装置的重量，从而使整个装置具有便于搬运的优点。
19.本发明的有益效果是：
20.1、通过设置调速电机、大带轮和小带轮，使患者可以通过改变调速电机的转速，调整脚踏板的摆动速度，以此适应不同患者对脚踏板摆动速度的要求，和现有技术中采用冗余驱动并联机构相比，本发明具有操作简单，易于掌握的优点。
21.2、本发明通过使调速电机转动，带动小带轮转动，小带轮通过皮带使大带轮转动，大带轮带动连杆，连杆带动脚踏板，使脚踏板和患者的脚一起上下摆动，和冗余驱动并联机构相比，本发明具有结构简单的优点。
22.3、通过将底座、脚踏板、小带轮、大带轮、第一安装座、第二安装座、连杆和立杆均设置为铝合金材质，可以减轻整个装置的重量，从而使整个装置具有便于搬运的优点。
附图说明
23.图1显示了本发明的整体结构示意图。
24.图2显示了本发明的仰视图。
25.图中零部件、部件及编号：底座1、脚踏板2、小带轮3、大带轮4、皮带5、第二转轴6、调速电机7、第一安装座8、第二安装座9、连杆10、扭矩传感器11、角速度传感器12。
具体实施方式
26.下面给出发明的具体实施方法，并结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例一：
28.一种带轮驱动的脚踝康复装置，包括底座1，底座1上安装有踏板组件和传动组件；传动组件包括第一安装座8、第二安装座9和调速电机7，第一安装座8和第二安装座9间隔设置在底座1上，调速电机7安装在第一安装座8上，调速电机7的输出轴沿水平方向设置，并和第一安装座8转动连接，调速电机7输出轴伸出第一安装座8，且伸出端安装有小带轮3；第二安装座9上安装有大带轮4，大带轮4和小带轮3之间通过皮带5传动连接，皮带5为聚氨酯皮带；大带轮4的非圆心位置转动连接有连杆10，连杆10的上端和踏板组件的脚踏板2通过第一铰接座转动连接，第一铰接座的第一转轴和调速电机7的输出轴平行；患者的脚放置在脚踏板2的上表面后，启动调速电机7，使小带轮3转动，小带轮通过皮带5，使大带轮4转动，大带轮4带动连杆10，连杆10带动脚踏板2，使脚踏板2和患者的脚一起上下摆动，进行康复治疗。
29.踏板组件包括立杆，立杆沿竖直方向固定在底座1上，立杆的上端和脚踏板2的下表面通过第二铰接座转动连接。
30.第二铰接座和第一铰接座结构相同，均包括底板，每个底板均呈u型，且每个u型底板的开口均朝向脚踏板2，每个底板的上表面均和脚踏板2的下表面固连，每个底板的下表面均间隔设置有两个耳板，两个耳板相对设置；在本实施例中脚踏板2的下表面为曲面，所以将底板弯折呈u型，使底板的上表面也为曲面，使底板上表面和脚踏板下表面相贴合，并固定在一起。
31.第一铰接座的第一转轴固定在相应的两个耳板之间；连杆10转动连接在第一铰接座的第一转轴上；第二铰接座的第二转轴固定在相应的两个耳板之间，立杆转动连接在第二铰接座的第二转轴6上，第二转轴6和第一铰接座的第一转轴平行；启动调速电机7，能够使脚踏板2和患者的脚一起绕第二转轴6上下摆动。
32.在本实施例中，第一安装座8和第二安装座9均包括固定板和安装板，每个安装板的下端均和相应固定板的一端固连，安装板和相应的固定板垂直，安装板和固定板一体成型。
33.第一安装座8的固定板固定在底座1上，调速电机7安装在第一安装座8的安装板上，调速电机7的输出轴和第一安装座8的安装板转动连接。
34.第二安装座9的固定板固定在底座1上，第二安装座9的安装板上安装有第三转轴，
第三转轴和调速电机7的输出轴平行，大带轮4安装在第三转轴上。
35.第二转轴6上安装有用于检测第二转轴角速度的角速度传感器12，在本实施例中角速度传感器12的监测值可以显示在显示器上，通过显示器反馈给患者，当角速度传感器12的监测值大于预设值时，患者需调低调速电机的转速，以避免脚踝损伤。
36.在本实施例中第一转轴上安装有扭矩传感器11，扭矩传感器能够监测第一转轴的扭矩。
37.在本实施例中，患者脚放置在脚踏板上后，通过将绑带系成环状，使脚和脚踏板2绑在一起，在其他实施例中绑带的两端分别设置魔术贴的勾面和毛面，绑带通过魔术贴连成环状，使脚和脚踏板2固定在一起。
38.工作原理：
39.患者首先找到一个舒适的场所坐好，并将脚踝康复装置置于脚旁边，然后将脚放置在脚踏板2上通过绑带固定好，然后启动调速电机7，使脚踏板2带动脚进行背屈和趾伸运动，从而达到辅助患者进行脚踝康复的目的。
40.当实时监测的角速度传感器12，其监测值大于预设值时，表明调速电机7的转速较大，患者需调低调速电机7的转速，患者感觉脚踏板2的摆动速度较小时，可以调高调速电机7的转速。