具有足底壓力檢測功能的主動驅(qū)動踝足矯形器的制造方法

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具有足底壓力檢測功能的主動驅(qū)動踝足矯形器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有足底壓力檢測功能的主動驅(qū)動踝足矯形器，該主動驅(qū)動踝足矯形器包括有小腿固定組件、足部傳感組件和主動驅(qū)動組件。主動驅(qū)動組件通過直流電機驅(qū)動主動錐齒輪，主動錐齒輪與從動錐齒輪嚙合，從動錐齒輪安裝在傳動軸上，傳動軸的兩端分別有同步帶輪、同步帶及張緊螺桿。足部傳感組件中設有7片薄膜壓力傳感器和一個加速度計。本發(fā)明主動驅(qū)動踝足矯形器一方面根據(jù)人體仿生學，設計了智能壓力傳感足底，采用彈簧鋼片連接傳感足底腳跟與腳掌，模擬人體足底的分段結構，使腳趾與腳掌能在行走過程中自由彎曲；另一方面，在踝關節(jié)的矢狀面上設計了一個主動驅(qū)動的自由度，在防止病人足下垂的同時，通過直流電機的驅(qū)動，有效提供病人前進所需的動力，減輕病人的行走負擔。
【專利說明】具有足底壓力檢測功能的主動驅(qū)動踝足矯形器

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種矯形器，更特別地說，是指一種具有足底壓力檢測功能的主動驅(qū) 動踝足矯形器。

【背景技術】
[0002] 矯形器是為了預防或矯正四肢、軀干的畸形或治療骨關節(jié)及神經(jīng)肌肉疾病并補償其功能的輔助醫(yī)療器械。
[0003] 踝足矯形器是具有從小腿到足底的結構，對踝關節(jié)運動進行控制的矯形器。
[0004] 踝足矯形器一個重要的功能是改善足下垂的不正常步態(tài)，足下垂導致不能背屈足部，行走時是拖拉病足或是將該側(cè)下肢舉得較高，落地時總是足尖觸地面。足下垂是昏迷、癱瘓、下肢功能障礙、長期臥床患者常見的并發(fā)癥。
[0005] 目前，國內(nèi)外的踝足矯形器大致分為兩種：被動式的與主動式的。被動式的踝足矯形器目前最為常見，原因是結構簡單，成本低。通常這類裝置結構上一般是整體式的，如采用彈簧鋼片實現(xiàn)病人在行走過程中關節(jié)的微小變形。通過限制病人非正常的大角度的運動，實現(xiàn)矯形的目的。被動式踝足矯形器基本不包含控制與電子設備，但是可能有機械元件比如彈簧或者阻尼器在步態(tài)過程中起運動控制的作用。由于結構簡單，沒有主動驅(qū)動的動力，不能輔助病人前進，只能限制病人踝關節(jié)過度的跖屈（足下垂），功能相對單一，對患者初期或者病情嚴重的病人康復效果差。
[0006] 被動式的矯形器只進行運動控制，沒有提供步態(tài)推動的直接輔助，此外，被動矯形器的控制依賴于激活彈簧、閥門、開關以開環(huán)的方式，這種控制方式具有很差的魯棒性，不能適應改變行走條件，改變功能任務的情況。而主動驅(qū)動的矯形器利用外部能源克服了以上不足。
[0007] 主動驅(qū)動的踝足矯形器通過利用傳感器跟可控的機構來控制踝足的運動。提供的動力不僅能防止足下垂，又用來輔助前進，但是目前的主動驅(qū)動的踝足矯形器大都采用行星輪或者滾珠絲杠實現(xiàn)減速，導致機構很笨重，不適合日常穿戴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了解決上述存在的缺陷，本發(fā)明設計了一種具有足底壓力檢測功能的主動驅(qū)動踝足矯形器。本發(fā)明主動驅(qū)動踝足矯形器一方面根據(jù)人體仿生學，設計了智能壓力傳感足底，采用彈簧鋼片連接傳感足底腳跟與腳掌，模擬人體足底的分段結構，使腳趾與腳掌能在行走過程中自由彎曲；另一方面，在踝關節(jié)的矢狀面上設計了一個主動驅(qū)動的自由度，在防止病人足下垂的同時，通過直流電機的驅(qū)動，有效提供病人前進所需的動力，減輕病人的行走負擔。
[0009] 本發(fā)明的一種具有足底壓力檢測功能的主動驅(qū)動踝足矯形器，其包括有小腿固定組件（1)、足部傳感組件（2)和主動驅(qū)動組件（3);
[0010] 小腿固定組件（1)包括有第一連接件（1A)、第二連接件（1B)、第三連接件（1C)、第四連接件（ID)、第五連接件（1E)、第六連接件（IF)、第七連接件（1G)、第八連接件（1H)、第九連接件（1J)、第十連接件（1K)、第i^一連接件（1L)、第十二連接件（1M);
[0011] 第一連接件（1A)為U形結構件。第一連接件（1A)上設有第一支臂（1A1)、第二支臂（1A2)和第一橫板（1A3)。第一支臂（1A1)上連接有第三連接件（1C)的上端。第二支臂 (1A2)上連接有第四連接件（1D)的上端。第一橫板（1A3)上連接有第十二連接件（1M)的第三連接臂（1M1)。
[0012] 第二連接件（1B)為U形結構件。第二連接件（1B)上設有第三支臂（1B1)、第四支臂（1B2)和第二橫板（1B3)。第三支臂（1B1)上設有前固定面板（1B11)和后固定面板 (1B12)，所述第三支臂（1B1)的前固定面板（1B11)與第三連接件（1C)連接，所述第三支臂 (1B1)的后固定面板（1B12)上連接有第七連接件（1G)的上端。第四支臂（1B2)上設有前固定面板（1B21)和后固定面板（1B22)，所述第四支臂（1B2)的前固定面板（1B21)與第四連接件（1D)連接，所述第四支臂（1B2)的后固定面板（1B22)上連接有第八連接件（1H)的上端。第二橫板（1B3)上連接有第九連接件（1J)和第十連接件（1L)。
[0013] 第三連接件（1C)下端部設有第一限位導槽（1C2)和A通孔（1C1);第一限位導槽 (1C2)用于放置第十三連接件（2G)上端的A凸塊，A通孔（1C1)用于A踝足關節(jié)軸（35F) 穿過。
[0014] 第四連接件（1D)下端部設有第二限位導槽（1D2)和B通孔（1D1);第二限位導槽 (1D2)用于放置第十四連接件（2H)上端的B凸塊（2H3)，B通孔（1D1)用于B踝足關節(jié)軸 (36F)穿過。
[0015] 第五連接件（1E)固定安裝在第三連接件（1C)上。
[0016] 第六連接件（1F)固定安裝在第四連接件（1D)上。
[0017] 第七連接件（1G)下端設有第三限位導槽（1G1);第三限位導槽（1G1)內(nèi)放置有A 張緊螺桿（33E)。
[0018] 第八連接件（1H)下端設有第四限位導槽（1H1);第四限位導槽（1H1)內(nèi)放置有B 張緊螺桿（34E)。
[0019] 第九連接件（1J)為L形結構件。第九連接件（1J)的第一連接臂（1J1)上設有螺紋孔，第九連接件（1J)的第一支撐臂（1J2)上設有第三軸承孔（1J3)，該第三軸承孔（1J3) 內(nèi)安裝有B滾珠軸承（32B)。
[0020] 第十連接件（1K)為L形結構件。第十連接件（1K)的第二連接臂（1K1)上設有螺紋孔，第十連接件（1K)的第二支撐臂（1K2)上設有第四軸承孔（1K3)，該第四軸承孔（1K3) 內(nèi)安裝有A滾珠軸承（31B)。
[0021] 第十一連接件（1L)的上端固定安裝在第四連接件（1D)上，第十一連接件（1L)的下端上固定安裝有光電編碼器（35D)。
[0022] 第十二連接件（1M)為L形結構件。第十二連接件（1M)的第三連接臂（1M1)上設有螺紋孔，第十二連接件（1M)的第三支撐臂（1M2)上設有供減速器（3H)穿過的通孔（1M3)。
[0023] 足部傳感組件（2)包括有鞋帶部分、鞋底部分、鞋后跟部分和7片薄膜壓力傳感器及1個加速度計；
[0024] 其中，鞋帶部分包括有第一綁帶（2A)、第二綁帶（2B)、第三綁帶（2C)、第四綁帶 (2D)、第五綁帶（2E)、第一綁帶連接件（2X)和第二綁帶連接件（2Y);
[0025] 其中，鞋底部分包括有鋼片腳板（2Q)、腳趾底板（2T)、腳掌底板（2U)、第一托片掌（21)、第二托片掌（2J)、第三托片掌（2K)、第四托片掌（2L)、第五托片掌2M、第六托片掌 (2N)、第七托片掌（2P);所述的第一托片掌（21)、第二托片掌（2J)、第三托片掌（2K)、第四托片掌（2L)、第五托片掌（2M)、第六托片掌（2N)和第七托片掌（2P)的底部結構相同；
[0026] 其中，鞋后跟部分包括有后跟擋板（2F)、后跟上板（2R)、后跟下板（2S)、后跟上擋板（2V)、后跟下?lián)醢澹?W)、第十三連接件（2G)和第十四連接件（2H);
[0027] 第一綁帶連接件（2X)上設有AA通孔（2X1)、AB通孔（2X2)、以及供第一綁帶（2A) 和第二綁帶（2B)兩端穿過的通孔；AA通孔（2X1)用于放置第一薄膜壓力傳感器（21) ;AB 通孔（2X2)用于放置第二薄膜壓力傳感器（22)。
[0028] 第二綁帶連接件（2Y)上設有AC通孔（2Y1)、AD通孔（2Y2)、以及供第三綁帶（2C) 和第四綁帶（2D)兩端穿過的通孔；AC通孔（2Y1)用于放置第三薄膜壓力傳感器（23) ;AD 通孔（2Y2)用于放置第四薄膜壓力傳感器（24)。
[0029] 鋼片腳板（2Q)上設有BA通孔（2Q1)、BB通孔（2Q2)、BC通孔（2Q3)、BD通孔（2Q4)、 BE通孔（2Q5)、BF通孔（2Q6)和BG通孔（2Q7)，BA通孔（2Q1)用于放置第一薄膜壓力傳感器（21)，BB通孔（2Q2)用于放置第二薄膜壓力傳感器（22)，BC通孔（2Q3)用于放置第三薄膜壓力傳感器（23)，BD通孔（2Q4)用于放置第四薄膜壓力傳感器（24)，BE通孔（2Q5)用于放置第五薄膜壓力傳感器（25)，BF通孔（2Q6)用于放置第六薄膜壓力傳感器（26)，BG通孔 (2Q7)用于放置第七薄膜壓力傳感器（27)。
[0030] 腳趾底板（2T)上設有AA凹腔（2T1)、AB凹腔（2T2)，AA凹腔（2T1)用于固定第一薄膜壓力傳感器（21)的下端面，AB凹腔（2T2)用于固定第二薄膜壓力傳感器（22)的下端面。
[0031] 腳掌底板（2U)上設有AC凹腔（2U1)、AD凹腔（2U2)，AC凹腔（2U1)用于固定第三薄膜壓力傳感器（23)的下端面，AD凹腔（2U2)用于固定第四薄膜壓力傳感器（24)的下端面。
[0032] 后跟上板（2R)上設有AE通孔（2R1)、AF通孔（2R2)、AG通孔（2R3)，AE通孔（2R1) 用于放置第五薄膜壓力傳感器（25)，AF通孔（2R2)用于放置第六薄膜壓力傳感器（26)，AG 通孔（2R3)用于放置第七薄膜壓力傳感器（27)。
[0033] 后跟下板（2S)上設有AE凹腔（2S1)、AF凹腔（2S2)、AG凹腔（2S3)和AH凹腔 (2S4)，AE凹腔（2S1)用于固定第五薄膜壓力傳感器（25)的下端面，AF凹腔（2S2)用于固定第六薄膜壓力傳感器（26)的下端面，AG凹腔（2S3)用于固定第七薄膜壓力傳感器（27) 的下端面，AH凹腔（2S4)用于安裝加速度計。
[0034] 第一托片掌（21)的底部設有圓凸臺（211)，所述圓凸臺（211)上設有供放置第一薄膜壓力傳感器（21)的凹腔（213)，所述圓凸臺（211)的中心是AE通孔（212)，該AE通孔 (212)用于螺釘穿過，穿過的螺釘實現(xiàn)將第一托片掌（21)與第一薄膜壓力傳感器（21)的上端面固定；
[0035] 第二托片掌（2J)的底部與第二薄膜壓力傳感器（22)的上端面固定，第三托片掌 (2K)的底部與第三薄膜壓力傳感器（23)的上端面固定，第四托片掌（2L)的底部與第四薄膜壓力傳感器（24)的上端面固定，第五托片掌（2M)的底部與第五薄膜壓力傳感器（25)的上端面固定，第六托片掌（2N)的底部與第六薄膜壓力傳感器（26)的上端面固定，第七托片掌（2P)的底部與第七薄膜壓力傳感器（27)的上端面固定；
[0036] 第十三連接件（2G)上設有AA橫向連接件（2G1)、AA縱向連接件（2G2)和A凸塊； AA橫向連接件（2G1)與后跟下板（2S)的一側(cè)固定，后跟下板（2S)的另一側(cè)與第十四連接件（2H)的AB橫向連接件（2H1)固定；AA縱向連接件（2G2)的上端與第三連接件（1C)連接，AA縱向連接件（2G2)上連接有后跟擋板（2F)的一端。
[0037] 第十四連接件（2H)上設有AB橫向連接件（2H1)、AB縱向連接件（2H2)和B凸塊 (2H3) ;AB橫向連接件（2H1)與后跟下板（2S)的另一側(cè)固定，AB縱向連接件（2H2)的上端與第四連接件（1D)連接，AB縱向連接件（2H2)上連接有后跟擋板（2F)的另一端。
[0038] 主動驅(qū)動組件（3)包括有驅(qū)動部分、第一傳動部分、第二傳動部分、第一張緊部分和第二張緊部分；
[0039] 其中，驅(qū)動部分的光電編碼器（3F)和減速器（3H)與直流電機（3G)連接，經(jīng)減速器（3H)伸出的驅(qū)動主軸（3J)上安裝有主動錐齒輪（3A)，主動錐齒輪（3A)與從動錐齒輪 (3B)和傳動軸3C嚙合。
[0040] 其中，第一傳動部分包括有A卡圈（31A)、A同步帶輪（31B)、A滾珠軸承（31C)、A鍵 (31D)、第一同步帶（3D)、E卡圈（35A)、C同步帶輪（35B)、碼盤（35C)、光電編碼器（3?)、螺釘（35E)、A踝足關節(jié)軸（35F)、C鍵（35G);第一同步帶（3D)的一端套接A同步帶輪（31B)，第一同步帶（3D)的另一端套接C同步帶輪（35B)，A同步帶輪（31B)通過A鍵（31D)與傳動軸（3C)的一端連接。A踝足關節(jié)軸（35F)連接在第十四連接件（2H)的B縱向連接件（2H2) 上，且A踝足關節(jié)軸（35F)放置在第四連接件（1D)的B通孔（1D1)中，C同步帶輪（35B)通過C鍵（35G)安裝在A踝足關節(jié)軸（35F)上，且碼盤（35C)和E卡圈（35A)安裝在A踝足關節(jié)軸（35F)上，A踝足關節(jié)軸（35F)的端面螺紋連接有螺釘（35E)。光電編碼器（35D)安裝在第十一連接件（1L)上。
[0041] 其中，第二傳動部分包括有B卡圈（32A)、B同步帶輪（32B)、B滾珠軸承（32C)、B鍵 (32D)、第二同步帶（3E)、F卡圈（36A)、D同步帶輪（36B)、碼盤（35C)、光電編碼器（3?)、B 鎖緊螺母（36E)、B踝足關節(jié)軸（36F)、D鍵（36G);第二同步帶（3E)的一端套接B同步帶輪 (32B)，第二同步帶（3E)的另一端套接D同步帶輪（36B)，B同步帶輪（32B)通過B鍵（32D) 與傳動軸（3C)的另一端連接。B踝足關節(jié)軸（36F)連接在第十三連接件（2G)的A縱向連接件（2G2)上，且B踝足關節(jié)軸（36F)放置在第三連接件（1C)的A通孔（1C1)中，D同步帶輪（36B)通過D鍵（36G)安裝在B踝足關節(jié)軸（36F)上。
[0042] 其中，第一張緊部分包括有C卡圈（33A)、C滾珠軸承（33C)、A張緊螺桿（33E)、A 鎖緊螺母（33F) ;A張緊螺桿（33E)的一端穿過第八連接件（1H)上的第四限位導槽（1H1) 后，順次套接有A鎖緊螺母（33F)、C滾珠軸承（33C)和C卡圈（33A)，C卡圈（33A)將C滾珠軸承（33C)卡緊在A張緊螺桿（33E)上；
[0043] 其中，第二張緊部分包括有D卡圈（34A)、D滾珠軸承（34C)、B張緊螺桿（34E)、B 鎖緊螺母（34F) ;B張緊螺桿（34E)的一端穿過第七連接件（1G)上的第三限位導槽（1G1) 后，順次套接有B鎖緊螺母（34F)、D滾珠軸承（34C)和D卡圈（34A)，D卡圈（34A)將D滾珠軸承（34C)卡緊在B張緊螺桿（34E)上；
[0044] 傳動軸（3C)上設有第一軸段（3C1)、第二軸段（3C2)、第三軸段（3C3)、第四軸段 (3C4)、第五軸段（3C5)、第六軸段（3C6)和第七軸段（3C7);
[0045] 所述第二軸段（3C2)上設有用于放置A鍵（31D)的鍵槽；
[0046] 所述第四軸段（3C4)上設有鍵槽（3C41)和盲孔（3C42)，通過在鍵槽（3C41)中放置鍵以及在盲孔（3C42)中放置銷釘實現(xiàn)從動錐齒輪（3B)與傳動軸（3C)的固定；
[0047] 所述第六軸段（3C6)上設有用于放置B鍵（32D)的鍵槽。
[0048] A卡圈（31A)套接在第一軸段（3C1)上，A同步帶輪（31B)套接在第二軸段（3C2) 上，A滾珠軸承（31C)的內(nèi)圈套接在第三軸段（3C3)上，A滾珠軸承（31C)的外圈安裝在第十連接件（1K)的第四軸承孔（1K3)中。B卡圈（32A)套接在第七軸段（3C7)上，B同步帶輪（32B)套接在第六軸段（3C6)上，B滾珠軸承（32C)的內(nèi)圈套接在第五軸段（3C5)上，B 滾珠軸承（32C)的外圈安裝在第九連接件（1J)的第三軸承孔（1L3)中。
[0049] 本發(fā)明設計的一種具有足底壓力檢測功能的主動驅(qū)動踝足矯形器的優(yōu)點在于：
[0050] ①實現(xiàn)踝足矯形器的主動驅(qū)動，在踝關節(jié)的矢狀面上具有一個主動驅(qū)動的自由度，豐富了裝置的功能，在防止病人足下垂的同時，通過直流電機的驅(qū)動，有效提供病人前進所需的動力，減輕病人的行走負擔。
[0051] ②通過錐齒輪與同步帶雙傳動機構實現(xiàn)機構緊湊與輕巧的特點，適合病人日常穿戴。通過電機末端與踝關節(jié)處兩套光電編碼器系統(tǒng)實現(xiàn)整體裝置的反饋控制，使裝置的運動控制更為精準。
[0052] ③根據(jù)人體仿生學，設計了智能壓力傳感足底，采用彈簧鋼片連接傳感足底腳跟與腳掌，模擬人體足底的分段結構，使腳趾與腳掌能在行走過程中自由彎曲，讓病人穿戴更加舒適，7片薄膜壓力傳感器與加速度計分別實時檢測病人行走過程中的足底壓力與行走加速度，用于步態(tài)控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0053] 圖1是本發(fā)明設計的一種具有足底壓力檢測功能的主動驅(qū)動踝足矯形器的結構圖。
[0054] 圖1A是本發(fā)明設計的一種具有足底壓力檢測功能的主動驅(qū)動踝足矯形器的另一視角結構圖。
[0055] 圖2是本發(fā)明設計的主動驅(qū)動踝足矯形器的小腿固定組件的結構圖。
[0056] 圖2A是本發(fā)明設計的主動驅(qū)動踝足矯形器的小腿固定組件的分解圖。
[0057] 圖3是本發(fā)明設計的主動驅(qū)動踝足矯形器的足部傳感組件的結構圖。
[0058] 圖3A是本發(fā)明設計的主動驅(qū)動踝足矯形器的足部傳感組件的分解圖。
[0059] 圖3B是本發(fā)明設計的主動驅(qū)動踝足矯形器的足部傳感組件中托片的結構圖。
[0060] 圖4是本發(fā)明設計的主動驅(qū)動踝足矯形器的主動驅(qū)動組件的結構圖。
[0061] 圖4A是本發(fā)明設計的主動驅(qū)動踝足矯形器的主動驅(qū)動組件的分解圖。
[0062] 圖4B是本發(fā)明設計的主動驅(qū)動踝足矯形器的主動驅(qū)動組件中傳動軸的結構圖。
[0063]

【權利要求】
1. 一種具有足底壓力檢測功能的主動驅(qū)動踝足矯形器，其特征在于：該主動驅(qū)動踝足矯形器包括有小腿固定組件（1)、足部傳感組件（2)和主動驅(qū)動組件（3); 小腿固定組件（1)包括有第一連接件（1A)、第二連接件（1B)、第三連接件（1C)、第四連接件（1D)、第五連接件（1E)、第六連接件（1F)、第七連接件（1G)、第八連接件（1H)、第九連接件（1J)、第十連接件（1K)、第十一連接件（1L)、第十二連接件（1M); 第一連接件（1A)為U形結構件；第一連接件（1A)上設有第一支臂（1A1)、第二支臂 (1A2)和第一橫板（1A3);第一支臂（1A1)上連接有第三連接件（1C)的上端；第二支臂 (1A2)上連接有第四連接件（1D)的上端；第一橫板（1A3)上連接有第十二連接件（1M)的第三連接臂（1M1); 第二連接件（1B)為U形結構件；第二連接件（1B)上設有第三支臂（1B1)、第四支臂 (1B2)和第二橫板（1B3);第三支臂（1B1)上設有前固定面板（1B11)和后固定面板（1B12)，所述第三支臂（1B1)的前固定面板（1B11)與第三連接件（1C)連接，所述第三支臂（1B1) 的后固定面板（1B12)上連接有第七連接件（1G)的上端；第四支臂（1B2)上設有前固定面板（1B21)和后固定面板（1B22)，所述第四支臂（1B2)的前固定面板（1B21)與第四連接件 (1D)連接，所述第四支臂（1B2)的后固定面板（1B22)上連接有第八連接件（1H)的上端；第二橫板（1B3)上連接有第九連接件（1J)和第十連接件（1L); 第三連接件（1C)下端部設有第一限位導槽（1C2)和A通孔（1C1);第一限位導槽（1C2) 用于放置第十三連接件（2G)上端的A凸塊，A通孔（1C1)用于A踝足關節(jié)軸（35F)穿過；第四連接件（1D)下端部設有第二限位導槽（1D2)和B通孔（1D1);第二限位導槽（1D2) 用于放置第十四連接件（2H)上端的B凸塊（2H3)，B通孔（1D1)用于B踝足關節(jié)軸（36F) 穿過；第五連接件（1E)固定安裝在第三連接件（1C)上；第六連接件（1F)固定安裝在第四連接件（1D)上；第七連接件（1G)下端設有第三限位導槽（1G1);第三限位導槽（1G1)內(nèi)放置有A張緊螺桿（33E); 第八連接件（1H)下端設有第四限位導槽（1H1);第四限位導槽（1H1)內(nèi)放置有B張緊螺桿（34E); 第九連接件（1J)為L形結構件；第九連接件（1J)的第一連接臂（1J1)上設有螺紋孔，第九連接件（1J)的第一支撐臂（1J2)上設有第三軸承孔（1J3)，該第三軸承孔（1J3)內(nèi)安裝有B滾珠軸承（32B); 第十連接件（1K)為L形結構件；第十連接件（1K)的第二連接臂（1K1)上設有螺紋孔，第十連接件（1K)的第二支撐臂（1K2)上設有第四軸承孔（1K3)，該第四軸承孔（1K3)內(nèi)安裝有A滾珠軸承（31B); 第十一連接件（1L)的上端固定安裝在第四連接件（1D)上，第十一連接件（1L)的下端上固定安裝有光電編碼器（3?); 第十二連接件（1M)為L形結構件；第十二連接件（1M)的第三連接臂（1M1)上設有螺紋孔，第十二連接件（1M)的第三支撐臂（1M2)上設有供減速器（3H)穿過的通孔（1M3); 足部傳感組件（2)包括有鞋帶部分、鞋底部分、鞋后跟部分和7片薄膜壓力傳感器及1 個加速度計；其中，鞋帶部分包括有第一綁帶（2A)、第二綁帶（2B)、第三綁帶（2C)、第四綁帶（2D)、第五綁帶（2E)、第一綁帶連接件（2X)和第二綁帶連接件（2Y); 其中，鞋底部分包括有鋼片腳板（2Q)、腳趾底板（2T)、腳掌底板（2U)、第一托片掌 (21)、第二托片掌（2J)、第三托片掌（2K)、第四托片掌（2L)、第五托片掌2M、第六托片掌 (2N)、第七托片掌（2P);所述的第一托片掌（21)、第二托片掌（2J)、第三托片掌（2K)、第四托片掌（2L)、第五托片掌（2M)、第六托片掌（2N)和第七托片掌（2P)的底部結構相同；其中，鞋后跟部分包括有后跟擋板（2F)、后跟上板（2R)、后跟下板（2S)、后跟上擋板 (2V)、后跟下?lián)醢澹?W)、第十三連接件（2G)和第十四連接件（2H); 第一綁帶連接件（2X)上設有AA通孔（2X1)、AB通孔（2X2)、以及供第一綁帶（2A)和第二綁帶（2B)兩端穿過的通孔；AA通孔（2X1)用于放置第一薄膜壓力傳感器（21) ;AB通孔（2X2)用于放置第二薄膜壓力傳感器（22); 第二綁帶連接件（2Y)上設有AC通孔（2Y1)、AD通孔（2Y2)、以及供第三綁帶（2C)和第四綁帶（2D)兩端穿過的通孔；AC通孔（2Y1)用于放置第三薄膜壓力傳感器（23) ;AD通孔（2Y2)用于放置第四薄膜壓力傳感器（24); 鋼片腳板（2Q)上設有BA通孔（2Q1)、BB通孔（2Q2)、BC通孔（2Q3)、BD通孔（2Q4)、BE 通孔（2Q5)、BF通孔（2Q6)和BG通孔（2Q7)，BA通孔（2Q1)用于放置第一薄膜壓力傳感器 (21)，BB通孔（2Q2)用于放置第二薄膜壓力傳感器（22)，BC通孔（2Q3)用于放置第三薄膜壓力傳感器（23)，BD通孔（2Q4)用于放置第四薄膜壓力傳感器（24)，BE通孔（2Q5)用于放置第五薄膜壓力傳感器（25)，BF通孔（2Q6)用于放置第六薄膜壓力傳感器（26)，BG通孔 (2Q7)用于放置第七薄膜壓力傳感器（27); 腳趾底板（2T)上設有AA凹腔（2T1)、AB凹腔（2T2)，AA凹腔（2T1)用于固定第一薄膜壓力傳感器（21)的下端面，AB凹腔（2T2)用于固定第二薄膜壓力傳感器（22)的下端面；腳掌底板（2U)上設有AC凹腔（2U1)、AD凹腔（2U2)，AC凹腔（2U1)用于固定第三薄膜壓力傳感器（23)的下端面，AD凹腔（2U2)用于固定第四薄膜壓力傳感器（24)的下端面；后跟上板（2R)上設有AE通孔（2R1)、AF通孔（2R2)、AG通孔（2R3)，AE通孔（2R1)用于放置第五薄膜壓力傳感器（25)，AF通孔（2R2)用于放置第六薄膜壓力傳感器（26)，AG通孔（2R3)用于放置第七薄膜壓力傳感器（27); 后跟下板（2S)上設有AE凹腔（2S1)、AF凹腔（2S2)、AG凹腔（2S3)和AH凹腔（2S4)， AE凹腔（2S1)用于固定第五薄膜壓力傳感器（25)的下端面，AF凹腔（2S2)用于固定第六薄膜壓力傳感器（26)的下端面，AG凹腔（2S3)用于固定第七薄膜壓力傳感器（27)的下端面，AH凹腔（2S4)用于安裝加速度計；第一托片掌（21)的底部設有圓凸臺（211)，所述圓凸臺（211)上設有供放置第一薄膜壓力傳感器（21)的凹腔（213)，所述圓凸臺（211)的中心是AE通孔（212)，該AE通孔（212) 用于螺釘穿過，穿過的螺釘實現(xiàn)將第一托片掌（21)與第一薄膜壓力傳感器（21)的上端面固定；第二托片掌（2J)的底部與第二薄膜壓力傳感器（22)的上端面固定，第三托片掌（2K) 的底部與第三薄膜壓力傳感器（23)的上端面固定，第四托片掌（2L)的底部與第四薄膜壓力傳感器（24)的上端面固定，第五托片掌（2M)的底部與第五薄膜壓力傳感器（25)的上端面固定，第六托片掌（2N)的底部與第六薄膜壓力傳感器（26)的上端面固定，第七托片掌 (2P)的底部與第七薄膜壓力傳感器（27)的上端面固定；第十三連接件（2G)上設有AA橫向連接件（2G1)、AA縱向連接件（2G2)和A凸塊；AA 橫向連接件（2G1)與后跟下板（2S)的一側(cè)固定，后跟下板（2S)的另一側(cè)與第十四連接件 (2H)的AB橫向連接件（2H1)固定；AA縱向連接件（2G2)的上端與第三連接件（1C)連接， AA縱向連接件（2G2)上連接有后跟擋板（2F)的一端；第十四連接件（2H)上設有AB橫向連接件（2H1)、AB縱向連接件（2H2)和B凸塊（2H3); AB橫向連接件（2H1)與后跟下板（2S)的另一側(cè)固定，AB縱向連接件（2H2)的上端與第四連接件（1D)連接，AB縱向連接件（2H2)上連接有后跟擋板（2F)的另一端；主動驅(qū)動組件（3)包括有驅(qū)動部分、第一傳動部分、第二傳動部分、第一張緊部分和第二張緊部分；其中，驅(qū)動部分的光電編碼器（3F)和減速器（3H)與直流電機（3G)連接，經(jīng)減速器 (3H)伸出的驅(qū)動主軸（3 J)上安裝有主動錐齒輪（3A)，主動錐齒輪（3A)與從動錐齒輪（3B) 和傳動軸3C嚙合；其中，第一傳動部分包括有A卡圈（31A)、A同步帶輪（31B)、A滾珠軸承（31C)、A鍵 (31D)、第一同步帶（3D)、E卡圈（35A)、C同步帶輪（35B)、碼盤（35C)、光電編碼器（3?)、螺釘（35E)、A踝足關節(jié)軸（35F)、C鍵（35G);第一同步帶（3D)的一端套接A同步帶輪（31B)，第一同步帶（3D)的另一端套接C同步帶輪（35B)，A同步帶輪（31B)通過A鍵（31D)與傳動軸（3C)的一端連接；A踝足關節(jié)軸（35F)連接在第十四連接件（2H)的B縱向連接件（2H2) 上，且A踝足關節(jié)軸（35F)放置在第四連接件（1D)的B通孔（1D1)中，C同步帶輪（35B)通過C鍵（35G)安裝在A踝足關節(jié)軸（35F)上，且碼盤（35C)和E卡圈（35A)安裝在A踝足關節(jié)軸（35F)上，A踝足關節(jié)軸（35F)的端面螺紋連接有螺釘（35E);光電編碼器（35D)安裝在第十一連接件（1L)上；其中，第二傳動部分包括有B卡圈（32A)、B同步帶輪（32B)、B滾珠軸承（32C)、B鍵 (32D)、第二同步帶（3E)、F卡圈（36A)、D同步帶輪（36B)、碼盤（35C)、光電編碼器（3?)、Β 鎖緊螺母（36Ε)、Β踝足關節(jié)軸（36F)、D鍵（36G);第二同步帶（3Ε)的一端套接Β同步帶輪 (32B)，第二同步帶（3E)的另一端套接D同步帶輪（36B)，B同步帶輪（32B)通過B鍵（32D) 與傳動軸（3C)的另一端連接；B踝足關節(jié)軸（36F)連接在第十三連接件（2G)的A縱向連接件（2G2)上，且B踝足關節(jié)軸（36F)放置在第三連接件（1C)的A通孔（1C1)中，D同步帶輪（36B)通過D鍵（36G)安裝在B踝足關節(jié)軸（36F)上；其中，第一張緊部分包括有C卡圈（33A)、C滾珠軸承（33C)、A張緊螺桿（33E)、A鎖緊螺母（33F) ;A張緊螺桿（33E)的一端穿過第八連接件（1H)上的第四限位導槽（1H1)后，順次套接有A鎖緊螺母（33F)、C滾珠軸承（33C)和C卡圈（33A)，C卡圈（33A)將C滾珠軸承 (33C)卡緊在A張緊螺桿（33E)上；其中，第二張緊部分包括有D卡圈（34A)、D滾珠軸承（34C)、B張緊螺桿（34E)、B鎖緊螺母（34F) ;B張緊螺桿（34E)的一端穿過第七連接件（1G)上的第三限位導槽（1G1)后，順次套接有B鎖緊螺母（34F)、D滾珠軸承（34C)和D卡圈（34A)，D卡圈（34A)將D滾珠軸承 (34C)卡緊在B張緊螺桿（34E)上；傳動軸（3C)上設有第一軸段（3C1)、第二軸段（3C2)、第三軸段（3C3)、第四軸段 (3C4)、第五軸段（3C5)、第六軸段（3C6)和第七軸段（3C7); 所述第二軸段（3C2)上設有用于放置A鍵（31D)的鍵槽；所述第四軸段（3C4)上設有鍵槽（3C41)和盲孔（3C42)，通過在鍵槽（3C41)中放置鍵以及在盲孔（3C42)中放置銷釘實現(xiàn)從動錐齒輪（3B)與傳動軸（3C)的固定；所述第六軸段（3C6)上設有用于放置B鍵（32D)的鍵槽； A卡圈（31A)套接在第一軸段（3C1)上，A同步帶輪（31B)套接在第二軸段（3C2)上， A滾珠軸承（31C)的內(nèi)圈套接在第三軸段（3C3)上，A滾珠軸承（31C)的外圈安裝在第十連接件（1K)的第四軸承孔（1K3)中； B卡圈（32A)套接在第七軸段（3C7)上，B同步帶輪（32B)套接在第六軸段（3C6)上， B滾珠軸承（32C)的內(nèi)圈套接在第五軸段（3C5)上，B滾珠軸承（32C)的外圈安裝在第九連接件（1J)的第三軸承孔（1L3)中。
2. 根據(jù)權利要求1所述的具有足底壓力檢測功能的主動驅(qū)動踝足矯形器，其特征在于：A同步帶輪（31B)與C同步帶輪（35B)的傳動比為1:2,以及B同步帶輪（32B)與D同步帶輪（34B)的傳動比為1:2。
3. 根據(jù)權利要求1所述的具有足底壓力檢測功能的主動驅(qū)動踝足矯形器，其特征在于：減速器的減速比為190:1，錐齒輪與同步帶傳動機構減速比各位2:1，總的傳動比是 760:1。
4. 根據(jù)權利要求1所述的具有足底壓力檢測功能的主動驅(qū)動踝足矯形器，其特征在于：當直流電機逆時針旋轉(zhuǎn)時，主動驅(qū)動踝足矯形器進入跖屈模式，提供病人前進行走的動力，當直流電機（3G)順時針旋轉(zhuǎn)時，帶動踝足關節(jié)背屈，防止出現(xiàn)足下垂。
【文檔編號】A61F5/01GK104083237SQ201410251985
【公開日】2014年10月8日申請日期:2014年6月9日優(yōu)先權日:2014年6月9日
【發(fā)明者】陳偉海, 張鵬, 帥梅, 王建華, 張建斌申請人:北京航空航天大學

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