一种踝关节多自由度康复训练器

技术领域

本发明涉及踝关节康复训练技术领域，具体涉及一种踝关节多自由度康复训练器。

背景技术

踝关节功能障碍的重要因素是中枢神经损伤，康复训练的目的是激发中枢神经的重新搭建和代偿，促进神经系统运动感知功能的恢复，进而重建踝运动功能，所以在踝关节损伤后，除了配合药物治疗外，还需要同步进行康复训练来提高踝关节的康复效率；

患者在训练踝关节过程中一般会进行四种活动方式，第一种：脚后跟着地，脚尖上抬完成勾脚尖活动，以此来激活胫骨前肌；第二种：脚后跟抬起，脚尖着地进行垫脚尖活动，以此来加强小腿后侧的肌肉群，维持足弓状态；第三种：足内稍微外翻，刺激胫后肌肉群，维持足内侧的稳定；第四种：足外侧翻起来使腓骨长短肌建立外侧的稳定；

鉴于此，需要设计一种踝关节多自由度康复训练器，首先，该训练器能够进行踝关节多种方式的训练，以及将多种康复训练的方式结合在一起进行组合训练，其次，足部能够在不同方向不同位置进行踝关节位置方向切换的多自由度训练，最后，该训练器能够满足康复训练指导者陪同患者一起进行踝关节训练，有助于对训练的动作进行指导。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种踝关节多自由度康复训练器，通过在基板上布置多个脚踏板和延伸踏板，脚踏板在多向传动件的作用下能够前后、左右、上下摇晃摆动，方便搭放在脚踏板的脚能够多向活动锻炼，提高踝关节的锻炼效果，通过在脚踏板上安装有电磁铁，电磁铁通电状态吸附用户的软底鞋，使脚能够固定在脚踏板上进行锻炼，在用户脚掌或者脚后跟单独支撑在倾斜布置的脚踏板上时，通过改变通过电磁铁的电流的方向，使电磁铁对软底鞋的一端产生斥力，辅助用户锻炼脚步不同位置支撑用力，用户沿着倾斜布置的脚踏板、延伸踏板步行，步行上坡时方便训练前脚掌用力支撑，脚后跟腾空移动，步行下坡时方便训练脚后跟支撑，脚掌腾空的勾脚尖活动，实现将多种有助于踝关节的活动方式组合在一起训练，提高训练效果。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种踝关节多自由度康复训练器，包括基板，所述基板的顶面等间距固定有多组踝关节训练组件，每组踝关节训练组件包括两个对称分布的训练机构，所述训练机构包括与基板固定连接的匚形座，所述匚形座的内部嵌入固定有电机一，所述电机一的输出端传动连接有多向传动件，所述多向传动件的顶部传动连接有脚踏板，所述脚踏板的顶面嵌入固定有两个电磁铁，所述脚踏板的一端设置有延伸踏板，所述脚踏板的顶面配套放置有供用户穿戴的穿戴组件，所述基板顶面的两侧均贯通开设有导向槽，所述导向槽的内部滚动连接有多个移动车箱，相对布置两个所述移动车箱的顶部之间固定有承托机构，所述承托机构包括两个分别与对应位置移动车箱顶面固定连接的L形立板，所述L形立板的内部转动连接有丝杆，两个所述丝杆之间旋合连接有座椅，所述座椅的顶部固定有手扶件。

进一步在于：所述多向传动件包括两个转动套一和两个转动套二，所述匚形座两端的顶部均固定有分别与对应位置转动套一转动连接的转动柱，所述转动套一与转动套二之间固定有弧形杆。

进一步在于：所述脚踏板的底面固定有定位柱，所述定位柱的外侧固定有两个分别与对应位置转动套二转动插接的连接轴，所述电机一的输出端固定有楔形块，所述楔形块的斜面固定有传动轴，所述传动轴的顶面与定位柱固定连接。

进一步在于：所述匚形座的一端固定有支架，所述支架的外侧固定有两个斜撑，所述斜撑与支架的顶部之间固定有延伸踏板，所述延伸踏板的顶面套接固定有防滑脚垫。

进一步在于：所述穿戴组件包括软底鞋，所述软底鞋鞋底脚尖位置嵌入固定有两个磁铁一，所述软鞋底鞋底脚后跟位置嵌入固定有两个磁铁二。

进一步在于：所述移动车箱的两端均转动连接有滚轮，所述移动车箱与对应位置导向槽滑动连接，所述基板底面位于导向槽的下方固定有导轨，所述滚轮与对应位置导轨滚动连接，所述移动车箱内部的两端均固定有电机二，所述电机二的输出端与对应位置滚轮固定连接。

进一步在于：所述移动车箱内部的中间位置固定有用于驱动对应位置丝杆转动的电机三，所述座椅包括与丝杆旋合连接的座板，所述座板的顶面滑动卡接有靠背板。

进一步在于：所述手扶件包括与靠背板固定连接的电动推杆，所述电动推杆的输出端固定有横梁。

本发明的有益效果：

1、通过用户坐在座板上，双脚穿戴软底鞋，将双脚踩踏到横向相邻两个脚踏板上，电机一的输出端带着楔形块转动，楔形块带着传动轴转动使定位柱上的两个连接轴在对应位置转动套二内部正反转动，同时与转动套二通过弧形杆固定连接的转动套一在对应位置转动柱上正反转动，从而使定位柱带着脚踏板前后左右上下摆动，外界电源通过导线给电磁铁通电使电磁铁产生磁性，软底鞋底面的磁铁一、磁铁二均与电磁铁吸附固定，进而使用户的脚能够固定在对应位置的脚踏板上，随着脚踏板的多自由度晃动，使脚能够多向活动，进而方便训练脚踝关节多向活动锻炼；

2、通过电机一带着多向传动件转动使横向相邻两个脚踏板转动调节到与延伸踏板处于同一平面状态(参照说明书图2)，用户手持横梁站立在脚踏板上，横梁的高度可以通过电动推杆的输出端伸长来调节，满足不同身高用户均能够手扶横梁进行训练，用户的前脚掌踩踏在A位置，脚后踩踏在B位置，训练时脚后跟抬起仅利用前脚掌支撑在脚踏板上的A位置，同时改变外界电流通过B位置电磁铁的方向，使电磁铁与软底鞋底面的磁铁二产生斥力，辅助用户的脚后跟能够向上抬升，进而实现加强小腿后侧肌肉群的训练，并维持足弓状态；

3、通过用户将前脚掌踩踏在踩踏板的B位置，将脚后跟踩踏在脚踏板的A位置，手就近扶持对应位置的横梁，使脚后跟支撑在脚踏板上，使前脚掌逐渐抬起，同时使B位置电磁铁与脚掌下方的磁铁一产生斥力，辅助用户脚尖上抬完成勾脚尖活动，以此来激活胫骨前肌；

4、通过将横向相邻位置两个脚踏板同时往基板中部方向转动调节倾斜(参照说明书图5)，此时用户两个脚踩踏在对应位置的脚踏板上，达到训练足外侧向内侧翻起来使腓骨长短肌建立外侧的稳定的训练效果，当然，也可以将横向相邻位置两个脚踏板同时往基板外侧方向转动调节倾斜，然后用户的双脚踩踏在对应位置外翻的脚踏板上，达到训练足内稍微外翻，刺激胫后肌肉群，维持足内侧稳定的训练效果；

5、通过将多个脚踏板均转动调节到与其相邻延伸踏板处于同一平面的倾斜位置(参照说明书图1)，此时用户可以站立在脚踏板上，手扶持对应位置的横梁，移动车箱带着承托机构整体在基板上移动，用户同步沿着倾斜布置的脚踏板、延伸踏板步行，步行上坡时方便训练前脚掌用力支撑，脚后跟腾空移动，步行下坡时方便训练脚后跟支撑，脚掌腾空的勾脚尖活动，实现将多种有助于踝关节的活动方式组合在一起训练，提高训练效果，另外可以布置多个脚踏板、延伸踏板，达到用户长距离移动训练的效果，也方便多为用户同时训练的效果；

6、通过在承托机构上布置有座板，座板上滑动卡接有靠背板，用户在训练过程中可以扶持一个靠背板上的手扶件，陪同指导训练的医师可以坐在另一个座板上，且该座板的高度可以通过丝杆转动进行调节，进而使用户站立训练的过程中，座板带着医师能够上移到合适位置高度扶持着用户的肩部或者胳肢窝位置，随着用户在脚踏板、延伸踏板上移动，移动车箱带着支撑机构上的医师伴随移动，方便用户踝关节训练的过程中能够伴随医师指导训练，也方便前期纠正正确的训练动作；

7、通过将纵向布置两个相邻的脚踏板调节到V形状态(参照说明书图2)，用户脚后跟站立在脚踏板的B位置，脚掌站立在脚踏板的C位置，此时脚掌与脚后跟均支撑在脚踏板上，达到训练脚掌背屈，可以将脚移动到两个延伸踏板之间(参照说明书图7)，此时脚掌与脚后跟为了与延伸踏板接触会使脚掌弯曲。达到训练脚掌跖屈的效果，参照说明书图6，将脚放置在两个异向扭转的脚踏板上，实现锻炼脚掌的扭转，即脚后跟朝向某一个方向，脚掌朝向某一个方向。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明中靠背板和座板调节位置状态结构示意图；

图3是本发明中训练机构结构示意图；

图4是本发明中匚形座、多向传动件结构示意图；

图5是本发明中横向相邻两个脚踏板靠近内翻状态结构示意图；

图6是本发明中纵向相邻两个脚踏板异向翻动状态结构示意图；

图7是本发明中穿戴组件踩踏在两个延伸踏板交接位置结构示意图；

图8是本发明中穿戴组件结构示意图；

图9是本发明中基板、承托机构结构示意图。

图中：100、基板；110、导向槽；120、导轨；200、训练机构；210、匚形座；211、支架；220、电机一；221、楔形块；2211、传动轴；230、多向传动件；231、转动套一；232、转动套二；233、弧形杆；240、脚踏板；241、电磁铁；242、定位柱；250、延伸踏板；300、穿戴组件；310、软底鞋；320、磁铁一；330、磁铁二；400、移动车箱；410、滚轮；500、承托机构；510、L形立板；520、丝杆；530、座椅；531、座板；532、靠背板；540、手扶件；541、电动推杆；542、横梁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中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一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9所示，一种踝关节多自由度康复训练器，包括基板100，所述基板100的顶面等间距固定有多组踝关节训练组件，每组踝关节训练组件包括两个对称分布的训练机构200，所述训练机构200包括与基板100固定连接的匚形座210，所述匚形座210的内部嵌入固定有电机一220，所述电机一220的输出端传动连接有多向传动件230，所述多向传动件230的顶部传动连接有脚踏板240，所述脚踏板240的顶面嵌入固定有两个电磁铁241，所述脚踏板240的一端设置有延伸踏板250，所述脚踏板240的顶面配套放置有供用户穿戴的穿戴组件300，所述基板100顶面的两侧均贯通开设有导向槽110，所述导向槽110的内部滚动连接有多个移动车箱400，相对布置两个所述移动车箱400的顶部之间固定有承托机构500，所述承托机构500包括两个分别与对应位置移动车箱400顶面固定连接的L形立板510，所述L形立板510的内部转动连接有丝杆520，两个所述丝杆520之间旋合连接有座椅530，所述座椅530的顶部固定有手扶件540。

所述多向传动件230包括两个转动套一231和两个转动套二232，所述匚形座210两端的顶部均固定有分别与对应位置转动套一231转动连接的转动柱，所述转动套一231与转动套二232之间固定有弧形杆233,从而使传动轴2211带着定位柱242在转动套一231、转动套二232之间摇晃摆动，使脚踏板240摇晃摆动，利用两个转动套二232之间的轴线转动与两个转动套一231之间的轴线转动相互结合，将传递到定位柱242的轴向运动转化为多方向多自由度的摆动；所述脚踏板240的底面固定有定位柱242，所述定位柱242的外侧固定有两个分别与对应位置转动套二232转动插接的连接轴，所述电机一220的输出端固定有楔形块221，所述楔形块221的斜面固定有传动轴2211，所述传动轴2211的顶面与定位柱242固定连接,楔形块221的斜面方便将倾斜方向的轴向力传递到定位柱242，达到定位柱242带着脚踏板240摆动的效果.

所述匚形座210的一端固定有支架211，所述支架211的外侧固定有两个斜撑，所述斜撑与支架211的顶部之间固定有延伸踏板250，所述延伸踏板250的顶面套接固定有防滑脚垫,延伸踏板250与脚踏板240组合方便供用户步行上坡和下坡锻炼，同时辅助用户进行跖屈训练，防滑脚垫增大软底鞋310与延伸踏板250之间的摩擦力；所述穿戴组件300包括软底鞋310，所述软底鞋310鞋底脚尖位置嵌入固定有两个磁铁一320，所述软鞋底310鞋底脚后跟位置嵌入固定有两个磁铁二330,磁铁一320与磁铁二330在与脚踏板240上的电磁铁241吸附时方便固定脚，在相互排斥时方便辅助抬升脚；所述移动车箱400的两端均转动连接有滚轮410，所述移动车箱400与对应位置导向槽110滑动连接，所述基板100底面位于导向槽110的下方固定有导轨120，所述滚轮410与对应位置导轨120滚动连接，所述移动车箱400内部的两端均固定有电机二，所述电机二的输出端与对应位置滚轮410固定连接,移动车箱400为现有技术中的移动车载件，方便带着本申请中的承托机构500整体移动，达到承托机构500伴随训练的效果.

所述移动车箱400内部的中间位置固定有用于驱动对应位置丝杆520转动的电机三，所述座椅530包括与丝杆520旋合连接的座板531，所述座板531的顶面滑动卡接有靠背板532,座椅530的高度灵活调节方便不同身高用户使用，也方便陪同者能够在延伸踏板250不同位置高度处均能够通过，靠背板532能够移动到座板531不同位置，使用户能够以不同的朝向坐在座板531上，也能够达到两个用户面对面同步坐下沟通训练的效果，避免训练过程的枯燥；所述手扶件540包括与靠背板532固定连接的电动推杆541，所述电动推杆541的输出端固定有横梁542,电动推杆541带着横梁542移动到不同的位置高度，方便不同身高的用户使用。

工作原理：使用时，用户双脚穿戴软底鞋310，坐在座板531上，电机三带着丝杆520转动使与其旋合连接的座板531带着用户升高到合适位置，使双脚能够自然状态搭放到对应位置脚踏板240表面，给脚踏板240上的电磁铁241通电，通电后的电磁铁241产生磁性，进而使电磁铁241与软底鞋310上的磁铁一320、磁铁二330吸附固定，匚形座210上的电机一220带着楔形块221转动，楔形块221上的传动轴2211带着定位柱242转动，因为在定位柱242的外侧转动套接有两个转动套二232、两个转动套二232通过弧形杆233固定连接的转动套一231转动连接在匚形座210上，所以当楔形块221带着定位柱242转动时，定位柱242带着其顶面的脚踏板240能够在匚形座210顶部前后左右摇晃摆动，脚踏板240带着脚同步进行多向活动锻炼，方便锻炼踝关节多向活动的效果，将多个脚踏板240均转动调节到与其相邻延伸踏板250处于同一平面的倾斜位置(参照说明书图1)，用户可以站立在脚踏板240上，手扶持对应位置的横梁542，移动车箱400带着承托机构500整体在基板100上移动，用户同步沿着倾斜布置的脚踏板240、延伸踏板250步行，步行上坡时可以前脚掌用力支撑，脚后跟腾空移动，步行下坡时可以脚后跟支撑，脚掌腾空的勾脚尖活动，实现将多种有助于踝关节的活动方式组合在一起训练，其中，脚踏板240与相邻的延伸踏板250之间存在间隙，该间隙满足脚踏板240的活动需求；

当用户需要训练背景技术中记载的四种活动方式时，方式一：用户手持横梁542站立在脚踏板240上，用户的前脚掌踩踏在A位置，脚后踩踏在B位置，训练时脚后跟抬起仅利用前脚掌支撑在脚踏板上的A位置，同时改变外界电流通过B位置电磁铁241的方向(改变通过电磁铁241电流方向为现有技术，具体改变操作不追赘述)，使电磁铁241与软底鞋底面的磁铁二330产生斥力，辅助用户的脚后跟能够向上抬升，进而实现加强小腿后侧肌肉群的训练；方式二：用户将前脚掌踩踏在踩踏板240的B位置，将脚后跟踩踏在脚踏板240的A位置，手就近扶持对应位置的横梁542，使脚后跟支撑在脚踏板240上，使前脚掌逐渐抬起，同时使B位置电磁铁241与脚掌下方的磁铁一320产生斥力，辅助用户脚尖上抬完成勾脚尖活动，以此来激活胫骨前肌；方式三：将横向相邻位置两个脚踏板240同时往基板100中部方向转动调节倾斜(参照说明书图5)，用户两个脚踩踏在对应位置的脚踏板240上，达到训练足外侧向内侧翻起来使腓骨长短肌建立外侧的稳定的训练效果；方式四：将横向相邻位置两个脚踏板240同时往基板100外侧方向转动调节倾斜，用户的双脚踩踏在对应位置外翻的脚踏板240上，达到训练足内稍微外翻，刺激胫后肌肉群，维持足内侧稳定的训练效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。