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专利号: 2019109061380
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 医学或兽医学;卫生学
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种适用于踝关节康复的变胞并联机构,其特征在于,其包括定平台、动平台、第一支链、第二支链、第三支链和驱动系统,

所述第一支链和所述第二支链结构相同,分别包括第一虎克铰、第一上连杆、第一移动副、第一下连杆和第二虎克铰,所述第一上连杆的第一端通过所述第一虎克铰与所述动平台相连接,所述第一上连杆的第二端通过所述第一移动副与所述第一下连杆的第一端连接,所述第一下连杆的第二端通过所述第二虎克铰与所述定平台连接;

所述第三支链包括第三虎克铰、第二上连杆、第二移动副、第二下连杆和转动副,所述第二上连杆的第一端通过所述第三虎克铰与所述动平台相连接,所述第二上连杆的第二端通过所述第二移动副与所述第二下连杆的第一端连接,所述第二下连杆的第二端通过所述转动副与所述定平台连接;

所述第一虎克铰、第二虎克铰和第三虎克铰分别由两个轴线相互垂直的转动副组成,其中与所述定平台或所述动平台连接的一个转动副为外侧转动副,靠近移动副的转动副为内侧转动副;所述第一支链和所述第二支链的所述第一虎克铰的所述外侧转动副轴线重合,且所述第一支链和所述第二支链的所述第一虎克铰的所述外侧转动副轴线与所述第三支链的所述第三虎克铰的所述外侧转动副轴线垂直,所述第一支链和所述第二支链的所述第二虎克铰的所述外侧转动副轴线重合,且所述第一支链和所述第二支链的所述第二虎克铰的所述外侧转动副轴线与所述第三支链的所述转动副轴线平行,所述第一支链和所述第二支链的所述第二虎克铰的所述内侧转动副轴线与所述第一移动副轴线垂直,且与所述第一虎克铰内侧转动副轴线平行,所述第三支链中所述转动副轴线与所述第二移动副轴线垂直,且与所述第三虎克铰内侧转动副轴线平行;以及所述驱动系统包括三个直线驱动装置、一个转动驱动装置和相应的控制器,所述三个直线驱动装置分别驱动所述第一支链的所述第一移动副、所述第二支链的所述第一移动副和所述第三支链的所述第二移动副,所述转动驱动装置驱动所述第三支链的所述转动副。

2.根据权利要求1所述的适用于踝关节康复的变胞并联机构,其特征在于,所述第一支链、所述第二支链的第二虎克铰端和所述第三支链的转动副端分别与所述定平台上三角形顶点连接,所述第一支链、所述第二支链的第一虎克铰端和第三支链的第三虎克铰端与所述动平台上对应三角形顶点连接。

3.根据权利要求1所述的适用于踝关节康复的变胞并联机构,其特征在于,初始位置安装时所述定平台平行于所述动平台,所述第二支链和所述第一支链中所述第一虎克铰和所述第二虎克铰的所述外侧转动副轴线相互平行,所述第二支链中所述第一虎克铰和所述第二虎克铰的所述外侧转动副轴线相互平行,所述第三支链中所述第三虎克铰的所述外侧转动副轴线与所述第一支链、第二支链中四个所述外侧转动副轴线垂直。

4.根据权利要求1所述的适用于踝关节康复的变胞并联机构,其特征在于,所述并联机构在安装初始位置时,为具有两转动两移动四个自由度状态,此时所述三个直线驱动装置、一个转动驱动装置均处于驱动控制状态,所述并联机构发生某一方位的转动运动时,变为具有两转动一移动三个自由度状态,此时所述三个直线驱动装置处于驱动控制状态,所述转动驱动装置处于自由状态。

5.根据权利要求3或者4所述的适用于踝关节康复的变胞并联机构,其特征在于,所述第一支链和所述第二支链的所述第一虎克铰的所述外侧转动副轴线方向为第一转动方向,所述第三支链的所述第三虎克铰的所述外侧转动副轴线方向为第二转动方向,与所述定平台垂直的方向为第一移动方向,与所述第三支链中所述转动副轴线垂直且与所述定平台相平行的方向为第二移动方向,所述并联机构作为踝关节康复机构时,所述第一转动方向对应踝关节的背趾屈运动,所述第二转动方向对应踝关节的内外翻运动,所述第一移动方向对应踝关节的上推下拉运动,所述第二移动方向对应踝关节的前后牵引运动。