一種多自由度康健訓(xùn)練器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多自由度康健訓(xùn)練器，其包括：依次串聯(lián)的大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，各所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，均為三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)；在所述大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間連接有大腿支撐與固定部件，在所述小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間連接有小腿支撐與固定部件，所述腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)前端連接有腳踏與固定部件。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊、應(yīng)用范圍廣泛、可嫁接到其他康復(fù)和健身器械上、能應(yīng)用于下肢的康復(fù)和健身訓(xùn)練、可實(shí)現(xiàn)三維空間運(yùn)動(dòng)的康健訓(xùn)練。
【專利說明】
一種多自由度康健訓(xùn)練器
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本發(fā)明涉及一種多自由度康健訓(xùn)練器，屬于康復(fù)醫(yī)療和運(yùn)動(dòng)健身器械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
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[0002]社會(huì)老齡化程度日益加深、腦卒中、脊髓損傷等原因?qū)е轮w運(yùn)動(dòng)功能降低，甚至全部喪失，嚴(yán)重影響了生活質(zhì)量。康復(fù)治療是恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能的有效途徑，傳統(tǒng)物理治療師與病人一對(duì)一的康復(fù)治療方式存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、治療費(fèi)用高等不足，因此，康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備成為解決這一矛盾的有效途徑。自上世紀(jì)中葉以來，科研人員在康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備上取得了諸多成果，如單自由度式、外骨骼、懸吊式等康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備的成功研制與商業(yè)化。但它們存在一些不足:操作復(fù)雜、運(yùn)動(dòng)形式單一、難以模擬人體三維運(yùn)動(dòng)等，研制一款能夠?qū)崿F(xiàn)人體下肢三維運(yùn)動(dòng)康健訓(xùn)練裝置具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、應(yīng)用范圍廣泛、可嫁接到其他康復(fù)和健身器械上、能應(yīng)用于下肢的康復(fù)和健身訓(xùn)練、可實(shí)現(xiàn)三維空間運(yùn)動(dòng)的康復(fù)訓(xùn)練裝置。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種多自由度康健訓(xùn)練器，其包括:
[0006]依次串聯(lián)的大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，各所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，均為三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)；
[0007]在所述大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間連接有大腿支撐與固定部件，在所述小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間連接有小腿支撐與固定部件，所述腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)前端連接有腳踏與固定部件。
[0008]所述三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括前端板、后端板以及連接在前端板與后端板之間的三根直線推桿，各直線推桿的一端通過球鉸鏈與后端板鉸接，另一端通過平鉸鏈與前端板板面上的凸臺(tái)鉸接；
[0009]三根直線推桿在圓周方向上呈120°間隔分布。
[0010]所述大腿支撐與固定部件包括:與大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的前端板固聯(lián)的第一支撐桿、與第一支撐桿固聯(lián)的大腿托盤、設(shè)于所述大腿托盤上的大腿綁帶；
[0011]所述大腿托盤的底面通過連接件與小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的后端板固定連接。
[0012]所述小腿支撐與固定部件包括:與小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的前端板固聯(lián)的第二支撐桿、與第二支撐桿固聯(lián)的小腿托盤、設(shè)于所述小腿托盤上的小腿綁帶；
[0013]所述小腿托盤的底面通過連接件與腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的后端板固定連接。
[0014]所述腳踏與固定部件包括:與腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的前端板固聯(lián)的腳踏、以及設(shè)于腳踏上的腳部綁帶。
[0015]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0016]本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)下肢三維空間運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)下肢主被動(dòng)康健訓(xùn)練和同步異步訓(xùn)練。
[0017]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、便于嫁接到其它康復(fù)和健身訓(xùn)練器械、座椅、按摩椅和輪椅上。
[0018]本發(fā)明應(yīng)用范圍廣，可用于下肢在三維空間實(shí)現(xiàn)康復(fù)訓(xùn)練和鍛煉。
[0019]本發(fā)明康復(fù)訓(xùn)練模式多樣，使用過程中把兩對(duì)裝置對(duì)稱布置于左/右手和左/右腿旁，可以實(shí)現(xiàn)同步/異步訓(xùn)練。
[0020]本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊靈活，可以自由收放，不使用時(shí)可以折疊，占用空間小。
[0021]本發(fā)明具有可拆卸性，大腿、小腿和腳部三部分可實(shí)現(xiàn)串聯(lián)組合也可以拆開進(jìn)行分別對(duì)鶻、膝、踝關(guān)節(jié)的康復(fù)訓(xùn)練。
[0022]本發(fā)明可使下肢在三維空間中實(shí)現(xiàn)不同軌跡、不同幅度的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，使其既能適應(yīng)同一位訓(xùn)練者在不同的康復(fù)期和訓(xùn)練狀態(tài)的鍛煉的情況，又能滿足不同身高的訓(xùn)練者進(jìn)行康復(fù)和健身鍛煉的需求。
[0023]主動(dòng)訓(xùn)練時(shí)，通過調(diào)節(jié)電機(jī)自身的控制電流可阻力環(huán)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)訓(xùn)練，不僅可以作為康復(fù)鍛煉器使用來康復(fù)肢體，而且能夠作為健身器械使用來增強(qiáng)體質(zhì)。
【附圖說明】
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[0024]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)裝置嫁接在訓(xùn)練椅上的示意圖；圖2八、2B、2C為圖2的三視圖；。
[0025]圖中標(biāo)號(hào):I靠背，2扶手，3機(jī)架，4海綿墊，5直線推桿，10大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，20小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，30腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，40大腿支撐與固定部件，50小腿支撐與固定部件，60腳踏與固定部件，101前端板101，后端板102，401第一支撐桿，402大腿托盤，403大腿綁帶，501第二支撐桿，502小腿托盤，503小腿綁帶，601腳踏，602腳部綁帶。
[0026]以下通過【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
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[0027]實(shí)施例:
[0028]參照附圖，本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)特征詳述如下:
[0029]圖1所示，本發(fā)明可嫁接的多自由度康健訓(xùn)練器，其包括:
[0030]依次串聯(lián)的大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10、小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)20以及腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30，各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，均為三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)；
[0031]在大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10與小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)20之間連接有大腿支撐與固定部件40，在小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)20與腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30之間連接有小腿支撐與固定部件50，腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30前端連接有腳踏與固定部件60。
[0032]上述結(jié)構(gòu)中，三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括前端板101、后端板102以及連接在前端板與后端板之間的三根直線推桿5，各直線推桿的一端通過球鉸鏈與后端板102鉸接，另一端通過平鉸鏈與前端板板面上的凸臺(tái)鉸接;并且，三根直線推桿在圓周方向上呈1200間隔分布。大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10、小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)20以及腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30均為三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，也即是說，各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)均具有前端板、后端板。
[0033]大腿支撐與固定部件40包括:與大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10的前端板固聯(lián)的第一支撐桿401、與第一支撐桿固聯(lián)的大腿托盤402、設(shè)于大腿托盤上的大腿綁帶403;
[0034]大腿托盤402的底面通過連接件與小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的后端板固定連接。每根直線推桿由其自身的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以調(diào)節(jié)直線推桿的長度，三個(gè)直線電機(jī)同時(shí)伸長或縮短就可以實(shí)現(xiàn)大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10的前端板的平移，其中兩根直線推桿同時(shí)伸長或縮短就可以實(shí)現(xiàn)大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10前端板繞著第三根直線推桿頂端轉(zhuǎn)動(dòng)。同理，任兩根直線推桿的伸縮，都可以實(shí)現(xiàn)大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10的前端板繞第三根直線推桿頂端轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)全方位的鍛煉。
[0035]小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)20以及腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30的動(dòng)作原理相同，分別實(shí)現(xiàn)小腿及腳部的不同運(yùn)動(dòng)軌跡的訓(xùn)練。并且，上級(jí)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作會(huì)帶動(dòng)下級(jí)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，比如，大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，會(huì)帶動(dòng)小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，以此類推。
[0036]具體結(jié)構(gòu)設(shè)置中，小腿支撐與固定部件50包括:與小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的前端板固聯(lián)的第二支撐桿501、與第二支撐桿固聯(lián)的小腿托盤502、設(shè)于小腿托盤上的小腿綁帶503;其中，小腿托盤502的底面通過連接件與腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的后端板固定連接。
[0037]腳踏與固定部件60包括:與腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的前端板固聯(lián)的腳踏601、以及設(shè)于腳踏601上的腳部綁帶602。
[0038]運(yùn)動(dòng)中，其中，第一支撐桿401把大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10的前端板的運(yùn)動(dòng)傳遞到大腿部分，來帶動(dòng)大腿運(yùn)動(dòng)，訓(xùn)練腿部肌肉和胯關(guān)節(jié)，大腿托盤402與大腿綁帶403把大腿固定，隨著大腿托盤402動(dòng)作。
[0039]同理，第二支撐桿501把小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)20的前端板的運(yùn)動(dòng)傳遞到小腿部分，來帶動(dòng)小腿運(yùn)動(dòng)，訓(xùn)練小腿肌肉和膝關(guān)節(jié)，小腿托盤502與小腿綁帶503把小腿固定，隨著小腿托盤502動(dòng)作。
[0040]腳部綁帶602將人體腳部固定在腳踏601上，由腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)，訓(xùn)練腳部肌肉和踝關(guān)節(jié)。
[0041]參見圖2，其中一種嫁接方式見圖2，訓(xùn)練椅具有靠背1、扶手2、機(jī)架3，扶手2在機(jī)架3上可升降，適應(yīng)不同升高的訓(xùn)練者，座椅上設(shè)有海綿墊4，提高舒適性。嫁接時(shí)，大腿訓(xùn)練機(jī)構(gòu)10的后端板固定在機(jī)架上即可。本發(fā)明康復(fù)訓(xùn)練裝置可應(yīng)用于下肢運(yùn)動(dòng)功能下降或喪失人群的康復(fù)訓(xùn)練，幫助患者實(shí)現(xiàn)三維空間下運(yùn)動(dòng)軌跡的康復(fù)訓(xùn)練。對(duì)于下肢體功能健全的普通人群來說，也可以進(jìn)行健康訓(xùn)練，幫助其增強(qiáng)身體運(yùn)動(dòng)能力，本發(fā)明康復(fù)訓(xùn)練裝置能夠使患者下肢完成更加復(fù)雜的空間運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用范圍廣，具有非常大的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多自由度康健訓(xùn)練器，其特征在于所述訓(xùn)練裝置包括: 依次串聯(lián)的大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(10)、小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(20)以及腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(30)，各所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，均為三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)； 在所述大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間連接有大腿支撐與固定部件(40)，在所述小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間連接有小腿支撐與固定部件(50)，所述腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)前端連接有腳踏與固定部件(60)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多自由度康健訓(xùn)練器，其特征在于，所述三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括前端板(101)、后端板(102)以及連接在前端板與后端板之間的三根直線推桿，各直線推桿的一端通過球鉸鏈與后端板(102)鉸接，另一端通過平鉸鏈與前端板板面上的凸臺(tái)鉸接。 三根直線推桿在圓周方向上呈120°間隔分布。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多自由度康健訓(xùn)練器，其特征在于，所述大腿支撐與固定部件(40)包括:與大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(10)的前端板固聯(lián)的第一支撐桿(401)、與第一支撐桿固聯(lián)的大腿托盤(402)、設(shè)于所述大腿托盤(402)上的大腿綁帶(403); 所述大腿托盤(402)的底面通過連接件與小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的后端板固定連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多自由度康健訓(xùn)練器，其特征在于，所述小腿支撐與固定部件(50)包括:與小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的前端板固聯(lián)的第二支撐桿(501)、與第二支撐桿固聯(lián)的小腿托盤(502)、設(shè)于所述小腿托盤(502)上的小腿綁帶(503); 所述小腿托盤(502)的底面通過連接件與腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的后端板固定連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多自由度康健訓(xùn)練器，其特征在于，所述腳踏與固定部件(60)包括:與腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的前端板固聯(lián)的腳踏(601)、以及設(shè)于腳踏(601)上的腳部綁帶(602)。
【文檔編號(hào)】A63B23/04GK105997421SQ201610265626
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月25日
【發(fā)明人】王勇, 姜禮杰, 任剛躍, 張方雙
【申請(qǐng)人】合肥工業(yè)大學(xué)