CN103349602A - 大范围幅度可调的上下肢康健训练装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大范围幅度可调的上下肢康健训练装置，其包括：曲柄、第一连杆、第二连杆、连架杆、机架、支撑；曲柄的一端与机架铰接形成转动副，另一端与第一连杆的首端铰接形成转动副，第一连杆的末端与第二连杆的首端铰接形成转动副，第二连杆的末端与连架杆的首端铰接形成转动副，连架杆的末端与机架铰接形成转动副；支撑固联在蜗轮蜗杆传动装置的蜗轮上，蜗轮蜗杆传动装置铰接在导轨副的滑块上，导轨副的滑块由安装在第一连杆或第二连杆上的螺旋副驱动。曲柄及连杆架由机架上动力机构驱动。本发明结构简单紧凑、应用范围广泛、可嫁接到其他康复和健身器械上、能应用在上/下肢的康复和健身训练器材上。

Description

大范围幅度可调的上下肢康健训练装置

技术领域：

本发明涉及一种康健训练装置，属于康复医疗和运动健身器械领域，特别涉及训练者上、下肢运动康复和训练的器械。

背景技术：

《2010年度中国老龄事业发展统计公报》指出全国60岁及以上老年人口已达1.7765亿，占总人口的比重达13.26%，与2000年第五次全国人口普查相比，上升了2.93个百分点，可见我国老龄化程度正在继续加深；随着社会发展，坐姿工作的人群不断增加，具有白领职业病的人数也不断增加。老年病的预防和康复、白领职业病的预防和治理已成为当今社会面临的严重问题。近些年康复和健身训练器械的研究也有了诸多成果，例如末端执行器牵引式、外骨骼穿戴式以及各种运动健身等训练器的研究和使用都有了很大程度的发展。但它们存在着以下不足：需要专业护理人员全程陪同训练、训练器械结构复杂、应用场地较大、运动形式单一，所以不具有普遍适用性，难以满足不同人群、不同个体的康复、健身需求。

发明内容：

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种结构简单紧凑、应用范围广泛、可嫁接到其他康复和健身器械上、能应用在上/下肢的康复和健身训练、运动形式可调的折叠式可变位肢体康健装置。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

大范围幅度可调的上下肢康健训练装置，其包括：

曲柄、第一连杆、第二连杆、连架杆、机架、支撑；所述曲柄的一端与所述机架铰接形成转动副，另一端与所述第一连杆的首端铰接形成转动副，第一连杆的末端与所述第二连杆的首端铰接形成转动副，第二连杆的末端与所述连架杆的首端铰接形成转动副，连架杆的末端与所述机架铰接形成转动副；

所述支撑固联在由减速器驱动的回转件上，所述减速器安装在导轨副的滑块上，所述回转件与所述滑块形成回转副；所述导轨副的滑块由安装在所述第一连杆或第二连杆上的螺旋副驱动。

所述减速器为蜗轮蜗杆减速器或行星齿轮减速器。

所述曲柄及所述连杆架由所述机架上动力机构驱动。

本发明的另一方案：大范围幅度可调的上下肢康健训练装置，其包括：

曲柄、第一连杆、第二连杆、连架杆、机架、支撑；所述曲柄的一端与所述机架铰接形成转动副，另一端与所述第一连杆的首端铰接形成转动副，第一连杆的末端与所述第二连杆的首端铰接形成转动副，第二连杆的末端与所述连架杆的首端铰接形成转动副，连架杆的末端与所述机架铰接形成转动副；

所述支撑固联在纵向滑块上，所述纵向滑块由设置在横向滑块上的二级螺旋副驱动沿横向滑块的导轨移动；所述横向滑块由设置在第一连杆上的螺旋副驱动沿第一连杆的导轨移动。

所述曲柄及所述连杆架由所述机架上动力机构驱动。

本发明的结构特点也在于：

所述曲柄由设于机架上的主运动输入轴通过主传动装置驱动转动；所述连架杆由设于机架上的辅助运动输入轴通过辅助传动装置驱动转动；所述主传动装置及所述辅助传动装置为轮系；

所述辅助传动装置上设有制动器。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明结构简单、便于集成到其它康复和健身训练器械、座椅、按摩椅和轮椅上。

2、本发明应用范围广，可用于上、下肢的康复和锻炼。

3、本发明锻炼模式多样，使用过程中把两对装置对称布置于左/右手和左/右腿旁，可以实现同步/异步训练。

4、本发明结构紧凑灵活，可以自由收放，不使用时可以折叠，占用空间小。

5、本发明具有可调节性，支撑的手柄位置、连架杆的角度可实现组合式调节，实现不同轨迹、不同幅度的运动训练，使其既能适应同一位训练者在不同的康复期和训练状态的锻炼的情况，又能满足不同身高的训练者进行康复和健身锻炼的需求。

6、通过离合器来控制电机带动曲柄或连架杆，曲柄和连架杆的驱动电机可以是同一个。

7、若在主动输入轴和主动传动装置中或外部设置有阻力环节如磁粉制动器、力矩可调摩擦制动器、弹簧等，便能进行被动训练；这样，通过电机和阻力环节就能够实现主被动训练，不仅可以作为康复锻炼器使用来康复肢体，而且能够作为健身器械使用来增强体质。

8、偏心结构的支撑固联在蜗轮上，蜗轮与导轨副的滑块铰接，再通过导轨副和螺旋副安装在第一连杆或第二连杆上，支撑相对连杆能够移动和转动；或者，支撑固联在两个移动方向垂直且串联连接在一起的具有两个移动自由度的平台的滑块上，组成第一级移动副的螺旋副和导轨副安装在第一连杆或第二连杆二上，使得支撑的轨迹更复杂，上下肢的训练幅度更大。

附图说明：

图1为本发明的主视结构示意图；图2为本发明的左视图；图3为本发明第二实施方案的主视结构示意图。

图中标号：1曲柄，2第一连杆，3第二连杆，4连架杆，5机架，6支撑，7主运动输入轴，8主传动装置，9辅助运动输入轴，10辅助传动装置，11螺旋副，12导轨副，13蜗轮蜗杆传动装置，14纵向滑块，15横向滑块，16二级螺旋副。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式：

实施例1：参见图1、2，本实施例的大范围幅度可调的上下肢康健训练装置，其包括：

曲柄1、第一连杆2、第二连杆3、连架杆4、机架5、支撑6；曲柄1的一端与机架5铰接形成转动副，另一端与第一连杆2的首端铰接形成转动副，第一连杆2的末端与第二连杆3的首端铰接形成转动副，第二连杆3的末端与连架杆4的首端铰接形成转动副，连架杆4的末端与机架5铰接形成转动副。

支撑6固联在蜗轮蜗杆传动装置13的蜗轮上，蜗轮蜗杆传动装置13铰接在导轨副12的滑块上，导轨副12的滑块由安装在第一连杆2或第二连杆3上的螺旋副11驱动。曲柄1及连杆架4由机架5上动力机构驱动。

实施例2：参见图2、3，本实施例的大范围幅度可调的上下肢康健训练装置，其包括：

曲柄1、第一连杆2、第二连杆3、连架杆4、机架5、支撑6；曲柄1的一端与机架5铰接形成转动副，另一端与第一连杆2的首端铰接形成转动副，第一连杆2的末端与第二连杆3的首端铰接形成转动副，第二连杆3的末端与连架杆4的首端铰接形成转动副，连架杆4的末端与机架5铰接形成转动副。

支撑6固联在纵向滑块14上，纵向滑块14由设置在横向滑块15上的二级螺旋副16驱动沿横向滑块的导轨移动；横向滑块15由设置在第一连杆2上的螺旋副11驱动沿第一连杆的导轨移动。曲柄1及连杆架4由机架5上动力机构驱动。

上述两方案中，曲柄1由设于机架5上的主运动输入轴7通过主传动装置8驱动转动；连架杆4由设于机架5上的辅助运动输入轴9通过辅助传动装置10驱动转动；主传动装置8及辅助传动装置10为轮系；辅助传动装置10上设有制动器。

使用中，参见图1、2，根据训练对象的身体参数和训练要求，通过第一连杆或第二连杆上的螺旋副11的螺杆驱动导轨副12的滑块移动，进而使蜗轮蜗杆传动装置13沿第一连杆或第二连杆的长度方向移动，再旋转蜗轮蜗杆传动装置13使得固联在蜗轮上的偏心结构的支撑6转动，通过移动和转动使得支撑到达合适位置；辅助运动输入轴9通过辅助传动装置10调整连架杆4到合适位置，制动器工作或自锁功能发挥作用保持连架杆不动。训练者上肢的手部（下肢的脚部）与支撑的手柄（脚踏）接触，主运动输入轴7通过主传动装置8驱动曲柄1整周回转，曲柄带动支撑的手柄（脚踏）按预期的轨迹和速度运动，达到训练目的；若支撑的手柄（脚踏）的运动轨迹不在使用者的适宜运动范围内，则将连架杆转动一定角度实现相应范围的位置调整，使得支撑手柄（脚踏）的运动轨迹在使用者的适宜运动范围内，从而也可以满足不同人群或个体的训练需求。

实际使用中，参见图2、3，根据训练对象的身体参数和训练要求，通过旋转安装在第一连杆或第二连杆上的螺旋副11的螺杆带动导轨副的横向滑块15移动，再通过旋转二级螺旋副16的螺杆带动纵向滑块14沿横向滑块移动，从而调整支撑6到达合适位置；辅助运动输入轴9通过辅助传动装置10调整连架杆4到合适位置，制动器工作或自锁功能发挥作用保持连架杆不动。训练者上肢的手部（下肢的脚部）与支撑的手柄（脚踏）接触，主运动输入轴7通过主传动装置8驱动曲柄1整周回转，曲柄带动支撑的手柄（脚踏）按预期的轨迹和速度运动，达到训练目的；若支撑手柄（脚踏）的运动轨迹不在使用者的适宜运动范围内，则将连架杆转动一定角度实现相应范围的位置调整，使得支撑手柄（脚踏）的运动轨迹在使用者的适宜运动范围内，从而也可以满足不同人群或个体的训练需求。

若在主运动输入轴7和主传动装置8中或外部装上阻力装置如磁粉制动器、力矩可调摩擦制动器、弹簧等，可以控制阻力矩的大小，为主动训练提供阻力，实现在规定轨迹的主动运动中进行力量训练的目的；结合电机的被动训练，从而可以满足主被动训练的需要。

在主运动输入轴7和辅助运动输入轴9上分别装上离合器，则可以通过离合器来控制电机带动曲柄或连架杆，这样，曲柄和连架杆的驱动电机可以是同一个。

若在主运动输入轴7和主传动装置8中装有制动器，则使用过程中把两对装置对称布置于左/右手和左/右腿旁，可以分别调整两侧的初始相位并保持不变，从而实现同步/异步训练。

若曲柄转动时，蜗杆、螺杆或两个螺杆再通过电机驱动，使得支撑在连杆上转动、移动或两个方向移动，则支撑可以实现更加复杂的轨迹运动，上下肢的训练幅度更大。

Claims (2)

1.大范围幅度可调的上下肢康健训练装置，其特征在于包括：

曲柄（1）、第一连杆（2）、第二连杆（3）、连架杆（4）、机架（5）、支撑（6）；所述曲柄（1）的一端与所述机架（5）铰接形成转动副，另一端与所述第一连杆（2）的首端铰接形成转动副，第一连杆（2）的末端与所述第二连杆（3）的首端铰接形成转动副，第二连杆（3）的末端与所述连架杆（4）的首端铰接形成转动副，连架杆（4）的末端与所述机架（5）铰接形成转动副；

所述支撑（6）固联在纵向滑块（14）上，所述纵向滑块（14）由设置在横向滑块（15）上的二级螺旋副（16）驱动沿横向滑块的导轨移动；所述横向滑块（15）由设置在第一连杆（2）上的螺旋副（11）驱动沿第一连杆的导轨移动；

所述曲柄（1）及所述连架杆（4）由所述机架（5）上动力机构驱动。

2.根据权利要求1所述的大范围幅度可调的上下肢康健训练装置，其特征在于，所述曲柄（1）由设于机架（5）上的主运动输入轴（7）通过主传动装置（8）驱动转动；所述连架杆（4）由设于机架（5）上的辅助运动输入轴（9）通过辅助传动装置（10）驱动转动；所述主传动装置（8）及所述辅助传动装置（10）为轮系；

所述辅助传动装置（10）上设有制动器。

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