CN111013099A - 一种全方位多模式颈肌训练器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全方位多模式颈肌训练器，包括座椅、转摆矫治组件、模式切换机构和加载机构；所述的转摆矫治组件包括头环组件及摆动组件，所述的摆动组件一端与头环组件可转动连接；所述的头环组件位于训练者的头部上方；所述的模式切换机构包括涡轮、蜗杆和蜗杆脱离机构，所述的蜗杆与蜗杆脱离机构连接，涡轮与蜗杆啮合；摆动组件的另一端与涡轮固定连接，涡轮与加载机构连接，头环组件与另一个加载机构连接。在前屈后伸、左右侧屈方位和各角度下进行等张及等长两种模式颈肌训练，并且在前屈后伸及左右侧屈不同位置时可同时进行左右旋转训练，有效的提高了颈部肌肉的强度。

Description

一种全方位多模式颈肌训练器

技术领域

本发明属于颈肌训练机械领域，具体涉及一种全方位多模式颈肌训练器。

背景技术

颈椎病已被世界卫生组织列为“全球十大顽症”之一，在我国就有2亿以上，已成为全民疾病。颈椎病的康复及颈椎病预防措施亟待解决，目前治疗方法主要有牵引及颈肌增强两种。传统设备功能单一、训练枯燥，只能进行等长模式训练，且旋转训练只能在正位进行单方位训练。训练过程枯燥，全套的颈部训练时间较长，单调的运动过程无法让训练者持之以恒，甚至无法完成全套的颈部训练。

发明内容

本发明的目的是提供一种全方位多模式颈肌训练器，在前屈后伸、左右侧屈方位和各角度下进行等张及等长两种模式颈肌训练，并且在前屈后伸及左右侧屈不同位置时可同时进行左右旋转训练，有效的提高了颈部肌肉的强度。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种全方位多模式颈肌训练器，包括座椅1、转摆矫治组件2、模式切换机构3和加载机构7；所述的转摆矫治组件2包括头环组件18及摆动组件16，所述的摆动组件16一端与头环组件18可转动连接；所述的头环组件18位于训练者的头部上方；所述的模式切换机构包括涡轮27、蜗杆301和蜗杆脱离机构，所述的蜗杆301与蜗杆脱离机构连接，涡轮27与蜗杆301啮合；摆动组件16的另一端与涡轮27固定连接，涡轮27与加载机构7连接，

作为本发明更优的技术方案，所述的头环组件18与另一个加载机构7连接。

作为本发明更优的技术方案，还包括传动机构5，所述的传动机构5包括两个等力矩凸轮、定滑轮12、双向滑轮11和旋转滑轮13，其中第一等力矩凸轮141固定在头环组件18上，第二等力矩凸轮142固定在涡轮轴15上，第一等力矩凸轮141上连接有第一钢丝绳101，第一钢丝绳101依次绕过第一双向滑轮111、两组旋转滑轮13和定滑轮12后连接在第一配重块71上，第二钢丝绳102一端固定在第二等力矩凸轮142上，另一端穿过第二双向滑轮112后连接在第二配重块72上。

作为本发明更优的技术方案，还包括立柱组件6，所述的立柱组件6位于座椅1上的训练者的后背方向上，立柱组件6包括立柱47、防护罩4和底板8，所述的立柱47和防护罩4固定在底板8上，所述的传动机构5、加载机构7和模式切换机构3位于防护罩4内。

作为本发明更优的技术方案，所述的模式切换机构3还包括蜗杆组件、支架44；所述的蜗杆组件包括双球头连杆253、球窝轴套303和蜗杆箱304；所述的蜗杆箱304上穿过有垂直于涡轮27的中心轴241，其通过支撑结构24固定支架44上；所述的双球头连杆253两端通过球窝轴套303与蜗杆301的轴头和蜗杆手柄25连接；所述的球窝轴套303上开设有平行于中心轴241的限位槽，限位槽内安装有限位环轴26，双球头连杆253与限位环轴26固定连接；所述的蜗杆301的两端支撑在蜗杆箱304壁上；所述的蜗杆脱离机构包括偏心轮33和凸轮手柄31，所述的偏心轮33的中心点与凸轮手柄31连接，其旋转点与蜗杆箱304连接，所述的支架44固定在立柱组件6上。

作为本发明更优的技术方案，还包括随动显示组件9，所述的随动显示组件9固定连接在旋转座椅1的前方。

作为本发明更优的技术方案，所述的随动显示组件9包括多节连杆46和显示***48，所述的多节连杆46固定连接在座椅1上，显示***48固定在多节连杆46上并且位于训练者前方。

作为本发明更优的技术方案，所述的座椅1下方连接有旋转机构，所述的旋转机构包括底板8、平行导轨45、轴承19、升降导轨22和电动推杆23；所述的座椅1通过轴承19连接在升降导轨22和电动推杆23上，所述的升降导轨22及电动推杆23固定在平行导轨45上，平行导轨45安装在底板8上，座椅1绕轴承19实现旋转运动。

作为本发明更优的技术方案，所述头环组件18包括头环支架36和调节传导部件，所述的调节传导部件包括防护软包的承力块39、双头螺纹杆38、锁紧螺母37、双头螺纹旋钮35、限位槽42和固定块41，所述的防护软包的承力块39通过旋转轴承34与双头螺纹杆38连接，所述的双头螺纹杆38通过固定块41支撑在头环支架36上，双头螺纹旋钮35固定套置在双头螺纹杆38上，双头螺纹旋钮35与固定块41上的限位槽42配合，锁紧螺母37连接双头螺纹杆38上，并抵靠在双头螺纹旋钮35的端面上。

作为本发明更优的技术方案，所述的摆动组件16与头环组件18可转动连接的连接轴上安装有扭矩传感器17。

作为本发明更优的技术方案，所述的支架44的底板内表面固定连接有拉簧43，所述的拉簧43另一端连接在蜗杆组件上。

有益效果如下：

本发明提供的颈肌训练器有效的提高了颈部肌肉的强度，可以进行全方位训练(前屈后伸0-45°、左右侧屈0-45°和左右旋转0-90°和多模式训练(等张模式及等长模式)，前屈后伸、左右侧屈方位和各角度下进行等张及等长两种模式颈肌训练。并且在前屈后伸及左右侧屈不同位置时可同时进行左右旋转训练。高效集成大幅度降低成本，节省训练前的位置调节时间，提高训练效率。在不同方位及模式下训练的同时，具有语音提示或弹出动态图片的方式进行鼓励行为，提高训练者的趣味性，使受试者积极完成全部训练。

附图说明

图1是本发明的全方位多模式颈肌训练器的结构示意图；

图2是本发明的全方位多模式颈肌训练器的结构示意图(不包括防护罩)；

图3是本发明的全方位多模式颈肌训练器的模式切换机构的结构示意图(支架剖开)；

图4是本发明的全方位多模式颈肌训练器的模式切换机构的剖视图(与中心轴平行方向)；

图5是本发明的全方位多模式颈肌训练器的头环组件的结构示意图；

图6是本发明的全方位多模式颈肌训练器的头环组件的剖视图；

图7是本发明的全方位多模式颈肌训练器的传动机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1和2所示，本发明提供一种全方位多模式颈肌训练器，包括座椅1、转摆矫治组件2、模式切换机构3和加载机构7；所述的转摆矫治组件2包括头环组件18及摆动组件16，所述的摆动组件16一端与头环组件18可转动连接；所述的头环组件18位于训练者的头部上方；所述的模式切换机构包括涡轮27、蜗杆301和蜗杆脱离机构，所述的蜗杆301与蜗杆脱离机构连接，涡轮27与蜗杆301啮合；摆动组件16的另一端与涡轮27固定连接，涡轮27与加载机构7连接。可以进行全方位训练(前屈后伸0-45°、左右侧屈0-45°和左右旋转0-90°)和多模式训练(等张模式及等长模式)，前屈后伸、左右侧屈方位和各角度下进行等张及等长两种模式颈肌训练。

在一些实施例中，如图2和图7所示，所述的头环组件18也与加载机构7。在前屈后伸及左右侧屈不同位置时可同时进行左右旋转训练。

在一些实施例中，如图2和7所示，所述的传动机构5包括两个等力矩凸轮、定滑轮12、双向滑轮11和旋转滑轮13，其中第一等力矩凸轮141固定在头环组件18上，第二等力矩凸轮142固定在涡轮轴15上，第一等力矩凸轮141上连接有第一钢丝绳101，第一钢丝绳101依次绕过第一双向滑轮111、两组旋转滑轮13和定滑轮12后连接在第一配重块71上，第二钢丝绳102一端固定在第二等力矩凸轮142上，另一端穿过第二双向滑轮112后连接在第二配重块72上。传动机构5在颈部旋转运动及在等张模式下的左右侧屈及前屈后伸运动时发挥其作用，当进行等长模式训练时，传动机构5不运动。在颈部旋转训练时，带动第一等力矩凸轮141经双向滑轮11及可变向的旋转滑轮13带动加载机构7实现颈部肌肉旋转训练。当模式切换机构3切换为等张模式时，涡轮27蜗杆组件脱离，摆动组件16带动第二等力矩凸轮142经双向滑轮112带动第二配重块72及座椅1旋转，实现等张模式下的颈部前屈后伸及左右侧屈训练。

在一些实施例中，如图1和2所示，还包括立柱组件6，所述的立柱组件6位于座椅1上的训练者的后背方向上，立柱组件6包括立柱47、防护罩4和底板8，所述的立柱47和防护罩4固定在底板8上，所述的传动机构5、加载机构7和模式切换机构3位于防护罩4内。防止加载机构7及钢丝绳对训练者损伤。

在一些实施例中，如图3所示，通过模式切换机构3进行等长和等张模式的切换，所述的模式切换机构3还包括蜗杆组件和支架44；所述的蜗杆组件包括双球头连杆253、球窝轴套303和蜗杆箱304；所述的蜗杆箱304上穿过有垂直于涡轮27的中心轴241，其通过支撑结构24固定支架44上；所述的双球头连杆253两端通过球窝轴套303与蜗杆301的轴头和蜗杆手柄25连接；所述的球窝轴套303上开设有平行于中心轴241的限位槽，限位槽内安装有限位环轴26，双球头连杆253与限位环轴26通过销钉252固定连接；所述的蜗杆301的两端支撑在蜗杆箱304壁上；所述的蜗杆脱离机构包括偏心轮33和凸轮手柄31，所述的偏心轮33的中心点与凸轮手柄31连接，其旋转点与蜗杆箱304连接，所述的支架44固定在立柱组件6上。涡轮27通过涡轮轴15支撑在支架44上。

如图4所示，涡轮27与蜗杆301啮合时为锁紧状态，通过蜗杆手柄25旋转，带动蜗杆301旋转，涡轮27旋转带动头环组件18旋转至某一位置，颈部用力实现等长模式训练。由于限位环轴26的限位作用，限位环轴26处于平行于中心轴241时，双球头连杆253的球头在球窝轴套303内不能在平行于中心轴241的方向上转动，可以在垂直于中心轴241的方向上转动，但是由于涡轮27和中心轴241在上下方向上的限位，双球头连杆253的球头在球窝轴套303均不能转动。

模式切换机构3从等长到等张模式训练的切换过程如下：当旋转蜗杆手柄25带动球窝轴套303与限位环轴26处于立位(限位环轴26垂直于中心轴241)，旋转凸轮手柄31带动偏心轮33旋转，偏心轮33的偏心距离带动蜗杆箱304移动，由于中心轴241的限位，蜗杆箱304只能在中心轴241上移动，蜗杆箱304带动球窝轴套303远离凸轮27，双球头连杆253的球头在球窝轴套303内可以沿平行于中心轴241的方向上运动，蜗杆301远离涡轮27，涡轮27与蜗杆301脱离后，摆动组件16通过等力矩凸轮142及固定其上的钢丝绳102经传动组件5带动配重块72进行等力矩的运动实现等张训练。

在一些实施例中，如图1所示，还包括随动显示组件9，所述的随动显示组件9固定连接在旋转座椅1的前方。所述的随动显示组件9包括多节连杆46和显示***48，所述的多节连杆46固定连接在座椅1上，显示***48固定在多节连杆46上并且位于训练者前方。通过过多节连杆46带动显示***48显示在训练者方便观测区域。在不同方位及模式下训练的同时，通过软件在显示***48上以柱状条带实时显示训练者训练力量的大小，当达到预设的肌力值时，***会以语音提示或弹出动态图片的方式进行鼓励行为，提高训练者的趣味性，不使训练枯燥，训练结束后可查询、打印训练报告。

在一些实施例中，如图2所示，所述的座椅1下方连接有旋转机构，所述的旋转机构包括底板8、平行导轨45、轴承19、升降导轨22和电动推杆23；所述的座椅1通过轴承19连接在升降导轨22和电动推杆23上，所述的升降导轨22及电动推杆23固定在平行导轨45上，平行导轨45安装在底板8上，座椅1绕轴承19实现旋转运动。座椅1绕轴承19实现旋转运动，实现座椅1与转摆组件2的距离可调。座椅1绕轴承19实现旋转运动，采用定位销20固定座椅1的正位及侧位，配合立柱组件6、转摆矫治组件2实现不同方位及模式下的颈部肌肉训练。座椅1的升降还可以可通过电机带动导轨实现，座椅1的前后调节可在转摆组件上等效实现。

在一些实施例中，如图5和6所示，所述头环组件18包括头环支架36和调节传导部件，所述的调节传导部件包括防护软包的承力块39、双头螺纹杆38、锁紧螺母37、双头螺纹旋钮35、限位槽42和固定块41，所述的防护软包的承力块39通过旋转轴承34与双头螺纹杆38连接，所述的双头螺纹杆38通过固定块41支撑在头环支架36上，双头螺纹旋钮35固定套置在双头螺纹杆38上，双头螺纹旋钮35与固定块41上的限位槽42配合，锁紧螺母37连接双头螺纹杆38上，并抵靠在双头螺纹旋钮35的端面上。带有防护软包的承力块39通过旋转轴承34使前屈后伸、左右侧屈、旋转运动的受力点均传导到相同一点。通过双头螺纹结构使调节速度提升，双头螺纹杆38及双头螺纹旋钮35及限位槽42固定块41实现左右相对运动的大小调节，以适用于不同训练者头部大小，采用锁紧螺母37实现位置固定。

在一些实施例中，所述的摆动组件16与头环组件18可转动连接的连接轴上安装有扭矩传感器17，通过头环组件18带动扭矩传感器17，从而测出训练者训练力量。

在一些实施例中，所述的支架44的底板内表面固定连接有拉簧43，所述的拉簧43另一端连接在蜗杆组件上。用于限制蜗杆组件在脱离状态下的移动，防止涡轮27和蜗杆301受震动啮合。

在一些实施例中，模式切换机构3通过涡轮安装孔29与转摆矫治组件2的摆动组件16固连，实现前屈后伸0-45°，左右侧屈0-45°运动。

本发明的颈肌训练器可提供全方位训练包含前屈后伸0-45°、左右侧屈0-45°和左右旋转0-90°，多模式训练包括等张及等长两种模式，具体工作过程如下：

一、前屈后伸0～45°训练

在前驱后伸0～45°运动时，可进行等长模式及等张模式的前屈后伸训练，具体如下：

座椅1旋转到侧位，涡轮27与蜗杆301啮合，旋转蜗杆手柄25使涡轮27固定于0～45°之间的某一角度，也就是与涡轮27固连的转摆矫治组件2固定于上述角度，训练者在此方位和角度下颈部用力(无位移，肌肉长度不变，肌肉张力变化)，通过扭矩传感器17测出训练者颈部肌肉训练值，实现等长模式训练。

通过模式切换机构3使涡轮27与蜗杆301脱离，第二钢丝绳102一端固定在第二等力矩凸轮142上，绕过双向滑轮112，另一端连接在第二配重块72上。训练者颈部用力，实现转摆矫治组件2在左右运动时钢丝绳102带动配重块72运动，实现等张模式训练，并可同时进行左右旋转0-90°训练。

二、左右侧屈0-45°训练

在左右侧屈时，可进行等张模式及等长模式的左右侧屈训练，具体如下：

座椅1旋转到正位，涡轮27与蜗杆301啮合，旋转蜗杆手柄25使涡轮27固定于0～45°之间的某一角度，也就是与涡轮27固连的转摆矫治组件2固定于上述角度，训练者在此方位和角度下颈部用力(无位移，肌肉长度不变，肌肉张力变化)，通过扭矩传感器17测出训练者颈部肌肉训练值，实现等长模式训练。

通过模式切换机构3使涡轮27与蜗杆301脱开，第二钢丝绳102一端固定在第二等力矩凸轮142上，绕过双向滑轮112，另一端连接在第二配重块72上。训练者颈部用力，实现转摆矫治组件2在左右运动时钢丝绳102带动配重块72运动，并可同时进行左右旋转0-90°训练。左右侧屈和前屈后伸的连接和运动除了座椅1方位的不同，其余都相同。

三、左右旋转0-90°训练

在左右旋转0-90°过程中，第一等力矩凸轮141固定在头环组件18上，钢丝绳101一端固定在第一等力矩凸轮141上，穿过双向滑轮111及两组旋转滑轮13实现双向变向并随动，再穿过定滑轮12，另一端连接在第一配重块71上，在头环组件18左右运动时钢丝绳101带动第一配重块71运动。

四、等长模式训练

转摆矫治组件2通过涡轮27与蜗杆301啮合的相对运动固定于某一角度(0-45°)，训练者在固定方位(前屈后伸或左右侧屈)和角度(0-45°)下颈部用力(无位移，肌肉长度不变，肌肉张力变化)，通过扭矩传感器17测出训练者颈部肌肉训练值，即为等长模式训练。

五、等张模式训练

通过模式切换机构3使涡轮27与蜗杆组件脱开，训练者颈部用力，使转摆矫治组件2带动第二等力矩凸轮142及固定于第二等力矩凸轮142上的第二钢丝绳102带动设置好的第二配重块72实现带配重的运动，通过调整第二配重块72使颈部一直受固定的力，从零点运动到某一角度，有位移，肌肉张力不变，长度改变即为等张模式训练。

Claims (10)

1.一种全方位多模式颈肌训练器，包括座椅(1)和转摆矫治组件(2)，所述的转摆矫治组件(2)包括头环组件(18)及摆动组件(16)，所述的摆动组件(16)一端与头环组件(18)可转动连接；所述的头环组件(18)位于训练者的头部上方；

其特征在于：还包括模式切换机构(3)和加载机构(7)；所述的模式切换机构(3)包括涡轮(27)、蜗杆(301)和蜗杆脱离机构，所述的蜗杆(301)与蜗杆脱离机构连接，涡轮(27)与蜗杆(301)啮合；摆动组件(16)的另一端与涡轮(27)固定连接，涡轮(27)与加载机构(7)连接。

2.如权利要求1所述的一种全方位多模式颈肌训练器，其特征在于：所述的头环组件(18)也与加载机构(7)连接。

3.如权利要求1和2所述的一种全方位多模式颈肌训练器，其特征在于：还包括传动机构(5)，所述的传动机构(5)包括两个等力矩凸轮、定滑轮(12)、双向滑轮(11)和旋转滑轮(13)，其中第一等力矩凸轮(141)固定在头环组件(18)上，第二等力矩凸轮(142)固定在涡轮轴(15)上，第一等力矩凸轮(141)上连接有第一钢丝绳(101)，第一钢丝绳(101)依次绕过第一双向滑轮(111)、两组旋转滑轮(13)和定滑轮(12)后连接在第一配重块(71)上，第二钢丝绳(102)一端固定在第二等力矩凸轮(142)上，另一端穿过第二双向滑轮(112)后连接在第二配重块(72)上。

4.如权利要求1所述的一种全方位多模式颈肌训练器，其特征在于：还包括立柱组件(6)，所述的立柱组件(6)位于座椅(1)上的训练者的后背方向上，立柱组件(6)包括立柱(47)、防护罩(4)和底板(8)，所述的立柱(47)和防护罩(4)固定在底板(8)上，所述的传动机构(5)、加载机构(7)和模式切换机构(3)位于防护罩(4)内。

5.如权利要求1所述的一种全方位多模式颈肌训练器，其特征在于：所述的模式切换机构(3)还包括蜗杆组件和支架(44)；

所述的蜗杆组件包括双球头连杆(253)、球窝轴套(303)和蜗杆箱(304)；所述的蜗杆箱(304)上穿过有垂直于涡轮(27)的中心轴(241)，其通过支撑结构(24)固定支架(44)上；所述的双球头连杆(253)两端通过球窝轴套(303)与蜗杆(301)的轴头和蜗杆手柄(25)连接；所述的球窝轴套(303)上开设有平行于中心轴(241)的限位槽，限位槽内安装有限位环轴(26)，双球头连杆(253)与限位环轴(26)固定连接；所述的蜗杆(301)的两端支撑在蜗杆箱(304)壁上；所述的支架(44)固定在立柱组件(6)上；

所述的蜗杆脱离机构包括偏心轮(33)和凸轮手柄(31)，所述的偏心轮(33)的中心点与凸轮手柄(31)连接，其旋转点与蜗杆箱(304)连接。

6.如权利要求5所述的一种全方位多模式颈肌训练器，其特征在于：所述的支架(44)的底板内表面固定连接有拉簧(43)，所述的拉簧(43)另一端连接在蜗杆组件上。

7.如权利要求1所述的一种全方位多模式颈肌训练器，其特征在于：还包括随动显示组件(9)，所述的随动显示组件(9)固定连接在座椅(1)的前方，所述的随动显示组件(9)包括多节连杆(46)和显示***(48)，所述的多节连杆(46)固定连接在座椅(1)上，显示***(48)固定在多节连杆(46)上并且位于训练者前方。

8.如权利要求1所述的一种全方位多模式颈肌训练器，其特征在于：所述的座椅(1)下方连接有旋转机构，所述的旋转机构包括底板(8)、平行导轨(45)、轴承(19)、升降导轨(22)和电动推杆(23)；所述的座椅(1)通过轴承(19)连接在升降导轨(22)和电动推杆(23)上，所述的升降导轨(22)及电动推杆(23)固定在平行导轨(45)上，平行导轨(45)安装在底板(8)上，座椅(1)绕轴承(19)旋转。

9.如权利要求1所述的一种全方位多模式颈肌训练器，其特征在于：所述头环组件(18)包括头环支架(36)和调节传导部件，所述的调节传导部件包括防护软包的承力块(39)、双头螺纹杆(38)、锁紧螺母(37)、双头螺纹旋钮(35)、限位槽(42)和固定块(41)，所述的防护软包的承力块(39)通过旋转轴承(34)与双头螺纹杆(38)连接，所述的双头螺纹杆(38)通过固定块(41)支撑在头环支架(36)上，双头螺纹旋钮(35)固定套置在双头螺纹杆(38)上，双头螺纹旋钮(35)与固定块(41)上的限位槽(42)配合，锁紧螺母(37)连接双头螺纹杆(38)上，并抵靠在双头螺纹旋钮(35)的端面上。

10.如权利要求1所述的一种全方位多模式颈肌训练器，其特征在于：所述的摆动组件(16)与头环组件(18)可转动连接的连接轴上安装有扭矩传感器(17)。

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