CN114432654A - 一种踝关节动态平衡训练装置及训练方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于医疗康复训练器械技术领域，公开了一种踝关节动态平衡训练装置及训练方法，垫板固定在底座上端中间，垫板中间安装有摆动结构；所述摆动结构顶部固定有稳定支撑板，用于对稳定支撑板的下端中间位置进行支撑；底座中间安装有多个可调式液压阻尼器和一个电缸推杆；可调式液压阻尼器与摆动结构中的六角螺母周身固定连接，用于调节平衡训练过程中阻尼的大小，所述电缸推杆上端与稳定支撑板下端活动连接，用于控制摆动结构上的稳定支撑板的倾角变化。本发明利用电动推杆能实现训练者主动和被动两种动态平衡训练模式，极大程度上解决了现有动态平衡训练设备的结构复杂、成本过高问题，提高设备的利用效率，丰富平衡训练的模式。

Description

一种踝关节动态平衡训练装置及训练方法

技术领域

本发明属于医疗康复训练器械技术领域，尤其涉及一种踝关节动态平衡训练装置及训练方法。

背景技术

目前，踝关节是人体下肢重要的负重关节，在日常活动中容易发生踝扭伤等运动损伤。如果不及时正确的治疗，容易引发踝关节不稳定问题，造成踝部反复扭伤，伴随着慢性疼痛，会严重影响人的日常行动，继而可能引发其他关节疾病。踝关节不稳定在临床上一般选择康复训练方法在病症早期进行干预治疗，通过平衡训练进行平衡控制能力的锻炼，实现踝关节本体感觉能力的强化，恢复肌肉神经的反应和控制能力，有效改善踝关节不稳。同时，对踝关节不稳定的预防有较大的现实意义。

据统计，我国因运动损伤从而导致踝关节不稳定的发生率逐年增加，此外，老年人因肌力退化，踝关节力量较弱也会引起踝关节不稳定问题，会增加老年患者的跌倒风险。多项研究表明，包括平衡训练及下肢功能的训练干预可有效改善踝关节不稳定，从而恢复患者动态平衡能力和姿势控制能力。

目前市面上的动态平衡训练设备中，一般为不稳定支撑板式，分为主动式和被动式两种类型。主动式动态平衡训练设备需要训练者调节自己的身体重心改变支撑踏板的方向进行平衡训练，被动式动态平衡训练设备通过电机等驱动装置使支撑板摇晃，训练者需不断改变身体重心进行平衡控制。主动式动态平衡训练设备一般结构比较简单，操作方便，但是缺乏人机工程的研究，使用不当易出现二次损伤的安全问题。被动式平衡训练设备一般为进口的大型平衡训练仪，价格昂贵且操作复杂，往往只有大型康复医疗机构会购入，患者漫长的康复周期无法进行自主训练。

此外，现有的平衡训练设备与人体平衡训练运动机理结合度较单一，缺乏多维度的功能性训练。除本体感觉外，肌肉力量的激活是踝关节稳定性改善的重要影响因子，国内多用弹力带进行力量强化训练，可尝试在平衡训练设备中应用力量抗阻训练，促进安全、多维的踝关节功能性训练。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

现有的动态平衡训练设备一般为不稳定支撑板式，使用不当易出现二次损伤的安全问题，价格昂贵且操作复杂，患者漫长的康复周期无法进行自主训练；与人体平衡训练运动机理结合度较单一，缺乏多维度的功能性训练。

解决以上问题及缺陷的难度为：

国内对足踝康复训练器械的设计研究较少，多为不稳定支撑面式的健身器材，缺乏针对性，对足踝稳定性康复效果不显著，专业康复医院一般选购国外进口大型训练器械，可借助视觉反馈、多种训练模式能够增强训练效果，价格昂贵，操作复杂，故设备较少，使用效率不高。本发明旨在简化设备结构，实现简便安全的训练方式，显著改善踝关节稳定性，可在康复医院批量引进，患者家里也可为后续居家训练自行购置。

解决以上问题及缺陷的难度为：

大量国内外研究指出，除本体感觉外，肌肉力量的激活是改善踝关节稳定性的重要因素，国内因缺乏相关的设备设计，现有的平衡训练设备与人体平衡训练运动机理结合度较单一，缺乏多维度的功能性训练，将足踝力量和平衡的功能性训练分离，本发明旨在将本体感觉训练和力量训练结合，加强对踝关节不稳定问题的针对性，对完善康复训练***，加快向临床产品的转化具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种踝关节动态平衡训练装置及训练方法。

本发明是这样实现的，一种踝关节动态平衡训练装置包括：

底座和垫板；

所述垫板中间安装有摆动结构，用于足踝在安全活动角度内摆动进行平衡训练；

所述摆动结构顶部固定有稳定支撑板，用于训练者的站立定位及支撑；

所述底座中间安装有多个可调式液压阻尼器和一个电缸推杆，所述可调式液压阻尼器有伸缩端和固定端两端，伸缩端与摆动结构上侧的六角螺母周身铰接固定，固定端与底座铰接固定，伸缩端设有阻尼调节器，用于训练者按需要调节平衡训练过程中的阻尼大小；

所述电缸推杆上端与稳定支撑板下端活动连接，电缸推杆的底座与装置底座固定连接，通过电源控制电缸推杆的开关，电源接通后，通过调节推杆速度和推程，推杆对稳定支撑板上下推拉，使稳定支撑板发生不同程度的倾角变化。

进一步，所述摆动结构包括球型万向轴承和六角螺母，所述球型万向轴承与六角螺母下端中间固定连接，所述六角螺母上端通过螺钉和顶部稳定支撑板固定连接。

进一步，所述球型万向轴承包括球头杆和球壳，所述球头杆下端转动安装在球壳里侧，所述球壳下表面的四个圆孔通过紧固螺钉与垫板的上表面的四个小圆孔固定。

进一步，所述电缸推杆穿设在所述垫板中心侧边的大圆孔中，电缸推杆的伸缩端为圆形直扁头，电缸推杆的伸缩端上端与稳定支撑板下侧的第一铰接头通过圆柱销铰接固定。

进一步，所述电缸推杆包括电源、推杆柱体、推杆和电缸底座，所述电源和推杆柱体固定在电缸底座上，推杆穿设在推杆柱体中，电缸底座与底座通过紧固螺钉固定。

进一步，所述可调式液压阻尼器的伸缩端设置为阻尼调节装置，所述阻尼调节装置可按需要调节阻尼大小。

进一步，所述可调式液压阻尼器的伸缩杆端和固定端均为圆形直扁头，所述可调式液压阻尼器的伸缩杆端与六角螺母周身的第二铰接头通过圆柱销铰接固定，所述可调式液压阻尼器的固定端与底座上的第三铰接头通过圆柱销铰接固定。

进一步，所述垫板设置于底座上固定连接，按圆周方向均匀设有四个大圆孔、四个小圆孔，中心侧边设置一个大圆孔，所述垫板上按圆周排布的每个大圆孔中穿设一个可调式液压阻尼器。

进一步，所述稳定支撑板上表面设置有防滑纹理，所述底座下侧的四角设置有防滑脚垫。

本发明的另一目的在于提供一种踝关节动态平衡训练方法，所述踝关节动态平衡训练方法包括：

步骤一，根据训练者自身的体重和踝部力量对可调式液压阻尼器进行调节，调节不同档位的阻尼；

步骤二，训练者通过改变自身重心翻动稳定支撑板，在背伸、趾屈、内翻、外翻的平衡训练方向上实现均匀的力量抗阻训练；

步骤三，通过电源控制电缸推杆，关闭电缸推杆时，为主动式训练模式，训练者调节自己的身体重心改变稳定支撑板的方向进行平衡训练；

步骤四，打开电缸推杆时，可调节推杆的速度和推程，使稳定支撑板在内翻和外翻的方向上发生不同程度的上下晃动，训练者需要不断改变身体重心在踝关节内翻和外翻方向训练中实现平衡的控制。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

本发明通过改进现有动态平衡训练装置，利用电动推杆，能实现训练者主动和被动两种动态平衡训练模式，极大程度上解决了现有动态平衡训练设备的结构复杂、成本过高问题，提高设备的利用效率，丰富平衡训练的模式。

电动推杆的推程和速度均通过选型控制在在踝关节安全训练的角度内，有效防止训练过程中可能出现的二次损伤问题，提高产品安全性。

将可调式液压阻尼器和摆动结构相结合，在平衡训练中加入了力量抗阻训练，可根据训练者自身情况进行阻力的调节，多维度结合人体平衡训练运动机理，强化功能性训练，能显著提高踝关节康复训练效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的踝关节动态平衡训练装置的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的踝关节动态平衡训练装置的***结构示意图。

图3是本发明实施例提供的摆动结构***示意图

图4是本发明实施例提供的可调式液压阻尼器及装配示意图。

图5是本发明实施例提供的电动推杆及装配示意图。

图6是本发明实施例提供的被动态摆动的方向示意图。

图中：11、稳定支撑板；111、第一铰接头；121、螺钉；122、六角螺母；1221、第二铰接头；123、球头杆；124、球壳；125、紧固螺钉；13、电缸推杆；131、电源；132、推杆柱体；133、推杆；134、电缸底座；1341、紧固螺钉；14、可调式液压阻尼器；141、圆柱销；15、垫板；16、底座；161、第三铰接头；17、防滑脚垫。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种踝关节动态平衡训练装置及训练方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1至图6所示，本发明实施例提供的踝关节动态平衡训练装置包括底座16，设置于底座16上方的垫板15，设于底座上的摆动结构，可调式液压阻尼器14及电缸推杆13，所述摆动结构顶部设有稳定支撑板11。

所述垫板15设置于底座16上，按圆周方向均匀设有四个大圆孔、四个小圆孔，中心侧边设置一个大圆孔，所述垫板15上按圆周排布的每个大圆孔中穿设一个可调式液压阻尼器14。

可调式液压阻尼器14的伸缩杆与六角螺母122周身的第二铰接头1221通过圆柱销141铰接固定，可调式液压阻尼器14的固定端与底座16上的第三铰接头161通过圆柱销141铰接固定。

所述垫板15中心侧边的大圆孔中穿设一个电缸推杆13，所述电缸推杆13的电源131和推杆柱体132固定在电缸底座134上，推杆133穿设在推杆柱体132中，电缸底座134与底座16通过紧固螺钉1341固定，电缸推杆133与稳定支撑板11的第一铰接头111通过圆柱销141铰接固定，可控制摆动结构上的稳定支撑板11的倾角变化。

所述摆动结构包括球型万向轴承和六角螺母122，所述球型万向轴承的球头杆123和球壳124连接，所述球壳124下表面的四个圆孔通过紧固螺钉125与垫板15的上表面的四个小圆孔固定，所述六角螺母122通过螺钉121和顶部稳定支撑板11固定连接。

为了训练者在使用设备时能够顺畅的进行平衡和抗阻训练，本发明选用可调式液压阻尼器14，可以根据训练者自身的体重和力量调节不同档位的阻尼，训练者通过改变重心翻动稳定支撑板11，在背伸、趾屈、内翻、外翻的平衡训练方向上实现均匀的力量抗阻训练，此外，所述可调式液压阻尼器14按圆周方向均匀的分布在前后左右四个方向上，均与摆动结构中的顶部六角螺母122周身的铰接头161通过圆柱销141铰接固定，该结构能够稳定伸缩阻尼器14，防止出现伸缩卡顿的安全问题。

为了增加训练的多样性，提高训练的难度，可以通过电源控制电缸推杆13，关闭电缸推杆13时，本动态平衡训练装置为主动式训练，需要训练者调节自己的身体重心改变稳定支撑板11的方向进行平衡训练，打开电缸推杆13时，可调节推杆的速度和推程，使稳定支撑板11根据训练者自身情况发生不同程度的晃动，训练者需不断改变身体重心在踝关节内翻和外翻方向训练中的平衡控制，电缸推杆13的推程均限定在一定范围内，确保稳定支撑板11的内外翻角度符合人体踝关节内外翻的最大范围内。

为了增加动态平衡训练设备的稳定性，稳定支撑板11上设置防滑纹理，底座16的四角设置防滑脚垫17。

下面结合各结构工作原理对本发明的技术方案作进一步描述。

在本发明中稳定支撑板11用于训练者站在稳定支撑板上进行平衡训练；

球头杆123、球壳124组成球型万向轴承，可在任意方向摆动，通过六角螺母和稳定支撑板连接，训练者可站于支撑板上在各个方向上控制自身平衡；

电缸推杆13由电源131控制，电缸推杆13的推杆133可进行上下伸缩，可通过电源控制调节推杆133的推程和上下伸缩速度。

可调式液压阻尼器14上端为伸缩端，下端为固定端，伸缩端设有阻尼调节装置，可通过旋转调节装置进行阻尼档位的调节。

在本发明中，踝关节动态平衡训练方法包括：步骤一，根据训练者自身的体重和踝部力量对可调式液压阻尼器进行调节，调节不同档位的阻尼；

步骤二，训练者通过改变自身重心翻动稳定支撑板，在背伸、趾屈、内翻、外翻的平衡训练方向上实现均匀的力量抗阻训练；

步骤三，通过电源控制电缸推杆，关闭电缸推杆时，为主动式训练模式，训练者调节自己的身体重心改变稳定支撑板的方向进行平衡训练；

步骤四，打开电缸推杆时，可调节推杆的速度和推程，使稳定支撑板在内翻和外翻的方向上发生不同程度的上下晃动，训练者需要不断改变身体重心在踝关节内翻和外翻方向训练中实现平衡的控制。

下面结合应用实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

实施例1

本实施例的具体实施过程如下，参见图1，配合参见图2、图3、图4、图5：首先使用者双脚站立于稳定支撑板11上，所述稳定支撑板11上表面设置有防滑纹理，可有效增大摩擦力，防止使用者出现打滑问题，通过改变自身重心带动底座上的摆动结构，使稳定支撑板发生前、后、左、右四个方向的摆动，实现踝关节的背伸、趾屈、内翻、外翻平衡训练。训练过程中使用者需要克服可调式液压阻尼器14提供的阻力，并在训练过程中可随时转动可调式液压阻尼器14上端伸缩端的调节旋钮进行阻力大小的调节，实现本体感觉强化和力量训练相结合的主动式动态平衡训练。为丰富训练方式，使用者可打开电缸推杆13电源，推杆133可进行上下伸缩，使稳定支撑板11在左、右两个方向上实现一定角度的翻动，使用者需要不断改变自身重心并调整踝关节达到平衡，可通过电源控制调节推杆133的推程和上下伸缩速度，在-25°～25°的踝关节安全内外翻角度内进行被动式动态平衡训练，其摆动效果参加图6，电缸推杆13需定期充电，保证装置在使用时电能充足。

实施例2

本发明的一实施例中，摆动结构由球型万向轴承和六角螺母122组成，与稳定支撑板11紧固连接，为使用者提供踝关节的背伸、趾屈、内翻、外翻四个方向的平衡训练，配合可调式液压阻尼器14，可对踝部训练提供可调节的阻力，帮助使用者实现本体感觉和肌肉力量结合的多维度功能训练，改善踝关节不稳。

实施例3

在本发明一实施例中，电缸推杆13可通过推杆133的上下伸缩改变稳定支撑板11的角度，在踝关节内翻外翻的安全角度内，刺激使用者的踝关节不断调整以达到身体的平衡，实现踝关节的被动式动态平衡训练，推杆133的推程和速度均可调节，使用者可根据自己的需要和训练强度进行调整。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种踝关节动态平衡训练装置，包括底座和垫板，所述垫板固定在底座上端中间，其特征在于，所述垫板中间安装有摆动结构，用于足踝在安全活动角度内摆动进行平衡训练；

所述摆动结构顶部固定有稳定支撑板，用于训练者的站立定位及支撑；

所述底座中间安装有多个可调式液压阻尼器和一个电缸推杆，所述可调式液压阻尼器有伸缩端和固定端两端，伸缩端与摆动结构上侧的六角螺母周身铰接固定，固定端与底座铰接固定，伸缩端设有阻尼调节器，用于训练者按需要调节平衡训练过程中的阻尼大小；

所述电缸推杆上端与稳定支撑板下端活动连接，电缸推杆的底座与装置底座固定连接，通过电源控制电缸推杆的开关，电源接通后，通过调节推杆速度和推程，推杆对稳定支撑板上下推拉，使稳定支撑板发生不同程度的倾角变化。

2.如权利要求1所述的踝关节动态平衡训练装置，其特征在于，所述摆动结构包括球型万向轴承和六角螺母，所述球型万向轴承与六角螺母下端中间固定连接，所述六角螺母上端通过螺钉和顶部稳定支撑板固定连接。

3.如权利要求2所述的踝关节动态平衡训练装置，其特征在于，所述球型万向轴承包括球头杆和球壳，所述球头杆下端转动安装在球壳里侧，所述球壳下表面的四个圆孔通过紧固螺钉与垫板的上表面的四个小圆孔固定。

4.如权利要求1所述的踝关节动态平衡训练装置，其特征在于，所述电缸推杆穿设在所述垫板中心侧边的大圆孔中，电缸推杆的伸缩端为圆形直扁头，电缸推杆的伸缩端上端与稳定支撑板下侧的第一铰接头通过圆柱销铰接固定。

5.如权利要求4所述的踝关节动态平衡训练装置，其特征在于，所述电缸推杆包括电源、推杆柱体、推杆和电缸底座，所述电源和推杆柱体固定在电缸底座上，推杆穿设在推杆柱体中，电缸底座与底座通过紧固螺钉固定。

6.如权利要求1所述的踝关节动态平衡训练装置，其特征在于，所述可调式液压阻尼器的伸缩端设置为阻尼调节装置，所述阻尼调节装置可按需要调节阻尼大小。

7.如权利要求2所述的踝关节动态平衡训练装置，其特征在于，所述可调式液压阻尼器的伸缩杆端和固定端均为圆形直扁头，所述可调式液压阻尼器的伸缩杆端与六角螺母周身的第二铰接头通过圆柱销铰接固定，所述可调式液压阻尼器的固定端与底座上的第三铰接头通过圆柱销铰接固定。

8.如权利要求1所述的踝关节动态平衡训练装置，其特征在于，所述垫板设置于底座上固定连接，按圆周方向均匀设有四个大圆孔、四个小圆孔，中心侧边设置一个大圆孔，所述垫板上按圆周排布的每个大圆孔中穿设一个可调式液压阻尼器。

9.如权利要求1所述的踝关节动态平衡训练装置，其特征在于，所述稳定支撑板上表面设置有防滑纹理，所述底座下侧的四角设置有防滑脚垫。

10.一种用于实施权利要求1～9任意一项所述的踝关节动态平衡训练装置的踝关节动态平衡训练方法，其特征在于，所述踝关节动态平衡训练方法包括：

步骤一，根据训练者自身的体重和力量对可调式液压阻尼器进行调节，调节不同档位的阻尼；

步骤二，训练者通过改变重心翻动稳定支撑板，在背伸、趾屈、内翻、外翻的平衡训练方向上实现均匀的力量抗阻训练；

步骤三，通过电源控制电缸推杆，关闭电缸推杆时，为主动式训练模式，训练者调节自己的身体重心改变支撑踏板的方向进行平衡训练；

步骤四，打开电缸推杆时，可调节推杆的速度和推程，使稳定支撑板根据训练者自身情况发生不同程度的晃动，训练者不断改变身体重心在踝关节内翻和外翻方向训练中的平衡控制。

Images