一種臥、坐、立三姿態下肢康健訓練設備的製作方法

2023-04-29 08:50:26 2

本發明涉及康復醫療和運動健身器械領域，具體地說涉及一種臥、坐、立三姿態下肢康健訓練設備。

背景技術：

社會老齡化程度日益加深、腦卒中、脊髓損傷等原因導致肢體功能運動降低，甚至全部喪失，嚴重影響了生活質量。康復治療是恢復運動功能的有效途徑，傳統物理治療師與病人一對一的康復治療方式存在勞動強度大、治療費用高等不足，因此，康復訓練設備解決這一矛盾的有效途徑。

從上世紀中葉以來在康復訓練設備上取得了諸多成果，如單自由度式、外骨骼、懸吊式等。但是這些康復訓練設備一般是固定在支撐架上，不能活動的，因此只能實現一種姿態的鍛鍊，運動形式單一，不能適應多種姿態的鍛鍊需求。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種結構簡單緊湊，適應多種姿態，應用範圍廣泛，能應用在下肢的康復和健身訓練的下肢康健訓練設備。

為了解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案：一種臥、坐、立三姿態下肢康健訓練設備，包括座椅和下肢康健訓練器；

所述座椅包括支撐架、坐墊結構以及連接在支撐架和坐墊結構之間的用於帶動坐墊結構升降的伸縮杆；

所述下肢康健訓練器設置在坐墊結構上。

進一步地，所述坐墊結構包括坐墊本體，所述坐墊本體呈「Ш」字形。

進一步地，所述坐墊結構的前側設有兩個間隔布置的扶杆支架，一扶手杆架設在兩個扶杆支架上。

進一步地，所述座椅包括靠背，所述靠背鉸接在坐墊結構的後側。

進一步地，所述坐墊結構的底部設有連接件，所述連接件上設有第二轉軸，所述下肢康健訓練器固定在第二轉軸上。

進一步地，所述下肢康健訓練器包括大腿運動機構和小腿運動機構，所述大腿運動機構為兩自由度空間運動機構；所述大腿運動機構上設有大腿支撐與固定部件，所述小腿運動機構上設有小腿支撐與固定部件。

進一步地，還包括腳部運動機構，所述腳部運動機構也為兩自由度空間運動機構，所述腳部運動機構上設有腳部支撐與固定部件。

進一步地，所述兩自由度空間運動機構包括支撐板、主連接杆、副伸縮杆和轉軸，所述轉軸轉動安裝在支撐板上，所述主連接杆和副伸縮杆的一端分別鉸接在轉軸上，所述副伸縮杆的另一端鉸接在主連接杆的中部。

進一步地，所述兩自由度空間運動機構還包括第一驅動結構，所述第一驅動結構包括第一驅動軸以及用於帶動第一驅動軸轉動的第一電機，所述第一驅動軸上設有第一主動齒輪，所述轉軸上設有第一從動齒輪，所述第一主動齒輪與第一從動齒輪相互嚙合。

進一步地，所述小腿運動機構包括連接塊、支撐杆和推動伸縮杆，所述支撐杆和推動伸縮杆的一端分別鉸接在連接塊上，所述推動伸縮杆的另一端鉸接在支撐杆的中部。

進一步地，所述大腿支撐與固定部件包括大腿託盤，所述連接塊通過連接軸鉸接在大腿託盤上。

進一步地，所述大腿託盤上還設有用於帶動連接塊轉動的第二驅動結構，所述第二驅動結構包括第二驅動軸以及用於帶動第二驅動軸轉動的第二電機，所述第二驅動軸上設有第二主動齒輪，所述連接塊與連接軸轉動配合，所述連接塊上設有齒牙，所述第二主動齒輪與齒牙相互嚙合。

本發明的有益效果體現在：

本發明可以令使用者坐在座椅上，下肢和下肢康健訓練器綁定，然後即可舒適地由下肢康健訓練器帶著開展下肢鍛鍊。

本發明應用範圍廣，可實現坐姿、臥姿、站姿等多種姿態下的肢康復訓練與鍛鍊。

本發明康復訓練模式多樣，可以實現同步/異步訓練。

本發明結構緊湊靈活，可以自由收放，不使用時可以摺疊收縮，佔用空間小。

本發明具有可調節性，大腿、小腿和腳部三部分可實現串聯組合也可以拆開進行分別對骻、膝、踝關節的康復訓練。

本發明實現不同軌跡、不同幅度的運動訓練，使其既能適應同一位訓練者在不同的康復期和訓練狀態的鍛鍊的情況，又能滿足不同身高的訓練者進行康復和健身鍛鍊的需求。

主動訓練時，通過調節電機自身的控制電流可阻力環節，能夠實現主動訓練，不僅可以作為康復鍛鍊器使用來康復肢體，而且能夠作為健身器械使用來增強體質。

附圖說明

圖1是本發明一實施例的結構示意圖。

圖2是本發明一實施例中下肢康健訓練器的連接方式結構示意圖。

圖3是本發明一實施例中下肢康健訓練器的立體結構示意圖。

圖4是本發明一實施例中下肢康健訓練器的左視圖。

圖5是圖4的右視圖。

圖6是圖4的俯視圖。

圖7是本發明一實施例的俯視圖。

附圖中各部件的標記為：001支撐板、002主連接杆、003副伸縮杆、004第一轉軸、005第一電機、006第一主動齒輪、007第一從動齒輪、10大腿運動機構、20小腿運動機構、201連接塊、2011齒牙、202支撐杆、203推動伸縮杆、204連接軸、205第二電機、206第二主動齒輪、207固定塊、208連接杆、30腳部運動機構、40大腿支撐與固定部件、401大腿託盤、402大腿綁帶、50小腿支撐與固定部件、501小腿託盤、502小腿綁帶、60腳部支撐與固定部件、601腳踏、602腳部綁帶、70座椅、701支撐架、702伸縮杆、703坐墊本體、704扶手、705靠背、706扶杆支架、707扶手杆、80連接件、801平板、802第二轉軸、901第三主動齒輪、902第三從動齒輪。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述：

參見圖1、圖3和圖7。

本發明一實施例的臥、坐、立三姿態下肢康健訓練設備，包括座椅70和下肢康健訓練器；

所述座椅70包括支撐架701、坐墊結構以及連接在支撐架701和坐墊結構之間的用於帶動坐墊結構升降的伸縮杆702；

所述下肢康健訓練器設置在坐墊結構上。

使用時，使用者可坐在坐墊結構上進行鍛鍊，下肢和下肢康健訓練器綁定，然後即可舒適地由下肢康健訓練器帶著開展下肢鍛鍊。通過伸縮杆702將坐墊結構調整到合適的高度，以滿足不同人群的需要，更重要的是，通過升降坐墊結構，可以實現在坐姿和站姿下鍛鍊的模式；具體實施時，伸縮杆702可以是電動直線推桿、液壓推桿甚至是渦輪蝸杆副等，只要能伸縮、長度可調即可。

本實施例中，所述座椅70包括靠背705，所述靠背705鉸接在坐墊本體703的後側，所述靠背705翻轉至適於人體倚靠，也可以翻轉至適於人體平躺。這樣設計，可實現在坐姿和臥姿等各姿態下進行鍛鍊，有多種訓練姿態供使用者選擇，模式多樣，應用範圍廣，增加舒適度。具體實施時，可採用現有翻轉靠背的結構實現狀態的切換，比如，由設置在坐墊本體703上的電機驅動鉸接軸轉動，自動化程度高。

本實施例中，所述坐墊結構包括坐墊本體703和兩個分別固定在坐墊本體703的左右兩側的扶手704。每個扶手704的前側和支撐架701之間均連接有所述伸縮杆702，所述坐墊本體703的後側和支撐架701之間連接有兩根伸縮杆702。這樣，一共四根伸縮杆702，結構簡單，而且能夠保證裝置的使用穩定性和安全性。

本實施例中，參見圖2，所述坐墊本體703的底部設有連接件80，所述連接件80上設有第二轉軸802，所述下肢康健訓練器固定在第二轉軸802上。採用這種結構，可通過轉動第二轉軸802調整下肢康健訓練器的角度，以配合使用者在坐姿、臥姿、站姿下進行鍛鍊，第二轉軸802一般水平左右布置，符合人體下肢運動規律。

當然，本發明不僅僅可以在坐姿、臥姿、站姿下進行鍛鍊，在這些姿態之間的過渡姿態下也可以進行鍛鍊，適用範圍廣。

本實施例中，還包括用於控制第二轉軸802轉動的第三驅動結構，所述第三驅動結構包括第三主動齒輪901，用於帶動第三主動齒輪901轉動的第三電機，以及固定在第二轉軸802上的第三從動齒輪902，所述第三主動齒輪901與第三從動齒輪902相互嚙合，第三電機和第三主動齒輪901可設置在坐墊本體的底部。這種驅動方式，結構簡單，方便控制，容易實施。

當然，本發明也可以不使用上述第三驅動結構，直接手動轉動第二轉軸802，待轉至合適的角度後，通過銷軸等限位方式進行鎖緊。

具體實施中，本裝置中配置一對下肢康健訓練器，來滿足一雙下肢的鍛鍊，為了便於製作、安裝，連接件80設置兩個，第二轉軸802的兩端分別轉動安裝在兩個連接件80上，且第二轉軸802在中間斷開，第二轉軸802的斷開處通過聯軸器連接，第三從動齒輪902設置在聯軸器的外部。

具體實施中，每個連接件均由兩塊平板801組成，第二轉軸802通過軸承轉動安裝在設於平板801底部的凸塊上，大腿運動機構10中的支撐板001固定在第二轉軸802的位於兩塊平板801之間的部分。

本實施例中，所述坐墊本體703呈「Ш」字形。採用這種結構，人體大腿部位可以透過坐墊本體703的空缺處與大腿運動機構結合，設計合理，能夠大大簡化裝置結構，這裡的所述的「Ш」字形並不是嚴格按照字形來理解的，只要有兩條與大腿相應的缺口均視為是上述形狀，屬於本發明的保護範圍。

另外，上述坐墊本體703也能方便使用者在站姿下進行訓練，需要在站姿下訓練時，通過伸縮杆702將坐墊結構升高，大腿部位穿過坐墊本體703的空缺處站立，並通過驅動結構調整下肢康健訓練器的角度，以符合站姿需要，然後即可進行下一步的鍛鍊。

本實施例中，所述兩個扶手704的前端分別設有扶杆支架706，一扶手杆707架設在兩個扶手704的前端的扶杆支架706上。扶手杆707用於防止使用者向前傾而產生安全隱患，進一步保護使用者。

本實施例中，其中一個扶杆支架706轉動安裝在相應扶手704的前端，扶手杆707的一端鉸接在該其中一個扶杆支架706上，扶手杆707的另一端通過銷可拆卸固定在另一個扶杆支架706上，這樣設計，扶杆支架706不容易丟失，而且可以很快捷地打開和閉合，方便使用者進入而坐在坐墊本體上，大大提高了裝置的實用性。

以下請參見圖3、圖4、圖5和圖6。

本實施例中，所述下肢康健訓練器包括依次串聯的大腿運動機構10、小腿運動機構20和腳部運動機構30，所述大腿運動機構10以及腳部運動機構30均為兩自由度空間運動機構；所述大腿運動機構10上設有大腿支撐與固定部件40，所述小腿運動機構20上設有小腿支撐與固定部件50，腳部運動機構30上設有腳部支撐與固定部件60。

使用時，使用者坐在座椅70上，下肢通過各支撐與固定部件和下肢康健訓練器綁定，然後即可舒適地由下肢康健訓練器帶著開展下肢鍛鍊。

本實施例中，所述兩自由度空間運動機構包括支撐板001、主連接杆002、副伸縮杆003和第一轉軸004，所述第一轉軸004的兩端分別通過軸承轉動安裝在支撐板001上，所述主連接杆002和副伸縮杆003的後端分別鉸接在第一轉軸004上，所述副伸縮杆003的前端鉸接在主連接杆002的中部；具體實施中，為方便使用者在坐姿下進行訓練，第一轉軸004豎直布置，主連接杆002水平布置，副伸縮杆003位於主連接杆002的下方。

所述下肢康健訓練器以大腿運動機構10中的支撐板001固定在第二轉軸802上。

本實施例中，所述大腿支撐與固定部件40包括大腿託盤401以及設於所述大腿託盤401上的大腿綁帶402，所述大腿託盤401固定在大腿運動機構10中的主連接杆002的前端；所述腳部支撐與固定部件60包括腳踏601以及設於腳踏601上的腳部綁帶602，所述腳踏601固定在腳部運動機構30中的主連接杆的前端。

為簡潔描述起見，附圖中只在大腿運動機構10部分的兩自由度空間運動機構進行標註，腳部運動機構30部分的兩自由度空間運動機構在整體上比大腿運動機構10部分的兩自由度空間運動機構的尺寸要小，這樣設計符合人體下肢結構。

進行訓練時，將大腿和腳部分別搭放在大腿運動機構10和腳部運動機構30上，並分別通過大腿支撐與固定部件40和腳部支撐與固定部件60固定，來迴轉動第一轉軸004，主連接杆002和副伸縮杆003左右往復轉動，即可帶動大腿和腳部左右擺動，主連接杆002也採用伸縮杆結構，伸縮主連接杆002，可帶動大腿和腳部前後伸展，伸縮副伸縮杆003，可帶動主連接杆002上下往復轉動，從而帶動大腿和腳部抬起和落下，可以看出，採用兩自由度空間運動機構的大腿運動機構10和腳部運動機構30能夠實現大腿和腳部的全方位運動，具有非常好的鍛鍊效果。

本實施例中，所述兩自由度空間運動機構還包括第一驅動結構，所述第一驅動結構包括第一驅動軸以及用於帶動第一驅動軸轉動的第一電機005，第一驅動軸和第一電機005也安裝在支撐板001上，所述第一驅動軸上設有第一主動齒輪006，所述第一轉軸004上設有第一從動齒輪007，所述第一主動齒輪006與第一從動齒輪007相互嚙合。設置第一驅動結構，可提高裝置的自動控制性，這種驅動方式，簡單易行，通過第一主動齒輪006與第一從動齒輪007的傳動作用，第一電機005即可帶動第一轉軸004在水平面內轉動。為進一步簡化結構，第一電機005的輸出軸用作第一驅動軸，第一主動齒輪006直接一體成型在第一驅動軸上。

本實施例中，所述小腿運動機構20包括連接塊201、支撐杆202和推動伸縮杆203，所述支撐杆202和推動伸縮杆203的上端分別鉸接在連接塊201上，所述推動伸縮杆203的下端鉸接在支撐杆202的中部；所述小腿支撐與固定部件50包括小腿託盤501以及設於所述小腿託盤501上的小腿綁帶502。

進行訓練時，將小腿搭放在小腿運動機構20上，並通過小腿支撐與固定部件50固定，伸縮推動伸縮杆203，可帶動支撐杆202上下往復轉動，從而帶動小腿抬起和落下，得到鍛鍊。

為方便成型和安裝，小腿支撐與固定部件50通過固定塊207固定在支撐杆202上，推動伸縮杆203的下端鉸接在該固定塊207上。

本實施例中，大腿託盤401和小腿託盤501大體上呈U形塊狀，分別通過相應的綁帶圍合形成限定空間，從而束縛住大腿或小腿。

本實施例中，所述連接塊201的頂部通過連接軸204鉸接在大腿託盤401上，連接軸204平行於主連接杆002，較為符合下肢運動規律，所述大腿託盤401上還設有用於帶動連接塊201轉動的第二驅動結構。小腿運動機構20通過上述結構與大腿運動機構10連接，可以進步增強小腿的鍛鍊，在進行鍛鍊時，通過第二驅動結構帶動連接塊201轉動，即可帶動支撐杆202和推動伸縮杆203左右往復晃動，從而帶動小腿左右擺動，得到鍛鍊。

本實施例中，所述第二驅動結構包括第二驅動軸以及用於帶動第二驅動軸轉動的第二電機205，所述第二驅動軸上設有第二主動齒輪206，所述連接塊201通過軸承與連接軸204轉動配合，所述連接塊201上設有齒牙2011，所述第二主動齒輪206與齒牙2011相互嚙合。這種驅動方式，簡單易行，可提高裝置的自動控制性。

本實施例中，所述腳部運動機構30通過連接杆208滑動套接在支撐杆202的另一端。這樣設計，方便拆裝，而且可以調節小腿長度適用不同人群。上面所述的各伸縮杆可以是電動直線推桿、液壓推桿甚至是渦輪蝸杆副等，只要能伸縮、長度可調即可。

本實施例的各級運動機構是相互連動的，上級機構的動作會帶動下級機構的動作，比如，大腿運動機構10的動作，會帶動小腿運動機構20、腳部運動機構30的動作，以此類推。當然，上述各級運動機構也可以是相互獨立，同樣能夠實現有效鍛鍊的目的。

應當理解本文所述的例子和實施方式僅為了說明，本領域技術人員可根據它做出各種修改或變化，在不脫離本發明精神實質的情況下，都屬於本發明的保護範圍。