本實(shí)用新型涉及康健醫(yī)療和運(yùn)動(dòng)健身器械領(lǐng)域，具體地說涉及一種下肢助力與訓(xùn)練裝置。

背景技術(shù)：

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功能運(yùn)動(dòng)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)備解決這一矛盾的有效途徑。

從上世紀(jì)中葉以來在康復(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。但它們存在著以下不足：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)康復(fù)訓(xùn)練及具有助力作用的裝置具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(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)用在下肢的康復(fù)和健身訓(xùn)練的下肢助力與訓(xùn)練裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種下肢助力與訓(xùn)練裝置，包括大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為兩自由度空間運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；

所述大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)有大腿支撐與固定部件，所述小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)有小腿支撐與固定部件。

進(jìn)一步地，還包括腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)也為兩自由度空間運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)有腳部支撐與固定部件。

進(jìn)一步地，所述兩自由度空間運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括支撐板、主連接桿、副伸縮桿和轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在支撐板上，所述主連接桿和副伸縮桿的一端分別鉸接在轉(zhuǎn)軸上，所述副伸縮桿的另一端鉸接在主連接桿的中部。

進(jìn)一步地，所述兩自由度空間運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括第一驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述第一驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括第一驅(qū)動(dòng)軸以及用于帶動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第一電機(jī)，所述第一驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)有第一主動(dòng)齒輪，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有第一從動(dòng)齒輪，所述第一主動(dòng)齒輪與第一從動(dòng)齒輪相互嚙合。

進(jìn)一步地，所述小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接塊、支撐桿和推動(dòng)伸縮桿，所述支撐桿和推動(dòng)伸縮桿的一端分別鉸接在連接塊上，所述推動(dòng)伸縮桿的另一端鉸接在支撐桿的中部。

進(jìn)一步地，所述大腿支撐與固定部件包括大腿托盤，所述連接塊通過連接軸鉸接在大腿托盤上。

進(jìn)一步地，所述大腿托盤上還設(shè)有用于帶動(dòng)連接塊轉(zhuǎn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述第二驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括第二驅(qū)動(dòng)軸以及用于帶動(dòng)第二驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電機(jī)，所述第二驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)有第二主動(dòng)齒輪，所述連接塊與連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)配合，所述連接塊上設(shè)有齒牙，所述第二主動(dòng)齒輪與齒牙相互嚙合。

進(jìn)一步地，所述腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過連接桿滑動(dòng)套接在支撐桿的另一端。

進(jìn)一步地，所述小腿支撐與固定部件包括小腿托盤以及設(shè)于所述小腿托盤上的小腿綁帶。

進(jìn)一步地，所述腳部支撐與固定部件包括腳踏以及設(shè)于腳踏上的腳部綁帶。

本實(shí)用新型的有益效果為：

本實(shí)用新型結(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。

本實(shí)用新型應(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。

本實(shí)用新型也是一種助力裝置，可以帶動(dòng)腿部運(yùn)動(dòng)，起到助力的作用。

本實(shí)用新型康復(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/右腿旁，可以實(shí)現(xiàn)同步/異步訓(xùn)練。

本實(shí)用新型結(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。

本實(shí)用新型具有可調(diào)節(jié)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)胯、膝、踝關(guān)節(jié)的康復(fù)訓(xùn)練。

本實(shí)用新型實(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。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的左視圖。

圖3是圖2的右視圖。

圖4是圖2的俯視圖。

附圖中各部件的標(biāo)記為：001支撐板、002主連接桿、003副伸縮桿、004轉(zhuǎn)軸、005第一電機(jī)、006第一主動(dòng)齒輪、007第一從動(dòng)齒輪、10大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、11大腿支撐與固定部件、111大腿托盤、112大腿綁帶、20小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、201連接塊、2011齒牙、202支撐桿、203推動(dòng)伸縮桿、204連接軸、205第二電機(jī)、206第二主動(dòng)齒輪、207固定塊、208連接桿、21小腿支撐與固定部件、211小腿托盤、212小腿綁帶、30腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、31腳部支撐與固定部件、311腳踏、312腳部綁帶。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：

參見圖1、圖2、圖3和圖4。

本實(shí)用新型一實(shí)施例的下肢助力與訓(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和腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30，所述大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10以及腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30均為兩自由度空間運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；

所述大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10上設(shè)有大腿支撐與固定部件11，所述小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)20上設(shè)有小腿支撐與固定部件21，腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30上設(shè)有腳部支撐與固定部件31。

本實(shí)施例中，所述兩自由度空間運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括支撐板001、主連接桿002、副伸縮桿003和轉(zhuǎn)軸004，所述轉(zhuǎn)軸004的兩端分別通過軸承轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在支撐板001上，所述主連接桿002和副伸縮桿003的后端分別鉸接在轉(zhuǎn)軸004上，所述副伸縮桿003的前端鉸接在主連接桿002的中部；具體實(shí)施中，為方便使用者在坐姿下進(jìn)行訓(xùn)練，轉(zhuǎn)軸004豎直布置，主連接桿002水平布置，副伸縮桿003位于主連接桿002的下方。

本實(shí)施例中，所述大腿支撐與固定部件11包括大腿托盤111以及設(shè)于所述大腿托盤111上的大腿綁帶112，所述大腿托盤111固定在大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10中的主連接桿002的前端；所述腳部支撐與固定部件31包括腳踏311以及設(shè)于腳踏311上的腳部綁帶312，所述腳踏311固定在腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30中的主連接桿的前端。

為簡潔描述起見，附圖中只在大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10部分的兩自由度空間運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)注，腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30部分的兩自由度空間運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在整體上比大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10部分的兩自由度空間運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸要小，這樣設(shè)計(jì)符合人體下肢結(jié)構(gòu)。

進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)，將大腿和腳部分別搭放在大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10和腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30上，并分別通過大腿支撐與固定部件11和腳部支撐與固定部件31固定，來回轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸004，主連接桿002和副伸縮桿003左右往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，即可帶動(dòng)大腿和腳部左右擺動(dòng)，主連接桿002也采用伸縮桿結(jié)構(gòu)，伸縮主連接桿002，可帶動(dòng)大腿和腳部前后伸展，伸縮副伸縮桿003，可帶動(dòng)主連接桿002上下往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)大腿和腳部抬起和落下，可以看出，采用兩自由度空間運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10和腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30能夠?qū)崿F(xiàn)大腿和腳部的全方位運(yùn)動(dòng)，具有非常好的鍛煉效果。

本實(shí)施例中，所述兩自由度空間運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括第一驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述第一驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括第一驅(qū)動(dòng)軸以及用于帶動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第一電機(jī)005，第一驅(qū)動(dòng)軸和第一電機(jī)005也安裝在支撐板001上，所述第一驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)有第一主動(dòng)齒輪006，所述轉(zhuǎn)軸004上設(shè)有第一從動(dòng)齒輪007，所述第一主動(dòng)齒輪006與第一從動(dòng)齒輪007相互嚙合。設(shè)置第一驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，可提高裝置的自動(dòng)控制性，這種驅(qū)動(dòng)方式，簡單易行，通過第一主動(dòng)齒輪006與第一從動(dòng)齒輪007的傳動(dòng)作用，第一電機(jī)005即可帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸004在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。為進(jìn)一步簡化結(jié)構(gòu)，第一電機(jī)005的輸出軸用作第一驅(qū)動(dòng)軸，第一主動(dòng)齒輪006直接一體成型在第一驅(qū)動(dòng)軸上。

本實(shí)施例中，所述小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)20包括連接塊201、支撐桿202和推動(dòng)伸縮桿203，所述支撐桿202和推動(dòng)伸縮桿203的上端分別鉸接在連接塊201上，所述推動(dòng)伸縮桿203的下端鉸接在支撐桿202的中部；所述小腿支撐與固定部件21包括小腿托盤211以及設(shè)于所述小腿托盤211上的小腿綁帶212。

進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)，將小腿搭放在小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)20上，并通過小腿支撐與固定部件21固定，伸縮推動(dòng)伸縮桿203，可帶動(dòng)支撐桿202上下往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)小腿抬起和落下，得到鍛煉。

為方便成型和安裝，小腿支撐與固定部件21通過固定塊207固定在支撐桿202上，推動(dòng)伸縮桿203的下端鉸接在該固定塊207上。

本實(shí)施例中，大腿托盤111和小腿托盤211大體上呈U形塊狀，分別通過相應(yīng)的綁帶圍合形成限定空間，從而束縛住大腿或小腿。

本實(shí)施例中，所述連接塊201的頂部通過連接軸204鉸接在大腿托盤111上，連接軸204平行于主連接桿002，較為符合下肢運(yùn)動(dòng)規(guī)律，所述大腿托盤111上還設(shè)有用于帶動(dòng)連接塊201轉(zhuǎn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)20通過上述結(jié)構(gòu)與大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10連接，可以進(jìn)步增強(qiáng)小腿的鍛煉，在進(jìn)行鍛煉時(shí)，通過第二驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)連接塊201轉(zhuǎn)動(dòng)，即可帶動(dòng)支撐桿202和推動(dòng)伸縮桿203左右往復(fù)晃動(dòng)，從而帶動(dòng)小腿左右擺動(dòng)，得到鍛煉。

本實(shí)施例中，所述第二驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括第二驅(qū)動(dòng)軸以及用于帶動(dòng)第二驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電機(jī)205，所述第二驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)有第二主動(dòng)齒輪206，所述連接塊201通過軸承與連接軸204轉(zhuǎn)動(dòng)配合，所述連接塊201上設(shè)有齒牙2011，所述第二主動(dòng)齒輪206與齒牙2011相互嚙合。這種驅(qū)動(dòng)方式，簡單易行，可提高裝置的自動(dòng)控制性。

本實(shí)施例中，所述腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30通過連接桿208滑動(dòng)套接在支撐桿202的另一端。這樣設(shè)計(jì)，方便拆裝，而且可以調(diào)節(jié)小腿長度適用不同人群。上面所述的各伸縮桿可以是電動(dòng)直線推桿、液壓推桿甚至是渦輪蝸桿副等，只要能伸縮、長度可調(diào)即可。

本實(shí)施例的各級(jí)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是相互連動(dòng)的，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)10的動(dòng)作，會(huì)帶動(dòng)小腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)20、腳部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30的動(dòng)作，以此類推。當(dāng)然，上述各級(jí)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)也可以是相互獨(dú)立，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)有效鍛煉的目的。

本實(shí)用新型下肢助力與訓(xùn)練裝置可以嫁接到訓(xùn)練椅上，具體可將大腿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10中的支撐板001固定在訓(xùn)練椅上。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)。

本實(shí)用新型下肢助力與訓(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健訓(xùn)練及助力行走，幫助患者實(shí)現(xiàn)三維空間下運(yùn)動(dòng)軌跡的康健訓(xùn)練，能夠使患者下肢完成更加復(fù)雜的空間運(yùn)動(dòng)，有效鍛煉各關(guān)節(jié)和肌肉。對(duì)于輕度患者，能夠使輕度患者在該裝置的助力下行走。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，應(yīng)用范圍廣，具有非常大的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。

應(yīng)當(dāng)理解本文所述的例子和實(shí)施方式僅為了說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)它做出各種修改或變化，在不脫離本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)的情況下，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。