本發(fā)明涉及室內(nèi)運(yùn)動(dòng)器材，尤指一種具步態(tài)分析功能的智能型懸吊系統(tǒng)，其具有支撐使用者體重以及實(shí)時(shí)量化評(píng)估使用者步態(tài)（gait）的功能。

背景技術(shù)：

室內(nèi)運(yùn)動(dòng)器材的使用性質(zhì)雖不同于戶外運(yùn)動(dòng)，然于現(xiàn)階段，各種不同領(lǐng)域的室內(nèi)運(yùn)動(dòng)器材均能展現(xiàn)進(jìn)行身體各部肌肉的訓(xùn)練，使消費(fèi)者雖處于居家或室內(nèi)亦能進(jìn)行體能訓(xùn)練，達(dá)到健身訓(xùn)練的目的，但大多室內(nèi)運(yùn)動(dòng)器材僅能提供一般使用者作為健身訓(xùn)練，而無(wú)法讓下肢無(wú)法承受較大重量的使用者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或復(fù)健訓(xùn)練，即使現(xiàn)今市面上的運(yùn)動(dòng)器材有發(fā)展出一種透過(guò)另外增設(shè)的懸吊裝置來(lái)支撐用戶，也僅能單純地懸吊及支撐使用者，而無(wú)法再針對(duì)使用者當(dāng)下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行步態(tài)分析及視覺(jué)回饋。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的，其提供一種具步態(tài)分析功能的智能型懸吊系統(tǒng)，該智能型懸吊系統(tǒng)可實(shí)時(shí)偵測(cè)及分析使用者的步態(tài)，并實(shí)時(shí)做出視覺(jué)回饋，讓用戶借由視覺(jué)回饋得知運(yùn)動(dòng)或復(fù)健的步態(tài)狀況，進(jìn)而作出適當(dāng)?shù)牟綉B(tài)調(diào)整，也可以回饋訊號(hào)作為復(fù)健裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)控制之用。

本發(fā)明的另一主要目的，其提供一種具步態(tài)分析功能的智能型懸吊系統(tǒng)，其適用于可移動(dòng)性的定點(diǎn)狀態(tài)中的運(yùn)動(dòng)裝置，于運(yùn)動(dòng)裝置上在可偵測(cè)并呈現(xiàn)使用者重量改變、步態(tài)改變的位置區(qū)設(shè)有一重量傳感器及一位移傳感器，經(jīng)由數(shù)字轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)輸出、計(jì)算機(jī)收集數(shù)據(jù)、軟件分析步態(tài)數(shù)據(jù)，以得知身體重心位移、身體兩側(cè)承重和對(duì)稱性、身體兩側(cè)承載時(shí)間和對(duì)稱性等數(shù)據(jù)，進(jìn)而經(jīng)由視覺(jué)回饋，俾讓用戶進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟綉B(tài)調(diào)整，也可以回饋訊號(hào)作為復(fù)健裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)控制之用。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種具步態(tài)分析功能的智能型懸吊系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)可鏈接在運(yùn)動(dòng)裝置或是運(yùn)動(dòng)機(jī)的骨架；該骨架上設(shè)有一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連結(jié)有一可供束縛使用者的載具，而一感測(cè)組件設(shè)置在運(yùn)動(dòng)裝置或是運(yùn)動(dòng)機(jī)的骨架上在可偵測(cè)并呈現(xiàn)使用者重量改變、步態(tài)改變的位置區(qū)，以可定點(diǎn)式實(shí)時(shí)偵測(cè)及分析使用者的步態(tài)，并實(shí)時(shí)做出視覺(jué)回饋，讓用戶借由視覺(jué)回饋得知運(yùn)動(dòng)或復(fù)健的步態(tài)狀況，進(jìn)而作出適當(dāng)?shù)牟綉B(tài)調(diào)整。

進(jìn)一步，前述視覺(jué)回饋即是顯示出步態(tài)狀況于一顯示屏幕上，該顯示屏幕可為前述運(yùn)動(dòng)裝置的控制屏幕或是其他顯示器上，視覺(jué)回饋可顯示出減重、身體重心上下、移動(dòng)速度/距離、步頻、左右腳動(dòng)作對(duì)稱性、單腳支撐重量百分比。

進(jìn)一步，該骨架包含有兩相隔開(kāi)的底桿，該底桿后端往上延伸設(shè)有兩外豎桿，兩下肋體各設(shè)于底桿與外豎桿之間，而外豎桿頂端呈彎曲式并連接至兩中豎桿，兩中豎桿之間設(shè)置有一控制臺(tái)及一乘坐架體，使用者可經(jīng)由該控制臺(tái)來(lái)操控智能型懸吊系統(tǒng)，而乘坐架體底端設(shè)置有一支撐架，其可借由連接板可上下滑動(dòng)地安裝在中豎桿上，兩中豎桿頂端連接至一上橫桿，一上肋體設(shè)于上橫桿與中豎桿之間以增加支撐強(qiáng)度，該中豎桿頂端設(shè)有一上平臺(tái)。

進(jìn)一步，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包含一設(shè)置于骨架的兩中豎桿之間的氣壓缸、骨架的上平臺(tái)、上橫桿上方的數(shù)滑輪及兩鋼索，其中一鋼索一端連結(jié)于氣壓缸，而另端再行經(jīng)上平臺(tái)、上橫桿上設(shè)置的滑輪，而另一鋼索一端亦相同地連結(jié)于氣壓缸，而鋼索另端同樣地行經(jīng)上平臺(tái)、上橫桿上所設(shè)置的另外的兩滑輪，最后兩鋼索末端再連結(jié)至一可將用戶束縛于運(yùn)動(dòng)裝置上的軟質(zhì)載具上方。

進(jìn)一步，該感測(cè)組件設(shè)置于骨架的上平臺(tái)上并可定點(diǎn)式監(jiān)測(cè)及分析使用者的步態(tài)，以得知運(yùn)動(dòng)或復(fù)健的步態(tài)狀況，該感測(cè)組件包含有一重量傳感器及一位移傳感器。

進(jìn)一步，該感測(cè)組件的重量傳感器及位移傳感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)使用者的步態(tài)，該重量傳感器及位移傳感器會(huì)透過(guò)MCU數(shù)字轉(zhuǎn)換，并將數(shù)據(jù)輸出，讓智能型懸吊系統(tǒng)的控制面板的計(jì)算機(jī)收集數(shù)據(jù)，且利用軟件分析步態(tài)數(shù)據(jù)，以偵測(cè)身體重心位移、兩側(cè)承重與對(duì)稱性、兩側(cè)承載時(shí)間與對(duì)稱性，并立即作出前述視覺(jué)回饋。

透過(guò)此懸吊系統(tǒng)可支撐病患部分或是全部的體重，在臨床的使用上，一方面可以確保病患的行走安全，另一方面借由懸吊體重來(lái)減少下肢的承重，以使病患及早承重進(jìn)行下肢的行走訓(xùn)練，使懸吊系統(tǒng)可調(diào)整所懸吊的力量，因此可隨著使用者能力的進(jìn)步而減少支撐力量，而鋼索上連結(jié)的氣壓缸氣壓或感測(cè)組件除了可實(shí)時(shí)偵測(cè)并實(shí)時(shí)回饋所支撐的重量外，亦可監(jiān)測(cè)使用者行走過(guò)程中身體重心（center of mass）轉(zhuǎn)移的特性，例如重心移動(dòng)的軌跡及速度等，再進(jìn)一步分析用戶步態(tài)周期中的時(shí)間-空間參數(shù)以及雙側(cè)下肢動(dòng)作的對(duì)稱性，例如步頻（cadence）、單腳支撐體重的百分比，借以評(píng)估病患的步態(tài)表現(xiàn)，本發(fā)明的懸吊系統(tǒng)并非懸吊在被安設(shè)于天花板上的軌道處，因此不是一種沿著軌道移動(dòng)的懸吊系統(tǒng)，具有方便移動(dòng)性而可被設(shè)在定點(diǎn)狀態(tài)中的任一運(yùn)動(dòng)裝置上作為訓(xùn)練使用。

有關(guān)本發(fā)明為達(dá)前述目的所據(jù)以實(shí)施的具體構(gòu)造及其功效，茲佐以圖式說(shuō)明如后。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的具步態(tài)分析功能的智能型懸吊系統(tǒng)立體圖；

圖2為本發(fā)明的智能型懸吊系統(tǒng)與一運(yùn)動(dòng)裝置相配合的立體圖；

圖3為本發(fā)明的智能型懸吊系統(tǒng)與另一運(yùn)動(dòng)裝置相配合的立體圖；

圖4為本發(fā)明的智能型懸吊系統(tǒng)與另一運(yùn)動(dòng)裝置相配合的立體圖；

圖5為本發(fā)明的步態(tài)分析方塊圖；

圖6為本發(fā)明的視覺(jué)回饋顯示出步態(tài)狀況于顯示屏幕上的示意圖。

【符號(hào)說(shuō)明】

10智能型懸吊系統(tǒng)1骨架

11、12底桿 13、14外豎桿

15、16下肋體 17、18中豎桿

19上橫桿 190上平臺(tái)

191上肋體 2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

21氣壓缸 22、23鋼索

24、25、26、27滑輪 3載具

4感測(cè)組件 41重量傳感器

42位移傳感器 43MCU數(shù)字轉(zhuǎn)換

44數(shù)據(jù)輸出 45計(jì)算機(jī)收集數(shù)據(jù)

46軟件分析步態(tài)數(shù)據(jù)

47偵測(cè)身體重心位移、兩側(cè)承重與對(duì)稱性、兩側(cè)承載時(shí)間與對(duì)稱性

5運(yùn)動(dòng)裝置 51控制屏幕

6視覺(jué)回饋/機(jī)器回饋控制 7使用者

8乘坐架體 81支撐架

82、83連接板 9控制臺(tái)。

具體實(shí)施方式

為使更詳細(xì)了解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明提供一種具步態(tài)分析功能的智能型懸吊系統(tǒng)10，本發(fā)明的整個(gè)系統(tǒng)可鏈接在運(yùn)動(dòng)裝置或是運(yùn)動(dòng)機(jī)的骨架，于圖1中顯示一骨架1，該骨架1上設(shè)有一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2，而傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2連結(jié)有一可供束縛使用者7的載具3，而一感測(cè)組件4設(shè)置在運(yùn)動(dòng)裝置5或是運(yùn)動(dòng)機(jī)的骨架1上在可偵測(cè)并呈現(xiàn)使用者重量改變、步態(tài)改變的位置區(qū)，以可實(shí)時(shí)偵測(cè)及分析使用者7的步態(tài)，并實(shí)時(shí)做出視覺(jué)回饋/機(jī)器回饋控制6。

一骨架1，其包含有兩相隔開(kāi)的底桿11、12，該底桿11、12后端往上延伸設(shè)有兩外豎桿13、14，兩下肋體15、16各設(shè)于底桿11、12與外豎桿13、14之間，而外豎桿13、14頂端呈彎曲式并連接至兩中豎桿17、18，兩中豎桿17、18之間設(shè)置有一控制臺(tái)9（可同時(shí)參考圖2）及一乘坐架體8，使用者7可經(jīng)由該控制臺(tái)9來(lái)操控智能型懸吊系統(tǒng)10，而乘坐架體8底端設(shè)置有一支撐架81，其可借由連接板82、83可上下滑動(dòng)地安裝在中豎桿17、18上，兩中豎桿17、18頂端連接至一上橫桿19，一上肋體191設(shè)于上橫桿19與中豎桿17、18之間以增加支撐強(qiáng)度，該中豎桿17、18頂端設(shè)有一上平臺(tái)190；

一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2，其包含一設(shè)置于骨架1的兩中豎桿17、18之間的氣壓缸21、骨架1的上平臺(tái)190、上橫桿19上方的數(shù)滑輪24、25、26、27及兩鋼索22、23，其中一鋼索22一端連結(jié)于氣壓缸21，而另端再行經(jīng)上平臺(tái)190、上橫桿19上設(shè)置的滑輪24、25，而另一鋼索23一端亦相同地連結(jié)于氣壓缸21，而鋼索23另端同樣地行經(jīng)上平臺(tái)190、上橫桿19上所設(shè)置的另外的兩滑輪26、27，最后兩鋼索22、23末端再連結(jié)至一可將用戶7束縛于運(yùn)動(dòng)裝置5上的軟質(zhì)載具3上方，如圖1及圖2所示。

一感測(cè)組件4，其設(shè)置于骨架1的上平臺(tái)190上并可定點(diǎn)式監(jiān)測(cè)及分析使用者7的步態(tài)，以得知運(yùn)動(dòng)或復(fù)健的步態(tài)狀況，該感測(cè)組件4包含有一重量傳感器41及一位移傳感器42。

請(qǐng)參閱圖2至圖4，一運(yùn)動(dòng)裝置5，其可位于前述智能型懸吊系統(tǒng)10前側(cè)，該運(yùn)動(dòng)裝置5可猶如常見(jiàn)的滑步機(jī)、跑步機(jī)、踏步機(jī)等運(yùn)動(dòng)器材，當(dāng)使用者7欲利用該智能型懸吊系統(tǒng)10來(lái)懸吊并支撐身體部分或全部重量時(shí)，可先驅(qū)動(dòng)氣壓缸21讓載具3垂降下來(lái)，讓使用者7將載具3穿套上以在運(yùn)動(dòng)裝置5進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或復(fù)健訓(xùn)練，在臨床實(shí)驗(yàn)上，在透過(guò)該智能型懸吊系統(tǒng)10來(lái)懸吊并支撐身體部分或全部重量時(shí)，除了可確保使用者7的行走安全，更可借由智能型懸吊系統(tǒng)10來(lái)減少下肢的承重，讓下肢無(wú)法承受較大重量的使用者7可以自行在運(yùn)動(dòng)裝置5上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或復(fù)健訓(xùn)練，且智能型懸吊系統(tǒng)10的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2的氣壓缸21可進(jìn)行調(diào)整氣壓大小，以做為拉動(dòng)鋼索22、23的力量值，亦即隨著使用者7下肢的承重能力而適度地調(diào)整支撐力量。

請(qǐng)參閱圖1至圖5所示，當(dāng)使用者7將前述智能型懸吊系統(tǒng)10的載具3穿套上并在運(yùn)動(dòng)裝置5或一般地面上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)、行走或復(fù)健訓(xùn)練時(shí)，該感測(cè)組件4的重量傳感器41會(huì)偵測(cè)使用者7下肢的承重能力而適度地調(diào)整支撐力量，而感測(cè)組件4的位移傳感器42則會(huì)實(shí)時(shí)偵測(cè)及分析使用者7的步態(tài)，該重量傳感器41及位移傳感器42會(huì)透過(guò)MCU數(shù)字轉(zhuǎn)換43，并將數(shù)據(jù)輸出44，讓智能型懸吊系統(tǒng)10的控制面板9的計(jì)算機(jī)收集數(shù)據(jù)45，且利用軟件分析步態(tài)數(shù)據(jù)46，以偵測(cè)身體重心位移、兩側(cè)承重與對(duì)稱性、兩側(cè)承載時(shí)間與對(duì)稱性47，即為監(jiān)測(cè)使用者7在運(yùn)動(dòng)或復(fù)健訓(xùn)練的過(guò)程中，其借由感測(cè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2的兩鋼索22、23所接受的力量及身體重心轉(zhuǎn)移的特性，譬如是重心移動(dòng)的軌跡及速度等，再進(jìn)一步分析步態(tài)周期中的時(shí)間、空間參數(shù)及兩側(cè)下肢動(dòng)作的對(duì)稱性，借以評(píng)估使用者7的步態(tài)表現(xiàn)，并立即作出視覺(jué)回饋/機(jī)器回饋控制6，讓用戶7借由視覺(jué)回饋/機(jī)器回饋控制6得知運(yùn)動(dòng)或復(fù)健的步態(tài)狀況，進(jìn)而作出適當(dāng)?shù)牟綉B(tài)調(diào)整。

前述視覺(jué)回饋/機(jī)器回饋控制6即是顯示出步態(tài)狀況于顯示屏幕上，該顯示屏幕可為運(yùn)動(dòng)裝置5的控制屏幕51或是其他顯示器上，在本實(shí)施例的圖6所示，視覺(jué)回饋/機(jī)器回饋控制6可顯示出減重、身體重心上下、移動(dòng)速度/距離、步頻、左右腳動(dòng)作對(duì)稱性、單腳支撐重量百分比于控制屏幕51上，讓用戶7得知運(yùn)動(dòng)或復(fù)健的步態(tài)狀況。

綜上所述，本發(fā)明能達(dá)到讓用戶7透過(guò)智能型懸吊系統(tǒng)10支撐于運(yùn)動(dòng)裝置5上或一般地面上行走，并可隨著使用者7下肢的承重能力而適度地調(diào)整支撐力量，可借由重量傳感器41偵測(cè)使用者7下肢的承重能力而適度地調(diào)整支撐力量，且借由位移傳感器42實(shí)時(shí)偵測(cè)及分析使用者7的步態(tài)，并實(shí)時(shí)做出視覺(jué)回饋/機(jī)器回饋控制6，讓用戶7借由視覺(jué)回饋/機(jī)器回饋控制6得知運(yùn)動(dòng)或復(fù)健的步態(tài)狀況，進(jìn)而作出適當(dāng)?shù)牟綉B(tài)調(diào)整。

上述實(shí)施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。