助力鍛煉裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種助力鍛煉裝置，包括助力機(jī)械腿裝置和平衡架裝置，助力機(jī)械腿裝置固定在人體的腰部和腿部，平衡架裝置固定在人體肩部和腋下，兩個裝置相互配合使用；所述助力機(jī)械腿裝置由固定腰帶、輔助活動支撐和腳板，其特征在于：助力機(jī)械腿裝置還包括傳動裝置，由飛輪、鋼絲線、蓄能彈簧及設(shè)在各關(guān)節(jié)處的滑輪組構(gòu)成，飛輪設(shè)在固定腰帶上，鋼絲繩的一端繞在緊定滑輪上，中間連接一蓄能彈簧，再依次繞過各關(guān)節(jié)處定滑輪最后固定在腳板的腳掌部位，組成機(jī)械式平行彈性結(jié)構(gòu)。該裝置利用純機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的助力機(jī)械腿和平衡架達(dá)到助力行走的目的，在不額外消耗人能量的情況下就可以幫助人保持站立姿勢和在行走時保持平衡。
【專利說明】助力鍛煉裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種助力鍛煉裝置，具體的說是一種幫助康復(fù)中的病人行走或者殘疾人行走的助力鍛煉裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]就目前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，目前在我國臨床康復(fù)中開始使用了三種類型截癱步行器，即美國RG0，英國ARGO和德國Walkabout。截癱矯形器的設(shè)計(jì)原理都是通過特殊力學(xué)的結(jié)構(gòu)將重心及身體的移動轉(zhuǎn)化為帶動下肢的向前移動，從而實(shí)現(xiàn)整個身體向前運(yùn)動。
[0003]Walkabout截癱步行器對于TIO以下的完全性截癱和T8以下的不完全性截癱能顯著改善患者站立、行走以及獨(dú)立生活的能力。Walkabout步行器是利用鐘擺原理T作，在互動式絞鏈的幫助下.通過患者重心的移動來實(shí)現(xiàn)截癱肢體的被動移動，并防止行走時雙下肢纏繞在一起。在使用時，對于使用者也有較高的的要求，例如:腰骶段脊柱有良好的靈活性；上肢要有足夠的肌力來使用拐杖；通過訓(xùn)練，可獨(dú)立站立并支撐體重；X光片顯示骨密度良好，不影響支撐軀體的站立和移動等。
[0004]在2010年8月凱茲羅尼教授的實(shí)驗(yàn)室在美國軍方的資助下開發(fā)出動力人造外骨骼“惠特尼”，該外骨骼沿用了凱茲羅尼實(shí)驗(yàn)室2000年時開發(fā)的“伯克利下肢外骨骼技術(shù)”。這種外骨骼制作造價(jià)不低于1.5萬美元(約合9.6萬元人民幣)。
[0005]由上綜合可知，目前國內(nèi)應(yīng)用于幫助有行走困難的老年人和幫助病后恢復(fù)病人的多數(shù)只是簡單的康復(fù)步行車、助行架和拐杖。其中康復(fù)步行車和助行架都是利用人手提供支撐來保持自身平橫。由于 傳統(tǒng)的的康復(fù)步行車、助行架和拐杖有明顯的不足，對使用者來說安全系數(shù)不高，使用時不能訓(xùn)練膝關(guān)節(jié)，長時間使用會導(dǎo)致使用者骨盆向一側(cè)傾斜，肩高不等、雙腿膝關(guān)節(jié)彎曲等后遺癥。
[0006]而國外的一些采用外加動力的外骨骼裝置，由于其重量、成本和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度較高，也只有少部分投入到輔助生活應(yīng)用中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述問題，本發(fā)明提供了一種幫助康復(fù)中的病人行走或者殘疾人行走的助力鍛煉裝置，利用純機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的助力機(jī)械腿達(dá)到助力行走的目的，避免了采用外加能源機(jī)械腿的復(fù)雜和笨重的結(jié)構(gòu)，在不額外消耗人能量的情況下就可以幫助人保持站立姿勢和在行走時保持平橫。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種助力鍛煉裝置，包括助力機(jī)械腿裝置和平衡架裝置，助力機(jī)械腿裝置固定在人體的腰部和腿部，平衡架裝置固定在人體肩部和腋下，兩個裝置相互配合使用；所述助力機(jī)械腿裝置由用于固定人體腰部的固定腰帶、輔助人體腿部行走的輔助活動支撐和用于固定人體腳部的腳板，輔助活動支撐根據(jù)人體結(jié)構(gòu)制作的大腿連桿和小腿連桿，固定腰帶通過鉸鏈與輔助活動支撐的大腿連桿上端連接，腳板通過鉸鏈與輔助活動支撐的小腿連桿下端連接；其特征在于:助力機(jī)械腿裝置還包括傳動裝置，由飛輪、鋼絲線、蓄能彈簧及設(shè)在各關(guān)節(jié)處的滑輪組構(gòu)成，飛輪設(shè)在固定腰帶上，飛輪為單向髖關(guān)節(jié)預(yù)緊定滑輪，鋼絲繩的一端繞在緊定滑輪上，中間連接一蓄能彈簧，再依次繞過設(shè)在大腿連桿和小腿連桿處的膝關(guān)節(jié)定滑輪及設(shè)在小腿連桿下端的踝關(guān)節(jié)定滑輪，最后固定在腳板的腳掌部位，組成機(jī)械式平行彈性結(jié)構(gòu)；該傳動裝置，利用人在行走過程中腿自身的重力為彈簧蓄能，在人抬腿時提供助力。
[0009]所述的平衡架裝置包括U型平衡架、X型交叉支撐架、腋下支撐裝置及L型固定桿，平衡架分為左、右兩個平衡架，支撐架與平衡架間用直線軸承連接，直線軸承配合在平衡架上端的兩根固定桿上，可在固定桿上前后滑動，與平衡架之間通過彈簧連接，并利用鋼絲與定滑輪組合；腋下支撐裝置設(shè)有左右兩個，連接在X型交叉支撐架左右端，其采用四桿機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置，結(jié)合L型固定桿結(jié)構(gòu)將人的上半身固定在平衡架上，平衡架可以將人的上身的重力通過支撐架傳遞到地上。
[0010]本發(fā)明的助力部分，采用彈簧、鋼絲和定滑輪組成平行彈性結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。在不額外消耗人體能量的前提下幫助使用者抬腿。因此，本發(fā)明可以輕松幫助使用者獨(dú)立行走，避免老年人和病人長期臥床引起的疾病和健康問題。因本發(fā)明助行部分采用四桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置，將人固定在支撐架上，即使是下肢無力的使用者也可以借助平衡架架保持站立姿勢。在運(yùn)動過程中人手腳并用可以簡單輕松地使支撐架根據(jù)人的走路節(jié)奏間歇式前進(jìn)，讓使用者輕松自然的完成行走。人與支撐架固定部分為自動復(fù)位機(jī)構(gòu)，使用者可以在無其他人幫助的情況下獨(dú)立穿戴使用，提高了使用者的獨(dú)立性。
[0011]本發(fā)明穩(wěn)定性好、安全系數(shù)高，還可以應(yīng)用于中風(fēng)和偏癱患者，幫助他們行走，縮短恢復(fù)周期。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
[0013]圖2是助力機(jī)械腿裝置的主視圖
[0014]圖3是助力機(jī)械腿裝置的左視圖
[0015]圖4是平衡架裝置的主視圖
[0016]圖5是平衡架裝置的左視圖
[0017]圖6是平衡架裝置的俯視圖
【具體實(shí)施方式】
[0018]在圖1、圖2、圖3所示的第一實(shí)施例中，助力機(jī)械腿裝置由用于固定人體腰部的固定腰帶(I)、輔助人體腿部行走的輔助活動支撐和用于固定人體腳部的腳板(7)，輔助活動支撐根據(jù)人體結(jié)構(gòu)制作的大腿連桿(4)和小腿連桿(6)，固定腰帶(I)通過鉸鏈與輔助活動支撐的大腿連桿(4)上端連接，腳板(7)通過鉸鏈與輔助活動支撐的小腿連桿(6)下端連接；其特征在于:助力機(jī)械腿裝置還包括傳動裝置，由飛輪(2)、鋼絲線、蓄能彈簧(3)及設(shè)在各關(guān)節(jié)處的滑輪(5)組構(gòu)成，飛輪(2)設(shè)在固定腰帶(I)上，飛輪(2)為單向髖關(guān)節(jié)預(yù)緊定滑輪，鋼絲繩的一端繞在緊定滑輪上，中間連接一蓄能彈簧(3)，再依次繞過設(shè)在大腿連桿
(4)和小腿連桿(6)處的膝關(guān)節(jié)定滑輪(5)及設(shè)在小腿連桿(6)下端的踝關(guān)節(jié)定滑輪(5)，最后固定在腳板(7)的腳掌部位，組成機(jī)械式平行彈性結(jié)構(gòu)；整個傳動裝置，利用人在行走過程中腿自身的重力為彈簧蓄能，在人抬腿時提供助力。
[0019]各處定滑輪(5)限制了鋼絲的走向，因此蓄能彈簧(3)的彈力也被分配到了各個關(guān)節(jié)對應(yīng)的軸上，在人行走過程中起到助力效果。
[0020]腰間的定滑輪與飛輪(2)連接只能單向轉(zhuǎn)動，鋼絲繞在定滑輪上，定滑輪通過鋼絲與蓄能彈簧連接。用手轉(zhuǎn)動飛輪(2)可以調(diào)節(jié)彈簧拉的初拉力。
[0021]穿戴助力機(jī)械腿后，通過轉(zhuǎn)動定滑輪將鋼絲預(yù)緊，可以根據(jù)不同人得不同階段提供相適應(yīng)的拉力。
[0022]大腿連桿(4)中有一減震器，用來避免人行走時由于重心高度的變化，連桿對人產(chǎn)生的剛性沖擊。
[0023]膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)都采用可調(diào)節(jié)高度的鎖死機(jī)構(gòu)(8)，因此可以適用于不同身高的人。增加助力機(jī)械腿的可調(diào)節(jié)性。
[0024]圖4、圖5、圖6所示的第二實(shí)施例中，所述的平衡架裝置包括U型平衡架(12)、X型交叉支撐架(10)、腋下支撐裝置(11)及L型固定桿(9)，平衡架(12)分為左、右兩個平衡架(12)，X型交叉支撐架(10)與平衡架(12)間用直線軸承(15)連接，直線軸承(15)配合在平衡架(12)上端的兩根固定桿上，可在固定桿上前后滑動，與平衡架(12)之間通過彈簧
(16)連接，并利用鋼絲與定滑輪組合；腋下支撐裝置(11)設(shè)有左右兩個，連接在X型交叉支撐架(10)左右端，其采用四桿機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置，結(jié)合L型固定桿(9)結(jié)構(gòu)將人的上半身固定在平衡架(12)上，平衡架(12)可以將人的上身的重力通過支撐架傳遞到地上。
[0025]四桿機(jī)構(gòu)將人固定后，通過下拉設(shè)在四桿機(jī)構(gòu)上固定卡桿上的拉環(huán)(14)可以自動復(fù)位，將人與平衡架(12)分離，操作簡單，可以實(shí)現(xiàn)在無人幫助下自主使用，提高了使用者的獨(dú)立性。
[0026]支撐架與上半身固定架間用直線軸承(15)連接，鋼絲、彈簧(16)與定滑輪(5)組合，人手的間歇向伸曲拉動鋼絲繩，以此為動力使支撐架和人腳配合運(yùn)動。此運(yùn)動方式更有利于鍛煉使用者的平衡。
[0027]平衡架(12)后兩個輪子為固定飛輪(17)，使平衡架(12)只能前進(jìn)。前兩個輪子為萬向輪(13)，可使平衡架(12)靈活轉(zhuǎn)彎。
[0028]在圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示的第三實(shí)施例中，該裝置的使用方法如下:
[0029]1、按照使用者的身高和體型適當(dāng)調(diào)節(jié)助力機(jī)械腿關(guān)節(jié)位置和支撐架高度。將助力機(jī)械腿和使用者的腳、腿部和腰部通過尼龍扣固定。人與支撐架固定只需要人向后靠直至四桿機(jī)構(gòu)達(dá)到死點(diǎn)位置并與L型固定桿(9)用尼龍扣連接將人固定在支撐架上(10)上。
[0030]2、使用平衡架(12)時，根據(jù)人的行走習(xí)慣，當(dāng)邁出左腳時伸，人會習(xí)慣性地向前擺右手，使用時只需要將向前擺手的動作變成手臂行前伸曲的動作。手握著手柄向前手柄牽引著鋼絲帶動支撐架右腳向前滑動。然后邁右腳，同時左手向前伸，右手向后曲。此為一個周期，接著來重復(fù)以上動作。
[0031]3、對于不需要平衡架(12)或有一定自主站立能力人的使用者，可以只穿戴著機(jī)械腿幫助使用者助力行走。
【權(quán)利要求】
1.一種助力鍛煉裝置，包括助力機(jī)械腿裝置和平衡架裝置，助力機(jī)械腿裝置固定在人體的腰部和腿部，平衡架裝置固定在人體肩部和腋下，兩個裝置相互配合使用；所述助力機(jī)械腿裝置由用于固定人體腰部的固定腰帶、輔助人體腿部行走的輔助活動支撐和用于固定人體腳部的腳板，輔助活動支撐根據(jù)人體結(jié)構(gòu)制作的大腿連桿和小腿連桿，固定腰帶通過鉸鏈與輔助活動支撐的大腿連桿上端連接，腳板通過鉸鏈與輔助活動支撐的小腿連桿下端連接；其特征在于:助力機(jī)械腿裝置還包括傳動裝置，由飛輪、鋼絲線、蓄能彈簧及設(shè)在各關(guān)節(jié)處的滑輪組構(gòu)成，飛輪設(shè)在固定腰帶上，飛輪為單向髖關(guān)節(jié)預(yù)緊定滑輪，鋼絲繩的一端繞在緊定滑輪上，中間連接一蓄能彈簧，再依次繞過設(shè)在大腿連桿和小腿連桿處的膝關(guān)節(jié)定滑輪及設(shè)在小腿連桿下端的踝關(guān)節(jié)定滑輪，最后固定在腳板的腳掌部位，組成機(jī)械式平行彈性結(jié)構(gòu)；該傳動裝置，利用人在行走過程中腿自身的重力為彈簧蓄能，在人抬腿時提供助力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種助力鍛煉裝置，其特征在于:轉(zhuǎn)動飛輪可以調(diào)節(jié)彈簧拉的初拉力，根據(jù)不同人得不同階段提供相適應(yīng)的拉力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種助力鍛煉裝置，其特征在于:大腿連桿中有一減震器，減小連桿對人產(chǎn)生的剛性沖擊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種助力鍛煉裝置，其特征在于:輔助活動支撐的膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)處都采用可調(diào)節(jié)高度的鎖死機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)不同身高的人。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種助力鍛煉裝置，其特征在于:助力機(jī)械腿裝置的腳、腿部和腰部處設(shè)有尼龍扣，分別與人體的腳、腿部和腰部綁定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種助力鍛煉裝置，其特征在于:所述的平衡架裝置包括U型平衡架、X型交叉支撐架、腋下支撐裝置及L型固定桿，平衡架分為左、右兩個平衡架，支撐架與平衡架間用直線軸承連接，直線軸承配合在平衡架上端的兩根固定桿上，可在固定桿上前后滑動，與平衡架之間通過彈簧連接，并利用鋼絲與定滑輪組合；腋下支撐裝置設(shè)有左右兩個，連接在X型交叉支.撐架左右端，其采用四桿機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置，結(jié)合L型固定桿結(jié)構(gòu)通過其上的尼龍扣將人的上半身固定在平衡架上，平衡架可以將人的上身的重力通過支撐架傳遞到地上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種助力鍛煉裝置，其特征在于:四桿機(jī)構(gòu)將人固定后，通過下拉設(shè)在四桿機(jī)構(gòu)上固定卡桿上的拉環(huán)可以自動復(fù)位，將人與平衡架分離。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種助力鍛煉裝置，其特征在于:直線軸承與平衡架之間通過彈簧連接，并利用鋼絲與定滑輪組合；人手的握著鋼絲連接的手柄間歇向伸曲拉動鋼絲繩，以此為動力使支撐架和人腳配合運(yùn)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種助力鍛煉裝置，其特征在于:平衡架后兩個輪子為固定飛輪，使平衡架只能前進(jìn)；前兩個輪子為萬向輪，可使平衡架靈活轉(zhuǎn)彎。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種助力鍛煉裝置，其特征在于:助力機(jī)械腿裝置和平衡架裝置可結(jié)合使用，也可各自單獨(dú)分開使用。
【文檔編號】A61H3/04GK103462784SQ201310407667
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】劉建英, 王甜甜 申請人:劉建英, 王甜甜