CN101152117A - 一种人体机能训练装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种人体机能训练装置，其包含有控制模块(1)、动力及传动模块(2)、四肢牵拉运动模块(3)，其以互相之间紧密联系的控制模块(1)和动力及传动模块(2)为核心，连接着外围的四肢牵拉运动模块(3)；四肢牵拉运动模块(3)通过连接固定件(9)以固定连接或活动连接的方式连接在人体四肢上，固定点为1～20处；在控制模块(1)、动力及传动模块(2)的作用下，四肢牵拉运动模块(3)能带动四肢实现四肢的动作。本发明价格低廉、起到了部分替代健身师或理疗师的作用，适用于对健康人的局部健身和放松缓解型机能训练或者对中风或偏瘫患者等的四肢及手部功能恢复性技能训练；使用效果良好，具有巨大的经济和社会价值。

Description

一种人体机能训练装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及机械科学与医学科学，特别提供了一种人体机能训练装置及其使用方法。

背景技术

现有技术中，传统的健身器通常功能简单、价格昂贵，主要用于健康人的体能强化训练或健身训练。不适合用作中风或偏瘫患者康复的机能训练。现有技术中，中风或偏瘫患者康复的机能训练通常由专业理疗师完成，其治疗费用高、疗程长，通常需要使用者到医院接受训练，从而带来很多不便。对健康者而言，通常的健身费用很高，且受场地、人员、费用等诸多方面的限制。

人们期望有一种成型的健身或医疗装置，可以由使用者很方便的使用，并达到预期的良好的使用效果。同时人们还需要有关于此种装置的使用方法的指导。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合于健康人或中风偏瘫患者等使用的人体机能训练装置及其使用方法。

本发明一种人体机能训练装置，所述人体机能训练装置包含有控制模块(1)、动力及传动模块(2)、四肢牵拉运动模块(3)，其以互相之间紧密联系的控制模块(1)和动力及传动模块(2)为核心，连接着外围的四肢牵拉运动模块(3)；其特征在于：

所述四肢牵拉运动模块(3)通过连接固定件(9)以固定连接或活动连接的方式连接在人体四肢上，固定点为1～20处；

在控制模块(1)的集中控制作用下以及动力及传动模块(2)的辅助执行作用下，作用于人体四肢的四肢牵拉运动模块(3)能带动四肢之一或其任意组合实现肢体的被动动作，这种动作使得使用者可以像提线木偶一样做上肢和下肢的在四肢牵拉运动模块(3)的牵拉下的被动运动和主动运动，这样在一个或几个在人体相邻空间的适当的牵引点的牵拉下，上下肢都可以分别或组合在被动或主动或主动和被动结合的情况下完成人类能完成的各种生活或工作需要的所有动作，比如，上肢的上举动作，上肢的摆动动作，上肢的擦脸动作，下肢的抬腿动作，下肢的摆动动作，模拟踢毽子的动作等等，科学的说，就是借助设备实现大关节运动，这是人类康复和健身所必需的，经过查新，现有的国内外的这种运动多数集中在自行车式的骑行盘回旋转运动，而这种训练对需要健身和康复的人群来说是远远不够的。

所述人体机能训练装置中，所述四肢牵拉运动模块(3)是连接着动力及传动模块(2)和人体四肢的绳、铰接机构、多自由度机械手臂。

所述四肢牵拉运动模块(3)通过连接固定件(9)连接在人体四肢上的所述固定点为以下几个部位之一或其任意组合：左臂大臂靠近肘关节处、左臂前臂靠近腕关节处、左臂腕关节处、左手、右臂大臂靠近肘关节处、右臂前臂靠近腕关节处、右臂腕关节处、右手、左腿大臂靠近膝关节处、左腿小腿靠近踝关节处、左腿踝关节处、左脚、右腿大臂靠近膝关节处、右腿小腿靠近踝关节处、右腿踝关节处、右脚。

所述用于连接四肢牵拉运动模块(3)和人体四肢的连接固定件(9)为以下几种之一或其组合：绷带、绳子、钳形手等。

所述人体四肢的连接固定件(9)为以下几种之一或其组合：绷带、绳子、钳形手等，在绷带、绳子、钳形手上接有传感器用于感知牵拉的力等参数，并将感知的这个信号反馈给控制模块(1)从而实现对动力及传动模块(2)的闭环控制。这样的闭环控制可以防止牵拉过位(超过人体所能够接受的牵拉力的范围)，如果在牵拉过程中，被牵拉着出现痉挛，传感器感测到的牵引力突然增大，传感器将这个信号立刻反馈到控制模块(1)从而实现对动力及传动模块(2)的闭环控制，最终的结果是牵引的过程立刻向反方向动作，这样可以缓解痉挛，这个过程同理疗师给患者做运动疗法过程一样，理疗师在牵拉患者的过程中感觉患者痉挛了，也是立刻向刚才牵拉方向的反方向牵拉，这样的反复牵拉可以缓解痉挛，用本发明做出的设备也能通过传感器感知前述的力等参数将感知的这个信号反馈给控制模块(1)从而实现对动力及传动模块(2)的闭环控制来实现缓解痉挛的作用。

本发明所述人体机能训练装置中还有手部伸张或抓握训练模块(4)，其是使用时置于使用者自然弯曲的手指围拢的内部空间中或者置于与使用者的手掌相邻空间中的体积或形状可变的变形体。所述手部伸张或抓握训练模块(4)优选是中空的气囊。

本发明一种人体机能训练装置的使用方法，所述人体机能训练装置包含有控制模块(1)、动力及传动模块(2)、四肢牵拉运动模块(3)、手部伸张或抓握训练模块(4)，其以互相之间紧密联系的控制模块(1)和动力及传动模块(2)为核心，分别控制和连接着外围的四肢牵拉运动模块(3)和手部伸张或抓握训练模块(4)；其特征在于：

控制模块按照预先设定或临时调整的指令通过与动力及传动模块(2)连接着的四肢牵拉运动模块(3)是与之联结着的使用者的四肢被动动作。

所述人体机能训练装置的使用方法，其特征在于：所述人体机能训练装置中手部伸张或抓握训练模块(4)的使用方法是：将手部伸张或抓握训练模块(4)放置在使用者自然弯曲的手指围拢的内部空间中或者置于与使用者的手掌相邻空间中，然后采取措施使手部伸张或抓握训练模块(4)的体积或形状发生变化，通过这种变化带动手指作被动的张开或收拢动作。

所述人体机能训练装置中手部伸张或抓握训练模块(4)在使用时，将其放置在使用者手掌的下方，使用者掌心向下，可以在手指或手掌被动动作的同时主动用力做抓握或放松的动作配合训练。这种训练就是运动疗法的小关节的运动，本发明这个部分利用气囊的好处是气囊是柔性材料，即便气囊爆裂或损坏或系统出现意外，都不会损伤我们相对柔弱的手指，另外气囊表面在涨大或缩小时因为手指部分或手掌部分与气囊表面的接触这种形变会对手部的表面形成一定的摩擦作用，可以起到对手部分的按摩的作用，有活血的作用，而气囊形变导致的手部份的小关节运动对于手的康复和手部份的活动性恢复及其关节和控制神经的康复都有绝对的好处。气囊是柔性材料，那么使用者主动的抓握动作很好实现。

这个系统的使用对患者的心理治疗也是好的，不用电刺激使用者即便是在完全的被动运动的情况下也可以真实地看到自己的手、上肢、下肢在运动，这在一定程度上对使用者有视觉上的心理愉悦感。

本发明的优点：价格低廉、起到了部分替代健身师或理疗师的作用，适用于对健康人的局部健身和放松缓解型机能训练或者对中风或偏瘫患者等的四肢及手部功能恢复性技能训练。其使用效果良好，具有巨大的经济和社会价值。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为人体技能训练装置构成原理图。

具体实施方式

实施例1

一种人体机能训练装置，所述人体机能训练装置包含有控制模块(1)、动力及传动模块(2)、四肢牵拉运动模块(3)、手部伸张或抓握训练模块(4)，其以互相之间紧密联系的控制模块(1)和动力及传动模块(2)为核心，分别连接着外围的四肢牵拉运动模块(3)和手部伸张或抓握训练模块(4)；其特征在于：

所述四肢牵拉运动模块(3)通过连接固定件(9)以固定连接或活动连接的方式连接在人体四肢上，可选的固定点为以下16处；所述四肢牵拉运动模块(3)通过连接固定件(9)连接在人体四肢上的所述固定点为以下几个部位的组合：左臂大臂靠近肘关节处、左臂前臂靠近腕关节处、左臂腕关节处、左手、右臂大臂靠近肘关节处、右臂前臂靠近腕关节处、右臂腕关节处、右手、左腿大臂靠近膝关节处、左腿小腿靠近踝关节处、左腿踝关节处、左脚、右腿大臂靠近膝关节处、右腿小腿靠近踝关节处、右腿踝关节处、右脚。

在控制模块(1)的集中控制作用下以及动力及传动模块(2)的辅助执行作用下，作用于人体四肢的四肢牵拉运动模块(3)能带动四肢实现四肢的被动动作。

所述人体机能训练装置中，所述四肢牵拉运动模块(3)是连接着动力及传动模块(2)和人体四肢的钢丝绳、铰接机构、多自由度机械手臂。

所述用于连接四肢牵拉运动模块(3)和人体四肢的连接固定件(9)为以下几种的组合：绷带、绳子、钳形手。在绷带、绳子、钳形手上接有用于感知牵拉的力的参数传感器，参数传感器将测得的信号反馈给控制模块(1)从而实现对动力及传动模块(2)的闭环控制。

所述人体机能训练装置中还有手部伸张或抓握训练模块(4)，其是使用时置于使用者自然弯曲的手指围拢的内部空间中的体积或形状可变的变形体。所述手部伸张或抓握训练模块(4)是中空的气囊。

本实施例一种人体机能训练装置的使用方法，所述人体机能训练装置包含有控制模块(1)、动力及传动模块(2)、四肢牵拉运动模块(3)、手部伸张或抓握训练模块(4)，其以互相之间紧密联系的控制模块(1)和动力及传动模块(2)为核心，分别控制和连接着外围的四肢牵拉运动模块(3)和手部伸张或抓握训练模块(4)；其特征在于：

控制模块按照预先设定或临时调整的指令通过与动力及传动模块(2)连接着的四肢牵拉运动模块(3)是与之联结着的使用者的四肢被动动作。

所述人体机能训练装置的使用方法，其特征在于：所述人体机能训练装置中手部伸张或抓握训练模块(4)的使用方法是：将手部伸张或抓握训练模块(4)放置在使用者自然弯曲的手指围拢的内部空间中，然后采取措施使手部伸张或抓握训练模块(4)的体积或形状发生变化，通过这种变化带动手指作被动的张开或收拢动作。

所述人体机能训练装置中手部伸张或抓握训练模块(4)在使用时，将其放置在使用者手掌的下方，使用者掌心向下，可以在手指或手掌被动动作的同时主动用力做抓握或放松的动作配合训练。

实施例2

本实施例与实施例1内容基本相同，其不同之处在于：

1)本实施例适用于左半部身体机能衰减有待恢复的半身不遂患者。

所述四肢牵拉运动模块(3)通过连接固定件(9)以固定连接或活动连接的方式连接在人体四肢上，可选的固定点为以下8处；所述四肢牵拉运动模块(3)通过连接固定件(9)连接在人体四肢上的所述固定点为以下几个部位的组合：左臂大臂靠近肘关节处、左臂前臂靠近腕关节处、左臂腕关节处、左手、左腿大臂靠近膝关节处、左腿小腿靠近踝关节处、左腿踝关节处、左脚。

2)所述人体机能训练装置中还有手部伸张或抓握训练模块(4)，其是使用时置于使用者手掌相邻空间中的体积或形状可变的变形体。

所述人体机能训练装置中手部伸张抓握训练模块(4)的使用方法是：将手部伸张抓握训练模块(4)放置在使用者手掌相邻空间中，然后采取措施使手部伸张抓握训练模块(4)的体积或形状发生变化，通过这种变化带动手指作被动的张开或收拢的被动动作；或者，使用者在使用过程中还可以同时主动用力做伸张或抓握或放松的动作配合训练。

Claims (10)

1.一种人体机能训练装置，所述人体机能训练装置包含有控制模块(1)、动力及传动模块(2)、四肢牵拉运动模块(3)，其以互相之间紧密联系的控制模块(1)和动力及传动模块(2)为核心，连接着外围的四肢牵拉运动模块(3)；其特征在于：

所述四肢牵拉运动模块(3)通过连接固定件(9)以固定连接或活动连接的方式连接在人体四肢上，固定点为1～20处；

在控制模块(1)的集中控制作用下以及动力及传动模块(2)的辅助执行作用下，作用于人体四肢的四肢牵拉运动模块(3)能实现动作，这种动作使得使用者可以像提线木偶一样做上肢和下肢的在四肢牵拉运动模块(3)的牵拉下的被动运动和主动运动。

2.按照权利要求1所述人体机能训练装置，其特征在于：所述四肢牵拉运动模块(3)是连接着动力及传动模块(2)和人体四肢的绳、铰接机构、多自由度机械手臂等。

3.按照权利要求2所述人体机能训练装置，其特征在于：

四肢牵拉运动模块(3)通过连接固定件(9)连接在人体四肢上的所述固定点为以下几个部位之一或其任意组合：

左臂大臂靠近肘关节处、左臂前臂靠近腕关节处、左臂腕关节处、左手、右臂大臂靠近肘关节处、右臂前臂靠近腕关节处、右臂腕关节处、右手、左腿大臂靠近膝关节处、左腿小腿靠近踝关节处、左腿踝关节处、左脚、右腿大臂靠近膝关节处、右腿小腿靠近踝关节处、右腿踝关节处、右脚。

4.按照权利要求3所述人体机能训练装置，其特征在于：所述用于连接四肢牵拉运动模块(3)和人体四肢的连接固定件(9)为以下几种之一或其组合：绷带、绳子、钳形手等。

5.按照权利要求4所述人体机能训练装置，其特征在于：在绷带、绳子、钳形手上接有传感器用于感知牵拉的力等参数，并将这个信号反馈给控制模块(1)从而实现对动力及传动模块(2)的闭环控制。

6.按照权利要求1所述人体机能训练装置，其特征在于：

所述人体机能训练装置中还有手部伸张或抓握训练模块(4)，其是使用时置于使用者手指或手掌相邻空间中的体积或形状可变的变形体。

7.按照权利要求5所述人体机能训练装置，其特征在于：所述手部伸张或抓握训练模块(4)是中空的气囊。

8.一种人体机能训练装置的使用方法，所述人体机能训练装置包含有控制模块(1)、动力及传动模块(2)、四肢牵拉运动模块(3)、手部伸张或抓握训练模块(4)，其以互相之间紧密联系的控制模块(1)和动力及传动模块(2)为核心，分别控制和连接着外围的四肢牵拉运动模块(3)和手部伸张或抓握训练模块(4)；其特征在于：

控制模块(1)按照预先设定或临时调整的指令通过与动力及传动模块

(2)连接着的四肢牵拉运动模块(3)使得与之联结着的使用者的四肢被动动作或保障使用者的主动运动。

9.按照权利要求7所述人体机能训练装置的使用方法，其特征在于：

所述人体机能训练装置中手部伸张或抓握训练模块(4)的使用方法是：将手部伸张或抓握训练模块(4)放置在使用者手指或手掌相邻空间中，然后采取措施使手部伸张或抓握训练模块(4)的体积或形状发生变化，通过这种变化带动手指作被动的张开或收拢动作。

10.按照权利要求8所述人体机能训练装置的使用方法，其特征在于：所述人体机能训练装置中手部伸张或抓握训练模块(4)在使用时，可以将其放置在使用者手掌的下方，使用者掌心向下，可以在手指或手掌被动动作的同时主动用力做抓握或放松的动作配合训练。

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