CN106176135A - 一种伸缩摇杆式肢体运动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种伸缩摇杆式肢体运动机构，包括底座、固定在底座上的第一、二支架、中空环形支架、伸缩摇杆装置，以及第一、二旋转电机。通过第一、二支架、中空环形支架将所述伸缩摇杆装置悬空支撑在底座上方，通过第一、二旋转电机，以及各连接转动轴实现了伸缩摇杆装置在二维方向的旋转，同时结合伸缩摇杆装置的直线运动，实现了三维空间的运动。该肢体运动机构结构简便、装配容易、摩擦力小、传动精度高，利用该运动机构用户能够进行三维空间的肢体运动，提高了运动灵活性与趣味性，不仅适用于强身健体，也适用于患者肢体肌力和关节活动的康复训练。

Description

一种伸缩摇杆式肢体运动机构
技术领域
本发明涉及运动器械技术领域，尤其涉及一种伸缩摇杆式肢体运动机构。
背景技术
目前，我国脑卒中的发病率增长较快，特别是随着我国社会人口老龄化加剧，脑损伤、脑中风等病人等脑神经疾病的患者越来越多，因此对此类疾病患者的恢复治疗工作任务至关重要。
目前，国内外针对这类疾病患者的康复，大多数还是依靠医护人员一对一的陪同进行康复训练，但是在医护人员紧决的情况下，患者就无法进行康复训练。另外，目前利用康复设备进行康复训练时，由于康复设备功能有限，往往限制了患者的康复训练效果。
发明内容
本发明旨在提供一种伸缩摇杆式肢体运动装置，其结构简单、成本低，能够带动肢体进行三维运动，可用于患者肢体肌力和关节活动的康复训练。
本发明实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种伸缩摇杆式肢体运动机构，包括底座(1)、固定在底座(1)上的第一支架(3)与第二支架(4)、中空环形支架(2)、伸缩摇杆装置(5)，以及第一旋转电机(11)与第二旋转电机(13)；
所述的第一支架(3)与第二支架(4)位于底座(1)的同一侧面，中空环形支架(2)位于第一支架(3)与第二支架(4)之间；中空环形支架(2)的环形边框包括边框A、与边框A相对的边框B、边框C、与边框C相对的边框D；
所述的伸缩摇杆装置(5)包括托架(35)、伸缩杆(29)以及伸缩单元，所述的伸缩单元可进行直线运动，带动伸缩杆(29)进行同方向直线运动，从而带动托架(35)进行同方向直线运动；所述的伸缩单元外围设置固定支架，固定支架两侧设置第一支撑块(271)与第二支撑块(272)；
边框A(45)与第一支架(3)通过第一转动轴(7)连接；边框B(46)与第二支架(4)通过第二转动轴(12)连接，第二转动轴(12)通过第一减速机(10)与第一旋转电机(11)连接；当第一旋转电机(11)转动时，经第一减速机(10)减速，带动第二转动轴(12)转动，中空环形支架(2)和第一转动轴(7)随之转动，从而带动伸缩摇杆装置(5)随第二转动轴(12)转动；
第一支撑块(271)与边框C(47)通过第三转动轴(21)连接，第二支撑块(272)与边框D(48)通过第二减速机(14)连接；当第二旋转电机(13)转动时带动第二减速机(14)转动，从而带动伸缩摇杆装置(5)随之转动；
所述的第二转动轴(12)的旋转方向与第二减速机(14)的旋转方向相交；
所述的伸缩单元进行直线运动的方向垂直第二减速机(14)的旋转方向。
作为一种实现方式，所述的第一支架(3)固定连接转动轴承(6)，第一转动轴(7)穿过转动轴承(6)内部并随转动轴承旋转而旋转。
作为优选，所述的第一转动轴(7)的一端设置旋转限位装置，用于限制第一转动轴(7)的旋转角度。进一步优选，所述的旋转限位装置包括限位块(8)与设置在限位块(8)附近的限位柱(9)，所述限位块具有凹形缺口，所述的限位柱位于凹形缺口范围内。
作为一种实现方式，所述的第一旋转电机(11)安装在第二支架(4)一侧。
作为优选，所述的第三转动轴(21)的一端设置旋转限位装置，用于限制第三转动轴(21)的旋转角度。进一步优选，所述的旋转限位装置包括限位块与设置在限位块附近的限位柱，所述限位块具有凹形缺口，所述的限位柱位于凹形缺口范围内。
作为一种实现方式，所述的第二旋转电机安装在边框D一侧。考虑到该肢体运动机构的安装集成，优选将所述的第二旋转电机设置在中空环形支架(2)的内部。例如，可以将所述的第二旋转电机设置在中空环形支架内部靠近边框D的位置，这时，需要设置同步装置，第二旋转电机进行旋转运动，通过该同步装置带动第二减速机转动。作为一种实现方式，所述的同步装置包括同步带输入座(15)、同步带安装座(16)、同步带轮(17、18)以及同步带(19)，第二旋转电机进行旋转运动时，带动同步带轮旋转，通过同步带将该旋转同步至同步带轮，同步带轮旋转，从而带动第二减速机旋转。
所述的中空环形支架(2)结构不限，其环形边框所围成的形状不限，包括方形、圆形等形状。
所述的第二转动轴(12)的旋转方向与第二减速机(14)的旋转方向呈一定角度，优选互相垂直。
作为一种实现方式，所述的伸缩单元的直线运动通过丝杠传动实现，即，包括第三旋转电机(30)、滚珠丝杠(32)、丝杠螺母(38)、固定在丝杠螺母两侧的导向块(33、34)、用于固定滚珠丝杠的丝杠固定杆(31)，丝杠固定杆(31)外围两侧设置第一支撑块(271)与第二支撑块(272)；丝杠固定杆(31)内测开有导向槽，所述的导向块(33、34)可沿导向槽进行直线运动，所述的伸缩杆(29)与导向块(33、34)固定连接；工作状态时，第三旋转电机(30)转动，带动滚珠丝杠(32)转动、丝杠螺母(38)进行直线运动，导向块(33、34)随之沿导向槽滑动，从而带动伸缩杆(29)进行同方向直线运动。
为了该肢体运动机构使用方便，便于移动，所述的底座可以是可移动式，即，底座底部设置若干滚轮。
为了增加该肢体运动机构的稳定性，便于控制，可以在中空环形支架的边框设置配重铁，用于平衡边框C和边框D两侧的重量。
综上所述，本发明通过第一支架、第二支架、中空环形支架，以及第一支撑杆、第二支撑杆将所述伸缩摇杆装置悬空支撑在底座上方，通过第一旋转电机、第二旋转电机，以及各连接转动轴实现了伸缩摇杆装置在二维方向的旋转，同时结合伸缩摇杆装置的直线运动，实现了三维空间的运动。使用时，用户肢体位于托架上，能够进行三维空间的肢体运动，提高了运动灵活性与趣味性，不仅适用于强身健体，也适用于患者肢体肌力和关节活动的康复训练。
另外，本发明的肢体运动机构整体结构简便、装配容易、摩擦力小、传动精度高，利用本发明的肢体运动机构不仅能够进行肢体单关节训练，还能够实现肢体多关节的复合训练。
附图说明
图1是本发明实施例伸缩摇杆式肢体运动机构的结构图；
图2是图1中伸缩摇杆装置的结构示意图；
图3是图1中除伸缩摇杆装置外的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
附图1-3中的标记：1-底座；2-中空环形支架；3-第一支架；4-第二支架；5-伸缩摇杆装置；6-第一转动轴承；7-第一转动轴；8-限位块；9-限位柱；10-第一减速机；11-第一旋转电机；12-第二转动轴；13-第二旋转电机；14-第二减速机；15-同步带输入座；16-同步带安装座；17-同步带轮；18-同步带轮；19-同步带；20-第二转动轴承；21-第三转动轴；22-限位块；23-限位柱；24-第一配重铁；25-第二配重铁；26-第三配重铁；第一支撑块271；第二支撑块272；28-Z轴轴承座；29-伸缩杆；30-第三旋转电机；31-丝杠固定杆；32-滚珠丝杠；33-第一导向块；34-第二导向块；35-托架；36-第一齿轮；37-第二齿轮；38-丝杠螺母；39-第一滚轮；40-第二滚轮；41-第三滚轮；42-第四滚轮；45-边框A；46-边框B；47-边框C；48-边框D。
实施例1：
本实施例中，伸缩摇杆式肢体运动机构的结构如图1所示，包括底座1、固定在底座1上的第一支架3与第二支架4、中空环形支架2以及伸缩摇杆装置5。
第一支架3与第二支架4位于底座1的同一侧面，中空环形支架2位于第一支架3与第二支架4之间。中空环形支架2的环形边框围成长方形，该长方形由边框A45、与边框A相对的边框B46、边框C47、与边框C相对的边框D48组成。
如图2所示，伸缩摇杆装置5包括托架35、伸缩杆29，以及可进行直线运动的伸缩单元。本实施例中，如图2所示，伸缩单元的直线运动通过丝杠传动实现，即，伸缩单元包括第三旋转电机30、滚珠丝杠32、丝杠螺母38、固定在丝杠螺母两侧的第一导向块33与第二导向块34，以及用于固定滚珠丝杠的丝杠固定杆31。滚珠丝杆32一端固定于Z轴轴承座28上，并在未端装有第一齿轮36，另一端固定于丝杠固定杆31上。丝杠固定杆31固定于Z轴轴承座28上，丝杠固定杆31内测开有导向槽，第一导向块33与第二导向块34可沿导向槽进行直线运动。丝杠固定杆31外围两侧设置第一支撑块271与第二支撑块272。伸缩杆29与第一导向块33、第二导向块34固定连接。第三旋转电机30固定在Z轴轴承座28上，旋转轴与第二齿轮37固定，第二齿轮37与第一齿轮36啮合。工作状态时，第三旋转电机30转动，经第二齿轮37与第一齿轮36传动而带动滚珠丝杠32转动，从而带动丝杠螺母38沿Z轴进行直线运动，第一导向块33与第二导向块34随之沿导向槽滑动，从而带动伸缩杆29沿Z轴进行直线运动，托架随之沿Z轴进行直线运动。
如图3所示，第一支架3固定连接转动轴承6，边框A45与第一支架3通过第一转动轴7连接，第一转动轴7穿过转动轴承6内部并随转动轴承旋转而旋转。边框B46与第二支架4通过第二转动轴12连接。第一转动轴7中靠近第一支架3的一端设置限位块8，限位块8附近设置限位柱9，限位块具有凹形缺口，所述的限位柱位于凹形缺口范围内，用于限制第一转动轴7的旋转角度。第一旋转电机11安装在第二支架4的一侧，第一旋转电机11与第一减速机10相连，并且第一减速机10与第二转动轴12连接。
如图3所示，边框C47固定连接转动轴承20，边框C47与第一支撑块271通过第三转动轴21连接，第三转动轴21穿过转动轴承20内部并随转动轴承旋转而旋转。第二支撑块272与边框D48通过第二减速机14连接。即，通过第一支撑块271与第二支撑块272将伸缩摇杆装置5支撑在中空环形支架中，使该伸缩摇杆装置5悬空支撑在底座上方。
第三转动轴21中靠近边框C的一端设置限位块22，限位块22附近设置限位柱23，限位块22具有凹形缺口，限位柱23位于凹形缺口范围内，用于限制第三转动轴21的旋转角度。考虑到该肢体运动机构的安装集成，第二旋转电机13安装在中空环形支架2内部的边框D48上，这时，需要设置同步装置，同步装置包括同步带输入座15、同步带安装座16、同步带轮(17、18)以及同步带19。第二旋转电机13进行旋转运动时，带动同步带轮17旋转，通过同步带19将该旋转同步至同步带轮18，同步带轮18旋转，从而带动第二减速机14旋转。
当第一旋转电机11转动时，经第一减速机10减速，带动第二转动轴12转动，中空环形支架2随之转动，从而带动伸缩摇杆装置5随第一转动轴12转动。
当第二旋转电机13转动时，经同步装置，然后经第二减速机14减速，带动伸缩摇杆装置5随第二减速机14转动。
本实施例中，第二转动轴12的旋转方向与第二减速机14的旋转方向呈一定角度，优选互相垂直，并且，伸缩单元进行直线运动的方向垂直第二减速机的旋转方向。
为了增加稳定性，本实施例中，在中空环形支架2的边框还设置配重铁，包括第一配重铁24，第二配重铁25，以及第三配重铁26。
另外，本实施例中，底座1的底部设置四个滚轮39、40、41、42，便于该运动机构的移动和使用。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种伸缩摇杆式肢体运动机构，其特征是：包括底座(1)、固定在底座(1)上的第一支架(3)与第二支架(4)、中空环形支架(2)、伸缩摇杆装置(5)，以及第一旋转电机(11)与第二旋转电机(13)；
所述的第一支架(3)与第二支架(4)位于底座(1)的同一侧面，中空环形支架(2)位于第一支架(3)与第二支架(4)之间；中空环形支架(2)的环形边框包括边框A、与边框A相对的边框B、边框C、与边框C相对的边框D；
所述的伸缩摇杆装置(5)包括托架(35)、伸缩杆(29)以及伸缩单元，所述的伸缩单元可进行直线运动，带动伸缩杆(29)进行同方向直线运动，从而带动托架(35)进行同方向直线运动；所述的伸缩单元外围设置固定支架，固定支架两侧设置第一支撑块(271)与第二支撑块(272)；
边框A(45)与第一支架(3)通过第一转动轴(7)连接；边框B(46)与第二支架(4)通过第二转动轴(12)连接，第二转动轴(12)通过第一减速机(10)与第一旋转电机(11)连接；当第一旋转电机(11)转动时，经第一减速机(10)带动边框B(46)转动，中空环形支架(2)和第一转动轴(7)随之转动，从而带动伸缩摇杆装置(5)随第二转动轴(12)转动；
第一支撑块(271)与边框C(47)通过第三转动轴(21)连接，第二支撑块(272)与边框D(48)通过第二减速机(14)连接；当第二旋转电机(13)转动时带动第二减速机(14)转动，从而带动伸缩摇杆装置(5)随之转动；
所述的第二转动轴(12)的旋转方向与第二减速机(14)的旋转方向相交；
所述的伸缩单元进行直线运动的方向垂直第二减速机(14)的旋转方向。
2.如权利要求1所述的伸缩摇杆式肢体运动机构，其特征是：所述的第一支架(3)固定连接转动轴承(6)，第一转动轴(7)穿过转动轴承(6)内部并随转动轴承旋转而旋转。
3.如权利要求1所述的伸缩摇杆式肢体运动机构，其特征是：所述的第一转动轴(7)的一端设置旋转限位装置，用于限制第一转动轴(7)的旋转角度。
4.如权利要求3所述的伸缩摇杆式肢体运动机构，其特征是：所述的旋转限位装置包括限位块(8)与设置在限位块(8)附近的限位柱(9)，所述限位块具有凹形缺口，所述的限位柱位于凹形缺口范围内。
5.如权利要求1所述的伸缩摇杆式肢体运动机构，其特征是：所述的第一旋转电机(11)安装在第二支架(4)一侧；
作为优选，所述的第一旋转电机(11)与第一减速机(10)相连。
6.如权利要求1所述的伸缩摇杆式肢体运动机构，其特征是：所述的第三转动轴(21)的一端设置旋转限位装置，用于限制第三转动轴的旋转角度；
作为优选，所述的旋转限位装置包括限位块与设置在限位块附近的限位柱，所述限位块具有凹形缺口，所述的限位柱位于凹形缺口范围内。
7.如权利要求1所述的伸缩摇杆式肢体运动机构，其特征是：所述的第二旋转电机(13)设置在中空环形支架(2)的内部，第二旋转电机进行旋转运动，通过同步装置带动第二减速机(14)转动；
作为优选，所述的同步装置包括同步带输入座(15)、同步带安装座(16)、同步带轮(17、18)以及同步带(19)。
8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的伸缩摇杆式肢体运动机构，其特征是：所述的中空环形支架(2)的环形边框围成方形、圆形。
9.如权利要求1至7中任一权利要求所述的伸缩摇杆式肢体运动机构，其特征是：所述的第二转动轴(12)的旋转方向与第二减速机(14)的旋转方向互相垂直。
10.如权利要求1至7中任一权利要求所述的伸缩摇杆式肢体运动机构，其特征是：所述的伸缩单元的直线运动通过丝杠传动实现，即，包括第三旋转电机(30)、滚珠丝杠(32)、丝杠螺母(38)、固定在丝杠螺母两侧的导向块(33、34)、用于固定滚珠丝杠的丝杠固定杆(31)，丝杠固定杆(31)外围两侧设置第一支撑块(271)与第二支撑块(272)；丝杠固定杆(31)内测开有导向槽，所述的导向块(33、34)可沿导向槽进行直线运动，所述的伸缩杆(29)与导向块(33、34)固定连接；工作状态时，第三旋转电机(30)转动，带动滚珠丝杠(32)转动、丝杠螺母(38)进行直线运动，导向块(33、34)随之沿导向槽滑动，从而带动伸缩杆(29)进行同方向直线运动；
作为优选，所述的底座(1)底部设置若干滚轮；
作为优选，所述的中空环形支架(2)的边框设置配重铁。
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