CN108066949A - 双向摆动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双向摆动装置，包括底座、支架、摆动架和两套摆动牵引机构；各摆动牵引机构包括绳索、转轴、电机、两个动滑轮和两个定滑轮，绳索的中段缠绕于转轴上，绳索的两端分别绕过两个定滑轮、再分别绕过与各定滑轮相应的动滑轮与底座的两侧固定相连；一套摆动牵引机构的两个定滑轮中心之间的连线垂直于另一套摆动牵引机构的两个定滑轮中心之间的连线。本发明在一个转轴转动时，拉紧相应绳索的一端，以使该端包绕的定滑轮与动滑轮相互靠近，而放松该绳索的另一端，以使该端包绕的定滑轮与动滑轮相互远离，进而实现拉动摆动架在支架上摆动；而通过两套牵引摆动机构来实现摆动架沿相互垂直的两个方向上摆动，控制简单，成本低。

Description

双向摆动装置

技术领域

本发明属于医疗设备领域，更具体地说，是涉及一种双向摆动装置。

背景技术

以人头部为中心，前后方向的竖直面一般称为矢状面，左右方向的竖直面一般称为冠状面。在平衡康复训练中，往往要对人员进行晃动，以测试人员在晃动过程中的身体状况；在测试人员晃动时，多会测试人员于矢状面上前后晃动和于冠状面上左右晃动，这就需要用到双向摆动装置。而由于平衡康复训练时，需要根据控制晃动的角度，因而当前双向摆动装置一般是使用竖直丝杆传动装置来支撑踏板的四周，通过各丝杆传动装置的配合来控制人员的左右及前后摆动的倾斜角度，控制复杂，且成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双向摆动装置，以解决现有技术中存在的双向摆动装置控制复杂，且成本高的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种双向摆动装置，包括底座、安装于所述底座上的支架、中部铰接于所述支架顶部的摆动架和分别驱动所述摆动架于相互垂直的两个方向摆动的两套摆动牵引机构；各所述摆动牵引机构包括用于拉动所述摆动架摆动的绳索、带动所述绳索移动的转轴、驱动所述转轴转动的电机、分别安装于所述摆动架相对两侧的两个动滑轮和安装于所述底座上分别与两个所述动滑轮位置对应的两个定滑轮，所述转轴安装于所述支架上，所述电机安装于所述底座上，所述绳索的中段缠绕于所述转轴上，所述绳索的两端分别绕过两个所述定滑轮、再分别绕过与各所述定滑轮相应的所述动滑轮与所述底座的两侧固定相连；一套所述摆动牵引机构的两个定滑轮中心之间的连线垂直于另一套所述摆动牵引机构的两个定滑轮中心之间的连线。

进一步地，所述支架的顶部安装有万向节，所述万向节与所述摆动架的中部相连。

进一步地，所述支架包括相互垂直的两个架体，各所述架体呈拱型，两个所述架体的拱型中部固定相连，两个所述转轴分别安装于两个所述架体上。

进一步地，各所述架体包括平行设置的两块架板，各所述转轴的两端分别枢接于相应两个所述架板上。

进一步地，各所述架体的长度方向与该架体所支撑的所述转轴对应的两个所述定滑轮中心之间的连线方向一致。

进一步地，各所述定滑轮分别枢接于相应所述架体的端部。

进一步地，所述支架上还安装有用于限定所述摆动架倾斜角度的限位板。

进一步地，各所述摆动牵引机构还包括用于调整所述绳索松紧度的两个预紧器，两个所述预紧器分别安装于所述底座，且两个所述预紧器分别与所述绳索的两端相连。

进一步地，各所述预紧器的长度方向垂直所述底座的厚度方向，所述底座上还安装有分别用于对各所述绳索的端部进行变向的变向轴，各所述绳索的端部绕过相应的所述变向轴与对应的所述预紧器相连。

进一步地，所述摆动架呈“十”字型。

本发明提供的双向摆动装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明支架的顶部来铰接并支撑摆动架，在摆动架的四侧分别设置动滑轮，在底座上对应各动滑轮的位置分别设置定滑轮，各绳索分别包绕相对设置的两个滑动轮及对应的两个定滑轮后与底座固定相连，而通过两个转轴来分别驱动两根绳索；从而在一个转轴转动时，拉紧相应绳索的一端，以使该端包绕的定滑轮与动滑轮相互靠近，而放松该绳索的另一端，以使该端包绕的定滑轮与动滑轮相互远离，进而实现拉动摆动架在支架上摆动；而通过两套牵引摆动机构来实现摆动架沿相互垂直的两个方向上摆动，控制简单，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的双向摆动装置的结构示意图一；

图2为图1的双向摆动装置的结构示意图二，图中未示电机；

图3为图2的双向摆动装置的部分结构的示意图；

图4为图2的双向摆动装置中部分结构的正视结构示意图，图中仅示出了一套牵引摆动机构；

图5为图4的牵引摆动机构摆动时的结构示意图；

图6为图5中绳索总长度差值的变化示意图；

图7为图1的双向摆动装置中支架及摆动架的结构示意图一；

图8为图7的支架及摆动架的结构示意图二；

图9为图1中预紧器的放大结构示意图；

图10为图1中转轴的放大结构示意图。

其中，图中各附图主要标记：

10-底座；11-容置腔；20-支架；21-架体；211-架板；2111-支撑台阶；22- 限位板；25-万向节；40-摆动架；41-摆动板；411-环形板；42-支撑条；70- 摆动牵引机构；71-绳索；72-转轴；721-第一段；722-第二段；725-传感片； 726-探测器；73-定滑轮；74-动滑轮；75-电机；76-传动机构；761-主动轮； 762-从动轮；763-皮带；77-预紧器；771-滑动轴；772-挡板；773-压缩弹簧； 774-挡块；775-连接环；78-变向轴。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请一并参阅图1至图10，现对本发明提供的双向摆动装置进行说明。所述双向摆动装置，包括底座10、支架20、摆动架40和两套摆动牵引机构70；支架20安装于底座10上；摆动架40中部铰接于支架20顶部，从而通过支架20 来支撑住摆动架40，同时便于摆动架40在支架20上摆动。另外，将摆动架40 与支架20的顶部铰接，可以使摆动中心更为靠近摆动架40，进而在摆动架40 摆动时，其中心位置不会发生移动，以便在进行平衡训练与测试时，可以更为准确地测试人体在摆动时的身体状况，准确反映下肢肌肉损伤者的肢体康复情况。

各摆动牵引机构70用于驱动摆动架40于一个方向上摆动，而两套摆动牵引机构70驱动摆动架40于相互垂直的两个方向上摆动，以实现双向摆动。各摆动牵引机构70包括绳索71、转轴72、电机75、两个动滑轮74和两个定滑轮73；绳索71用于带动摆动架40在支架20上摆动；转轴72用于拉动绳索71，电机75驱动转轴72转动，以拉动绳索71；两个动滑轮74分别安装于摆动架 40相对两侧，两个定滑轮73枢接于底座10上，两个定滑轮73的位置与两个动滑轮74的位置相对应；绳索71的中段缠绕于转轴72上，绳索71的两端分别绕过两个定滑轮73、再分别绕过与各定滑轮73相应的动滑轮74与底座10 的两侧固定相连，从而在转轴72转动时，拉紧相应绳索71的一端，以使该端包绕的定滑轮73与动滑轮74相互靠近，而放松该绳索71的另一端，以使该端包绕的定滑轮73与动滑轮74相互远离，进而实现拉动摆动架40在支架20上摆动。

两套摆动牵引机构70中：一套摆动牵引机构70的两个定滑轮73中心之间的连线垂直于另一套摆动牵引机构70的两个定滑轮73中心之间的连线。从而两套牵引摆动机构来实现摆动架40沿相互垂直的两个方向上摆动。

本发明提供的双向摆动装置，与现有技术相比，本发明支架20的顶部来铰接并支撑摆动架40，在摆动架40的四侧分别设置动滑轮74，在底座10上对应各动滑轮74的位置分别设置定滑轮73，各绳索71分别包绕相对设置的两个滑动轮及对应的两个定滑轮73后与底座10固定相连，而通过两个转轴72来分别驱动两根绳索71；从而在一个转轴72转动时，拉紧相应绳索71的一端，以使该端包绕的定滑轮73与动滑轮74相互靠近，而放松该绳索71的另一端，以使该端包绕的定滑轮73与动滑轮74相互远离，进而实现拉动摆动架40在支架 20上摆动；而通过两套牵引摆动机构来实现摆动架40沿相互垂直的两个方向上摆动，控制简单，成本低。

进一步地，请一并参阅图1、图7和图8，作为本发明提供的双向摆动装置的一种具体实施方式，支架20的顶部安装有万向节25，万向节25与摆动架40 的中部相连。在支架20的顶部设置万向节25，以方便将摆动架40的中部通过万向节25与支架20的顶部铰接。进而方便摆动架40在支架20上摆动。该结构同时方便支架20来支撑摆动架40。在其它一些实施例中，也可以使用珠铰将摆动架40与支架20的顶部铰接。

进一步地，请一并参阅图1、图2、图7和图8，作为本发明提供的双向摆动装置的一种具体实施方式，支架20包括相互垂直的两个架体21，各架体21 呈拱型，两个架体21的拱型中部固定相连，两个转轴72分别安装于两个架体 21上。使用两个相互垂直的架体21相连形成支架20，加工制作简单，占用空间小，同时也方便安装与支撑各转轴72。而将各架体21设置呈拱型，便于支撑摆动架40，方便摆动架40在支架20上摆动，并且该结构可以使支架20的底部及两个架体21之间对应的位置具有较多的空间，以方便容置电机75等部件，可以减小各摆动牵引机构70占用空间，进而可以减小该双向摆动装置的体积。

进一步地，各架体21包括平行设置的两块架板211，各转轴72的两端分别枢接于相应两个架板211上。各架体21使用两个平行设置的架板211制作形成，加工制作方便，结构简单，成本低，同时也方便将相应转轴72安装在架体 21上。具体地，各架板211呈拱型结构，进而使相应的架体21成拱型结构。

进一步地，各架体21的长度方向与该架体21所支撑的转轴72对应的两个定滑轮73中心之间的连线方向一致。由于两个转轴72分别安装于两个架体21 上，而将两个架体21的长度方向分别与两套牵引摆动机构的两个定滑轮73连线方向一致，可以使各绳索71经相应转轴72之后，更好的包绕相应的定滑轮 73与动滑轮74，减小对绳索71的摩擦力。

进一步地，各定滑轮73分别枢接于相应架体21的端部，从而方便支撑各定滑轮73。另外，由于各架体21使用两个平行设置的架板211制作，则方便将各定滑轮73枢接在架板211上，安装更为方便，也方便布局。

进一步地，支架20上还安装有用于限定摆动架40倾斜角度的限位板22。在支架20上设置限位板22，以便限定摆动架40摆动的角度，更好的保护绳索 71。

进一步地，请一并参阅图4-图6，各套牵引摆动机构的转轴72在转动的过程中，绳索71放松一端的长度增加，收紧一端的长度减小，而往往绳索71放松一端增加量和绳索71收紧一端减小量是不一样的，当两者差值大于绳索71 的允许形变量时，绳索71则会断裂，因而需要寻找相关零件的恰当的空间位置，把差值减小，因而通过限位板22的设置，可以起到保护绳索71的作用。

进一步地，为了方便进行人体平衡训练，该双向摆动装置的高度范围一般设为200-300mm，以方便人站在双向摆动装置上进行测试。即支架20的高度为200-300mm。绳索71总长差值等于绳索71起始总长度减去转动后绳索71 的总长度。其中如图4中，摆动架40两侧位于同一高度时，为绳索71起始位置。经分析计算后，得到较为理想的起始位置，以万向节25中心对应于底座 10上的位置为原点，则万向节25的坐标为(0，122)，各动滑轮74中心的坐标为(285，122)，各定滑轮73中心的坐标为(250，14)，单位为mm。即万向节25中心到原点的高度为122mm，万向节25中心到原点的横向距离为0；各动滑轮74中心到原点的高度为122mm，各动滑轮74中心到原点的横向距离为285mm；各定滑轮73中心到原点的高度为14mm，各定滑轮73中心到原点的横向距离为250mm。在此位置状态下，当摆动架40转动14.6度时，最大差值出现，最大差值为0.25mm(差值等于增加量减去减小量，保留两位小数)。则摆动架40摆动的角度小于或等于14.6度。

进一步地，请一并参阅图1、图2和图9，作为本发明提供的双向摆动装置的一种具体实施方式，各摆动牵引机构70还包括用于调整绳索71松紧度的两个预紧器77，两个预紧器77分别安装于底座10，且两个预紧器77分别与绳索 71的两端相连。设置预紧器77，以调节绳索71的松紧度，可以更好的拉紧绳索71，并将绳索71与底座10固定相连。

进一步地，底座10中配合开设有容置预紧器77的容置腔11。在底座10 中开设容置腔11，以安装预紧器77，可以方便安装固定预紧器77，同时也便于绳索71的两端与预紧器77相连。

进一步地，各预紧器77的长度方向垂直底座10的厚度方向，底座10上还安装有分别用于对各绳索71的端部进行变向的变向轴78，各绳索71的端部绕过相应的变向轴78与对应的预紧器77相连。该结构可以使预紧器77占用空间较小，同时将底座10设置较薄，占用较小的空间。进一步地，设置变向轴78，以便绳索71的端部与预紧器77相连，同时更好的保护绳索71。

进一步地，各预紧器77包括滑动轴771、滑动套于滑动轴771上的挡板772、套于滑动轴771上的压缩弹簧773和安装于滑动轴771一端的挡块774，压缩弹簧773的两端分别抵持挡板772与挡块774，挡板772固定于底座10上，滑动轴771的另一端与绳索71的对应端相连。通过压缩弹簧773弹性抵持挡块 774，而挡块774与滑动轴771固定相连，则压缩弹簧773弹性推动滑动轴771 在挡块772中移动，而当固定住挡板772，则滑动轴771可以拉紧或放松绳索 71，以实现将调节绳索71松紧度，进而补偿可能出现的绳索71两端拉紧量和防松量的差值(因为上述差值会引起绳索71一端过于紧绷而另一端过于松弛，从而对绳索71的使用寿命和移动距离的精度造成影响)。当然，在其它一些实施例中，预紧器77也可以使用弹射伸缩杆等伸缩装置代替。

进一步地，滑动轴771的另一端设有用于连接绳索71的连接环775，在滑动轴771上设置连接环775，以方便连接绳索71。进一步地，连接环775与滑动轴771可以是一体成型。当然，在另一些实施例中，连接环775也可以焊接或螺纹边接于滑动轴771上。

进一步地，挡块674为防松螺母，以方便加工制作，降低成本。

进一步地，请一并参阅图1和图2，作为本发明提供的双向摆动装置的一种具体实施方式，各牵引摆动机构还包括连接转轴72与电机75的传动机构76，传动机构76包括与电机75相连的主动轮761、与转轴72相连的从动轮762和连接主动轮761与从动轮762的皮带763。设置传动机构76，可以调整传动比，以增加扭力，同时该结构也方便安装布局电机75。使用皮带传动，结构简单，成本低，制作方便。当然，在其它一些实施例中，传动机构76也可以使用链条传动机构76、齿轮箱等等。

进一步地，绳索71可以使用钢丝绳。当然在其它一些实施例中，绳索71 也可以使用其它材料制作。

进一步地，请一并参阅图1、图2和图10，作为本发明提供的双向摆动装置的一种具体实施方式，转轴72具有第一段721和由第一段721延伸出的第二段722，绳索71缠绕于第一段721上。将转轴72设置为第一段721和第二段 722，以方便加工，同时也方便缠绕绳索71。

进一步地，第一段721上开设有供绳索71穿过的斜孔(图中未示出)，斜孔的轴向倾斜于转轴72的轴向，且斜孔的两端分别位于第一段721的两端。在转轴72的第一段721设置斜孔，可以将绳索71穿过斜孔，从而更好的防止绳索71打滑，以便转轴72更好的拉动绳索71。

进一步地，请一并参阅图1、图2和图10，作为本发明提供的双向摆动装置的一种具体实施方式，转轴72的第一段721的端部安装有具呈环形格栅的传感片725，支架20上安装有用于探测传感片725旋转角度的探测器726。在第一段721的端部安装传感片725，可以通过探测器726来探测转轴72的旋转角度，以便更好的控制转轴72转动，进而控制摆动架40的移动。

进一步地，转轴72呈阶梯状，第一段721的直径大于第二段722的直径。将第一段721的直径设置大于第二段722的直径，可以方便缠绕绳索71，也方便加工制作，同时也方便将转轴72安装在支架20上。

进一步地，各定滑轮73的周边设有用于容置绳索71的定位槽，以防绳索 71脱离。同理，各动滑轮74的周边设有用于容置绳索71的定位槽，以防绳索 71脱离。

进一步地，请一并参阅图1，作为本发明提供的双向摆动装置的一种具体实施方式，摆动架40呈“十”字型。将摆动架40设置呈“十”字型，以减轻重量，同时方便将各动滑轮74安装在摆动架40的各端部。

进一步地，摆动架40包括摆动板41和安装于摆动板41上的支撑条42，通过在摆动板41上设置支撑条42以方便与万向节25铰接，同时也方便支撑踏板等结构。进一步地，摆动板41呈“十”字型，以将摆动架40制作呈“十”字型。

进一步地，摆动板41的中部设有环形板411。在摆动板41的中部设置环形板411，以方便支架20上的限位板22来止挡环形板411，进而更好的起到限位作用。

进一步地，支架20上的限位板22呈环形，以方便安装于支架20上，同时方便限定摆动架40摆动的角度。

更进一步地，请一并参阅图3和图4，各架板211的上部的两侧分别设有支撑台阶2111，各支撑台阶2111底持限位板22的内侧并支撑限位板22，进而通过各架体21的架板211上的支撑台阶2111，方便定位与支撑限位板22。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.双向摆动装置，其特征在于：包括底座、安装于所述底座上的支架、中部铰接于所述支架顶部的摆动架和分别驱动所述摆动架于相互垂直的两个方向摆动的两套摆动牵引机构；各所述摆动牵引机构包括用于拉动所述摆动架摆动的绳索、带动所述绳索移动的转轴、驱动所述转轴转动的电机、分别安装于所述摆动架相对两侧的两个动滑轮和安装于所述底座上分别与两个所述动滑轮位置对应的两个定滑轮，所述转轴安装于所述支架上，所述电机安装于所述底座上，所述绳索的中段缠绕于所述转轴上，所述绳索的两端分别绕过两个所述定滑轮、再分别绕过与各所述定滑轮相应的所述动滑轮与所述底座的两侧固定相连；一套所述摆动牵引机构的两个定滑轮中心之间的连线垂直于另一套所述摆动牵引机构的两个定滑轮中心之间的连线。

2.如权利要求1所述的双向摆动装置，其特征在于：所述支架的顶部安装有万向节，所述万向节与所述摆动架的中部相连。

3.如权利要求1所述的双向摆动装置，其特征在于：所述支架包括相互垂直的两个架体，各所述架体呈拱型，两个所述架体的拱型中部固定相连，两个所述转轴分别安装于两个所述架体上。

4.如权利要求3所述的双向摆动装置，其特征在于：各所述架体包括平行设置的两块架板，各所述转轴的两端分别枢接于相应两个所述架板上。

5.如权利要求3所述的双向摆动装置，其特征在于：各所述架体的长度方向与该架体所支撑的所述转轴对应的两个所述定滑轮中心之间的连线方向一致。

6.如权利要求5所述的双向摆动装置，其特征在于：各所述定滑轮分别枢接于相应所述架体的端部。

7.如权利要求1-6任一项所述的双向摆动装置，其特征在于：所述支架上还安装有用于限定所述摆动架倾斜角度的限位板。

8.如权利要求1-6任一项所述的双向摆动装置，其特征在于：各所述摆动牵引机构还包括用于调整所述绳索松紧度的两个预紧器，两个所述预紧器分别安装于所述底座，且两个所述预紧器分别与所述绳索的两端相连。

9.如权利要求8所述的双向摆动装置，其特征在于：各所述预紧器的长度方向垂直所述底座的厚度方向，所述底座上还安装有分别用于对各所述绳索的端部进行变向的变向轴，各所述绳索的端部绕过相应的所述变向轴与对应的所述预紧器相连。

10.如权利要求1-6任一项所述的双向摆动装置，其特征在于：所述摆动架呈“十”字型。