CN109907942A - 一种脚踏式老年人锻炼训练器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种老年人锻炼装置。目的是提供一种脚踏式老年人锻炼训练器，该训练器能够带动锻炼的脚部进行运动，并且能模拟人体的正常走路步态，不会损伤膝盖和脚踝，从而满足老年人进行下肢锻炼的需求，具有结构简单，成本低的特点。技术方案是：一种脚踏式老年人锻炼训练器，包括控制器；其特征在于：该训练器包括固定在地面上的安装座以及分别设置在安装座两侧的两组结构相同的活动组件；每组活动组件均包括曲柄、第一摇杆、第二摇杆、第三摇杆、第四摇杆、连杆、踏板以及固定在安装座上以驱动曲柄的电机；所述安装座、第一摇杆、连杆以及第三摇杆首尾依序铰接且形成第一平行四边形机构。

Description

一种脚踏式老年人锻炼训练器

技术领域

本发明涉及一种老年人锻炼装置，具体是一种脚踏式锻练器材。

背景技术

随着我国老龄化程度的逐步提高，进入老年的人群不断增加；作为养老服务的一环，老年人的体育锻炼也受到愈加重视。为了降低骨质疏松、肌肉萎缩症的发病率，降低并发症的发生率，保持以及提高下肢的活动能力尤为重要；因此，人们设计了各种可实现被动锻炼的脚踏式锻炼装置。市面上常见的脚踏式锻炼装置主要采用自行车脚踏式，该种锻炼装置通过伺服电机带动自行车踏板转动，进而带动锻炼者的脚部完成椭圆形轨迹的运动。但是人体正常的步态轨迹为类椭圆，因此该种锻炼装置不能完全真实地模拟人体走路步态，并且还会对人体的膝盖和脚踝造成较大损伤，不利于老年人的体质锻炼。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种脚踏式老年人锻炼训练器，该训练器能够带动锻炼的脚部进行运动，并且能模拟人体的正常走路步态，不会损伤膝盖和脚踝，从而满足老年人进行下肢锻炼的需求，具有结构简单，成本低的特点。

本发明提供的技术方案是：

一种脚踏式老年人锻炼训练器，包括控制器；其特征在于：该训练器包括固定在地面上的安装座以及分别设置在安装座两侧的两组结构相同的活动组件；每组活动组件均包括曲柄、第一摇杆、第二摇杆、第三摇杆、第四摇杆、连杆、踏板以及固定在安装座上以驱动曲柄的电机；

所述安装座、第一摇杆、连杆以及第三摇杆首尾依序铰接且形成第一平行四边形机构；所述连杆还与第二摇杆、踏板以及第四摇杆首尾依序铰接且形成第二平行四边形机构；所述曲柄的曲柄轴同时作为所述安装座与第三摇杆的铰接轴；所述第二摇杆的一端还往下延伸一定距离后，底端再与曲柄的摆动端铰接；

以上所述铰接的铰接轴线以及曲柄轴轴线均相互平行且水平布置。

所述第一摇杆、第三摇杆、第四摇杆和连杆两端的铰接头均设置成“U”形铰接头，以提高活动组件在运动过程中的承载能力和稳定性；所述第二摇杆的一端设置成“U”形铰接头，以便与踏板铰接；第二摇杆中部设置成“U”形铰接头，以便与连杆铰接；中部“U”形铰接头中位于外侧的铰接片还向下延伸，作为第二摇杆的另一端与曲柄的摆动端铰接。

所述连杆一端铰接在第三摇杆与第四摇杆的铰接轴上，另一端铰接在第一摇杆和第二摇杆的铰接轴上。

所述踏板定位在连杆上边。

所述曲柄的长度优选为80cm；所述第一摇杆和第三摇杆的长度均优选为26cm；所述第二摇杆的长度优选为53cm；所述第四摇杆的长度优选为26cm；所述踏板和连杆的长度优选为28cm。

所述电机与控制器电连接，以便由控制器控制电机的转速。

本发明的有益效果是：

1)本发明中的曲柄作为主动件由电机驱动旋转，然后曲柄通过各摇杆和连杆带动踏板运动，进而带动锻炼者的脚部沿着人体正常的步态轨迹运动，不会对锻炼者的膝盖和脚踝造成损伤，并能降低骨质疏松、防止肌肉萎缩。

2)本发明中运动组件的各部件长度参数均是根据正常人的体型和脚长进行设计，能够满足大多数锻炼者的使用需求。

3)本发明可通过控制器对电机的转速进行调节，进而调节踏板的运动速度，能够满足锻炼者不同步速的需求。

4)本发明结构简单紧凑，占用空间小，使用方便，适合推广应用。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的主视结构示意图。

图3为本发明中第一摇杆、第三摇杆的放大结构示意图(第四摇杆也类似)。

图4为本发明中第四摇杆的放大结构示意图。

图5为本发明中连杆的另一结构放大示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示的实施例进一步说明。

如图1和图2所示的脚踏式老年人锻炼训练器，包括安装座1和两组活动组件；所述安装座固定在地面上，为具有空腔的封闭壳体；两组活动组件分别设置在安装座的两侧。两组活动组件结构相同，每组活动组件均包括曲柄8、第一摇杆2、第二摇杆3、第三摇杆4、第四摇杆5、连杆7、踏板6和电机(优选减速电机，图中未显示；减速电机的输出轴通过齿轮副驱动曲柄轴)；其中，两组活动组件中的踏板呈一上一下方式布置，以适应人体的正常行走步态。本实施例中的上下、左右方向均为图2的上下、左右方向。

所述电机固定在安装座的空腔内，以便为活动组件的运动提供动力。所述曲柄的曲柄轴通过轴承水平定位在安装座上，以便由曲柄作为主动部件，带动各活动部件运动。

所述安装座、第一摇杆、连杆以及第三摇杆首尾依序铰接且形成第一平行四边形机构，所述连杆还与第二摇杆、踏板以及第四摇杆首尾依序铰接且形成第二平行四边形机构；其中，连杆的一端同时与第三摇杆及第四摇杆铰接，连杆的另一端同时与第一摇杆及第二摇杆铰接。所述曲柄轴同时作为所述安装座与第三摇杆的铰接轴；所述第二摇杆的一端还往下延伸一定距离后，底端再与曲柄的摆动端铰接；从而使得第二摇杆成为各摇杆中的驱动部件。

以上所述铰接的铰接轴线以及曲柄轴轴线均相互平行且水平布置。

由图可知，第二平行四边形机构位于第一平行四边形机构的上边，即踏板位于整个装置的顶端。

由平行四边形机构的性质可知：所述第一摇杆与第三摇杆长度相同且平行布置；所述第二摇杆与第四摇杆平行布置；所述踏板与连杆长度相同且平行布置。

如图3和图4所示，所述第一摇杆、第三摇杆、第四摇杆和连杆的两端均为由两个铰接片组成的“U”形铰接头，以提高活动组件在运动过程中的承载能力和稳定性。所述第二摇杆中，第二摇杆一端也设置成“U”形铰接头，以便与踏板铰接(踏板的一端嵌入在第二摇杆的铰接头中，再由水平穿越的铰接轴铰接)；第二摇杆中部设置成“U”形铰接头，以便与连杆铰接(连杆的一端嵌入该处铰接头中，再由水平穿越的铰接轴铰接；连杆的结构可以类似第一摇杆，也可以如图5所示)；中部“U”形铰接头中位于外侧的铰接片还向下延伸，作为第二摇杆的另一端与曲柄的摆动端铰接。第一摇杆、第三摇杆以及第四摇杆的两端的“U”形铰接头，也如图1所示进行铰接，不再一一细述。

本实施例对运动组件中各部件的长度参数进行了如下设计：所述曲柄的长度(即两个铰接孔之间的距离；以下同)为80cm；所述第一摇杆和第三摇杆的长度为26cm；所述第二摇杆的长度为53cm；所述第四摇杆的长度为26cm；所述踏板和连杆的长度为28cm；该设计参数能够满足大多数老年人的正常使用需求(正常老年人的脚长一般为23cm-27cm)；也可根据实际情况对该实施例的所有参数进行一定比例的放大或缩小，以适应不同脚长的老年人群。

两组活动组件中的电机分别与控制器(优选单片机，图中未显示)电连接，以便由控制器控制两组电机的转动速度，进而控制踏板的运动速度，以适应老年人不同步速的需求。

本发明的使用方式如下：

使用本发明的训练器时，锻炼者先将两只脚分别放在两个踏板上，然后打开电机使电机驱动曲柄旋转，曲柄通过各摇杆和连杆的协调运动带动踏板沿着人体正常步态轨迹做上下运动和左右小幅度运动，实现锻炼者的下肢训练；另外，在使用过程中，锻炼者可根据自身情况，通过控制器控制两组电机的转动速度，进而控制踏板的运动速度，以适应不同步速的需求。

Claims (6)

1.一种脚踏式老年人锻炼训练器，包括控制器；其特征在于：该训练器包括固定在地面上的安装座(1)以及分别设置在安装座两侧的两组结构相同的活动组件；每组活动组件均包括曲柄(8)、第一摇杆(2)、第二摇杆(3)、第三摇杆(4)、第四摇杆(5)、连杆(7)、踏板(6)以及固定在安装座上以驱动曲柄的电机；

所述安装座、第一摇杆、连杆以及第三摇杆首尾依序铰接且形成第一平行四边形机构；所述连杆还与第二摇杆、踏板以及第四摇杆首尾依序铰接且形成第二平行四边形机构；所述曲柄的曲柄轴同时作为所述安装座与第三摇杆的铰接轴；所述第二摇杆的一端还往下延伸一定距离后，底端再与曲柄的摆动端铰接；

以上所述铰接的铰接轴线以及曲柄轴轴线均相互平行且水平布置。

2.根据权利要求1所述的脚踏式老年人锻炼训练器，其特征在于：所述第一摇杆、第三摇杆、第四摇杆和连杆两端的铰接头均设置成“U”形铰接头，以提高活动组件在运动过程中的承载能力和稳定性；所述第二摇杆的一端设置成“U”形铰接头，以便与踏板铰接；第二摇杆中部设置成“U”形铰接头，以便与连杆铰接；中部“U”形铰接头中位于外侧的铰接片还向下延伸，作为第二摇杆的另一端与曲柄的摆动端铰接。

3.根据权利要求2所述的脚踏式老年人锻炼训练器，其特征在于：所述连杆一端铰接在第三摇杆与第四摇杆的铰接轴上，另一端铰接在第一摇杆和第二摇杆的铰接轴上。

4.根据权利要求3所述的脚踏式老年人锻炼训练器，其特征在于：所述踏板定位在连杆上边。

5.根据权利要求4所述的脚踏式老年人锻炼训练器，其特征在于：所述曲柄的长度为80cm；所述第一摇杆和第三摇杆的长度均为26cm；所述第二摇杆的长度为53cm；所述第四摇杆的长度为26cm；所述踏板和连杆的长度为28cm。

6.根据权利要求5所述的脚踏式老年人锻炼训练器，其特征在于：所述电机与控制器电连接，以便由控制器控制电机的转速。