CN113226487A - 利用绞盘补偿牵引装置的减重支撑系统及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的减重支撑系统(1)的特征在于,设置在支撑框架(10)的绞盘补偿牵引装置(10‑2)通过与用于缠绕或解绕绞盘金属线(21‑1)的绞盘(21)相连接的重锤(27)的重量平衡效应(Weight Balance Effect)来对装具附加重量进行负荷补偿,在支撑框架(10)中,与装具(Harness)(50)相连接并承受装具附加重量的绞盘金属线(21‑1)向外部伸出,从而相比于致动器补偿牵引装置,可以降低减重支撑系统(1)的制造成本,尤其,利用绞盘上端位置传感器(40‑1)、绞盘下端位置传感器(40‑2)和重量检测传感器(40‑3)的组合来使手动操作最小化,由此还提供对于减重支撑系统(1)的使用人员的便利性。
Description
技术领域
本发明涉及用于步行训练的减重支撑系统,尤其,涉及可通过运行来使绞盘补偿牵引装置实现训练强度的多样化并大幅减少手动操作步骤的减重支撑系统。
背景技术
通常,步行牵引系统(减重支撑(BWS,Body Weight Support))(以下称为减重支撑(BWS)系统)包括重量补偿牵引装置,以便在进行步行训练时,不会感到由步行训练者的体重造成的负荷负担。
具体地,上述重量补偿牵引装置分为重锤适用结构和致动器适用结构。
作为一例,上述重锤补偿牵引装置利用重锤承受对于步行训练者的负荷负担,通过增减重锤的数量来减轻负荷负担并调节步行训练强度。相反,上述致动器补偿牵引装置利用弹簧和致动器的组合来承受对于步行训练者的负荷负担,随着致动器的工作变化,通过弹簧的弹性斥力变化来减轻负荷负担并调节步行训练强度。
因此,减重支撑系统可通过重锤补偿牵引装置或致动器补偿牵引装置来有效获得有助于通过大脑可塑性进行步行训练的双足步行姿势体验。
发明内容
所要解决的技术问题
但是,相比于优点,因上述重锤补偿牵引装置及上述致动器补偿牵引装置具有较大的缺点而需要改善。
作为一例,虽然上述重锤补偿牵引装置具有简单的结构和低廉的制造成本,但是减重支撑系统所需的设置重量补偿/姿势/训练强度等功能均需要手动操作,尤其,为了增减重锤的数量而需要大量手动操作的工作,例如,需要利用额外的固定手段(LockingMeans)来固定重锤,因此,具有使用人员的便利性非常低的缺点。
相反,上述致动器补偿牵引装置通过大幅减少手动操作上的不便而具有使用人员对减重支撑系统的便利性优异的优点,但是,因弹簧和致动器的组合而存在结构变得复杂并提高制造成本的缺点。
因此,为了满足因各种事故等而不断增长的康复需求,减重支撑系统需要具有如下的重量补偿牵引装置,其具有作为重锤方式优点的结构/成本竞争力,同时具有作为致动器方式优点的使用人员便利性。
为此,考虑到如上所述的因素,本发明的目的在于,提供利用绞盘补偿牵引装置的减重支撑系统及其运行方法,其中通过利用重锤和绞盘的结合的重量平衡效应(WeightBalance Effect)来实现减重支撑系统所需的重量补偿范围的扩张,尤其,通过利用重锤、绞盘及传感器的组合的协同效应(Synergies Effect)来实现减重支撑系统所需的设置重量补偿/姿势/训练强度等功能。
解决问题的技术方案
为了实现上述目的,本发明的减重支撑系统的特征在于,包括:支撑框架,与装具(Harness)相连接并承受装具附加重量的绞盘金属线向外部伸出;以及绞盘补偿牵引装置,通过与用于缠绕或解绕上述绞盘金属线的绞盘相连接的重锤的重量平衡效应对上述装具附加重量进行负荷补偿。
根据优选实施例,上述负荷补偿能够允许将上述装具附加重量的范围设定为0~80kg重量。
根据优选实施例,上述绞盘为电动绞盘,上述重锤通过单位重锤的组合来减轻重量。
根据优选实施例,上述绞盘补偿牵引装置包括绞盘运动导向器,上述绞盘运动导向器使得上述绞盘通过上述装具附加重量与上述重锤的补偿负荷之差来进行上下移动,上述绞盘运动导向器包括:主柱,用于引导将向上移动的位置更改为设置绞盘位置和训练绞盘位置的上述绞盘的移动;绞盘板,结合有上述绞盘和上述主柱,沿着上下方向移动;以及传感器板,位置被固定,以形成上述绞盘的初始绞盘位置。
根据优选实施例,上述设置绞盘位置由绞盘上端位置传感器形成,上述绞盘上端位置传感器包括:位置传感器靶,与上述绞盘板一同移动;以及光传感器,固定在上述传感器板,当上述位置传感器靶阻隔或释放发射光时,用于检测上述位置传感器靶的移动。相反,上述训练绞盘位置由绞盘下端位置传感器形成,上述绞盘下端位置传感器包括:位置传感器靶,与上述绞盘板一同移动;以及光传感器,固定在上述传感器板,当上述位置传感器靶阻隔或释放发射光时,用于检测上述位置传感器靶的移动。
根据优选实施例,上述绞盘补偿牵引装置包括重量检测传感器,上述重量检测传感器包括:红外金属线传感器,用于产生红外金属线;以及反射板,设置在上述重锤,用于向上述红外金属线传感器反射上述红外金属线。
根据优选实施例,上述反射板用于固定上述重锤的单位重锤的组合状态。上述红外金属线传感器连接到数据处理器,上述数据处理器通过上述反射板的距离积累重锤重量数据图。
根据优选实施例,上述绞盘补偿牵引装置包括绞盘平衡器,上述绞盘平衡器起到绞盘重锤的作用,用于抵消包括上述绞盘在内的绞盘结构物的总重量。上述绞盘平衡器被引导到副柱并沿着与上述绞盘相反的方向移动,上述副柱的一端固定于通过与上述副柱框架相结合的侧板固定的柱支架。
为了实现上述目的,本发明的减重支撑系统运行方法的特征在于,包括绞盘补偿牵引装置的控制步骤,在上述绞盘补偿牵引装置的控制步骤中,在缠绕或解绕绞盘金属线的绞盘连接重锤,上述绞盘金属线承受从支撑框架伸出并施加于装具的装具附加重量,通过上述绞盘的上下移动动作来实现对上述装具附加重量进行负荷补偿的上述重锤的重量平衡效应。
根据优选实施例,上述绞盘补偿牵引装置的控制步骤包括:减重支撑设置步骤,下降绞盘并使其形成在初始绞盘位置;减重支撑穿戴步骤,上述绞盘金属线下降后,以使承受上述装具附加重量的上述装具上升的方式驱动上述绞盘,上述绞盘上升并从初始绞盘位置向设置绞盘位置进行向上位置移动;减重支撑预热步骤,通过使上述装具上升和下降来停止上述绞盘的驱动,上述绞盘下降并从设置绞盘位置向训练绞盘位置进行向下位置移动;以及减重支撑训练步骤,在上述绞盘停止驱动的状态下,以跑步机步行速度运行。
根据优选实施例,在上述减重支撑训练步骤中,随着上述位置在上述训练绞盘位置内上下移动,通过上述重量平衡效应来对上述装具附加重量进行负荷补偿。
发明的效果
如上所述的本发明的绞盘补偿牵引装置通过重锤、绞盘及传感器的一体化来实现功能自动化,从而在减重支撑系统中实现如下作用及效果。
第一,通过重锤与绞盘的结合产生重量平衡效应(Weight Balance Effect),由此,将适用于步行牵引系统的步行训练重量可变地覆盖至0~80kg重量(Weight),相反地,可将步行训练强度可变地调节至0~80kg负荷(Load)。第二,在通过调节达到0~80kg负荷(Load)的可变步行训练强度来防止跌伤的同时,可以根据训练目的进行各种步行训练。第三,通过重锤、绞盘及传感器的组合产生协同效应(Synergies Effect),由此,可最大限度地消除步行牵引系统中的设置重量补偿/姿势/训练强度等功能所需的手动操作。第四,通过最大限度地消除手动操作来大幅提高使用人员运行或操作步行牵引系统的便利性。第五,可通过红外金属线传感器和重锤的连接来使得根据训练强度等以不同方式适用的重锤重量与训练性及数据相互关联。第六,利用红外金属线传感器的训练性和数据不仅能够进行针对性训练并最大化训练效果,而且可通过训练性和数据的积累及建立来使用大数据及人工智能(AI,Artificial Intelligence)等。
附图说明
图1为适用于本发明的减重支撑系统的绞盘补偿牵引装置的结构图;
图2为本发明的绞盘补偿牵引装置的局部放大图;
图3为通过本发明的绞盘补偿牵引装置减少手动操作频率的减重支撑系统运行方法的流程图;
图4为本发明的绞盘补偿牵引装置的动作状态的图。
具体实施方式
以下,参照所附的示例图详细说明本发明的实施例,这种实施例作为一例,本发明所属技术领域的普通技术人员可通过多种不同的实施方式来实现本发明,因此,本发明并不限定于在此说明的实施例。
参照图1,减重支撑系统1包括遥控器1-7、支撑框架10-1、绞盘补偿牵引装置10-2及装具(Harness)50。
作为一例,上述遥控器1-7用于向顺时针方向/逆时针方向驱动及停止绞盘补偿牵引装置10-2的绞盘21,为了产生绞盘的驱动/停止信号,优选通过金属线与绞盘21相连接的有金属线方式,但是可以使用蓝牙(Bluetooth)等近距离无金属线通信。
作为一例,上述支撑框架10-1由桁架结构构成来形成内部空心空间。作为一例,上述支撑框架10-1的特征在于,其为由水平框架形成的框架本体,上述水平框架放置在地面,从在内部收容绞盘补偿牵引装置10-2的垂直框架的上端部弯曲形成。尤其,上述支撑框架10-1包括以留有间隔的方式位于水平框架的内部并挂置有绞盘金属线21-1的金属线辊10A,以维持与绞盘21相连接的绞盘金属线21-1的张力。在此情况下,上述金属线辊10A适用自由旋转辊。
作为一例,上述绞盘补偿牵引装置10-2包括自重补偿绞盘20、绞盘运动导向器30及绞盘传感器40。
具体地,上述自重补偿绞盘20包括绞盘(Winch)21、绞盘金属线21-1、装具连接端21-1A、绞盘平衡器(Winch Balancer)23、绞盘平衡器金属线23-1、重锤27、重锤连接杆29。
尤其,上述绞盘补偿牵引装置10-2的特征在于,将穿戴装具50的受训者(Trainee)100(例如,步行训练者)施加于绞盘金属线21-1的装具附加重量设定为约0~80kg的补偿负荷范围,通过基于重锤27的重量平衡效应(Weight Balance Effect)的负荷补偿来实现补偿负荷范围的约60%,从而将受训者100受到的负担负荷增加至最高约60Kg来调节步行训练强度。
并且,上述绞盘补偿牵引装置10-2的特征在于,为了调节步行训练的强度,可通过消除手动操作来大幅提高使用人员的便利性,上述手动操作是指训练辅助人员(例如,物理治疗师)做出的手动操作,例如,重锤变更/固定作业。
进一步地,上述绞盘补偿牵引装置10-2的特征在于,可以将用于调节步行训练强度的可变的重锤重量作为受训者100的个人数据积累,从而扩展到用于训练性和分析/改善等的大数据及人工智能(AI,Artificial Intelligence)领域。
作为一例,通过遥控器1-7使上述绞盘21停止/驱动及正转/反转,通过正转解绕所连接的绞盘金属线21-1,或者,通过反转缠绕所连接的绞盘金属线21-1。因此,上述绞盘21为将电动马达作为驱动源的电动式绞盘,可包括马达驱动器(或变流器)。在上述绞盘金属线21-1中,与绞盘21的旋转轴相连接的一侧末端的相反侧末端暴露在支撑框架10-1,并与装具连接端21-1A相连接。上述装具连接端21-1A与受训者100穿戴的装具50相连接。
作为一例,上述绞盘平衡器23通过绞盘平衡器金属线23-1向与绞盘21相反的方向移动(例如,适用电梯重锤原理),绞盘21和绞盘运动导向器30用作以绞盘结构物抵消总重量的绞盘重锤。因此,上述绞盘平衡器23向受训者100施加除绞盘结构物重量外的仅限重锤27的重量。尤其,上述绞盘平衡器23设置有杆孔使得副柱37贯通。并且,优选地,在一端固定于绞盘板33的状态下,虽然上述绞盘平衡器金属线23-1通过与绞盘平衡器23相连接来允许绞盘平衡器23的移动,但也可适用直金属线运动(Linear Motion)导轨或滚珠丝杠等。
作为一例,上述重锤27通过重锤连接杆29固定在绞盘板33来追随绞盘21的上下移动,从而将重锤27的重量作为施加于穿戴装具50的受训者100的负荷负担来提供。因此,在消除绞盘结构物重量的状态下,上述重锤27通过对于受训者100的重量平衡效应(WeightBalance Effect)来实现负荷补偿。
尤其,上述重锤27利用单位重锤的组合来增加或减少重量,从而如同健身运动器具的重锤一样由单位重锤的集合构成,但不同之处在于,适用激光反射板47,而不适用通常的重锤固定手段。
具体地,上述绞盘运动导向器30包括主柱(Post)31、绞盘板33、传感器板35、副柱37、柱支架37-1及侧板39。
作为一例,当绞盘金属线21-1卷绕(即,缠绕或解绕)时,上述主柱31稳定地引导因受训者100与重锤27的补偿负荷差而在绞盘21发生的上下移动。在此情况下,补偿负荷差能够以约0~80Kg的重量范围补偿进行步行训练的受训者100的负荷的方式调节重锤27的单位重锤数量。
尤其,以能够使受训者100在绞盘21的下端位置达到从地面稍微分离的状态的方式形成上述主柱31的长度,其配置数量可以根据形成四角形状的绞盘板33的形状,分别位于边缘的4个主柱31构成,但是可以不同地配置为1~3个。
作为一例,上述绞盘板33用作绞盘21和与此相关的绞盘零件的安装场所,呈方形平板形状,从而在各个边缘固定主柱31。因此,上述绞盘板33与绞盘21一同进行上下移动。
作为一例,上述传感器板35通过支撑框架10-1的垂直框架固定,以相对于绞盘21和板33的上下移动动作而位置固定。尤其,上述传感器板35在各个边缘形成用于贯通主柱31的柱孔,柱孔周围用作绞盘传感器40的绞盘上端位置传感器40-1和绞盘下端位置传感器40-2的安装场所。
作为一例,当绞盘21上下移动时,上述副柱37及绞盘平衡器23稳定引导上下移动,上述上下移动是指与绞盘21的移动方向相反的方向。尤其,上述副柱37贯通绞盘平衡器23的柱孔,并以一端固定在柱支架37-1的状态上下移动,上述柱支架37-1与侧板39相结合。
作为一例,上述侧板39用作结合柱支架37-1的场所,上述柱支架37-1为了绞盘平衡器23的上下移动而使副柱37固定,利用支撑框架10-1的垂直框架来固定。
具体地,上述绞盘传感器40分为绞盘上端位置传感器40-1、绞盘下端位置传感器40-2及重量检测传感器40-3。
作为一例,上述绞盘上端位置传感器40-1位于在传感器板35的一侧边缘穿孔的柱孔周围,用作主柱31的挡止部,用于挡止绞盘21向上移动。上述绞盘下端位置传感器40-2位于在传感器板35的另一侧边缘穿孔的柱孔周围,用作主柱31的挡止部,用于挡止绞盘21向下移动。
为此,上述绞盘上端位置传感器40-1与上述绞盘下端位置传感器40-2分别适用非接触结构。
作为一例,上述绞盘上端位置传感器40-1和上述绞盘下端位置传感器40-2分别将位置传感器靶41和光传感器43作为结构要素。上述位置传感器靶41以连杆(Rod Bar)的形态形成直金属线,上述光传感器43向位置传感器靶41的上下移动路径发射光。并且,上述位置传感器靶41固定在绞盘板33来与绞盘板33一同移动,相反,上述光传感器43固定在传感器板35。
因此,上述位置传感器靶41上升至设置绞盘位置b(例如,绞盘上端位置传感器40-1)或下降至训练绞盘位置c(例如,绞盘下端位置传感器40-2),在上述光传感器43到达设置绞盘位置b(例如,绞盘上端位置传感器40-1)之前,或者,在到达训练绞盘位置c(例如,绞盘下端位置传感器40-2)之前,处于未通过位置传感器靶41阻隔光的状态,随后转换为通过以到达设置绞盘位置b的方式向上移动的位置传感器靶41阻隔光的状态,由此,系统使用人员(例如,康复治疗师)识别到绞盘21从初始绞盘位置a或设置绞盘位置b或从设置绞盘位置b向训练绞盘位置c移动。在此情况下,可反向设定上述位置传感器靶41,即,使得其在初始绞盘位置a阻隔光传感器43的光。
但是,上述绞盘上端位置传感器40-1和上述绞盘下端位置传感器40-2可分别适用接触结构。
作为一例,上述绞盘上端位置传感器40-1和上述绞盘下端位置传感器40-2分别将位置传感器靶41和光传感器43作为结构要素。上述位置传感器靶41呈在末端具有突起的连杆(Rod Bar)形态,并且固定在绞盘板33来与绞盘板33一同移动。相反,上述光传感器43呈开放通道(Open Channel)的形态以收容连杆,并且固定在传感器板35。
因此,上述位置传感器靶41上升并到达设置绞盘位置b或下降并到达训练绞盘位置c,上述光传感器43限制位置传感器靶41的突起,由此,系统使用人员(例如,康复治疗师)可识别绞盘21从初始绞盘位置a向设置绞盘位置b或从设置绞盘位置b向训练绞盘位置c移动。
作为一例,上述重量检测传感器40-3用于检测随着重锤27的数量增加而产生的距离变化。为此,上述重量检测传感器40-3包括红外金属线传感器45和反射板47。上述红外金属线传感器45生成朝向地面的红外金属线,上述反射板47向红外金属线传感器45反射红外金属线。并且,上述反射板47代替通常的重锤固定手段来用于固定重锤的单位重锤组合。
尤其,作为上述红外金属线传感器45可适用激光雷达(LiDAR,Light DetectionAnd Range),上述激光雷达作为可测定距离的激光传感器或3D类型,通过发射光并测定光被反射回来的时间来测定反射体的位置坐标。
具体地,上述装具50与暴露在支撑框架10-1的绞盘金属线21-1的装具连接端21-1A相连接,包括受训者100可穿戴的穿戴垫。
另一方面,图2例示适用于上述绞盘补偿牵引装置10-1的绞盘传感器40的作用效果。
首先,参照绞盘上端位置传感器40-1和绞盘下端位置传感器40-2,将绞盘移动限制在初始绞盘位置a、设置绞盘位置b、训练绞盘位置c。
作为一例,上述初始绞盘位置a是指包括绞盘21的绞盘补偿牵引装置10-1未进行工作的减重支撑系统1的初始状态。因此,在上述绞盘补偿牵引装置10-1中,绞盘板33和传感器板35位于相互接近的位置,绞盘21与主柱31一同处于降至最低位置的状态,相反,与绞盘21不同,绞盘平衡器23处于沿着副柱37升至最高位置的状态。
作为一例,上述设置绞盘位置b通过绞盘21的正转(或反转)实现。即,当绞盘21紧紧缠绕变松的绞盘金属线21-1时,比重锤27的整体重量更重的受训者100的重量将施加于与装具50相连接的绞盘金属线21-1。其结果,由于绞盘21因旋转力而停止缠绕绞盘金属线21-1,以及因补偿负荷的差异引起的受训者100的重量,绞盘金属线21-1下降以提升绞盘21。
因此,在通过受训者100的重量固定传感器板35的状态下,上述绞盘21通过主柱与绞盘板33一同上升,并从初始绞盘位置a上升至设置绞盘位置b。同时,随着绞盘平衡器23下降并沿着与绞盘21相反的方向移动,从而防止绞盘结构体的重量施加于绞盘金属线21-1。
在此情况下,随着上端位置传感器40-1的位置传感器靶41与绞盘板33一同移动,光传感器43转换为光阻隔状态,由此,系统使用人员(例如,康复治疗师)识别到绞盘21从初始绞盘位置a向设置绞盘位置b移动。相反,绞盘下端位置传感器40-2的光传感器43维持未通过位置传感器靶41阻隔光的状态。
作为一例,上述训练绞盘位置c通过绞盘21的反转(或正转)实现。即,绞盘21通过强力的旋转力向上拉动受训者100,使得受训者100与地面分离,从而使绞盘金属线21-1克服受训者100的重量并缠绕在绞盘旋转轴。
因此,在传感器板35被固定的状态下,上述绞盘21通过主柱31与绞盘板33一同上下移动来从设置绞盘位置b下降至训练绞盘位置c。同时,绞盘平衡器23上升并向与绞盘21相反的方向移动,从而防止绞盘结构体的重量施加于绞盘金属线21-1。
在此情况下,随着绞盘下端位置传感器40-2的位置传感器靶41与绞盘板33一同移动,光传感器43转换为光阻隔状态,由此,系统使用人员(例如,康复治疗师)识别绞盘21从设置绞盘位置b移动到训练绞盘位置c。相反,绞盘上端位置传感器40-1的光传感器43维持未通过位置传感器靶41阻隔光的状态。
并且,参照重量检测传感器40-3,通过距离识别实现补偿重量数据化。
作为一例,上述重量检测传感器40-3的红外金属线传感器45将与重锤27的固定位置根据重锤27的适用数量而变化的反射板47之间的距离作为重锤检测距离进行测定,并向数据处理器49提供上述重锤检测距离。由此,上述数据处理器49通过内置的距离-重量变换平台将重锤检测距离变换为重锤重量,将其作为每位受训者重量的补偿重量比率(Ratio)积累在重锤重量数据图中。为此,上述数据处理器49包括存储器及中央处理装置。
因此,上述绞盘补偿牵引装置10-2可将重锤重量数据图扩展至大数据及人工智能领域,可通过上述大数据及人工智能大幅提高减重支撑系统1的步行训练效果。
另一方面,图3例示减重支撑系统1利用绞盘补偿牵引装置10-2进行的减重支撑系统运行方法。
如图所示,减重支撑系统运行方法包括绞盘补偿牵引装置的控制步骤,在上述绞盘补偿牵引装置的控制步骤中,在缠绕或解绕绞盘金属线21-1的绞盘21连接重锤27,上述绞盘21承受从支撑框架10伸出并施加于装具(Harness)50的装具附加重量,通过上述绞盘21的上下移动动作来实现对上述装具附加重量进行负荷补偿的上述重锤27的重量平衡效应(Weight Balance Effect)。
为此,上述减重支撑系统运行方法包括:减重支撑设置步骤S10;减重支撑穿戴步骤S20;减重支撑预热步骤S30;减重支撑训练步骤S40;以及减重支撑训练强度调节步骤S50,由此,可大幅减少训练辅助人员的减重支撑手动操作步骤,相比于现有的减重支撑方式,可通过大幅减少手动操作频率来向使用人员提供极大的便利性。
作为一例,上述减重支撑设置步骤S10需要减重支撑手动操作步骤,该步骤被例示为绞盘补偿牵引装置10-2设置步骤S11。在此情况下,作为减重支撑手动操作,可以例举对重量补偿比及用于步行训练强度的重锤27的调整。
参照图4的(A),示出了上述减重支撑设置步骤S10中的绞盘补偿牵引装置10-2的初始绞盘位置a。如图所示,在绞盘补偿牵引装置10-1的绞盘21未进行工作的状态下,相对于绞盘板33和传感器板35,初始绞盘位置a形成相互接近的位置,由此,绞盘21处于降至最低位置的状态,相反,绞盘平衡器23处于升至最高位置的状态。并且,重锤27的使用数量取决于受训者100的步行训练强度,所使用的重锤通过反射板47而处于固定状态。
因此,基于上述初始绞盘位置a的受训者训练强度信息通过数据处理器49存储于重锤重量数据图,上述数据处理器49通过测定与反射板47的距离的红外金属线传感器45的重锤检测距离来计算每位受训者重量的补偿重量比率并将其作为受训者训练强度信息。
作为一例,上述减重支撑穿戴步骤S20需要一些减重支撑手动操作步骤,包括:绞盘正转步骤S21,通过遥控器操作使绞盘金属线下降;绞盘装具设置步骤S22,使受训者穿戴装具;绞盘反转步骤S23,通过遥控器操作使绞盘金属线上升;以及绞盘反转增加步骤S24,通过遥控器操作拉动绞盘金属线来从地面提升受训者。在此情况下,由于减重支撑手动操作并不包括遥控器1-7的操作,因此,减重支撑手动操作仅限对于受训者100的装具50的装具设置。
作为一例,上述减重支撑预热步骤S30并不需要减重支撑手动步骤,而是例示为:绞盘驱动停止步骤S31,通过遥控器操作;以及绞盘反转步骤S32,通过遥控器操作使受训者下降到地面。因此,并不需要减重支撑手动操作。
参照图4的(B),示出了上述减重支撑穿戴步骤S20中的绞盘补偿牵引装置10-2的设置绞盘位置b。如图所示,在绞盘补偿牵引装置10-1的绞盘21进行工作的设置绞盘位置b中,随着受训者100的负荷施加于与装具50相连接的绞盘金属线21-1,绞盘板33与传感器板35隔开,从而使绞盘21升至最高位置,相反,绞盘平衡器23处于降至最低位置的状态。
因此,上述设置绞盘位置b的绞盘上端位置传感器40-1的光传感器43转换为通过位置传感器靶41阻隔光的状态,相反,绞盘下端位置传感器40-2的光传感器43维持未通过位置传感器靶41阻隔光的状态。
作为一例,上述减重支撑训练步骤S40并不需要减重支撑手动操作步骤,而是例示为:绞盘驱动停止步骤S41,通过遥控器停止绞盘驱动后以跑步机步行速度运行;以及绞盘补偿牵引装置的重量平衡效应产生步骤S42。因此,并不需要减重支撑手动操作。
作为一例,上述减重支撑训练强度调节步骤S50为减重支撑步行训练循环变更步骤,因而强度调节必要性是指根据步骤S10的减重支撑设置复原的重置进行新的训练循环。
参照图4的(C),示出了上述减重支撑穿戴步骤S20中的绞盘补偿牵引装置10-2的训练绞盘位置c。如图所示,在绞盘补偿牵引装置10-1的绞盘21工作后停止的训练绞盘位置c中,通过重锤27的受训者重量补偿的重量平衡效应(Weight Balance Effect)来在脚与地面接触的状态下实现受训者100的步行运动。
在此情况下,在初始绞盘位置a将训练绞盘位置c作为上下移动区域,绞盘21与对受训者100的步行运动产生反应的主柱31一同上下移动,相反,绞盘平衡器23向与绞盘21相反的方向移动,由此抵消可施加于受训者100的包括绞盘在内的绞盘结构体的重量。
如上所述,在本实施例的减重支撑系统1中,设置在支撑框架10的绞盘补偿牵引装置10-2通过与用于缠绕或解绕上述绞盘金属线21-1的绞盘21相连接的重锤27的重量平衡效应(Weight Balance Effect)来对装具附加重量进行负荷补偿,在支撑框架10中,与装具(Harness)50相连接并承受装具附加重量的绞盘金属线21-1向外部伸出,从而相比于致动器补偿牵引装置,可以降低减重支撑系统1的制造成本,尤其,利用绞盘上端位置传感器40-1、绞盘下端位置传感器40-2和重量检测传感器40-3的组合来使手动操作最小化,由此还提供对于减重支撑系统1的使用人员的便利性。
Claims (17)
1.一种减重支撑系统,其特征在于,包括:
支撑框架,与装具相连接并承受装具附加重量的绞盘金属线向外部伸出;以及
绞盘补偿牵引装置,通过与用于缠绕或解绕上述绞盘金属线的绞盘相连接的重锤的重量平衡效应对上述装具附加重量进行负荷补偿。
2.根据权利要求1所述的减重支撑系统,其特征在于,上述负荷补偿能够允许将上述装具附加重量的范围设定为0~80kg重量。
3.根据权利要求1所述的减重支撑系统,其特征在于,上述绞盘为电动绞盘。
4.根据权利要求1所述的减重支撑系统,其特征在于,上述重锤通过单位重锤的组合来减轻重量。
5.根据权利要求1所述的减重支撑系统,其特征在于,上述绞盘补偿牵引装置包括绞盘运动导向器,上述绞盘运动导向器使得上述绞盘通过上述装具附加重量与上述重锤的补偿负荷之差来进行上下移动。
6.根据权利要求5所述的减重支撑系统,其特征在于,上述绞盘运动导向器包括:
主柱,用于引导将向上移动的位置更改为设置绞盘位置和训练绞盘位置的上述绞盘的移动;
绞盘板,结合有上述绞盘和上述主柱,沿着上下方向移动;以及
传感器板,位置被固定,以形成上述绞盘的初始绞盘位置。
7.根据权利要求6所述的减重支撑系统,其特征在于,上述设置绞盘位置由绞盘上端位置传感器形成,上述绞盘上端位置传感器以非接触结构形成上述设置绞盘位置。
8.根据权利要求7所述的减重支撑系统,其特征在于,上述绞盘上端位置传感器包括:
位置传感器靶,与上述绞盘板一同移动;以及
光传感器,固定在上述传感器板,通过上述位置传感器靶阻隔发射光。
9.根据权利要求6所述的减重支撑系统,其特征在于,上述训练绞盘位置由绞盘下端位置传感器形成,上述绞盘下端位置传感器以非接触结构形成上述设置绞盘位置。
10.根据权利要求9所述的减重支撑系统,其特征在于,上述绞盘下端位置传感器包括:
位置传感器靶,与上述绞盘板一同移动;以及
光传感器,固定在上述传感器板,通过上述位置传感器靶阻隔发射光。
11.根据权利要求1所述的减重支撑系统,其特征在于,
上述绞盘补偿牵引装置包括重量检测传感器,
上述重量检测传感器包括:
红外金属线传感器,用于产生红外金属线;以及
反射板,设置在上述重锤,用于向上述红外金属线传感器反射上述红外金属线。
12.根据权利要求11所述的减重支撑系统,其特征在于,上述反射板用于固定上述重锤的单位重锤的组合状态。
13.根据权利要求1所述的减重支撑系统,其特征在于,上述绞盘补偿牵引装置包括绞盘平衡器,上述绞盘平衡器起到绞盘重锤的作用,用于抵消包括上述绞盘在内的绞盘结构物的总重量。
14.根据权利要求13所述的减重支撑系统,其特征在于,上述绞盘平衡器被引导到副柱并沿着与上述绞盘相反的方向移动,上述副柱的一端固定于通过与上述副柱框架相结合的侧板固定的柱支架。
15.一种减重支撑系统运行方法,其特征在于,包括绞盘补偿牵引装置的控制步骤,在上述绞盘补偿牵引装置的控制步骤中,在缠绕或解绕绞盘金属线的绞盘连接重锤,上述绞盘金属线承受从支撑框架伸出并施加于装具的装具附加重量,通过上述绞盘的上下移动动作来实现对上述装具附加重量进行负荷补偿的上述重锤的重量平衡效应。
16.根据权利要求15所述的减重支撑系统运行方法,其特征在于,上述绞盘补偿牵引装置的控制步骤包括:
减重支撑设置步骤,下降绞盘并使其形成在初始绞盘位置;
减重支撑穿戴步骤,上述绞盘金属线下降后,以使承受上述装具附加重量的上述装具上升的方式驱动上述绞盘,上述绞盘上升并从初始绞盘位置向设置绞盘位置进行向上位置移动;
减重支撑预热步骤,通过使上述装具上升和下降来停止上述绞盘的驱动,上述绞盘下降并从设置绞盘位置向训练绞盘位置进行向下位置移动;以及
减重支撑训练步骤,在上述绞盘停止驱动的状态下,以跑步机步行速度运行。
17.根据权利要求16所述的减重支撑系统运行方法,其特征在于,在上述减重支撑训练步骤中,随着上述位置在上述训练绞盘位置内上下移动,通过上述重量平衡效应来对上述装具附加重量进行负荷补偿。
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