CN113680027A - 一种用于动态平衡训练的主被动切换离合装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于动态平衡训练的主被动切换离合装置，包括电机、驱动轮、啮合轮、转盘、推杆、销栓和脚板座；所述驱动轮固定在电机轴上，驱动轮与啮合轮相啮合，啮合轮又与转盘固定，转盘通过轴承安装在脚板座的台阶轴上，转盘上设有偏心推槽，推杆的近端与偏心推槽活动相连，推杆的远端与销栓均可滑动的安装在脚板座的长支座上，推杆的中部与销栓之间设有推簧及配对台阶，当电机通过驱动轮与啮合轮驱动转盘转动时，位于转盘上的偏心推槽推动推轮从而带动推杆做径向运动，推杆又通过推簧或配对台阶能够进一步推动销栓沿花盘径向伸出或缩进脚板座。本发明能够实现动态平衡训练的主被动切换，控制调节简单方便，稳定可靠。

Description

一种用于动态平衡训练的主被动切换离合装置

技术领域

本发明涉及一种医疗器械康复设备，尤其是涉及一种用于动态平衡训练的主被动切换离合装置。

背景技术

平衡能力是人体的基本运动技能，是各项活动的基础，保持平衡是身体控制能力的重要体现，分静态平衡能力和动态平衡能力。随着我国人口老龄化，脑卒中患者逐年上升，脑卒中导致的偏瘫发生率高达70％以上，患者常见跌倒、跛行等平衡功能障碍相关的并发症。平衡训练能够增强患者核心肌力、改善人体平衡能力及下肢运动功能，从而促进患者平衡功能恢复，生活质量提升。

针对动态平衡训练所研发的仪器常见的有美国Biodex动静态平衡训练仪、美国NeuroCom的SMART Equitest system、意大利TecnoBody的Pro-kin平衡测试训练系统、德国Posturomed静态平衡仪、德国Dr-Wolf的Balance-check动态平衡能力测试仪、法国Synapsys Posturography System静动态平衡仪、法国Allcare Innovations的Imoove FTM动态平衡测试仪等。国内也开展了相关研究，对动态平衡设备进行了研发设计。

虽然现有动态平衡装置能够对人体进行动态平衡训练，有助于提高患者的平衡能力，但仍存在结构复杂、价格昂贵，或运动模式单一，所训练角度范围无法根据患者不同情况、不同康复阶段进行随时调整，或调整繁琐，或为无动力源驱动的仅供人体进行主动动态平衡训练，或为机动化的，人体运动均通过机动驱动仅能做被动训练，故现有动态平衡训练设备仍需不断改进完善。

发明内容

基于上述背景技术，本发明提供一种用于动态平衡训练的主被动切换离合装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种用于动态平衡训练的主被动切换离合装置，包括电机、驱动轮、啮合轮、转盘、推杆、销栓和脚板座，

所述驱动轮固定在电机轴上，驱动轮与啮合轮相啮合，所述啮合轮与转盘固定；

所述转盘上设有与转盘转轴不同心的偏心推槽，偏心推槽内装有可活动的推轮，推轮与推杆的近端活动相连；

所述脚板座包括花盘，花盘的盘辐上设有长支座，花盘的中心设有凸出的台阶轴，所述转盘安装在脚板座的台阶轴上；

所述推杆与销栓的远端分别设有上长圆孔和下长圆孔，推杆与销栓通过上长圆孔和下长圆孔可滑动的安装在脚板座的长支座上，长支座的朝向与脚板座的径向方向相同，又因上下长圆孔与上长圆孔的长度均大于长支座的长度，故下长圆孔与上长圆孔可在脚板座上沿其半径方向滑动，长支座的顶端固定有压板，压板的外形尺寸大于上长圆孔的尺寸，从而推杆与销栓只能沿花盘的径向移动，推杆的中部设有下台阶及推座，销栓的近端设有上台阶及承力座，下台阶与上台阶组成一对配对台阶，推杆的推座与销栓的承力座之间设有推簧，推杆的近端设有轮孔，轮孔与推轮相连接；

当电机通过驱动轮与啮合轮驱动转盘转动时，位于转盘上的偏心推槽推动推轮从而带动推杆做径向运动，推杆又通过推簧或配对台阶能够进一步推动销栓沿花盘径向伸出或缩进脚板座。

在本发明的一个实施方式中，所述转盘上设有至少3个偏心推槽，优选设置偏心推槽为4个。

在本发明的一个实施方式中，所述压板、销栓、推簧、推杆、推轮的数量均与偏心推槽数量相同，即所述压板、销栓、推簧、推杆、推轮设置至少3套，优选设置为4套。转盘转动时，可控制所有销栓做同步伸出缩进。

在本发明的一个实施方式中，驱动轮与啮合轮为一对啮合齿轮。

在本发明的一个实施方式中，所述偏心推槽为长圆弧形孔。

在本发明的一个实施方式中，所述推轮的尺寸要求其大小正合适装在偏心推槽内，且可活动。

在本发明的一个实施方式中，花盘设有至少3个盘辐，优选设置4个，每个盘辐上均设有一个长支座，长支座方向与花盘的径向方向相同。

在本发明的一个实施方式中，所述台阶轴设有卡槽，所述转盘通过轴承安装在脚板座的台阶轴上，卡簧安装在卡槽内并阻挡轴承轴向窜动。

在本发明的一个实施方式中，当电机转动时，驱动轮转动从而使啮合轮相啮合转动，由于所述啮合轮与转盘固定，所以转盘转动，位于转盘上的偏心推槽随之转动，偏心推槽的转动推动推轮从而带动推杆做径向运动，推杆又通过推簧或配对台阶能够进一步推动销栓沿花盘径向伸出或缩进脚板座。

在本发明的一个实施方式中，还包括脚板，所述脚板通过传感器连接在脚板座上，从而当人体站立在脚板上时，由传感器检测人体重心的位置。

在本发明的一个实施方式中，传感器设置至少3个，优选设置4个。

在本发明的一个实施方式中，传感器均布在转盘的盘辐上。

在本发明的一个实施方式中，还包括连接座，所述连接座上设有光孔及万向节连接孔，所述连接座通过光孔和螺钉与脚板座固定在一起，万向节连接孔与万向节的上端固定相连，万向节下端与机架固定相连，从而连接座可活动的安装在机架上。

在本发明的一个实施方式中，所述光孔与脚板座上所设的螺钉孔相配合，从而连接座可通过螺钉与脚板座固定在一起。

在本发明的一个实施方式中，还包括驱动碗，驱动碗的上边缘设有离合槽，驱动碗的中部设有碗底，碗底上设有托座，驱动碗的下部设有驱动台。

在本发明的一个实施方式中，碗底上设有托座至少3个，优选设置4个。

在本发明的一个实施方式中，还包括压簧与压簧座，压簧及压簧座与驱动碗的托座数量相对应，所述脚板座上设有与托座相对应的簧座孔，压簧座安装在簧座孔中，压簧设置在压簧座与托座之间。

在本发明的一个实施方式中，所述压簧座的顶端还开有大螺孔，大螺孔中拧有螺盖，在脚板对应设有开口，所述螺盖旋出后可方便压簧放入，之后再旋紧螺盖。

在本发明的一个实施方式中，脚板座中部通过销栓与驱动碗的离合槽相连。脚板座下端又通过压簧与驱动碗的碗底相连。压簧座安装在脚板座上，其上设有螺盖以便压簧装入和更换。

在本发明的一个实施方式中，压簧的外径小于大螺孔的内径，从而可通过大螺孔把压簧放入，螺盖旋入大螺孔后压向压簧。此设计的优点是可方便随时更换不同长度、不同刚度的压簧，从而能更好的适合不同患者、不同康复阶段训练对弹力的不同需求。

在本发明的一个实施方式中，为了便于更换压簧需要，在压簧座对应位置的脚板上设有尺寸合适的开口。

在本发明的一个实施方式中，还包括角控机构，所述角控机构安装在转盘上，角控机构的一端通过摆轮与啮合轮啮合运动，另一端设有支撑脚，用以控制转盘相对驱动碗的碗底的倾斜角度；

所述角控机构包括连杆、支撑脚、导轨、滑块、推杆和摆轮，

所述连杆前端与支撑脚铰接，连杆后端与滑块铰接，支撑脚的上端与脚板座铰接，支撑脚的下端从脚板座中伸出，导轨固定在脚板座上且与滑块连接，从而连杆、支撑脚、导轨与滑块组成曲柄滑块机构，由安装在摆轮轮边的可活动推杆推动滑块运动，从而实现所有支撑脚的同步展收，得以控制脚板座相对驱动碗碗底的倾角范围；

当所有支撑脚完全展开时，支撑脚底端与碗底接触，从而脚板座相对碗底相对静止；

当所有支撑脚全收或半收时，脚板座相对碗底有一定的距离，且此距离连续可调，从而得以控制脚板座相对驱动碗碗底的倾角范围。

在本发明的一个实施方式中，所述角控机构设置至少3个，优选设置4个。

在本发明的一个实施方式中，支撑脚的上端设有孔一和孔二，滑块上设有孔三、孔四和孔五，摆轮的轮边设有孔六，脚板座上设置有凸耳以及长槽孔。

所述连杆前端与支撑脚的孔二铰接，连杆后端与滑块的孔三铰接，支撑脚的上端孔一与脚板座上设置的凸耳铰接，支撑脚的下端从脚板座上的长槽孔中伸出，导轨固定在脚板座上且与滑块的孔四铰接，从而连杆、支撑脚、导轨与滑块组成曲柄滑块机构，由安装在摆轮轮边的孔六上的可活动推杆通过孔五推动滑块运动，从而实现所有支撑脚的同步展收。

在本发明的一个实施方式中，所述转盘还包括一段同心推槽，所述同心推槽与偏心推槽光滑连接形成相通域，从而推轮在推槽内能够无障碍滚动，当电机驱动转盘旋转时，销栓先伸缩运动后静止不动，但摆轮一直运动，从而在销栓停止不动时仍控制支撑脚的收起，最终得以控制脚板座相对驱动碗的碗底倾角具有不同变化范围。

即，当所有支撑脚完全展开时，支撑脚底端与碗底接触，从而脚板座相对碗底相对静止；当所有支撑脚全收或半收时，脚板座相对碗底有一定的距离，且此距离连续可调，从而得以控制脚板座相对驱动碗碗底的倾角范围。

在本发明的一个实施方式中，所述同心推槽为长圆弧形孔。

在本发明的一个实施方式中，还包括角控架，

所述角控架包括滑动杆、转动杆、左连杆、右连杆、滑轨、推块、驱动杆和摆动轮，

所述摆动轮与啮合轮活动相连，驱动杆一端活动连接在摆动轮的偏心位置，另一端与推块活动相连，推块安装在滑轨上并可沿滑轨移动，滑动杆与转动杆铰接组成X型支架机构，滑动杆的一端与推块铰接，左连杆与右连杆组成三角机构，并与滑动杆及转动杆铰接，右连杆的末端设有撑脚，从而当电机推动啮合轮转动时，可推动推块在滑轨上滑动，进而驱动所有滑动杆使所有角控架同步变形，从而同步改变所有右连杆的撑脚的高低，以此来控制脚板座的倾角范围；

当所有角控架的撑脚触碰到碗底时角控架可控制脚板座相对驱动碗固定不动，从而通过控制驱动碗运动，以带动脚板座进行人体被动动态训练，或可进行人体主动的静态平衡训练；

当所有角控架的撑脚半收时，撑脚相对碗底具有一定的距离，驱动碗不动，脚板座通过压簧与碗底相连，从而可进行人体主动动态训练，且脚板座相对碗底的倾角范围连续可调。

在本发明的一个实施方式中，所述角控架至少有3个，优选设置为4个。

在本发明的一个实施方式中，所述摆动轮与啮合轮活动相连，驱动杆一端活动连接在摆动轮的偏心位置，另一端通过安装孔与推块活动相连，推块通过滑槽安装在滑轨上并可沿滑轨移动，滑动杆与转动杆铰接组成X型支架机构，滑动杆的一端与推块上的转轴铰接，转动杆的上端与脚板座上设置的双凸耳铰接，滑动杆与转动杆从脚板座上的双长槽孔中伸出，滑动杆与转动杆的下端又连接着左连杆与右连杆。左连杆与右连杆组成三角机构，并与滑动杆及转动杆铰接，右连杆的末端设有撑脚从而当电机推动啮合轮转动时，可推动所有推块在对应滑轨上滑动，进而驱动滑动杆使所有角控架沿脚板座台阶轴的轴向同步伸缩变形，从而改变右连杆的撑脚的高低，以此来控制脚板座的倾角范围，甚至当所有角控架的撑脚触碰到碗底时角控架可控制脚板座相对驱动碗固定不动。

即，当所有角控架的撑脚触碰到碗底时角控架可控制脚板座相对驱动碗固定不动，从而通过控制驱动碗运动，以带动脚板座进行人体被动动态训练，或可进行人体主动的静态平衡训练；当所有角控架的撑脚半收时，接近开关固定在脚板座的上表面且位于推块的必经路径一旁，撑脚相对碗底具有一定的距离，此时控制驱动碗不动，脚板座通过压簧与碗底相连，从而可进行人体主动动态训练，且脚板座相对碗底的倾角范围连续可调。

角控架相比角控机构可承受更大力。

在本发明的一个实施方式中，还包括接近开关，在推块上设有两个远近不同的触点，当近端触点靠近接近开关足够近时，触发接近开关以获取角控架极限情况——角控架伸到最长，此时撑脚触碰到碗底，可使人体做被动动态平衡训练，或可进行人体主动的静态平衡训练；当远端触点靠近接近开关足够近时，触发接近开关以获取角控架的另一极限情况——角控架缩到最短，此时可使人体做主动动态平衡训练，且运动角度变化范围最大。

此时，本发明无需压板、销栓、推簧及推杆，所述转盘也无需偏心推槽及同心推槽，主被动切换可采用角控架。

本发明通过电控离合装置，集成人体主动动态与被动动态、静态与动态训练装置为一体，从而实现一机多用，减少了设备数量，降低了成本，提高了设备利用率，让训练模式更丰富，使训练过程更高效；采用角控机构或角控架，可根据不同患者或同一患者不同康复阶段，对训练倾角变化范围进行连续调控，从而可随患者需要任意增加或减少训练难度；对离合装置的径向伸缩机构伸出时采用了推簧，缩进时采用配对台阶两种不同的驱动方式，避免了伸出时因销栓受阻挡而对电机造成伤害，缩进时销栓的误动作，使得结构设计更加安全可靠；改进了弹簧安装方式，从而方便根据患者体重和需求选用不同压缩量、不同刚度的弹簧，以更好适应患者对不同弹力的要求，让训练动作更自然贴合。

与现有技术相比，本发明的技术效果主要体现在以下方面：

1、能够通过本发明所述离合装置，集成人体主动动态与被动动态、静态与动态训练装置为一体，从而实现一机多用，降低了成本，提高了设备利用率，让训练模式更丰富，使训练过程更高效。

2、在本发明的一些实施方式中，采用角控机构、角控架结构，可根据不同患者或同一患者不同康复阶段，有选择性的对训练倾角范围进行连续控制调节，从而可随患者需要任意增加或减少训练难度。

3、对离合装置的径向伸缩机构伸出时采用了推簧，缩进时采用配对台阶两种不同的驱动方式，使得结构设计更加安全可靠。

4、改进了弹簧安装方式，从而方便根据患者体重选用不同压缩量、不同刚度、不同弹力的弹簧，以更好适应患者所需，让训练动作更自然贴合。

附图说明

图1为本发明第一实施例的整体结构示意图；

图2为本发明第一实施例的局部剖视结构示意图；

图3为本发明第一实施例的爆炸结构示意图；

图4为本发明第一实施例中的连接座的结构示意图；

图5为本发明第一实施例中的转盘的结构示意图；

图6为本发明第一实施例中的销栓的结构示意图；

图7为本发明第一实施例中的推杆的结构示意图；

图8为本发明第一实施例中的啮合轮的结构示意图；

图9为本发明第一实施例中的脚板座的结构示意图；

图10为本发明第一实施例中销栓与推杆安装到转盘上的结构示意图；

图11为本发明第一实施例中的压簧的结构示意图；

图12(a)、12(b)为本发明第一实施例中的驱动碗的结构示意图；

图13为本发明第一实施例添加了压簧与驱动碗后的结构示意图；

图14为本发明第一实施例中的传感器的结构示意图；

图15为本发明第一实施例中的脚板的结构示意图；

图16为本发明第一实施例添加传感器和脚板后的结构示意图；

图17为本发明第一实施例添加了压簧、驱动碗、传感器和脚板后的结构示意图；

图18(a)、18(b)为本发明第二实施例中的角控机构的结构示意图；

图19为本发明第二实施例中的角控机构的爆炸结构示意图；

图20(a)、20(b)为本发明第二实施例添加了角控机构后的结构示意图；

图21为本发明中第一实施例的转盘添加成了第二实施例的同心推槽后的结构示意图；

图22为本发明第一实施例中的压簧座添加螺纹孔及与之配套螺盖的结构图；

图23为本发明第三实施例中的角控架安装到主体结构上的结构示意图；

图24为本发明第三实施例中的角控架的结构示意图；

图25为本发明第三实施例中的角控架的爆炸结构示意图；

图26为本发明第三实施例中的右连杆的结构示意图；

图27为本发明第三实施例中的推块的结构示意图。

图中标号所示：

1为连接座，101为光孔，102为万向节连接孔；

2为转盘，201为偏心推槽，202为同心推槽；

3为压板；

4为销栓，401为下长圆孔，402为上台阶，403为承力座；

5为推簧；

6为推杆，601为上长圆孔，602为下台阶，603为推座，604为轮孔；

7为推轮；

8为啮合轮；

9为卡簧；

10为轴承；

11为脚板座，1101为花盘，1102为长支座，1103为台阶轴，1104为簧座孔，1105为螺钉孔，1106为凸耳，1107为长槽孔；

12为驱动轮；

13为电机；

14为压簧座，1401为大螺孔；

15为压簧；

16为驱动碗，1601为碗底，1602为托座，1603为离合槽，1604为驱动台；

17为传感器；

18为脚板，1801为开口；

19为角控机构，1901为连杆，1902为支撑脚，19021为孔一，19022为孔二，1903为导轨，1904为滑块，19041为孔五，19042为孔三，19043为孔四，1905为推杆，1906为摆轮，19061为孔六；

20为螺盖；

21为角控架，2101为滑动杆、2102为转动杆、2103为左连杆、2104为右连杆、21041为撑脚、2105为滑轨、2106为推块、21061为转轴、21062为滑槽、21063为安装孔、2107为驱动杆、2108为摆动轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，除非另有明确的限定。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。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

第一实施例：

参见图1、图2、图3、图13、图17，配合参见图5、图6、图7、图8、图9、图10，本实施例提供一种用于动态平衡训练的主被动切换离合装置，包括电机13、驱动轮12、啮合轮8、转盘2、推杆6、销栓4和脚板座11，

所述驱动轮12固定在电机13轴上，驱动轮12与啮合轮8相啮合，所述啮合轮8与转盘2固定；

所述转盘2上设有与转盘转轴不同心的偏心推槽201，偏心推槽201内装有可活动的推轮7，推轮7与推杆6的近端活动相连；

所述脚板座11包括花盘1101，花盘的盘辐上设有长支座1102，花盘1101的中心设有凸出的台阶轴1103，所述转盘2安装在脚板座11的台阶轴1103上；

所述推杆6与销栓4的远端分别设有上长圆孔601和下长圆孔401，推杆6与销栓4通过上长圆孔601和下长圆孔401可滑动的安装在脚板座11的长支座1102上，长支座1102的朝向与脚板座11的径向方向相同，又因下长圆孔401与上长圆孔601的长度均大于长支座1102的长度，故下长圆孔401与上长圆孔601可在脚板座11上沿其半径方向滑动，长支座1102的顶端固定有压板3，压板3的外形尺寸大于上长圆孔601的尺寸，从而推杆6与销栓4只能沿花盘1101的径向移动，推杆6的中部设有下台阶602及推座603，销栓4的近端设有上台阶402及承力座403，下台阶602与上台阶402组成一对配对台阶，推杆6的推座603与销栓4的承力座403之间设有推簧5，推杆6的近端设有轮孔604，轮孔604与推轮7相连接；

当电机13通过驱动轮12与啮合轮8驱动转盘2转动时，位于转盘2上的偏心推槽201推动推轮7从而带动推杆6做径向运动，推杆6又通过推簧5或配对台阶能够进一步推动销栓4沿花盘1101径向伸出或缩进脚板座11。

所述转盘2上设有至少3个偏心推槽201，本实施例中设置偏心推槽201为4个。

本实施例中，所述压板3、销栓4、推簧5、推杆6、推轮7的数量均与偏心推槽201数量相同，即所述压板3、销栓4、推簧5、推杆6、推轮7设置为4套。转盘2转动时，可控制所有销栓4做同步伸出缩进。

本实施例中，驱动轮12与啮合轮8为一对啮合齿轮。

本实施例中，所述偏心推槽201为长圆弧形孔。

本实施例中，所述推轮7的尺寸要求其大小正合适装在偏心推槽201内，且可活动。

参见图9、图10，配合参见图3、图5、图6、图7、图8，本实施例中，花盘1101设有4个盘辐，每个盘辐上均设有一个长支座1102，长支座1102方向与花盘1101的径向方向相同。本实施例中，所述台阶轴1103设有卡槽，所述转盘2通过轴承10安装在脚板座11的台阶轴1103上，卡簧9安装在卡槽内并阻挡轴承10轴向窜动。

当电机13转动时，驱动轮12转动从而使啮合轮8相啮合转动，由于所述啮合轮8与转盘2固定，所以转盘2转动，位于转盘2上的偏心推槽201随之转动，偏心推槽201的转动推动推轮7从而带动推杆6做径向运动，推杆6又通过推簧5或配对台阶能够进一步推动销栓4沿花盘1101径向伸出或缩进脚板座11。

参见图16，配合参见图14、图15，本实施例中，还包括脚板18，所述脚板18通过传感器17连接在脚板座11上，从而当人体站立在脚板18上时，由传感器17检测人体重心的位置。传感器17均布在转盘2的盘辐上。

传感器17设置至少3个，优选设置4个。

参见图4，配合参见图2、图3，本实施例中，还包括连接座1，所述连接座1上设有光孔101及万向节连接孔102，所述连接座1通过光孔101和螺钉与脚板座11固定在一起，万向节连接孔102与万向节的上端固定相连，万向节下端与机架固定相连，从而连接座1可活动的安装在机架上，本实施例中万向节与机架未画出。

参见图4、图9，配合参见图2、图3，本实施例中，所述光孔101与脚板座11上所设的螺钉孔1105相配合，从而连接座1可通过螺钉与脚板座11固定在一起。

参见图12(a)、图12(b)，本实施例中，还包括驱动碗16，驱动碗16的上边缘设有离合槽1603，驱动碗16的中部设有碗底1601，碗底1601上设有托座1602，驱动碗16的下部设有驱动台1604。碗底1601上设有托座1602至少3个，优选设置4个。

参见图13、图22，配合参见图3、图11、图12(a)、图12(b)，本实施例中，还包括压簧15与压簧座14，压簧15及压簧座14与驱动碗16的托座1602数量相对应，所述脚板座11上设有与托座1602相对应的簧座孔1104，压簧座14安装在簧座孔1104中，压簧15设置在压簧座14与托座1602之间。所述压簧座14的顶端还开有大螺孔1401，大螺孔中拧有螺盖20，在脚板18对应设有开口1801，所述螺盖20旋出后可方便压簧15放入，之后再旋紧螺盖20。

脚板座11中部通过销栓4与驱动碗16的离合槽1603相连。脚板座11下端又通过压簧15与驱动碗16的碗底1601相连。压簧座14安装在脚板座11上，其上设有螺盖20以便压簧15装入和更换。

进一步参见图22，配合参见图15，压簧15的外径小于大螺孔1401的内径，从而可通过大螺孔1401把压簧15放入，螺盖20旋入大螺孔1401后压向压簧15。此设计的优点是可方便随时更换不同长度、不同刚度的压簧15，从而能更好的适合不同患者、不同康复阶段训练对弹力的不同需求。更进一步，压簧15、压簧座14、簧座孔1104、托座1602还可设置更多套，均布在脚板座11上，与驱动碗16相连接，以便提供为患者提供更多的压簧15选择方案。

参见图15、图16，为了便于更换压簧15需要，在压簧座14对应位置的脚板18上设有尺寸合适的开口1801。

参见图17，本实施例组成了具有主被动动态平衡训练的装置，脚板座11的上端通过连接座1与万向节相连进而与机架活动相连，脚板座11中部通过销栓4与驱动碗16的离合槽1603相连，脚板座11下端又通过压簧15与驱动碗16的碗底1601相连。

从而，当电机13控制销栓4伸出时，脚板座11与驱动碗16相合，由外力通过驱动台1604控制驱动碗16运动，从而带动脚板座11一起绕与连接座1相连的万向节运动，最终可带动站立于脚板18上的患者实现人体被动动态平衡训练，若由外力通过驱动台1604控制驱动碗16静止不运，则此时可脚板座11及脚板18也静止不动，从而人体站立于脚板18上可进行静态平衡训练；当电机13控制销栓4缩入时，脚板座11与驱动碗16脱离，当外力通过驱动台1604控制驱动碗16不动时，脚板座11通过压簧15与驱动碗16活动相连，从而脚踩脚板18最终可进行人体主动动态平衡训练。

第二实施例：

参见图18(b)、图20(b)、图21，配合参见18(a)、图19、图20(a)，在第一实施例的基础上，还包括角控机构19，所述角控机构19安装在转盘2上，角控机构19的一端通过摆轮1906与啮合轮8啮合运动，另一端设有支撑脚1902，用以控制转盘2相对驱动碗16的碗底1601的倾斜角度。

所述角控机构19包括连杆1901、支撑脚1902、导轨1903、滑块1904、推杆1905和摆轮1906，

支撑脚1902的上端设有孔一19021和孔二19022，滑块1904上设有孔三19042、孔四19043和孔五19041，摆轮1906的轮边设有孔六19061，脚板座11上设置有凸耳1106以及长槽孔1107。

所述连杆1901前端通过孔二19022与支撑脚1902铰接，连杆1901后端通过孔三19042与滑块1904铰接，支撑脚1902的上端通过孔一19021与脚板座11铰接，支撑脚1902的下端从脚板座11中伸出，导轨1903固定在脚板座11上且通过孔四19043与滑块1904连接，从而连杆1901、支撑脚1902、导轨1903与滑块1904组成曲柄滑块机构，由安装在摆轮1906轮边的孔六19061上的可活动推杆1905推动滑块1904运动，可活动推杆1905通过孔五19041与滑块1904铰接，从而实现所有支撑脚1902的同步展收，得以控制脚板座11相对驱动碗16碗底1601的倾角范围；当所有支撑脚1902完全展开时，支撑脚1902底端与碗底1601接触，从而脚板座11相对碗底1601相对静止；当所有支撑脚1902全收或半收时，脚板座11相对碗底1601有一定的距离，且此距离连续可调，从而得以控制脚板座11相对驱动碗16碗底1601的倾角范围。

本实施例中，所述角控机构19设置4个。

本实施例中，所述转盘2还包括一段同心推槽202，所述同心推槽202与偏心推槽201光滑连接形成相通域，从而推轮7在推槽内能够无障碍滚动，当电机13驱动转盘2旋转时，销栓4先伸缩运动后静止不动，但摆轮1906一直运动，从而在销栓4停止不动时仍控制支撑脚1902的收起，最终得以控制脚板座11相对驱动碗16的碗底1601倾角具有不同变化范围。

即，当所有支撑脚1902完全展开时，支撑脚1902底端与碗底1601接触，从而脚板座11相对碗底1601相对静止；当所有支撑脚1902全收或半收时，脚板座11相对碗底1601有一定的距离，且此距离连续可调，从而得以控制脚板座11相对驱动碗16碗底1601的倾角范围。

本实施例中，所述同心推槽202为长圆弧形孔。

第三实施例

参见图24，配合参见图23、图25-27，在第一实施例的基础上，还包括角控架21。

所述角控架21包括滑动杆2101、转动杆2102、左连杆2103、右连杆2104、滑轨2105、推块2106、驱动杆2107和摆动轮2108，

所述摆动轮2108与啮合轮8活动相连，驱动杆2107一端活动连接在摆动轮2108的偏心位置，另一端与推块2106活动相连，推块2106安装在滑轨2105上并可沿滑轨2105移动，滑动杆2101与转动杆2102铰接组成X型支架机构，滑动杆2101的一端与推块2106铰接，左连杆2103与右连杆2104组成三角机构，并与滑动杆2101及转动杆2102铰接，右连杆2104的末端设有撑脚21041，从而当电机13推动啮合轮8转动时，可推动推块2106在滑轨2105上滑动，进而驱动所有滑动杆2101使所有角控架21同步变形，从而同步改变所有右连杆2104的撑脚21041的高低，以此来控制脚板座11的倾角范围；

当所有角控架21的撑脚21041触碰到碗底1601时角控架21可控制脚板座11相对驱动碗16固定不动，从而通过控制驱动碗16运动，以带动脚板座11进行人体被动动态训练，或控制驱动碗16静止不动，以进行人体静态平衡训练；

当所有角控架21的撑脚21041半收时，撑脚21041相对碗底1601具有一定的距离，此时通过外力控制驱动碗16不动，脚板座11通过压簧15与碗底1601相连，从而可进行人体主动动态训练，且脚板座11相对碗底1601的倾角范围连续可调。

本实施例中，所述角控架21设置为4个。

本实施例中，所述摆动轮2108与啮合轮8活动相连，驱动杆2107一端活动连接在摆动轮2108的偏心位置，另一端通过安装孔21063与推块2106活动相连，推块2106通过滑槽21062安装在滑轨2105上并可沿滑轨2105移动，滑动杆2101与转动杆2102铰接组成X型支架机构，滑动杆2101的一端与推块2106上的转轴21061铰接，转动杆2102的上端与脚板座11上设置的双凸耳铰接，滑动杆2101与转动杆2102从脚板座11上的双长槽孔中伸出，滑动杆2101与转动杆2102的下端又连接着左连杆2103与右连杆2104。左连杆2103与右连杆2104组成三角机构，并与滑动杆2101及转动杆2102铰接，右连杆2104的末端设有撑脚21041。从而当电机13推动啮合轮8转动时，可推动所有推块2106在对应滑轨2105上滑动，进而驱动滑动杆2101使所有角控架21沿脚板座11台阶轴1103的轴向同步伸缩变形，从而改变右连杆2104的撑脚21041的高低，以此来控制脚板座11的倾角范围，甚至当所有角控架21的撑脚21041触碰到碗底1601时角控架21可控制脚板座11相对驱动碗16固定不动。

即，当所有角控架21的撑脚21041触碰到碗底1601时角控架21可控制脚板座11相对驱动碗16固定不动，从而通过控制驱动碗16运动，以带动脚板座11进行人体被动动态训练；当所有角控架21的撑脚21041半收时，撑脚21041相对碗底1601具有一定的距离，当外力控制驱动碗16不动，脚板座11通过压簧15与碗底1601相连，从而可进行人体主动动态训练，且脚板座11相对碗底1601的倾角范围连续可调。

角控架21相比角控机构19可承受更大力。

另外，还包括接近开关，接近开关固定在脚板座的上表面且位于推块的必经路径一旁，在推块2106上设有两个远近不同的触点，当近端触点靠近接近开关足够近时，触发接近开关以获取角控架21极限情况——角控架伸到最长，此时撑脚21041触碰到碗底1601，可使人体做被动动态平衡训练，或人体做主动静态平衡训练；当远端触点靠近接近开关足够近时，触发接近开关以获取角控架21的另一极限情况——角控架缩到最短，此时可使人体做主动动态平衡训练，且运动角度变化范围最大。

此时，本发明无需压板3、销栓4、推簧5及推杆6，所述转盘2也无需偏心推槽201及同心推槽202，主被动切换可采用角控架21。

与第一实施例的仅有离合两种状态不同，第二、三实施例分别采用了角控机构与角控架，可对脚板座11或脚板18的倾角范围进行连续调节，使得本发明可根据不同患者或同一患者不同康复阶段，有选择性的对人体训练的所需倾角范围进行连续控制调节，从而本发明能随患者需要任意增加或减少训练难度。

本发明通过电控离合装置，集成人体主动动态与被动动态、静态与动态训练装置为一体，从而实现一机多用，减少了设备数量，降低了成本，提高了设备利用率，让训练模式更丰富，使训练过程更高效；采用角控机构或角控架，可根据不同患者或同一患者不同康复阶段，对训练倾角变化范围进行连续调控，从而可随患者需要任意增加或减少训练难度；对离合装置的径向伸缩机构伸出时采用了推簧，缩进时采用配对台阶两种不同的驱动方式，避免了伸出时因销栓受阻挡而对电机造成伤害，缩进时销栓的误动作，使得结构设计更加安全可靠；改进了弹簧安装方式，从而方便根据患者体重和需求选用不同压缩量、不同刚度的弹簧，以更好适应患者对不同弹力的要求，让训练动作更自然贴合。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于动态平衡训练的主被动切换离合装置，其特征在于，包括电机(13)、驱动轮(12)、啮合轮(8)、转盘(2)、推杆(6)、销栓(4)和脚板座(11)，

所述驱动轮(12)固定在电机(13)轴上，驱动轮(12)与啮合轮(8)相啮合，所述啮合轮(8)与转盘(2)固定；

所述转盘(2)上设有与转盘转轴不同心的偏心推槽(201)，偏心推槽(201)内装有可活动的推轮(7)，推轮(7)与推杆(6)的近端活动相连；

所述脚板座(11)包括花盘(1101)，花盘的盘辐上设有长支座(1102)，花盘(1101)的中心设有凸出的台阶轴(1103)，所述转盘(2)安装在脚板座(11)的台阶轴(1103)上；

所述推杆(6)与销栓(4)的远端分别设有上长圆孔(601)和下长圆孔(401)，推杆(6)与销栓(4)通过上长圆孔(601)和下长圆孔(401)可滑动的安装在脚板座(11)的长支座(1102)上，长支座(1102)的顶端固定有压板(3)，压板(3)的外形尺寸大于上长圆孔(601)的尺寸，从而推杆(6)与销栓(4)只能沿花盘(1101)的径向移动，推杆(6)的中部设有下台阶(602)及推座(603)，销栓(4)的近端设有上台阶(402)及承力座(403)，下台阶(602)与上台阶(402)组成一对配对台阶，推杆(6)的推座(603)与销栓(4)的承力座(403)之间设有推簧(5)，推杆(6)的近端设有轮孔(604)，轮孔(604)与推轮(7)相连接；

当电机(13)通过驱动轮(12)与啮合轮(8)驱动转盘(2)转动时，位于转盘(2)上的偏心推槽(201)推动推轮(7)从而带动推杆(6)做径向运动，推杆(6)又通过推簧(5)或配对台阶能够进一步推动销栓(4)沿花盘(1101)径向伸出或缩进脚板座(11)。

2.根据权利要求1所述的一种用于动态平衡训练的主被动切换离合装置，其特征在于，还包括脚板(18)，所述脚板(18)通过传感器(17)连接在脚板座(11)上，从而当人体站立在脚板(18)上时，由传感器(17)检测人体重心的位置。

3.根据权利要求1所述的一种用于动态平衡训练的主被动切换离合装置，其特征在于，还包括连接座(1)，所述连接座(1)上设有光孔(101)及万向节连接孔(102)，所述连接座(1)通过光孔(101)和螺钉与脚板座(11)固定在一起，万向节连接孔(102)与万向节的上端固定相连，万向节下端与机架固定相连，从而连接座(1)可活动的安装在机架上。

4.根据权利要求1所述的一种用于动态平衡训练的主被动切换离合装置，其特征在于，还包括驱动碗(16)，驱动碗(16)的上边缘设有离合槽(1603)，驱动碗(16)的中部设有碗底(1601)，碗底(1601)上设有托座(1602)，驱动碗(16)的下部设有驱动台(1604)。

5.根据权利要求4所述的一种用于动态平衡训练的主被动切换离合装置，其特征在于，还包括压簧(15)与压簧座(14)，压簧(15)及压簧座(14)与驱动碗(16)的托座(1602)数量相对应，所述脚板座(11)上设有与托座(1602)相对应的簧座孔(1104)，压簧座(14)安装在簧座孔(1104)中，压簧(15)设置在压簧座(14)与托座(1602)之间。

6.根据权利要求5所述的一种用于动态平衡训练的主被动切换离合装置，其特征在于，所述压簧座(14)的顶端还开有大螺孔(1401)，大螺孔(1401)中拧有螺盖(20)，在脚板(18)对应设有开口(1801)，所述螺盖(20)旋出后可方便压簧(15)放入，之后再旋紧螺盖(20)。

7.根据权利要求4所述的一种用于动态平衡训练的主被动切换离合装置，其特征在于，还包括角控机构(19)，所述角控机构(19)安装在转盘(2)上，角控机构(19)的一端通过摆轮与啮合轮(8)啮合运动，另一端设有支撑脚(1902)，用以控制转盘(2)相对驱动碗(16)的碗底(1601)的倾斜角度；

所述角控机构(19)包括连杆(1901)、支撑脚(1902)、导轨(1903)、滑块(1904)、推杆(1905)和摆轮(1906)，

所述连杆(1901)前端与支撑脚(1902)铰接，连杆(1901)后端与滑块(1904)铰接，支撑脚(1902)的上端与脚板座(11)铰接，支撑脚(1902)的下端从脚板座(11)中伸出，导轨(1903)固定在脚板座(11)上且与滑块(1904)连接，从而连杆(1901)、支撑脚(1902)、导轨(1903)与滑块(1904)组成曲柄滑块机构，由安装在摆轮(1906)轮边的可活动推杆(1905)推动滑块(1904)运动，从而实现所有支撑脚(1902)的同步展收，得以控制脚板座(11)相对驱动碗(16)碗底(1601)的倾角范围；

当所有支撑脚(1902)完全展开时，支撑脚(1902)底端与碗底(1601)接触，从而脚板座(11)相对碗底(1601)相对静止；

当所有支撑脚(1902)全收或半收时，脚板座(11)相对碗底(1601)有一定的距离，且此距离连续可调，从而得以控制脚板座(11)相对驱动碗(16)碗底(1601)的倾角范围。

8.根据权利要求7所述的一种用于动态平衡训练的主被动切换离合装置，其特征在于，所述转盘(2)还包括一段同心推槽(202)，所述同心推槽(202)与偏心推槽(201)光滑连接形成相通域，从而推轮(7)在推槽内能够无障碍滚动，当电机(13)驱动转盘(2)旋转时，销栓(4)先伸缩运动后静止不动，但摆轮(1906)一直运动，从而在销栓(4)停止不动时仍控制支撑脚(1902)的收起，最终得以控制脚板座(11)相对驱动碗(16)的碗底(1601)倾角具有不同变化范围。

9.根据权利要求4所述的一种用于动态平衡训练的主被动切换离合装置，其特征在于，还包括角控架(21)，

所述角控架(21)包括滑动杆(2101)、转动杆(2102)、左连杆(2103)、右连杆(2104)、滑轨(2105)、推块(2106)、驱动杆(2107)和摆动轮(2108)，

所述摆动轮(2108)与啮合轮(8)活动相连，驱动杆(2107)一端活动连接在摆动轮(2108)的偏心位置，另一端与推块(2106)活动相连，推块(2106)安装在滑轨(2105)上并可沿滑轨(2105)移动，滑动杆(2101)与转动杆(2102)铰接组成X型支架机构，滑动杆(2101)的一端与推块(2106)铰接，左连杆(2103)与右连杆(2104)组成三角机构，并与滑动杆(2101)及转动杆(2102)铰接，右连杆(2104)的末端设有撑脚(21041)，从而当电机(13)推动啮合轮(8)转动时，可推动推块(2106)在滑轨(2105)上滑动，进而驱动所有滑动杆(2101)使所有角控架(21)同步变形，从而同步改变所有右连杆(2104)的撑脚(21041)的高低，以此来控制脚板座(11)的倾角范围；

当所有角控架(21)的撑脚(21041)触碰到碗底(1601)时角控架(21)可控制脚板座(11)相对驱动碗(16)固定不动，通过控制驱动碗(16)运动，以带动脚板座(11)进行人体被动动态训练，或能够进行人体主动的静态平衡训练；

当所有角控架(21)的撑脚(21041)半收时，撑脚(21041)相对碗底(1601)具有一定的距离，驱动碗(16)不动，脚板座(11)通过压簧(15)与碗底(1601)相连，从而可进行人体主动动态训练，且脚板座(11)相对碗底(1601)的倾角范围连续可调。

10.根据权利要求9所述的一种用于动态平衡训练的主被动切换离合装置，其特征在于，还包括接近开关，接近开关固定在脚板座(11)的上表面且位于推块(2106)的必经路径一旁，在推块(2106)上设有两个远近不同的触点，当近端触点靠近接近开关足够近时，触发接近开关以获取角控架(21)极限情况——角控架伸到最长，此时可使人体做被动动态平衡训练；当远端触点靠近接近开关足够近时，触发接近开关以获取角控架(21)的另一极限情况——角控架缩到最短，此时可使人体做主动动态平衡训练，且运动角度变化范围最大。

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