CN115708944A - 一种用于降低高张力的训练装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开提出一种用于降低高张力的训练装置,训练装置包含底座、驱动模块、两踏板、控制模块及开关模块。驱动模块固定设置于底座;各个踏板与底座相连接。各个踏板具有置放区,两个置放区用以提供使用者置放双脚掌。驱动模块能驱动各个踏板相对底座于第一位置及第二位置之间反复地摆动。当控制模块执行训练程序时,控制模块将控制驱动模块动作,而使两个踏板分别在训练循环中每分钟摆动至少1~120次,各个踏板由第一位置摆动至第二位置的摆动角度为5~70度。开关模块用以提供用户操作,以启动或关闭驱动模块。
Description
技术领域
本发明涉及一种训练装置,尤其涉及一种用于降低高张力的训练装置。
背景技术
痉挛(Spasticity)是中枢神经系统损伤病人常见的症状,此种症状常会伴随患者一生,以当前相关医疗机构初步的估计,全世界超过1200万人为此症状所苦。目前常见的其中一种治疗方式是利用相关的牵拉设备,以长时间牵拉(prolonged stretch)的方式,用以降低患者肌肉的高张力(hypertonia)的程度,由此降低患者发生痉挛状况的机率。然而此种将肌肉拉伸至接近其极限程度的长时间牵引的方式,容易造成患者的不适(如:疼痛、肌肉拉伤等),或于压力点上产生压疮等问题。
此外,可快速地、有效地使H反射(Hoffmann reflex)活化后抑制恢复、脊髓回路的调节(活化后抑制)回复、肌纤维回复(快肌转慢肌)的训练装置亦是目前极需设计开发出供大众训练使用。
发明内容
本发明公开一种用于降低高张力的训练装置,主要用以改善现有的牵拉设备,容易造成使用者不适的问题。
本发明的其中一个实施例公开一种用于降低高张力的训练装置,其包含:一底座;一驱动模块,其固定设置于底座;两踏板,各个踏板与底座相连接,且各个踏板的一端能以一转动轴为中心相对于底座摆动;各个踏板具有一置放区,两个置放区用以提供使用者置放双脚掌;两个踏板与驱动模块相连接,而驱动模块能驱动各个踏板相对底座于一第一位置及一第二位置之间反复地摆动;一控制模块,其电性连接驱动模块,控制模块储存有至少一笔训练程序,而控制模块能执行训练程序;控制模块执行训练程序时,控制模块依据一控制参数以将控制驱动模块动作,而使两个踏板进行摆动;其中,控制参数包含有一摆动次数、一摆动速度以及一摆动角度。
优选地,驱动模块包含一马达、一转接机构、两个连接杆及两个连动轮,马达与转接机构相连接,两个连接杆与转接机构相连接,各个连动轮抵靠其中一个踏板;控制模块能控制马达动作,马达转动时,将通过转接机构同时带动两个连接杆旋转,进而使两个连动轮旋转;旋转的各个连动轮将带动其所抵靠的踏板。
优选地,控制模块包含一处理器、一储存器及一通信单元,处理器电性连接储存器,处理器电性连接通信单元,通信单元能接收一外部电子装置所传递的多笔训练程序,训练程序包含马达于一个训练循环中的一马达转速及各个踏板于一个训练循环中的一摆动次数。
优选地,控制模块执行完训练程序,处理器能对应产生一记录信息,记录信息包含马达于一个训练循环中的马达转速、各个踏板于一个训练循环中的一摆动次数、一训练时间及一训练日期,且处理器能通过通信单元将记录信息传递至一外部电子装置。
优选地,驱动模块以一相同相位操作与一不同相位操作来带动两个所述踏板进行摆动。
优选地,控制模块储存有多笔训练程序,控制模块执行不同的训练程序时,两个踏板的每分钟摆动的次数不相同,或/及,两个踏板的摆动幅度不相同,或/及,两个踏板相对于底座的初始角度不相同。
优选地,训练程序包含多个训练时间区段,多个训练时间区段分别占训练程序的时间比例不完全相同,于多个训练时间区段中,两个踏板的摆动次数、摆动速度、摆动角度不完全相同。
优选地,用于降低高张力的训练装置还包含:两个角度检测模块,各个角度检测模块用以检测各个踏板相对于底座的旋转角度;角度检测模块电性连接控制模块,控制模块能依据各个角度检测模块所传递的检测结果,对应控制各个踏板由第一位置摆动至第二位置的摆动角度。
优选地,驱动模块包含一调整机构,调整机构设置于底座,两个踏板是枢接于调整机构,调整机构能受控制以使两个踏板向远离或靠近底座的方向移动。
优选地,用于降低高张力的训练装置还包含两组感测模块,各组感测模块包含多个压力传感器,各组感测模块的多个压力传感器设置于其中一个踏板,且对应位于置放区;控制模块电性连接各个压力传感器;控制模块能依据多个压力传感器所回传的压力值及各个踏板的摆动角度,输出一抗力-角度曲线。
优选地,控制模块能于多个压力传感器所回传的压力值小于一临界值时,控制一警示装置动作。
优选地,控制模块能控制踏板,以一摆动速度进行摆动,以得到一组抗力-角度数据组,抗力-角度数据组包含了踏板于不同角度时所计算出的抗力值,而控制模块能依据抗力-角度数据组,判断出用户的小腿后肌群是否存在处于一高张力(hypertonia)状态。
优选地,控制模块能控制踏板,先后以不同的摆动速度摆动,以得到两组抗力-角度数据组,各组抗力-角度数据组包含了踏板于不同角度时所计算出的抗力值,而控制模块能依据两组抗力-角度数据组,判断出用户的小腿后肌群处于痉挛(spasticity)状态或是僵直(rigidity)状态。
优选地,控制模块能控制踏板,先后以不同的摆动速度摆动复数次,以得到各个踏板于其中一个摆动速度下多组抗力-角度数据组及各个踏板于另一个摆动速度下的多组抗力-角度数据组,各组抗力-角度数据组包含了踏板于不同角度时,所计算出的抗力值,而控制模块能依据各个踏板于不同摆动速度下所对应的多组抗力-角度数据组,计算出一活化后抑制(PAD)程度的指标。
综上所述,本发明的用于降低高张力的训练装置,相较于公知的牵引设备,可以大幅降低患者在使用过程中,发生疼痛问题的机率。另外,本发明的用于降低高张力的训练装置能提升患者肌肉的肌力,降低肌肉的高张力(hypertonia),进而提升者的抗痉挛能力,从而可以有效地减少使用者发生痉挛状况的次数。
为能更进一步了解本发明的特征及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,但是此等说明与附图仅用来说明本发明,而非对本发明的保护范围作任何的限制。
附图说明
图1及图2为本发明的用于降低高张力的训练装置的不同视角的示意图。
图3为本发明的用于降低高张力的训练装置的局部分解示意图。
图4及图5为本发明的用于降低高张力的训练装置的踏板分别位于第一位置及第二位置的局部剖面侧视图。
图6为本发明的用于降低高张力的训练装置的另一实施例的局部剖面侧视图。
图7为本发明的用于降低高张力的训练装置的另一实施例的局部剖面侧视图。
图8及图9为本发明的用于降低高张力的训练装置的另一实施例的踏板分别位于第一位置及第二位置的局部剖面侧视图。
具体实施方式
于以下说明中,如有指出请参阅特定附图或是如特定附图所示,其仅是用以强调于后续说明中,所述及的相关内容大部分出现于该特定附图中,但不限制该后续说明中仅可参考所述特定附图。
请一并参阅图1至图5,本发明的用于降低高张力的训练装置100包含:一底座1、一驱动模块2、二踏板3、一控制模块4及一开关模块5。驱动模块2固定设置于底座1。各个踏板3与底座1相连接,且各个踏板3的一端能以一转动轴A为中心相对于底座1摆动。各个踏板3可以是通过一轴杆B及一轴承组件C枢接于底座1,但踏板3枢接于底座1的方式不以图中所示为限。
各个踏板3具有一置放区31,各个置放区31用以置放使用者的一脚掌。两个踏板3分别与驱动模块2相连接,而驱动模块2能驱动各个踏板3相对底座1于一第一位置及一第二位置之间反复地摆动。关于踏板3的尺寸及外型、置放区31的外型及尺寸,都可以是依据需求变化,本实施例各附图中所示仅为其中一示范方式。
具体来说,在其中一个实际应用中,驱动模块2可以包含一马达21、一转接机构22、两个连接杆23及两个连动轮24,马达21与转接机构22相连接,两个连接杆23与转接机构22相连接,各个连接杆23的另一端与一个连动轮24相连接,各个连动轮24抵靠其中一个踏板3。控制模块4能控制马达21动作。马达21受控制而转动时,将通过转接机构22同时带动两个连接杆23旋转,进而使两个连动轮24旋转;旋转的各个连动轮24将带动其所抵靠的踏板3相对于底座1摆动。于本实施例的附图中,是以各个连动轮24为偏心连动轮(eccentric cam)为例,但连动轮24的形式不以此为限,举例来说,连动轮24也可以是板形连动轮(platecam)。关于各个连动轮24与各个踏板3抵靠的位置,大致是相反于踏板3枢接于底座1的一端。关于连动轮24的形式及尺寸,可以是依据需求变化,于此不加以限制。也就是说,踏板3的摆幅(摆幅角度)与连动轮24的形式、尺寸有关,可以是依据需求变化。在实际应用中,例如可以是通过控制马达21,以带动连动轮24动作,据以改变踏板3的初始倾斜程度(初始角度)。为了使各个连接杆23稳定地转动,驱动模块2还可以是包含两个轴承组件C,各个连接杆23与一个轴承组件C相连接。
控制模块4电性连接驱动模块2,控制模块4储存有至少一笔训练程序,而控制模块4能执行训练程序。当控制模块4执行训练程序时,控制模块4将控制驱动模块2动作,而使两个踏板3分别在一训练循环中每分钟摆动至少1~120次,且各个踏板3由第一位置摆动至第二位置的摆动角度为5~70度。
如图4所示,当踏板3位于第一位置时,各个置放区31所在平面P1与水平面P的夹角定义为一第一夹角θ1;其中,当第一位置为最低位置时,该第一夹角θ1为初始角度;如图5所示,当踏板3位于第二位置时,各个置放区31所在平面P2与水平面P的夹角定义为一第二夹角θ2,其中,当第二位置为最高位置时,该第二夹角θ2最高角度。其中,第一夹角θ1小于第二夹角θ2,第二夹角θ2与第一夹角θ1的角度差即为踏板3的可摆动的幅度,其中第一夹角θ1与第二夹角θ2是与连动轮24的形式、尺寸有关;第一夹角θ1介于-5~5度,第二夹角θ2介于5~70度。在实际应用中,可以是通过改变两连动轮24的形状、尺寸,据以改变第一夹角θ1及第二夹角θ2。
在其中一个实施例(如图6所示)中,各踏板3可以是与一位置调整机构E相连接,且位置调整机构E可以是设置于底座1上,该位置调整机构E可以依据控制模块4的控制信号,对应改变各踏板3的一端相对于底座1的高度,或者,该位置调整机构E可以依据控制模块4的控制信号,对应改变转动轴A相对于底座1的距离,据以改变第一夹角θ1及第二夹角θ2。需说明的是,任何可以依据控制模块4的控制信号,而改变第一夹角θ1及第二夹角θ2的相关机构,都应属于所述位置调整机构E可以应用的范围。
在实际应用中,控制模块4可以是仅储存单一笔训练程序,或者,控制模块4可以是储存有多笔训练程序,于此不加以限制。实际应用中,各个训练程序中可以是包含有至少一个训练控制参数,举例来说,训练控制参数可以是包含各踏板的摆动速度、第一夹角θ1、第二夹角θ2、各踏板3的摆动幅度等。在控制模块4储存有多笔训练程序的实施例中,控制模块4执行不同的训练程序时,两个踏板3的摆动速度(即,每分钟摆动的次数)、两踏板3的摆动幅度、两踏板3的第一夹角θ中的至少一个可以是不完全相同,但不以此为限。
在实际应用中,在同一笔训练程序中,可以是具有多个训练时间区段,多个训练时间区段分别占训练程序的时间比例不完全相同,且于在不同的训练时间区段中,两个踏板3的摆动次数、摆动速度、摆动角度可以是不完全相同。举例来说,同一笔训练程序中,可以是包含3个训练时间区段(5分钟、20分钟、5分钟),而控制模块4执行训练程序的前5分钟时,可以是控制各踏板3每分钟摆动15次,在接续的20分钟内,控制模块4则可以是控制各踏板3每分钟摆动30次,而在最后的5分钟,控制模块4则是控制各踏板3每分钟摆动15次。在实际应用中,马达的转动速度与各个踏板3每分钟摆动的次数可以是呈正相关,较佳地,可以是使各个踏板3每分钟摆动的次数,约落在一般正常人的慢走至快跑的步频(candence)之间。
需说明的是,在实际应用中,相关人员可以是依据需求,使控制模块4执行一笔训练程序时,让两个踏板3是分别向不同的方向摆动,也就是说,其中一个踏板3向靠近底座1的方向摆动时,另一个踏板3则是向远离底座1的方向摆动;又或者,也可以是,让两个踏板3是同步摆动,也就是说,两个踏板3是同时向靠近底座1的方向摆动或同时向远离底座1的方向摆动;又或者,可以是让两个踏板3是向同一个方向以不同的摆动幅度进行摆动,例如,当其中一个踏板3向靠近底座1的方向摆动1度时,另一个踏板3是向靠近底座1的方向摆动3度。
需说明的是,在实际应用中,训练装置100具有以一相同相位操作模式与一不同相位操作模式来带动两个所述踏板进行摆动的操作模式。
具体来说,各个连动轮24可以是一凸轮(即外轮廓为椭圆形的构件),而各个凸轮可以是具有多个锁孔(例如2个、4个、6个、8个等),多个锁孔可以是大致环绕凸轮的中心设置,相关组装人员可以是让两个连接杆23的一端分别与相邻的凸轮的不同位置的锁孔相连接,如此,当两个连接杆23同步被驱动时,两个踏板3将会是分别抵靠于相对应的凸轮的不同位置,据此,可以让两个踏板3达到具有相位差的摆动效果。在另一个实施例中,连动轮24可以是具有一多边形孔洞,多边形孔洞是偏心地形成于连动轮,连接杆23的一端可以是具有相对应的多边形结构,而连接杆23的多边形结构能与连动轮24的多边形孔洞相互卡合,为此,相关人员即可依据需求,通过改变两个连动轮24的多边形孔洞与两个连接杆23的多边形结构的卡合位置,据以使与两个踏板能达到具有相位差地摆动。举例来说,两个连动轮24可以是完全相同的结构,而各个多边形孔洞可以是长方形凹槽,相关人员在组装两个连动轮24时,可以是使两个多边形孔洞都是位于靠近底座1的位置,或是,使两个多边形孔洞都是位于远离底座1的位置,如此,两个踏板将会是以没有相位差的方式摆动。相对地,若是使其中一个连动轮的多边形孔洞邻近底座设置,而使另一个连动轮的多边形孔洞远离底座设置,则两个踏板将会以相位差为180度的情况进行摆动。因此,在不同的实施例中,相关人员可以是通过改变多边形孔洞及各连接杆23的多边形孔洞的外型,而使两个踏板以不同的相位角进行摆动,例如:多边形孔洞为正方形时,相关人员可以依据需求,使两个踏板摆动时的相位差为0度、90度、180度或270度;多边形孔洞为正六边形时,相关人员则可依据需求,使两个踏板摆动时的相位差为0度、60度、120度、180度、240度、300度等。
在其中一个具体应用中,控制模块4可以是包含一处理器41、一储存器42及一通信单元43,储存器42与通信单元43分别电性连接处理器41,处理器41通过通信单元43能以有线或无线方式接收一外部电子装置D(例如是智能型手机、平板计算机等)所传递的至少一笔训练程序。储存器42用以储存多笔训练程序。用户例如可以是通过外部电子装置D的应用程序(Application)以生成至少一笔训练程序,并将其传递至控制模块4。
具体来说,相关人员通过外部电子装置D执行一应用程序时,可以于外部电子装置D的显示画面中,观看到控制模块4当前所储存的多笔训练程序,而相关人员则可以是依据病患的状况,点选外部电子装置D所显示的其中一笔训练程序,由此,控制控制模块4执行相对应的训练程序。
用于降低高张力的训练装置100还可以包含一操作界面6,操作界面6电性连接处理器41,操作界面6用以提供使用者操作,以控制处理器41执行储存器42中的其中一个训练程序。也就是说,相关人员可以是依据病患的状况,通过操作操作界面6,而使控制模块4执行适合该病患的训练的训练程序。举例来说,操作界面6可以是包含一显示器61及多个按钮62,其中显示器61显示每一个踏板3的摆动角度、每一个踏板3在每一个训练循环中的摆动次数等信息,且控制模块4能依据多个按钮62被按压的状态,以设定训练程序相对应的数值。当然,在不同的实施例中,控制模块4也可以是包含有无线通信模块,而控制模块4能通过无线通信模块与外部电子装置(例如服务器、智能型手机、平板计算机等)联机,由此,相关人员可以通过外部电子装置控制控制模块4。
另外,在较佳的应用中,控制模块4执行完训练程序,处理器41能对应产生一记录信息并储存于储存器42,记录信息例如可以包含此次训练程序的参数(例如:一个训练循环中的一马达转速、各个踏板3于一个训练循环中的一摆动次数、一训练时间)及一训练日期,此外,处理器41能通过通信单元43将记录信息传递至一外部电子装置D或是云端服务器,而相关医护人员则可以在外部电子装置D、云端服务器,以读取患者的记录信息,据以追踪患者的运动状况。
控制模块4还可以包含有一开关模块5(例如:一按钮51)以开启或关闭用于降低高张力的训练装置100。控制模块4还可以包含有一停机模块7。具体来说,停机模块7可以是包含一按钮,当患者在使用本发明的用于降低高张力的训练装置100时,若是发生任何不适或是突发状况时,可快速地通过按压停机模块7以立即停止用于降低高张力的训练装置100的动作。
请参阅图7,本实施例的各个踏板3还设置有一限位结构32,限位结构32用以限制设置于置放区31的脚掌相对于踏板3的活动范围。于本实施例中,当使用者的脚掌设置于置放区31时,限位结构32是对应抵靠于使用者的脚后跟,但限位结构32的外型及其设置的位置不以此为限。
在其中一个具体实施例中,马达21例如可以是步进马达,而控制模块4可以是于控制步进马达之时,同时得出各踏板3相对于底座1的旋转角度。在另一实施例中,用于降低高张力的训练装置100还可以包含两个角度检测模块8,各个角度检测模块8用以检测各个踏板3相对于底座1的旋转角度;角度检测模块8电性连接控制模块4,控制模块4能依据各个角度检测模块8所传递的检测结果,对应控制各个踏板3由第一位置摆动至第二位置的摆动角度。通过角度检测模块8的设计,相关人员可以更准确地了解各个踏板3相对于底座1的旋转角度,据以更好地掌握患者的训练效果。在更好的实施例中,相关人员控制模块4可以是将各个角度检测模块8检测所产生的信息,传递至外部电子装置D,而相关人员则可以是通过操作外部电子装置D,以对驱动模块2进行校正,进而让驱动模块2能够使各踏板3更准确地旋转至预定的角度。在不同实施例中,控制模块4也可以是控制操作界面6所包含的显示器,显示各个角度检测模块8检测所产生的信息,而用户则可以是通过操作操作界面6,以对驱动模块2进行校正。当然,控制模块4也可以是依据两个角度检测模块8的检测结果,自动地校正驱动模块2的动作。
本实施例用于降低高张力的训练装置100还可以包含两组感测模块9,各组感测模块9包含多个压力传感器91,各组感测模块9的多个压力传感器91设置于其中一个踏板3,且对应位于置放区31。控制模块4电性连接各个压力传感器91;控制模块4的处理器41能依据多个压力传感器91所回传的压力值及各个踏板3的角度(置放区31所在平面与水平面之间的夹角),而得到对应于使用者的小腿后肌群的一抗力-角度对照数据组,所述抗力-角度对照数据组中呈现了踏板3在不同的角度时,压力传感器91对应感测到的压力值(于本发明称此测试为“肌肉张力测试”),且处理器41可以是依据所述抗力-角度对照数据组,控制显示器61显示出相对应的一抗力-角度曲线,或者,处理器41可以是将所述抗力-角度对照数据组传递至外部电子装置D,而外部电子装置D接收处理器41传递的所述抗力-角度对照数据组后,则能于其显示器上显示出相对应的抗力-角度曲线。其中,压力值反应出该小腿后肌群的抗力。进一步来说,马达21可以是步进马达,控制模块4可以是在控制马达21每旋转一预定角度(即踏板的置放区31所在平面与水平面的夹角变化)时,取得各个压力传感器91当下测得的压力值,并分别扣除脚放上静止踏板3所测量到的压力值(例如:尚未摆动前的压力值,也可以是初始角度的压力值)而得出一抗力值(Resistance),由此,控制模块4将可计算得到所述抗力-角度曲线。
承上所载,发明人发现抗力-角度曲线中的最大抗力值,可以用来判断使用者的小腿肌肉的高张力(hypertonia)程度,所述最大抗力值越大则代表使用者的小腿肌群的高张力程度越严重(即使用者有肌肉僵直(rigidity)或肌肉痉挛(spasticity)的情形),反之,则代表使用者的小腿肌群没有高张力的问题。
一般来说,肌肉若是出现僵直或痉挛的情况,通常是因为肌群存在有高张力的问题。本发明的用于降低高张力的训练装置,可以用来对使用者的小腿后肌群进行肌肉张力测试,据以分辨出使用者的小腿后肌群是否出现肌肉僵直或肌肉痉挛的情况。
在其中一个具体实施例中,控制模块4可以执行一高张力分析测试,据以判断使用者的小腿后肌群是否存在有肌肉僵直或是肌肉痉挛的问题,具体来说,控制模块4执行高张力分析测试时,控制模块4是先控制两个踏板3以一第一速度摆动,并取得一第一抗力-角度数据组,接着,控制模块4再控制两个踏板3以一第二速度摆动,并取得一第二抗力-角度数据组,而后,控制模块4再由所述第一抗力-角度数据组中找到最大的抗力值,并将其与第二抗力-角度数据组中的最大抗力值相除,据以得到一比对数值。其中,第一速度与第二速度不相同,且第一速度可以是大于第二速度,举例来说,踏板以第一速度摆动时,可以是每分钟摆动60次,踏板以第二速度摆动时,则例如可以是每分钟摆动30次。若所述比对数值是接近于1,则代表使用者的小腿后肌群可能存在肌肉僵直(rigidity)的问题,反之,若所述比对数值与1的差值越大,则代表使用者的小腿后肌群可能存在肌肉痉挛的问题。其中,所述比对数值越高,则代表高张力的组成越多是来自肌肉反射性的痉挛。
依上所述,控制模块4可以先通过“肌肉张力测试”来判断使用者的小腿后肌群是否存在有高张力的问题(即最大抗力值越高代表高张力的严重程度越高)后,若控制模块4判定用户的小腿肌后群存在有高张力的问题时,控制模块4将再执行“高张力分析测试”,以判断使用者的小腿后肌群所存在的肌肉僵直或是肌肉痉挛的严重程度。
另外,在较佳的实施例中,控制模块4判断用户的小腿肌后群是否存在有高张力的问题的过程中,控制模块4可以是在判断所述抗力-角度对照数据组中的最大抗力值超过一高张力临界数值时,才认定该使用者的小腿后肌群是存在高张力的问题。相似地,控制模块4判断用户的小腿肌后群是否存在肌肉僵直或是肌肉痉挛的问题的过程中,控制模块4可以是在判断计算所得的比对数值超过一预定临界数值时,才认定该使用者的小腿后肌群是存在肌肉痉挛的问题;若控制模块4判定所述比对数值未超过所述预定临界数值时,则认定该使用者的小腿后肌群是存在肌肉僵直(rigidity)的问题。所述高张力临界数值与所述预定临界数值例如可以是通过大量的实验数据统计而得,于此不加以限制。上述的临界数值可能会因为实验对象的不同(例如:一般人、运动员、年轻人或老年人等)而有所不同,而本发明的用于降低高张力的训练装置,可以依据不同的使用者对应调整所述临界数值。
此外,控制模块4的处理器41能依据在马达21转速是快速(例如是每分钟旋转60圈)以及慢速(例如是每分钟旋转20圈)的情形下,分别进行多回合的测量以得到多回合的抗力-角度数据组,并得出在马达处于快速转速的情况下的第一回合与最后回合(第N回合)的一快速转速下阻力下降幅度,以及在马达处于慢速转速下的第一回合与最后回合的一慢速转速下阻力下降幅度,由此,处理器41可以依据快速转速下阻力下降幅度与慢速转速下阻力下降幅度,得出可代表一活化后抑制(Post activation depression,PAD)程度的指标。
具体来说,处理器41可以是先控制马达以相对较慢的速度转动,以使各踏板对应摆动预定次数,且处理器41在各踏板每次摆动的过程中,通过压力传感器取得相应的压力值,而处理器41将可取得各踏板每次摆动,对应的抗力-角度数据组,而后,处理器41可以找出各踏板于第一次摆动(即上述第一回合)对应的抗力-角度数据组中的最大抗力值RMAX_S1,以及各踏板于最后一次摆动(即上述第N回合)对应的抗力-角度数据组中的最大抗力值RMAX_SN,接着,处理器41可以是再控制马达以相对较快的速度转动,以使各踏板对应摆动预定次数,且处理器41在各踏板每次摆动的过程中,通过压力传感器取得相应的压力值,而处理器41将可取得各踏板每次摆动,对应的抗力-角度数据组,而后,处理器41可以找出各踏板于第一次摆动(即上述第一回合)对应的抗力-角度数据组中的最大抗力值RMAX_F1,以及各踏板于最后一次摆动(即上述第N回合)对应的抗力-角度数据组中的最大抗力值RMAX_FN,最后,处理器41即可通过关系式:计算出所述活化后抑制(PAD)程度的指标。
在实际应用中,多个压力传感器91可以是设置于单一个踏板3的前端与后端,设置于后端的压力传感器91所测得的压力,可以是用来表示膝关节的抗力,设置于前端的压力传感器91所测得的压力,则可以是用以表示来自踝关节的抗力,该控制模块4的处理器41能依据前端与后端的压力传感器91的压力值来调整控制踏板3的角度。
在其中一个较佳的实施例中,控制模块4的处理器41可以是于各个踏板3的多个压力传感器91所回传的压力值过小时,即小于一临界值,例如是尚未摆动前的压力值(也可以是初始角度的压力值)的0.95倍时,判定使用者的脚掌可能未正确地放置(已有离开踏板情形),此时,控制模块4可以是控制一警示装置动作,据以提醒使用者,以达到防呆的功效。所述警示装置例如包含喇叭、发光单元等,警示装置被控制模块4控制而动作时,警示装置例如可以是发出特定声音、发出特定光束等。
在不同的实施例中,控制模块4的处理器41可以是依照当前回合的多个压力传感器91所回传的压力值,决定是否调整下一回合的训綀参数,例如:控制模块4的处理器41检测到此回合的阻力太大(即压力传感器91感测到的压力值相对较大)时,将降低(或停止)下一回合的马达转速及/或降低踏板3的摆幅;又例如:控制模块4的处理器41检测到本回合的阻力太大或太小时,将适应性调整下回合的马达转速及/或踏板3的摆幅。
在其中一个实施例中,控制模块4在执行训练程序前,控制模块4可以是先对使用者的双脚进行高张力程度检测并记录,而控制模块4执行训练程序后,同样可以是纪录双脚的高张力程度(即计算前述PAD),由此,控制模块4可以通过比对用户的双脚的高张力程度,据以判断使用者的双脚的张力是否有恢复。举例来说,若中风患者的单边(例如是左腿或右腿)无法正常活动,则控制模块4通过比较双脚的高张力程度,将可以进一步地作为监控使用者的治疗成效的其中一项指标。控制模块4对用户的双脚进行的高张力程度检测,是指控制模块4控制两个踏板3,以预定的摆动速度进行摆动,而控制模块4于此过程中,将通过多个压力传感器实时地取得相应的压力值,控制模块4将可据以计算出使用者的小腿在训练前的PAD。
在另一的实施例中,因小腿后肌群在训綀的情形下会增加血氧的消耗,所以其中一个感测模块9也可以是包含一个血氧检测器92,血氧检测器92对应设置于其中一个踏板3,血氧检测器92用以检测设置于其中一个踏板3上的使用者的脚(脚掌或脚指)的脉搏血氧饱和度(SpO2)。控制模块4能依据血氧检测器92的检测结果,作为监控使用者小腿后肌群状态的其中一项指标。例如:控制模块4的处理器41可以是同时依照脉搏血氧饱和度(SpO2)、抗力-角度数据组,来得出脉搏血氧饱和度(SpO2)与各指标(高张力、肌肉僵直、肌肉痉挛、活化后抑制(PAD)程度)之间的关联关系。例如:可分别得出在有氧训綀与无氧训綀下,各指标(高张力、肌肉僵直、肌肉痉挛、活化后抑制(PAD)程度)的变化。
请一并参阅图8及图9,本实施例与前述实施例不同之处在于:驱动模块2还可以包含一调整机构10,调整机构10设置于底座1,两个踏板3是枢接于调整机构10,操作界面6电性连接调整机构10。使用者可以是通过操作操作界面6,以控制控制调整机构10动作,而使两个踏板3向远离或靠近底座1的方向移动,进而调整两个踏板3的初始角度。
当使用者控制调整机构10动作,而使两个踏板3向远离底座1的方向移动后,各个踏板3位于第一位置时,各个置放区31所在平面P1与水平面P之间形成的所述第一夹角θ1是负的度数;而,各个踏板3位于第二位置时,各个置放区31所在平面P2与水平面P之间形成的所述第二夹角θ2则可以是正的度数。
申请人发现经过连续性小范围踝关节的被动活动训练,可以显着降低痉挛,并同步使H反射(Hoffmann reflex)活化后抑制恢复。且脊髓回路的调节(活化后抑制)也有显着回复。且在持续活动训练也会有肌纤维回复(快肌转慢肌)的情形。因此,具有痉挛症状的患者,在使用本发明的用于降低高张力的训练装置100后,将可以有效地降低肌肉的高张力,故也可减缓痉挛的发生次数。
综上所述,本发明的用于降低高张力的训练装置,整体的操作方式简单,且患者基本上可以自行操作,且基本上不会造成患者身体上的任何副作用。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例,非因此局限本发明的专利范围,故凡运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化,均包含于本发明的保护范围内。
Claims (14)
1.一种用于降低高张力的训练装置,其特征在于,所述用于降低高张力的训练装置包含:
一底座;
一驱动模块,其固定设置于底座;
两踏板,各个所述踏板与所述底座相连接,且各个所述踏板的一端能以一转动轴为中心相对于所述底座摆动;各个所述踏板具有一置放区,两个所述置放区用以提供使用者置放双脚掌;两个所述踏板与所述驱动模块相连接,而所述驱动模块能驱动各个所述踏板相对所述底座于一第一位置及一第二位置之间反复地摆动;
一控制模块,其电性连接所述驱动模块,所述控制模块储存有至少一笔训练程序,而所述控制模块能执行所述训练程序;所述控制模块执行所述训练程序时,所述控制模块依据一控制参数以将控制所述驱动模块动作,而使两个所述踏板进行摆动;其中,所述控制参数包含有一摆动次数、一摆动速度以及一摆动角度。
2.依据权利要求1所述的用于降低高张力的训练装置,其特征在于,所述驱动模块包含一马达、一转接机构、两个连接杆及两个连动轮,所述马达与所述转接机构相连接,两个所述连接杆与所述转接机构相连接,各个所述连动轮抵靠其中一个所述踏板;所述控制模块能控制所述马达动作,所述马达转动时,将通过所述转接机构同时带动两个所述连接杆旋转,进而使两个所述连动轮旋转;旋转的各个所述连动轮将带动其所抵靠的所述踏板。
3.依据权利要求2所述的用于降低高张力的训练装置,其特征在于,所述控制模块包含一处理器、一储存器,所述处理器电性连接所述储存器,所述处理器能接收一外部电子装置所传递的多笔训练程序,所述训练程序包含所述马达于一个训练循环中的一马达转速及各个所述踏板于一个所述训练循环中的一摆动次数。
4.依据权利要求1所述的用于降低高张力的训练装置,其特征在于,所述训练装置具有以一相同相位操作与一不同相位操作来带动两个所述踏板进行摆动。
5.依据权利要求1所述的用于降低高张力的训练装置,其特征在于,所述控制模块储存有多笔所述训练程序,于多个所述训练程序中,所述踏板的摆动次数、摆动速度、摆动角度不完全相同。
6.依据权利要求1所述的用于降低高张力的训练装置,其特征在于,所述训练程序包含多个训练时间区段,多个所述训练时间区段分别占所述训练程序的时间比例不完全相同,于多个所述训练时间区段中,两个所述踏板的摆动次数、摆动速度、摆动角度不完全相同。
7.依据权利要求1所述的用于降低高张力的训练装置,其特征在于,所述的用于降低高张力的训练装置还包含:一角度检测模块,所述角度检测模块用以检测相应所述踏板相对于所述底座的旋转角度;所述角度检测模块电性连接所述控制模块。
8.依据权利要求1所述的用于降低高张力的训练装置,其特征在于,所述驱动模块包含一调整机构,所述调整机构设置于所述底座,两个所述踏板是枢接于所述调整机构,所述调整机构能受控制以使两个所述踏板的初始角度。
9.依据权利要求1所述的用于降低高张力的训练装置,其特征在于,所述用于降低高张力的训练装置还包含两感测模块,各所述感测模块设置于其中一个所述踏板,且对应位于所述置放区;所述控制模块电性连接各个所述感测模块;所述控制模块能依据所述感测模块所回传的压力值及各个所述踏板的摆动角度,输出一抗力-角度曲线。
10.依据权利要求9所述的用于降低高张力的训练装置,其特征在于,所述控制模块能于多个所述感测模块所回传的压力值小于一临界值时,控制一警示装置动作。
11.依据权利要求9所述的用于降低高张力的训练装置,其特征在于,所述控制模块能控制所述踏板,以一摆动速度进行摆动,以得到一组抗力-角度数据组,所述抗力-角度数据组包含了所述踏板于不同角度时所计算出的抗力值,而所述控制模块能依据所述抗力-角度数据组,判断出用户的小腿后肌群是否存在处于一高张力状态。
12.依据权利要求9所述的用于降低高张力的训练装置,其特征在于,所述控制模块能控制所述踏板,先后以不同的摆动速度摆动,以得到两组抗力-角度数据组,各组所述抗力-角度数据组包含了所述踏板于不同角度时所计算出的抗力值,而所述控制模块能依据两组所述抗力-角度数据组,判断出用户的小腿后肌群处于痉挛状态或是僵直状态。
13.依据权利要求9所述的用于降低高张力的训练装置,其特征在于,所述控制模块能控制所述踏板,先后以不同的摆动速度摆动复数次,以得到各个所述踏板于其中一个摆动速度下多组抗力-角度数据组及各个踏板于另一个摆动速度下的多组抗力-角度数据组,各组所述抗力-角度数据组包含了所述踏板于不同角度时,所计算出的抗力值,而所述控制模块能依据各个所述踏板于不同摆动速度下所对应的多组抗力-角度数据组,计算出一活化后抑制程度的指标。
14.依据权利要求1所述的用于降低高张力的训练装置,其特征在于,所述用于降低高张力的训练装置还包含一血氧检测器,所述血氧检测器对应设置于其中一所述踏板,所述血氧检测器用以检测用户的脉搏血氧饱和度。
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