CN116920332A - 训练装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及平衡训练技术领域，本发明提出一种训练装置，包括机架、踏板和移动单元，所述踏板用于供人员站立；移动单元安装在机架上或安装在机架上和踏板下，用于驱动踏板分别在至少两个方向上移动和分别绕至少两个方向摆动。上述方案可以提供重心偏转和重心移动两种失衡状态，可以更好地对人员进行训练，其通过底座的动作可以使其上的人员处于移动和摆动状态，这样便能完成移动和摆动状态的平衡训练，不仅能够训练人员平时在各种斜面上行走时保持平衡的能力，也能训练人员突然停止或突然遇到障碍物时的平衡能力。训练状态更加多样更有利于患者康复或运动员平衡能力的提升。

Description

训练装置

技术领域

本发明涉及平衡训练领域，特别涉及一种训练装置。

背景技术

在从站立到行走的过程中，身体平衡感觉的重建是一个非常重要的过程。平衡障碍是独立行走的主要功能障碍之一。脊髓损伤、脑血管以外、脑外伤等中枢神经系统疾病在发病后会遗留不同程度的截瘫或偏瘫，下肢骨关节、肌肉病变造成的关节功能活动障碍、关节稳定性破坏、肌力减退，肌群间力量失衡均会不同程度影响患者的平衡能力。平衡障碍主要表现在不能独自站立或能独自站立但不能独自行走。可能因此而影响康复进程以及日常生活能力和工作能力，所以重建本体平衡感觉成为患者的迫切要求，也是康复医学面临的重要问题。同时对于老人、运动员等来说也需要进行各种平衡训练，一般需要通过平衡训练装置来辅助人员进行平衡训练。

平衡训练装置主要是通过装置自身的运动来迫使人员处于失衡状态，人员需要克服这种失衡状态达到平衡以起到训练的目的。现有技术中的平衡训练装置主要通过人员站立在一个平面上，然后不断改变平面的倾斜角度和方向来迫使人员失衡，然而失衡不仅仅是重心偏移的失衡，还包括动量突然改变的失衡，例如以一定速度运动突然停止时的失衡，常规的偏转式平衡训练装置便无法实现。现有的平衡训练平台一般自由度较少，无法较全面的训练；或训练平台的离地高度较高，让使用者感觉很不安全、不适应。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提出一种训练装置，以使人员能够在多种失衡状态下，在高度较低的踏板上进行多自由度训练。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种训练装置，

包括：

踏板，用于供人员站立；

机架，设置在踏板两侧；

移动单元，安装在机架上或安装在机架上和踏板下，用于驱动踏板分别在至少两个方向上移动和分别绕至少两个方向摆动。

在本发明的一具体实施例中，还包括底座，所述踏板设置在所述底座上，所述踏板对应人体的脚部设置有两个或一个

在本发明的一具体实施例中，包括相互垂直的第一方向、第二方向以及第三方向，所述安装在机架上的移动单元用于驱动踏板分别沿第二方向和第三方向移动以及分别绕第一方向、第二方向和第三方向摆动，所述安装在踏板下的移动单元驱动踏板沿第一方向移动。

在本发明的一具体实施例中，包括一个或两个转动单元以及相互垂直的第一方向、第二方向以及第三方向，所述安装在机架上的移动单元用于驱动踏板分别沿第二方向和第三方向移动以及分别绕第二方向和第三方向摆动，所述安装在踏板下的移动单元驱动踏板沿第一方向移动，所述转动单元驱动踏板绕第一方向转动。

在本发明的一具体实施例中，所述底座上设置有第一移动机构，以驱使所述踏板在所述第一方向上左右移动。

在本发明的一具体实施例中，两个所述机架上分别设置有沿第二方向上下移动的第二移动机构，且机架一侧有两个所述第二移动机构，机架另一侧有两个或一个所述第二移动机构，所述第二移动机构与所述底座之间连接有第一连接单元。

在本发明的一具体实施例中，两个所述机架上分别设置有沿第二方向上下移动的第二移动机构，机架每侧只有一个所述第二移动机构，所述第二移动机构与所述底座之间连接有第二连接单元。

在本发明的一具体实施例中，两个所述机架上分别设置有与所述第一、第二方向垂直的第三移动机构，以驱使所述踏板沿所述第三方向前后移动。

在本发明的一具体实施例中，所述第一移动机构上设置有第一转动机构，以驱使单个所述踏板在所述第一方向上摆动。

在本发明的一具体实施例中，所述第一转动机构上设置有第二转动机构，以驱使单个所述踏板在第二方向上摆动。

本发明提出一种训练装置，上述方案可以提供重心偏转和重心移动两种失衡状态，可以更好地对人员进行训练，其通过底座的动作可以使其上的人员处于相应的移动和摆动状态，这样便能完成移动和摆动状态的平衡训练，不仅能够训练人员平时在各种斜面上行走时保持平衡的能力，也能训练人员突然停止或突然遇到障碍物时的平衡能力。训练状态更加多样更有利于患者康复或运动员平衡能力的提升。三个相互垂直方向移动单元的组合设置或者三个相互垂直方向移动单元和转动单元的组合设置，可以实现6个自由度运动训练，甚至还可以进行两个踏板的独立运动。机架设置在踏板两侧，可以让踏板处于较低的位置，从而保证使用者可以在安全、自然、适宜的高度进行多自由度的运动训练。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明于一实施例中的结构示意图；

图2为本发明于一实施例中机架的结构示意图；

图3为本发明于一实施例中底座的结构示意图；

图4为本发明于一实施例中底座内部的结构示意图；

图5为本发明于一实施例中机架上第三移动机构的结构示意图；

图6为本发明于一实施例中的单侧单个第二移动机构的结构示意图；

图7为本发明于一实施例中的第一连接单元的拆解示意图。

附图标记说明：10、机架；20、踏板；30、移动单元；31、底座；32、第一移动机构；33、第一转动机构；34、第二转动机构；35、第三移动机构；36、第二移动机构；37、第一连接单元；38、伸缩机构；39、第二连接单元；40、扶手；371、铰链一；372、铰链二；373铰链三。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

为了使说明简便，本文列举的所有例子都基于一种静态的站立模式。人类主要有三种主要失衡状态：

1、自身旋转失衡，例如自身转圈的时候失衡，对应自身的旋转动作，此时可以通过身体质量的旋转加速度实现角度校正。在这种情况下中，旋转的摆臂加速度主要用来产生一个身体反向的旋转加速度。

2、倾斜失衡，例如站立在斜面上造成的失衡，对应前后摆动和左右摆动动作，此时可以通过向前、向后或侧向跨步以将平台移回使用者被替换的重心以“抓住平衡”。此时可以由人自然地完成，只需通过移动臀部来保持重心尽量高于力心。

3、惯性失衡，例如站立在公交车上突然急刹造成的失衡，对应移动动作。在低扰动水平下，只需要简单的改变足部接触区域的力心就可以保持力心尽可能的位于重心之下。改变力心只需通过应用更多的力在脚趾或脚跟，或是脚的一侧或另一侧即可完成。

这些模式的多种组合可以同时使用。重心校正是最自然的平衡校正方法，并且只需消耗很少的能量。

如图1所示，本发明提供一种训练装置，包括踏板20、机架10以及移动单元30，

踏板20用于供人员站立；机架10，设置在踏板20两侧；移动单元30，安装在机架10上或安装在机架10上和踏板20下，用于驱动踏板20分别在至少两个方向上移动和分别绕至少两个方向摆动。

上述方案中，人员站立在踏板20上，这样踏板20的动作便能转化为人体脚部的动作，从而模拟人员在各种环境下的运动状态。本申请中踏板20即有移动动作又有摆动动作，可以使人员处于重心偏转和重心移动两种失衡状态，两种失衡状态也可以同时进行，可以更好地对人员进行训练，不仅能够训练人员平时在各种斜面上行走时保持平衡的能力，也能训练人员突然停止或突然遇到障碍物时的平衡能力。训练状态更加多样更有利于患者康复或运动员平衡能力的提升。

实施例一：

包括相互垂直的第一方向、第二方向以及第三方向，所述安装在机架上的移动单元用于驱动踏板分别沿第二方向和第三方向移动以及分别绕第一方向、第二方向和第三方向摆动，所述安装在踏板20下的移动单元驱动踏板20沿第一方向移动。这样便能使人体在六个自由度上进行动作，分别对应前后摇摆、自旋转、左右摇摆、左右移动、上下移动和前后移动，多个动作也可以同时进行，进一步提升训练状态的多样性。其中，第一方向对应人体的左右方向即图1中的X方向，第二方向对应人体的上下方向即图1中的Z方向，第三方向对应人体的前后方向即图1中的Y方向。

在本发明的实施例一中，所述移动单元30包括底座31，所述踏板20设置在底座31上，所述踏板20对应人体的脚部设置有两个或一个。一个的结构较为简单，本实施例中为两个，这样还可以对两个踏板20进行分别驱动，比如可以驱使两个踏板20分开或靠近或整体移动，也能针对两个踏板20进行分别摆动，通过两个踏板20的各种动作的组合进一步增加训练装置的训练状态。

在本发明的实施例一中，所述底座31上设置有第一移动机构32，以驱使所述踏板20在所述第一方向上移动。这样便能驱使两个踏板20靠近或远离，以适应各种体型的用户。也能实现踏板20在第一方向上整体平移以模拟人体的左右移动，所述踏板20上可设置足底力测量板，用于测量人体站立在踏板20上的足底力数据。

在本发明的实施例一中，两个所述机架10上分别设置有沿第二方向上下移动的第二移动机构36，且机架10一侧有两个所述第二移动机构36，机架10另一侧有两个或一个所述第二移动机构36，第二移动机构36与所述底座31之间连接有第一连接单元37。通过同侧的两个第二移动机构36的位移差可以实现踏板20绕第一方向的摆动，也可模拟人体站在前后倾斜的斜坡上的姿态。通过两侧的第二移动机构36的位移差可以实现踏板20绕第三方向的摆动，也可模拟人体站在左右倾斜的斜坡上的姿态。通过两侧第二移动机构36的同步运动可以实现人体的上下升降，以模拟人体乘坐升降机构时的失重环境；其中所述第一连接单元37可以是硬质杆件机构，也可以是挠性件如拉绳或链或索等，如图1所示为硬质杆件机构的第一连接单元37。

在本发明的实施例一中，两个所述机架上分别设置有与所述第一、第二方向垂直的第三移动机构35，以驱使所述踏板20沿所述第三方向前后移动。通过两侧所述第三移动机构35前后移动的距离不相同形成位移差，使得所述底座31产生自旋转。

在本发明的实施例一中，所述第一连接单元37与所述第二移动机构36通过铰链铰接，所述铰链包括铰链一371和铰链二372，所述铰链一371和铰链二372的轴线方向互相垂直，所述铰链一371的回转轴线的方向为第二方向，铰链二372的回转轴线的方向为第三方向，所述铰链一371适应于底座31的自旋转运动，对应人体的自旋转；所述铰链二372适应于底座31的左右摆动，对应人体左右摆动或站在左右倾斜的斜坡上；所述第一连接单元37与所述底座31通过铰链三373铰接，所述铰链三373的轴线方向为第一方向，所述铰链三373适应于底座31的前后摆动，对应人体前后摆动或站在前后倾斜的斜坡上；所述第一连接单元37上设置有沿第一方向移动的移动副，用于补偿底座31左右倾斜、自旋转时产生的位置偏移。所述铰链三373与所述底座31形成沿第三方向的移动副，底座31和铰链三373之间的相对移动可补偿底座31前后倾斜时产生的位置偏移。所述第一连接单元上还可设置伸缩装置，所述伸缩装置可沿第一方向或第三方向，用于主动且定量地补偿相应的偏移距离，所述伸缩装置可设置共三个，如第一方向两个，第三方向一个，或第一方向一个，第三方向两个；

实施例二：

包括一个或两个转动单元以及相互垂直的第一方向、第二方向以及第三方向，所述安装在机架上的移动单元用于驱动踏板分别沿第二方向和第三方向移动以及分别绕第二方向和第三方向摆动，所述安装在踏板20下的移动单元驱动踏板20沿第一方向移动，所述转动单元驱动踏板20绕第一方向转动。这样便能使人体在六个自由度上进行动作，分别对应前后摇摆、自旋转、左右摇摆、左右移动、上下移动和前后移动，多个动作也可以同时进行，进一步提升训练状态的多样性。

在本发明的实施例二中，所述移动单元30包括底座31，所述踏板20设置在底座31上，所述踏板20对应人体的脚部设置有两个或一个。一个的结构较为简单，本实施例中为两个，这样还可以对两个踏板20进行分别驱动，比如可以驱使两个踏板20分开或靠近或整体移动，也能针对两个踏板20进行分别摆动，通过两个踏板20的各种动作的组合进一步增加训练装置的训练状态。

在本发明的实施例二中，所述底座31上设置有第一移动机构32，以驱使所述踏板20在所述第一方向上移动。这样便能驱使两个踏板20靠近或远离，以适应各种体型的用户。也能实现踏板20在第一方向上整体平移以模拟人体的左右移动，所述踏板20上可设置足底力测量板，用于测量人体站立在踏板20上的足底力数据。

在本发明的实施例二中，两个所述机架10上分别设置有沿第二方向上下移动的第二移动机构36，机架10每侧只有一个所述第二移动机构36，所述第二移动机构36与所述底座31之间连接有第二连接单元39。通过两侧第二移动机构36同步运动可以实现人体的上下升降，以模拟人体乘坐升降机构时的失重环境。通过两侧的第二移动机构36的位移差可以实现踏板20绕第三方向的摆动，也可模拟人体站在左右倾斜的斜坡上的姿态。其中所述第二连接单元39可以是硬质杆件机构，也可以是挠性件如拉绳或链或索等，如图(6)所示为硬质杆件机构的第二连接单元39。

在本发明的实施例二中，所述第一移动机构32上设置有第一转动机构33，以驱使所述踏板20在所述第一方向上摆动。通过第一转动机构33实现人体的前后摆动，以模拟人体在斜面上站立的状况。

在本发明的实施例二中，两个所述机架上分别设置有与所述第一、第二方向垂直的第三移动机构35，以驱使所述踏板20沿所述第三方向前后移动。通过两侧所述第三移动机构35前后移动的距离不相同形成位移差，使得所述底座31产生自旋转。

在本发明的实施例二中，所述第二连接单元39与所述第二移动机构36通过铰链铰接，所述铰链包括铰链一371和铰链二372，所述铰链一371和铰链二372的轴线方向互相垂直，所述铰链一371的回转轴线的方向为第二方向，铰链二372的回转轴线的方向为第三方向，所述铰链一371适应于底座31的自旋转，对应人体的自旋转，所述铰链二372适应于底座31的左右倾斜，对应人体站在左右倾斜的斜坡上；所述第二连接单元39与所述底座31固定连接；所述第二连接单元39上设置有沿第一方向移动的移动副，用于补偿底座31左右倾斜、自旋转时产生的位置偏移；所述第一连接单元上还可设置沿第一方向的伸缩装置，用于主动且定量地补偿偏移距离，所述伸缩装置在第一方向可设置一个。

在本发明的实施例一和实施例二中，所述第一连接单元和第二连接单元可为挠性件，则第一连接单元、第二连接单元上或与移动机构、底座之间可以不设置铰链、移动副、伸缩装置等。

在本发明的实施例一和实施例二中，所述底座31在所述第三方向上的一侧或两侧设置有扶手40，所述扶手40上设置有控制开关。扶手40上一般靠近患者手部位置，在其上设置控制开关有利于患者失衡时按动控制开关进行急停，避免患者受伤。

在本发明的实施例一和实施例二中，还可设置有第二转动机构34，以驱使单个所述踏板20在第二方向上摆动。通过第二转动机构34实现人体的自旋，以模拟人体的转动。

上述方案中移动机构可以是丝杆螺母机构、液压杆、气压杆、直线电机等，本申请中优选为丝杆螺母机构，旋转机构可以由驱动电机、蜗轮蜗杆结构等实现。

综上所述，本发明提出一种训练装置，上述方案可以提供重心偏转和重心移动两种失衡状态，可以更好地对人员进行训练，其通过底座31的动作可以使其上的人员处于移动和摆动状态，这样便能完成移动和摆动状态的平衡训练，不仅能够训练人员平时在各种斜面上行走时保持平衡的能力，也能训练人员突然停止或突然遇到障碍物时的平衡能力。训练状态更加多样更有利于患者康复或运动员平衡能力的提升。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本发明实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本发明的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本发明实施例的方面变模糊。

在整篇说明书中提到“一个实施例”、“实施例”或“具体实施例”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中，并且不一定在所有实施例中。因而，在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”或“在具体实施例中”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外，本发明的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解本文所述和所示的发明实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的，并将被视作本发明精神和范围的一部分。

还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。

另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。

如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“一个”、和“该”包括复数参考物。同样，如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“在…中”的意思包括“在…中”和“在…上”。

本发明所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本发明限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本发明的具体实施例和本发明的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本发明的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本发明所述实施例的上述描述来对本发明进行这些修改，并且这些修改将在本发明的精神和范围内。

本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本发明的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本发明实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本发明的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本发明实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本发明在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换亦在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出发明的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本发明的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本发明的最佳方式公开的具体实施例，但是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本发明的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

Claims (10)

1.一种训练装置，其特征在于，包括：

踏板，用于供人员站立；

机架，设置在踏板两侧；

移动单元，安装在机架上或安装在机架上和踏板下，用于驱动踏板分别在至少两个方向上移动和分别绕至少两个方向摆动。

2.根据权利要求1所述的一种训练装置，其特征在于：还包括底座，所述踏板设置在所述底座上，所述踏板对应人体的脚部设置有两个或一个。

3.根据权利要求2所述的一种训练装置，其特征在于：包括相互垂直的第一方向、第二方向以及第三方向，所述安装在机架上的移动单元用于驱动踏板分别沿第二方向和第三方向移动以及分别绕第一方向、第二方向和第三方向摆动，所述安装在踏板下的移动单元驱动踏板沿第一方向移动。

4.根据权利要求2所述的一种训练装置，其特征在于：包括一个或两个转动单元以及相互垂直的第一方向、第二方向以及第三方向，所述安装在机架上的移动单元用于驱动踏板分别沿第二方向和第三方向移动以及分别绕第二方向和第三方向摆动，所述安装在踏板下的移动单元驱动踏板沿第一方向移动，所述转动单元驱动踏板绕第一方向转动。

5.根据权利要求2所述的一种训练装置，其特征在于：所述底座上设置有第一移动机构，以驱使所述踏板沿所述第一方向左右移动。

6.根据权利要求3所述的一种训练装置，其特征在于：两个所述机架上分别设置有沿第二方向上下移动的第二移动机构，且机架一侧有两个所述第二移动机构，机架另一侧有两个或一个所述第二移动机构，所述第二移动机构与所述底座之间连接有第一连接单元。

7.根据权利要求4所述的一种训练装置，其特征在于：两个所述机架上分别设置有沿第二方向上下移动的第二移动机构，机架每侧只有一个所述第二移动机构，所述第二移动机构与所述底座之间连接有第二连接单元。

8.根据权利要求3或4所述的一种训练装置，其特征在于：两个所述机架上分别设置有与所述第一、第二方向垂直的第三移动机构，以驱使所述踏板沿所述第三方向前后移动。

9.根据权利要求7所述的一种训练装置，其特征在于：所述第一移动机构上设置有第一转动机构，以驱使单个所述踏板绕所述第一方向摆动。

10.根据权利要求3或4所述的一种训练装置，其特征在于：所述第一转动机构上设置有第二转动机构，以驱使单个所述踏板绕所述第二方向摆动。