CN209662545U - 一种用于神经科的下肢力量训练装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于神经科的下肢力量训练装置，包括底座、坐垫、蹬踏组件、储液罐和液体管路，坐垫和蹬踏组件安装在底座上，储液罐放置在底座一旁，液体管路连接蹬踏组件和储液罐。蹬踏组件包括缸体、活塞杆、踏板、活塞；储液罐包括罐体、罐盖、罐体连接头、罐体活塞和复位弹簧。缸体与储液罐相连的两条管路上分别设有手动阀和止回阀。本实用新型使用流体的流动阻力来充当下肢力量训练中的蹬踏阻力，流阻式阻力基本与踏板的行程无关，而与蹬踏速度有关，蹬踏速度为零时阻力基本为零，这种阻力曲线更加适合下肢力量受损需要训练恢复的人员，而且阻力曲线可以通过手动阀的开度进行调整。

Description

一种用于神经科的下肢力量训练装置

技术领域

本实用新型涉及康复治疗辅助器具领域，具体是一种用于神经科的下肢力量训练装置。

背景技术

对于颅脑创伤的病人或者中风病病人进行康复治疗时及治疗后，需要对病人进行下肢力量的恢复性练习，也有一些病人是腿部手术后长期未行走，下肢力量丧失需要训练恢复。这些恢复性练习一般为简单的行走，蹬腿等动作，这些练习在训练前期对于病人来说还是比较困难的。

现有的辅助性器械中，一般为简单的带弹性的蹬踏板，踏板连接着弹簧，病人前蹬踏板，弹簧伸长，病人收回下肢，弹簧恢复，这种器械存在的一个问题主要有：当病人在前蹬过程中突然脱力时，弹簧的弹力会直接作用病人下肢，可能引起病人损伤，而且，弹簧的弹力正比于其形变，也就是说前蹬过程中所受到的阻力是越来越大的，这样的阻力变化方式并不适合对于病人的下肢力量恢复练习，此外，弹簧的弹性系数无法调整，即在使用过程中前蹬阻力的变化过程是固定的，这样就无法改变训练强度，病人下肢力量恢复过程中可能需要使用多个弹性系数不同的蹬踏板，装置的适用性大大减小。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于神经科的下肢力量训练装置，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于神经科的下肢力量训练装置，包括底座、坐垫、蹬踏组件、储液罐和液体管路，坐垫和蹬踏组件安装在底座上，储液罐放置在底座一旁，液体管路连接蹬踏组件和储液罐；蹬踏组件共两个，蹬踏组件包括缸体、活塞杆、踏板、活塞和缸体连接头，缸体固定在底座上，活塞杆一端穿过缸体端面位于缸体内并在端部设置活塞，活塞杆另一端设置踏板，缸体远离踏板的端面上设有两个缸体连接头，缸体连接头一端通过液体管路连接储液罐，缸体连接头另一端连接缸体内腔，缸体与储液罐相连的两条管路上分别设有手动阀和止回阀，止回阀的流向为：从储液罐到缸体；储液罐包括罐体、罐盖、罐体连接头、罐体活塞和复位弹簧，罐体内设有罐体活塞，罐体活塞与罐体底部之间的腔体内设有工作液，罐体底部侧面设有罐体连接头，罐体连接头通过液体管理与缸体连接头连接，罐盖设置在罐体顶面，罐盖与罐体活塞之间设有若干复位弹簧。

缸体内连通储液罐的腔体也充满了工作液，当训练人员躺在坐垫上，双脚前蹬踏板时，活塞被向后推送，活塞又将背面腔体内的工作液向储液罐内推送，训练人员蹬踏踏板所受到的阻力绝大多数是工作液从缸体向储液罐流动的阻力，这一阻力和蹬踏的行程没有关系，和蹬踏速度有关，因为过流通道尺寸已然确定，当流速越大时，沿程阻力自然越高，脚蹬踏踏板所受到的阻力也就越大，按流体力学中的相关特性，阻力约和流速的平方成正比，而流速正比于蹬踏速度，且在蹬踏速度趋近0时，阻力也会变得非常小。本实用新型的蹬踏阻力和行程无关而与蹬踏速度相关可以更好地帮助病人恢复，因为病人进行恢复训练时，下肢力量不足，有力时蹬踏速度提快些，无力时蹬踏速度放慢些，蹬踏组件所反馈的阻力也会相应的变化，病人自己在训练过程中可以自行把控，而不像弹簧式的蹬踏板，蹬踏阻力正比于行程，越往后阻力越大，如果病人突然脱力，蹬踏板还会以较大的力反弹回来，容易造成病人的损伤，而本实用新型流阻式的阻力方式，病人蹬踏过程中脱力时，踏板也不会快速的反弹回来，而是会缓慢地返回原位。踏板的返回方式是：训练人员蹬踏踏板移动后，储液罐内的工作液量增多，活塞上升，上方复位弹簧积蓄部分弹力，当病人将踏板蹬至最底后，缩回下肢，复位弹簧向下推送罐体活塞，储液罐内的液体回流回缸体，踏板复位，且工作液回流路径增加了一条支路(设有止回阀的支路)，减少了工作液返回缸体所需要的时间(相比于蹬踏过程)，工作液返回缸体的回流力大约就等于蹬踏过程中突然脱力后踏板对比脚部的反弹力，这个力相比于弹簧式的踏板组件要小很多，而且因为缸体到储液罐之间的沿程阻力的存在，踏板反弹速度越大，沿程阻力越大，沿程阻力越大，回流力越小，回流速度减小，这是个负反馈的关系；复位弹簧对于罐体活塞的弹力也充当了一部分的蹬踏阻力，但这一部分阻力较小，且需要从储液罐传递到缸体内，存在一个滞后性，蹬踏过程中绝大部分的阻力还是来自于工作液的流动阻力。流阻式的蹬踏阻力生成方式还有一个好处就是阻力曲线可以调节，缸体到储液罐过流管路上的手动阀就可以起到调节作用，手动阀开度越大，阻力曲线越平缓，手动阀开度越小，则阻力曲线越陡，具体来说就是，相同的蹬踏速度下，手动阀开度越大，蹬踏阻力越小，手动阀开度越小，蹬踏阻力越大，训练人员根据自身的恢复情况选择合适的蹬踏阻力曲线，能够更快速的恢复下肢力量。

进一步的，罐盖上还设有计数组件，罐体活塞上端面设有罐体轴，罐体轴向上穿过罐盖；计数组件包括棘轮轴、棘轮、推杆、弹簧、侧板和罩壳，罩壳固定在罐盖上端面，棘轮轴两端安装在罩壳内壁，棘轮轴与罐体轴垂直，棘轮安装在棘轮轴上，推杆底端铰接在罐体轴顶部，推杆顶端设有尖齿并与棘轮轮齿接触，侧板安装在罐盖上，侧板位于罐体轴一旁，弹簧一端设置在侧板上、另一端连接在推杆上并将推杆往棘轮推送；罩壳上设有窗口，窗口用于从外部观察棘轮。

训练人员的一次蹬踏与收回算作一次动作，这一次动作也就对应了罐体轴的一次上升与下降，罐体轴顶端所铰接的推杆也就将棘轮推动旋转一个轮齿，棘轮的旋转就能起到计数作用。推杆侧面的弹簧是为了保持推杆头部卡入棘轮轮齿中，罐体轴上升时推杆向上顶棘轮，罐体轴下降时，推杆也一并下降，此时推杆头部在棘轮轮齿上侧滑偏转一个小角度，越过这个轮齿后再在弹簧的作用下卡入下一个轮齿内作为下一次循环的预备。

作为优化，手动阀为手动针阀。阀门按流量特性分为快开流量特性、线性流量特性、等百流量特性，在需要通过阀门开度调节流量(流量与阻力相关)的场合，使用具有线性流量特性的阀门能够获得较方便的调节方式，因为阀门开度基本正比于过流阻力。在手动阀门中，针阀相比于其他阀门流量特性更接近线性流量特性。

作为优化，止回阀为蝶形止回阀。止回阀在过流方向上也具有一定的流量特性，如上段所述的三种阀门流量特性，而本例中的止回阀需要较好的快开流量特性，快开流量特性即在开度较小时也能过流较大的流量，因为需要在工作液反流回缸体时需要阻力较小以便较快反流，蝶形止回阀的流量特性就比较倾向快开流量特性。

作为优化，复位弹簧为波纹弹簧。波纹弹簧对于两端的受力部件的作用力释放的比较均匀。

作为优化，棘轮朝向窗口的端面上设有一轮盘刻线，轮盘刻线的延长线与棘轮轴轴线相交，罩壳上设有一罩壳刻线，罩壳刻线位于窗口外缘，罩壳刻线的延长线与棘轮轴轴线相交。罩壳刻线和轮盘刻线的延长线均与棘轮轴轴线相交，这样罩壳刻线和轮盘刻线在某一位置时能够对齐，训练人员的计数也可以按照刻线来计数，将棘轮转一圈作为一组下肢力量恢复练习，每次练习时需要做几组练习就能通过观察刻线重合了几次得知。

作为优化，缸体连接头和罐体连接头为快速接头，液体管路为软管。工作液在储液罐和缸体之间通过软管连接，方便本装置的移动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型使用流体的流动阻力来充当下肢力量训练中的蹬踏阻力，流阻式阻力基本与踏板的行程无关，而与蹬踏速度有关，蹬踏速度为零时阻力基本为零，这种阻力曲线更加适合下肢力量受损需要训练恢复的人员，而且阻力曲线可以通过手动阀的开度进行调整，一套训练装置就可以进行强度不同的下肢力量训练；训练装置还有计数功能，方便训练人员得知训练情况。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型蹬踏组件的剖视结构图；

图3为本实用新型储液罐的剖视结构图；

图4为图1中的视图A；

图5为图4中的视图M-M；

图6为本实用新型蹬踏组件与弹簧式蹬踏组件在踏板移动速度一定时的“阻力-行程”关系图；

图7为本实用新型在不同手动阀开度下的“阻力-踏板速度”关系图。

图中：1-底座、2-坐垫、3-蹬踏组件、31-缸体、32-活塞杆、33-踏板、34-活塞、35-缸体连接头、36-手动阀、37-止回阀、4-液体管路、5-储液罐、51-罐体、52-罐盖、53-罐体连接头、54-罐体活塞、55-复位弹簧、56-罐体轴、6-计数组件、61-棘轮轴、62-棘轮、621-轮盘刻线、63-推杆、64-弹簧、65-侧板、66-罩壳、661-窗口、662-罩壳刻线、9-工作液。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种用于神经科的下肢力量训练装置，包括底座1、坐垫2、蹬踏组件3、储液罐5和液体管路4，坐垫2和蹬踏组件3安装在底座1上，储液罐5放置在底座1一旁，液体管路4连接蹬踏组件3和储液罐5；蹬踏组件3共两个，如图2所示，蹬踏组件3包括缸体31、活塞杆32、踏板33、活塞34和缸体连接头35，缸体31固定在底座1上，活塞杆32一端穿过缸体31端面位于缸体31内并在端部设置活塞34，活塞杆32另一端设置踏板33，缸体31远离踏板33的端面上设有两个缸体连接头35，缸体连接头35一端通过液体管路4连接储液罐5，缸体连接头35另一端连接缸体31内腔，缸体31与储液罐5相连的两条管路上分别设有手动阀36和止回阀37，止回阀37的流向为：从储液罐5到缸体31；如图3所示，储液罐5包括罐体51、罐盖52、罐体连接头53、罐体活塞54和复位弹簧55，罐体51内设有罐体活塞54，罐体活塞54与罐体51底部之间的腔体内设有工作液9，罐体51底部侧面设有罐体连接头53，罐体连接头53通过液体管理4与缸体连接头35连接，罐盖52设置在罐体51顶面，罐盖52与罐体活塞54之间设有若干复位弹簧55。

缸体31内连通储液罐5的腔体也充满了工作液9，当训练人员躺在坐垫2上，双脚前蹬踏板33时，活塞34被向后推送，活塞34又将背面腔体内的工作液9向储液罐5内推送，训练人员蹬踏踏板33所受到的阻力绝大多数是工作液9从缸体31向储液罐5流动的阻力，这一阻力和蹬踏的行程没有关系，和蹬踏速度有关，因为过流通道尺寸已然确定，当流速越大时，沿程阻力自然越高，脚蹬踏踏板33所受到的阻力也就越大，按流体力学中的相关特性，阻力约和流速的平方成正比，而流速正比于蹬踏速度，且在蹬踏速度趋近0时，阻力也会变得非常小。本实用新型的蹬踏阻力和行程无关而与蹬踏速度相关可以更好地帮助病人恢复，因为病人进行恢复训练时，下肢力量不足，有力时蹬踏速度提快些，无力时蹬踏速度放慢些，蹬踏组件3所反馈的阻力也会相应的变化，病人自己在训练过程中可以自行把控，而不像弹簧式的蹬踏组件，如图6所示，蹬踏阻力正比于行程，越往后阻力越大，如果病人突然脱力，蹬踏板还会以较大的力反弹回来，容易造成病人的损伤，而本实用新型流阻式的阻力方式，病人蹬踏过程中脱力时，踏板33也不会快速的反弹回来，而是会缓慢地返回原位。踏板33的返回方式是：训练人员蹬踏踏板33移动后，储液罐5内的工作液9量增多，罐体活塞54上升，上方复位弹簧55积蓄部分弹力，当病人将踏板33蹬至最底后，缩回下肢，复位弹簧55向下推送罐体活塞54，储液罐5内的液体回流回缸体31，踏板33复位，且工作液9回流路径增加了一条支路(设有止回阀37的支路)，减少了工作液9返回缸体31所需要的时间(相比于蹬踏过程)，工作液9返回缸体31的回流力大约就等于蹬踏过程中突然脱力后踏板33对比脚部的反弹力，这个力相比于弹簧式的踏板组件要小很多，而且因为缸体31到储液罐5之间的沿程阻力的存在，踏板33反弹的速度越大，沿程阻力越大，沿程阻力越大，回流力越小，回流速度也就减小，这是个负反馈的关系；复位弹簧55对于罐体活塞54的弹力也充当了一部分的蹬踏阻力，但这一部分阻力较小，且需要从储液罐5传递到缸体31内，存在一个滞后性，在图6中显示为流阻式阻力曲线尾部的上翘，蹬踏过程中绝大部分的阻力还是来自于工作液9的流动阻力。流阻式的蹬踏阻力生成方式还有一个好处就是阻力曲线可以调节，缸体31到储液罐5过流管路上的手动阀36就可以起到调节作用，如图7所示，手动阀36开度越大，阻力曲线越平缓，手动阀36开度越小，则阻力曲线越陡，具体来说就是，相同的蹬踏速度下，手动阀36开度越大，蹬踏阻力越小，手动阀36开度越小，蹬踏阻力越大，训练人员根据自身的恢复情况选择合适的蹬踏阻力曲线，能够更快速的恢复下肢力量。

如图4所示，罐盖52上还设有计数组件6，罐体活塞54上端面设有罐体轴56，罐体轴56向上穿过罐盖52；如图4、图5所示，计数组件6包括棘轮轴61、棘轮62、推杆63、弹簧64、侧板65和罩壳66，罩壳66固定在罐盖52上端面，棘轮轴61两端安装在罩壳66内壁，棘轮轴61与罐体轴56垂直，棘轮62安装在棘轮轴61上，推杆63底端铰接在罐体轴56顶部，推杆63顶端设有尖齿并与棘轮62轮齿接触，侧板65安装在罐盖52上，侧板65位于罐体轴56一旁，弹簧64一端设置在侧板65上、另一端连接在推杆63上并将推杆63往棘轮62推送；罩壳66上设有窗口661，窗口661用于从外部观察棘轮62。

训练人员的一次蹬踏与收回算作一次动作，这一次动作也就对应了罐体轴56的一次上升与下降，罐体轴56顶端所铰接的推杆63也就将棘轮62推动旋转一个轮齿，棘轮62的旋转就能起到计数作用。推杆63侧面的弹簧是为了保持推杆63头部卡入棘轮62轮齿中，罐体轴56上升时推杆63向上顶棘轮62，罐体轴56下降时，推杆63也一并下降，此时推杆63头部在棘轮62轮齿上侧滑偏转一个小角度，越过这个轮齿后再在弹簧64的作用下卡入下一个轮齿内作为下一次循环的预备。

手动阀36为手动针阀。针阀的阀门流量特性更接近线性流量特性。

止回阀37为蝶形止回阀。因为需要在工作液9反流回缸体31时需要阻力较小以便较快反流，而蝶形止回阀的流量特性比较倾向快开流量特性可以帮助实现快速小阻力反流。

复位弹簧55为波纹弹簧。波纹弹簧对于两端的受力部件的作用力释放的比较均匀。

如图4、图5所示，棘轮62朝向窗口661的端面上设有一轮盘刻线621，轮盘刻线621的延长线与棘轮轴61轴线相交，罩壳66上设有一罩壳刻线662，罩壳刻线662位于窗口661外缘，罩壳刻线662的延长线与棘轮轴61轴线相交。罩壳刻线662和轮盘刻线621的延长线均与棘轮轴61轴线相交，这样罩壳刻线662和轮盘刻线621在某一位置时能够对齐，训练人员的计数也可以按照刻线来计数，将棘轮62转一圈作为一组下肢力量恢复练习，每次练习时需要做几组练习就能通过观察刻线重合了几次得知。

缸体连接头35和罐体连接头53为快速接头，液体管路4为软管。工作液9在储液罐5和缸体31之间通过软管连接，方便本装置的移动。

本装置的使用过程是：训练人员坐上坐垫2，双脚抵靠踏板33，利用下肢力量前蹬踏板33，蹬踏到底后收回下肢，待踏板33复位后进行下一次蹬踏过程。想要提高蹬踏阻力可以通过加快前蹬速度或者调小手动阀36开度实现。逐步增加训练强度快速恢复下肢力量。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种用于神经科的下肢力量训练装置，其特征在于：所述用于神经科的下肢力量训练装置包括底座(1)、坐垫(2)、蹬踏组件(3)、储液罐(5)和液体管路(4)，所述坐垫(2)和蹬踏组件(3)安装在底座(1)上，所述储液罐(5)放置在底座(1)一旁，所述液体管路(4)连接蹬踏组件(3)和储液罐(5)；所述蹬踏组件(3)共两个，蹬踏组件(3)包括缸体(31)、活塞杆(32)、踏板(33)、活塞(34)和缸体连接头(35)，所述缸体(31)固定在底座(1)上，所述活塞杆(32)一端穿过缸体(31)端面位于缸体(31)内并在端部设置活塞(34)，活塞杆(32)另一端设置踏板(33)，所述缸体(31)远离踏板(33)的端面上设有两个缸体连接头(35)，所述缸体连接头(35)一端通过液体管路(4)连接储液罐(5)，缸体连接头(35)另一端连接缸体(31)内腔，所述缸体(31)与储液罐(5)相连的两条管路上分别设有手动阀(36)和止回阀(37)，所述止回阀(37)的流向为：从储液罐(5)到缸体(31)；所述储液罐(5)包括罐体(51)、罐盖(52)、罐体连接头(53)、罐体活塞(54)和复位弹簧(55)，所述罐体(51)内设有罐体活塞(54)，所述罐体活塞(54)与罐体(51)底部之间的腔体内设有工作液(9)，所述罐体(51)底部侧面设有罐体连接头(53)，所述罐体连接头(53)通过液体管路(4)与缸体连接头(35)连接，所述罐盖(52)设置在罐体(51)顶面，罐盖(52)与罐体活塞(54)之间设有若干复位弹簧(55)。

2.根据权利要求1所述的一种用于神经科的下肢力量训练装置，其特征在于：所述罐盖(52)上还设有计数组件(6)，所述罐体活塞(54)上端面设有罐体轴(56)，所述罐体轴(56)向上穿过罐盖(52)；所述计数组件(6)包括棘轮轴(61)、棘轮(62)、推杆(63)、弹簧(64)、侧板(65)和罩壳(66)，所述罩壳(66)固定在罐盖(52)上端面，所述棘轮轴(61)两端安装在罩壳(66)内壁，棘轮轴(61)与罐体轴(56)垂直，所述棘轮(62)安装在棘轮轴(61)上，所述推杆(63)底端铰接在罐体轴(56)顶部，推杆(63)顶端设有尖齿并与棘轮(62)轮齿接触，所述侧板(65)安装在罐盖(52)上，侧板(65)位于罐体轴(56)一旁，所述弹簧(64)一端设置在侧板(65)上、另一端连接在推杆(63)上并将推杆(63)往棘轮(62)推送；所述罩壳(66)上设有窗口(661)，所述窗口(661)用于从外部观察棘轮(62)。

3.根据权利要求2所述的一种用于神经科的下肢力量训练装置，其特征在于：所述手动阀(36)为手动针阀。

4.根据权利要求3所述的一种用于神经科的下肢力量训练装置，其特征在于：所述止回阀(37)为蝶形止回阀。

5.根据权利要求4所述的一种用于神经科的下肢力量训练装置，其特征在于：所述复位弹簧(55)为波纹弹簧。

6.根据权利要求5所述的一种用于神经科的下肢力量训练装置，其特征在于：所述棘轮(62)朝向窗口(661)的端面上设有一轮盘刻线(621)，所述轮盘刻线(621)的延长线与棘轮轴(61)轴线相交，所述罩壳(66)上设有一罩壳刻线(662)，所述罩壳刻线(662)位于窗口(661)外缘，罩壳刻线(662)的延长线与棘轮轴(61)轴线相交。

7.根据权利要求6所述的一种用于神经科的下肢力量训练装置，其特征在于：所述缸体连接头(35)和罐体连接头(53)为快速接头，所述液体管路(4)为软管。