CN213822361U - 一种基于超声波振动的下肢活动训练装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及锻炼器具领域，公开了一种基于超声波振动的下肢活动训练装置，用于主动引起使用者下肢活动，包括支撑所述训练装置的支架，还包括安装在所述支架上的驱动机构；踏板，所述踏板受所述驱动机构的驱动沿闭环椭圆形轨迹重复运动；传动机构，将所述驱动机构提供的动力传递到踏板，使踏板保持运动轨迹；超声波振动机构，设置于所述踏板内，使超声波振动通过踏板表面传递到使用者。本申请通过简单的曲柄摇杆结构将踏板模拟出人在步行时下肢关节的活动轨迹，帮助康复训练者进行关节的活动，通过在踏板内置超声波振动机构，利用超声波的性质辅助康复训练，提高本申请中装置的集成度以及对患者的辅助效果。

Description

一种基于超声波振动的下肢活动训练装置

技术领域

本申请涉及锻炼器具领域，具体涉及一种基于超声波振动的下肢活动训练装置。

背景技术

根据现代医学的理论和实践研究，下肢受伤患者的治疗过程中，合理的康复训练是治疗过程中的一个重要步骤，合理适度的康复训练可以帮助患者加速恢复过程或者减少残疾的可能性。传统的康复训练中，主要依靠专业医师一对一的帮助，由于专业医师数量有限造成康复成本较高，且训练效率较低。此外，现有的康复训练设备往往功能较为单一，而使用者的康复需要多样，往往在康复时除了需要进行关节活动之外，还要辅以按摩等手段避免肌肉萎缩等情况，难以从根本解决对医师依赖度高的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的功能单一，无法应对伤情复杂使用者的康复训练等问题，本申请提供一种结合超声波，利用超声波振动提高使用者的新陈代谢和避免肌肉萎缩等结构简洁的下肢活动训练装置。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

一种基于超声波振动的下肢活动训练装置，用于主动引起使用者下肢活动，包括支撑所述训练装置的支架，还包括安装在所述支架上的驱动机构；踏板，所述踏板受所述驱动机构的驱动沿闭环椭圆形轨迹重复运动；传动机构，将所述驱动机构提供的动力传递到踏板，使踏板保持运动轨迹；超声波振动机构，设置于所述踏板内，使超声波振动通过踏板表面传递到使用者。

本方案所提供的训练装置用于帮助下肢受伤处于康复期的患者进行康复训练，具体的，利用传动机构将驱动机构提供的动力转换为踏板的闭环轨迹循环运动，踏板的运动轨迹为模拟人行走时下肢关节的活动轨迹，值得说明的是，据研究，当人在行走时，脚和下肢各个关节处均呈现出椭圆弧线形的运动轨迹，其轨迹只有完整椭圆的一半，而本申请的踏板是使得患者下肢关节沿完整椭圆形的轨迹运动，能使得关节得到全角度的运动。对于处于康复期的患者来说，更有利于康复，能避免康复期间缺乏运动造成的肌肉萎缩和关节软骨退行性改变，避免患者在伤势被治愈后恢复运动时发生由上述原因导致的再次受伤，同时，还能减少组织粘连、关节僵硬和活动受限，从而促进损伤的痊愈和局部功能的恢复。

此外，本申请创造性的在踏板内置超声波振动机构，将超声波振动通过踏板表面传递给使用者，超声振动能引起组织细胞内物质运动，促进新陈代谢、加速血液循环，从而刺激神经系统和细胞功能，对运动损伤的康复具有积极意义。同时，超声振动对肌肉和肌腱的软化作用能有效避免肌肉萎缩和肌腱、韧带的退行性病变；对大分子的解聚作用能将大分子化学物转变成小分子，使关节内的水解酶和原酶活性增加，减少关节僵硬的现象。

进一步的，所述传动机构包括分别与所述踏板两端铰接的主动件和从动件，所述主动件与所述驱动机构的动力输出端连接并绕连接处做360度圆周运动。

进一步的，所述从动件的两端分别与踏板和支架铰接，所述主动件带动踏板运动，踏板带动从动件沿弧形轨迹往复摆动。

综上所述，本方案中的踏板两端铰接主动件和从动件，主动件的另一端连接驱动机构，从动机构的另一端与支架铰接，构成了类似四连杆的机构，而主动件做旋转运动，从动件往复摆动，实质上支架、传动机构和踏板形成了曲柄摇杆机构,踏板与主动件连接的一端随主动件绕主动件与驱动机构的连接处做 360度圆周运动，同时由于踏板与主动件铰接以及从动件的限制，踏板绕与主动件的连接处相对于主动件转动，从动件则往复摆动。从而，踏板形成椭圆形的运动轨迹，当使用者踩在踏板上时，踏板整体沿椭圆形轨迹的运动能带动使用者的膝关节及髋关节运动。此外，由于踏板与主动件和从动件均铰接，踏板在运动过程中产生相对于水平面的角度变化，由于使用者的脚掌放在踏板上，这种角度的变化能造成使用者踝关节的运动，有利于帮助患者进行踝关节的康复训练。

进一步的，所述踏板由底座，以及与底座活动连接覆盖在底座上方的盖板，所述盖板和底座中心设有用于容纳超声波振动机构的空腔。

进一步的，所述超声波振动机构包括超声波发生器，与电源连接；换能器，与超声波发生器连接使超声波发生器将市电转换的高频交流电信号通过换能器转换为超声波振动；变幅杆，同时与所述换能器和盖板连接，使换能器发出的超声波振动通过变幅杆引起盖板振动。

进一步的，所述底座上设有安装孔，所述盖板上设有与安装孔相适应的安装柱，所述安装孔内设有弹性原件连接所述安装孔表面与安装柱底面。

进一步的，所述驱动机构包括提供动力的电机，与电机输出端连接的减速机构，所述减速机构的输出端连接主动件2。

本申请的有益效果是：

(1)本申请通过简单的曲柄摇杆结构将踏板模拟出人在步行时下肢关节的活动轨迹，帮助康复训练者进行关节的活动，解决专业医师数量和精力有限的问题，使患者得到更好的康复训练辅助。

(2)通过在踏板内置超声波振动机构，将超声波振动通过踏板传递到患者，利用超声波的性质辅助康复训练，提高本申请中装置的集成度以及对患者的辅助效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请的结构示意图；

图2是本申请中踏板的拆解结构示意图；

图3是图2中A处的局部放大示意图；

图4是本申请的正视图；

图5是本申请中主动件旋转一定角度后的正视图；

图6是本申请中主动件旋转后，传动机构和踏板处于另一位置的正视图；

图7是本申请中实施例4的结构示意图；

图中：1-支架；2-主动件；3-踏板；301-底座；302-盖板；4-从动件；5- 超声波发生器；6-换能器；7-变幅杆；8-驱动机构；801-电机；802-减速机构。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

如图1所示的一种基于超声波振动的下肢活动训练装置，用于主动引起使用者下肢活动，包括支撑所述训练装置的支架1，还包括安装在所述支架1上的驱动机构8；踏板3，所述踏板3受所述驱动机构8的驱动沿闭环椭圆形轨迹重复运动；传动机构，将所述驱动机构8提供的动力传递到踏板3，使踏板3 保持运动轨迹；超声波振动机构，设置于所述踏板3内，使超声波振动通过踏板3表面传递到使用者。

当使用本实施例中所述的训练装置时，使用者踩在踏板3上，驱动机构8 开始运转，所述驱动机构8提供的旋转动力通过传动机构的传递后，踏板3形成封闭椭圆形的运动轨迹，此处踏板3的运动轨迹是指以踏板3的中心形成的运动轨迹。人在行走时，下肢各关节的运动轨迹为类椭圆形，本申请用于帮助难以自主运动的使用者在外力作用下进行关节运动，如关节康复患者或老人等，使用者踩在踏板3上时，下肢随踏板3运动，若使用者保持腿部不动，脚随踏板3运动，则本申请帮助了使用者踝关节的活动，若使用者保持膝关节以下，即小腿和脚一起随踏板3运动，膝关节以上不动，则本申请帮助了使用者膝关节的活动。

优选的，本实施例中驱动机构8包括为训练装置运行提供动力的电机801，电机801的输出端连接减速机构802，减速机构802将电机801输出的转速进行减速后，将减慢后的转速输出到与之连接的主动件2。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，对传动机构以及传动机构与踏板3的连接进行了进一步的优化与限定。

所述传动机构包括分别与所述踏板3两端铰接的主动件2和从动件4，所述主动件2连接驱动机构8的动力输出端并绕连接处做360度圆周运动。所述从动件4的两端分别与踏板3和支架1铰接，所述主动件2带动踏板3运动，踏板3带动从动件4沿弧形轨迹往复运动。

如图1所示，踏板3长度方向的两侧分别铰接主动件2和从动件4的端部，主动件2的另一端连接驱动机构8，从动机构的另一端与支架1铰接，构成了类似四连杆的机构。通过对四连杆机构中各个部分长度的限制，使主动件2做旋转运动，从动件4往复摆动，实质上支架1、传动机构和踏板3形成了曲柄摇杆机构,踏板3与主动件2连接的一端随主动件2绕主动件2与驱动机构8的连接处做360度圆周运动，同时由于踏板3与主动件2铰接以及从动件4的限制，踏板3绕与主动件2的连接处相对于主动件2转动，从动件4则往复摆动。从而，踏板3形成椭圆形的运动轨迹，当使用者踩在踏板3上时，踏板3整体沿椭圆形轨迹的运动能带动使用者的膝关节及髋关节活动。

值得说明的是，由于踏板3两侧均与主动件2和从动件4铰接，具备更多的自由度，踏板3在主动件2带动作用以及从动件4的限制作用下，踏板3在运动过程中产生相对于水平面的角度变化，由于使用者的脚掌放在踏板3上，这种角度的变化符合人在行走时脚掌的运动规律，能更有效的帮助使用者踝关节的运动，有利于帮助患者进行踝关节的康复训练。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上，对超声波振动机构的设置进行了进一步的优化与限定。

所述踏板3由底座301，以及与底座301活动连接覆盖在底座301上方的盖板302，所述盖板302和底座301中心设有用于容纳超声波振动机构的空腔。所述超声波振动机构包括超声波发生器5，与电源连接；换能器6，与超声波发生器5连接使超声波发生器5将市电转换的高频交流电信号通过换能器6转换为超声波振动；变幅杆7，同时与所述换能器6和盖板302连接，使换能器6 发出的超声波振动通过变幅杆7引起盖板302振动。所述底座301上设有安装孔，所述盖板302上设有与安装孔相适应的安装柱，所述安装孔内设有弹性原件连接所述安装孔表面与安装柱底面。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上，提供了本申请的另一种实施方式。

如图5所示，设置一左一右两个训练装置构成一个整体，使用者将脚踩在踏板3上后，训练装置帮助使用者两腿模拟出行走时的两腿运动，同时，值得说明的是，图5仅示意了两个训练装置设置的方式，在实际使用时，使用者需要依靠额外的支撑装置支撑使用者的重量，例如，使用者坐在一个支撑装置上将两腿放在两个踏板上。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于超声波振动的下肢活动训练装置，用于主动引起使用者下肢活动，设有支撑所述训练装置的支架(1)，其特征在于：还包括安装在所述支架(1)上的驱动机构(8)；

踏板(3)，所述踏板(3)受所述驱动机构(8)的驱动沿闭环椭圆形轨迹重复运动；

传动机构，将所述驱动机构(8)提供的动力传递到踏板(3)，使踏板(3)保持运动轨迹；

超声波振动机构，设置于所述踏板(3)内，使超声波振动通过踏板(3)表面传递到使用者。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声波振动的下肢活动训练装置，其特征在于：所述传动机构包括分别与所述踏板(3)两端铰接的主动件(2)和从动件(4)，所述主动件(2)与所述驱动机构(8)的动力输出端连接并绕连接处做360度圆周运动。

3.根据权利要求2所述的一种基于超声波振动的下肢活动训练装置，其特征在于：所述从动件(4)的两端分别与踏板(3)和支架(1)铰接，所述主动件(2)带动踏板(3)运动，踏板(3)带动从动件(4)沿弧形轨迹往复摆动。

4.根据权利要求1所述的一种基于超声波振动的下肢活动训练装置，其特征在于：所述踏板(3)由底座(301)，以及与底座(301)活动连接覆盖在底座(301)上方的盖板(302)，所述盖板(302)和底座(301)中心设有用于容纳超声波振动机构的空腔。

5.根据权利要求4所述的一种基于超声波振动的下肢活动训练装置，其特征在于：所述超声波振动机构包括超声波发生器(5)，与电源连接；

换能器(6)，与超声波发生器(5)连接使超声波发生器(5)将市电转换的高频交流电信号通过换能器(6)转换为超声波振动；

变幅杆(7)，同时与所述换能器(6)和盖板(302)连接，使换能器(6)发出的超声波振动通过变幅杆(7)引起盖板(302)振动。

6.根据权利要求4所述的一种基于超声波振动的下肢活动训练装置，其特征在于：所述底座(301)上设有安装孔，所述盖板(302)上设有与安装孔相适应的安装柱，所述安装孔内设有弹性原件连接所述安装孔表面与安装柱底面。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种基于超声波振动的下肢活动训练装置，其特征在于：所述驱动机构(8)包括提供动力的电机(801)，与电机(801)输出端连接的减速机构(802)，所述减速机构(802)的输出端连接主动件(2)。

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