TW201422283A - 輪椅式訓練裝置及輪式訓練器材 - Google Patents

Abstract

一種適於供一輪椅組裝的輪椅式訓練裝置，係將至少一固定機構設置在一訓練平台上，並將至少一連接機構以可轉動之關係樞接於固定機構上，且連接機構可供輪椅的一手輪裝設於其上。訓練平台具有一升降機構，用以支撐手輪或供手輪懸空。如此，輪椅使用者可在常用輪椅訓練二頭肌與三頭肌，進而提升上部身體運動能力。

Description

輪椅式訓練裝置及輪式訓練器材

本發明係關於一種訓練器材，尤其是一種輪椅式訓練裝置及輪式訓練器材。

脊髓損傷患者因運動量不足而產生糖尿病、冠狀動脈疾病、高血壓等慢性疾病，進而形成主要的死亡原因。為了要適當地開立、監測以及評估他們的運動計畫，一個具有信度和效度的運動測試是必需的。

手搖機(arm cranking)是最常用於下半身癱瘓脊髓損傷者之訓練設備，對於有氧適能、體能及上肢肌力的改善有明顯的成效。根據研究顯示持續進行8週、每週3次，每次約1小時的高強度(70-80%心跳保留率)、間歇式手搖機訓練，能提高下半身癱瘓者血液中高密度脂蛋白(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)濃度，降低膽固醇及三酸甘油酯的量，改善胰島素的敏感度及葡萄糖耐受度，也因此降低第二類型糖尿病的罹患率，減少部分心血管疾病的危險因子。

利用手搖機來進行評估輪椅使用者的心肺適能狀況已經被證實是一項具有效度的工具，但是過去研究發現手搖機和輪椅活動的操作在功能上卻沒有相關，且由不同的肌肉的參與，因此，可能會低估輪椅使用者的心肺能力。另外，在其他復健機具的使用上，輪椅使用者經常需針對不同的復健動作，各別使用不同的器 具，而且還需要花費多餘的心力去學習機具的使用方式，最終導致復健的效果無法達到預期的目標。

鑒於上述的問題，本發明提供一種輪椅式訓練裝置及輪式訓練器材，藉以達成輪椅使用者在常用輪椅訓練二頭肌與三頭肌之功效，進而提升上部身體運動能力。

根據本發明之一實施例揭露一種輪椅式訓練裝置，用以供一輪椅組裝，該輪椅式訓練裝置包含一訓練平台、至少一升降機構、至少一固定機構及至少一連接機構。升降機構包含一凹槽及一支撐板。凹槽開設在訓練平台表面，支撐板在凹槽內升降位移。固定機構固設在升降機構旁且具有一阻力構件，阻力構件具有一從動軸。連接機構以可轉動之關係樞接於從動軸上，且連接機構可供輪椅的一手輪裝設於其上。

基於上述實施例揭露之輪椅式訓練裝置，藉由升降機構的支撐板上升至封閉凹槽開口的位置，可使得輪椅順利移動到訓練平台上並與連接機構組裝，再將支撐板下降遠離凹槽開口，使得輪椅的手輪可懸空在凹槽之中。並輔以連接機構相對於固定機構轉動，以此可接合各種角度的手輪。如此，輪椅使用者可在常用的輪椅上自行撥動手輪在凹槽之中空轉，再藉由阻力構件提供手輪一適當阻力，以訓練輪椅使用者的上肢(如二頭肌與三頭肌等運動)。以此結構設計，可避開輪椅使用者的體重，達成輪椅使用者在常用輪椅訓練二頭肌與三頭肌之功效，以解決心肺功能改善之 問題，進而提升上部身體運動能力。

根據本發明之另一實施例揭露一種輪式訓練器材，包含一手輪、一固定機構及一連接機構。固定機構具有一阻力構件，且阻力構件具有一從動軸。連接機構以可轉動之關係樞接於從動軸上，且連接機構可供手輪裝設於其上。

以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請同時參照第1圖至第3圖，係為本發明之一實施例的輪椅式訓練裝置與輪椅的組裝示意圖。

本發明所提供的輪椅式訓練裝置10，用以供一輪椅20裝配。此輪椅20大致具有一車架21及二手輪22，二手輪22分別設置於車架21的相對二側，且二手輪22分別具有一輪轂221、複數輪輻222及一輪圈223。在本實施例中，輪椅20係為一運動型輪椅，但非用以限定本發明。在其他實施例中，輪椅20可以是標準輪椅。

輪椅式訓練裝置10包含一訓練平台11、至少一升降機構12、至少一固定機構13及至少一連接機構14。在本實施例中，為了供輪椅20的二手輪22裝設，係在訓練平台11裝設二相對的升降機構12、二相對的固定機構13及二相對的連接機構14。以下就各構件作一說明。

訓練平台11包含有一斜坡111及一支撐機構112。其中，輪椅20可沿著斜坡111移動到支撐機構112的位置，讓輪椅20的車架21可裝配在支撐機構112上。其支撐機構112具有一第一支撐件1121、一第二支撐件1122及一第三支撐件1123。第一支撐件1121、第二支撐件1122及第三支撐件1123分別矗立設置在訓練平台11上。

請參閱第3A圖所示，輪椅20的車架21具有一承座支架211、一主輪軸架212及一腳踏支架213。其中，承座支架211的結構用以供支撐輪椅使用者的重量，主輪軸架212的結構用以連接手輪22的輪轂221，腳踏支架213的結構用以供輪椅使用者的足部擺放。當輪椅20的車架21移動到支撐機構112時，使其第一支撐件1121可對應支撐承座支架211，第二支撐件1122對應支撐主輪軸架212，第三支撐件1123對應支撐腳踏支架213。藉由支撐機構112的結構設計，進而加強車架21在使用者訓練過程中的支撐強度，以穩固車架21不易晃動。

升降機構12具有一凹槽121及一支撐板122。其中，凹槽121開設在訓練平台11的表面，並使支撐板122在凹槽121中升降位 移。支撐板122可移動到一遮蔽凹槽121開口的封閉位置及一遠離凹槽121開口的開啟位置。當支撐板122升起且位於封閉位置時，讓輪椅20的手輪22可停在支撐板122上(如第2圖所示)。當支撐板122下降且位於開啟位置時，讓輪椅20的手輪22在凹槽121處懸空(如第3圖所示)。

以下就支撐板122在凹槽121內升降位移作實施例說明。請同時參閱第4A圖及第4B圖所示，係為本發明之一實施例的升降機構的示意圖，升降機構12可透過油壓構件123帶動支撐板122在封閉位置及開啟位置之間升降位移。或請同時參閱第5A圖及第5B圖所示，係為本發明之另一實施例的升降機構的示意圖，升降機構12另可透過螺桿構件124帶動支撐板122在封閉位置及開啟位置之間升降位移。而上述升降機構設計僅為較佳實施例說明，非用以限定本發明。

當輪椅20之車架21固定後，可將輪椅20的手輪22裝設在連接機構14上。並請同時參閱第6圖及第7圖所示，係為本發明之一實施例的連接機構與手輪組裝的示意圖。其中，連接機構14具有一爪盤141、多個固定夾塊142、多個活動夾塊143及多個螺鎖件144。爪盤141具有一容置槽1411，以供輪轂221之轉盤2211裝設於內。多個固定夾塊142設置在爪盤141的周圍，並以多個螺鎖件144將這些固定夾塊142及活動夾塊143分別鎖固在一起。

如此，當轉盤2211被置放在容置槽1411後，可將多個活動夾塊143分別鎖固在對定的固定夾塊142上，且這些活動夾塊143分別 位於二輪輻222之間，使得轉盤2211被限制在容置槽1411內也被這些固定夾塊142及活動夾塊143夾持固定(如第7圖所示)。

另外，固定機構13具有一阻力構件131，此阻力構件131具有一從動軸132。連接機構14更具有一主動軸145，且主動軸145前端為一嵌槽結構，而從動軸132前端則為一嵌塊結構。如此，可將具嵌塊結構的從動軸132前端組入具嵌槽結構的主動軸145內，並以一樞軸146將主動軸145與從動軸132相互樞接，以形成兩相交軸線的運動接頭，藉此使連接機構14可相對於從動軸132擺動(請參閱第8A圖及第8B圖所示)，以此因應連接機構14可以組裝各種斜角手輪22，並隨時調整連接機構14與手輪22之間的組裝角度。

由於手輪22懸空在凹槽121之中，當輪椅使用者以手撥動輪圈223時，可同時帶動輪轂221及其轉盤2211空轉，並藉由連接機構14之主動軸145來驅動從動軸132旋轉，再由阻力構件131提供手輪22一適當阻力，以改變手輪22的轉動阻力及速度，進而達成輪椅使用者在常用輪椅訓練二頭肌與三頭肌之功效。

另外，請參閱第9圖所示，輪椅式訓練裝置10更包括有一控制裝置30，控制裝置30包括一感測器31、一警示器32及一顯示器33。其中，感測器31用以偵測手輪22的作動狀態，例如但不侷限於偵測手輪22的扭力或轉速，並對應發出一感測訊息。警示器32用以接收感測訊息，並依據感測訊息而對應發出一警示訊息，警示訊息係包括但不侷限於聲音訊息或燈號訊息。顯示器33 可為一儀表面板或一觸控面板，用以接收感應訊息並顯示目前輪椅使用者的訓練狀態，且顯示器33具有一人機介面，用以供輪椅使用者設定所需要的訓練強度或時間等參數，並顯示其設定畫面。

是以，在輪椅使用者的訓練過程中，可透過感測器31隨時監測手輪22之轉速，並計算出手輪22之慣性轉速及重力加速度，如此，能有效且快速檢知輪椅使用者手臂運動之施力狀態，一旦監測出手輪22有異常之變化時，例如輪椅使用者無法達到訓練課程的扭力需求或無法配合訓練阻力時，更可立即以警示器32的聲音或燈號提醒輪椅使用者的手臂遠離手輪22並終止訓練，並以阻力使手輪22減速，進而維護輪椅使用者的安全。

再者，阻力構件131可為一發電機，進一步儲存手輪22的轉動動能，再由發電機產生電力供應負載。

基於上述實施例揭露之輪椅式訓練裝置，藉由升降機構12的支撐板122上升至封閉凹槽121開口的支撐位置時，可使得輪椅20順利移動到訓練平台11上並與連接機構14組裝，再將支撐板122下降遠離凹槽121開口，使得輪椅20的手輪22可懸空在凹槽121之中。並輔以連接機構14相對於固定機構13轉動，以此可接合各種角度的手輪22。如此，輪椅使用者可在常用的輪椅20上自行撥動手輪22在凹槽121之中空轉，再藉由阻力構件131提供手輪22一適當阻力，以訓練輪椅使用者的上肢(如二頭肌與三頭肌等運動)。以此結構設計，可避開輪椅使用者的體重，達成輪椅使用者在常用輪椅訓練二頭肌與三頭肌之功效，以解決心肺功能改善 之問題，進而提升上部身體運動能力。

請同時參照第10圖至第11圖係為本發明之另一實施例的輪式訓練器材的組裝示意圖。本發明更提供一種輪式訓練器材40，包括一手輪41，其手輪41具有一輪轂411、複數輪輻412及一輪圈413。同樣的，手輪41可裝設在連接機構14上，並使連接機構14樞接在固定機構13上，其具體實施例方式如前述實施例之第4A圖至第9圖所示內容。如此，使用者可撥動手輪41轉動，再透過阻力構件421提供手輪41一適當阻力，以訓練使用者的上肢(如二頭肌與三頭肌等運動)，進而提升上部身體運動能力。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧輪椅式訓練裝置

11‧‧‧訓練平台

111‧‧‧斜坡

112‧‧‧支撐機構

1121‧‧‧第一支撐件

1122‧‧‧第二支撐件

1123‧‧‧第三支撐件

12‧‧‧升降機構

121‧‧‧凹槽

122‧‧‧支撐板

123‧‧‧油壓構件

124‧‧‧螺桿構件

13‧‧‧固定機構

131‧‧‧阻力構件

132‧‧‧從動軸

14‧‧‧連接機構

141‧‧‧爪盤

1411‧‧‧容置槽

142‧‧‧固定夾塊

143‧‧‧活動夾塊

144‧‧‧螺鎖件

145‧‧‧主動軸

146‧‧‧樞軸

20‧‧‧輪椅

21‧‧‧車架

211‧‧‧承座支架

212‧‧‧主輪軸架

213‧‧‧腳踏支架

22‧‧‧手輪

221‧‧‧輪轂

2211‧‧‧轉盤

222‧‧‧輪輻

223‧‧‧輪圈

30‧‧‧控制裝置

31‧‧‧感測器

32‧‧‧警示器

33‧‧‧顯示器

40‧‧‧輪式訓練器材

41‧‧‧手輪

411‧‧‧輪轂

4111‧‧‧轉盤

412‧‧‧輪輻

413‧‧‧輪圈

第1圖至第3圖係為本發明之一實施例的輪椅式訓練裝置與輪椅的組裝示意圖。

第3A圖係為本發明之一實施例的車架與支撐機構的組裝示意圖。

第4A圖及第4B圖係為本發明之一實施例的升降機構的示意圖。

第5A圖及第5B圖係為本發明之另一實施例的升降機構的示意圖。

第6圖及第7圖係為本發明之一實施例的連接機構與手輪組裝的示意圖。

第8A圖及第8B圖係為本發明之一實施例的連接機構擺動的示意圖。

第9圖係為本發明之一實施例的控制裝置的示意圖。

第10圖至第11圖係為本發明之另一實施例的輪式訓練器材的組裝示意圖。

10‧‧‧輪椅式訓練裝置

11‧‧‧訓練平台

111‧‧‧斜坡

112‧‧‧支撐機構

12‧‧‧升降機構

121‧‧‧凹槽

122‧‧‧支撐板

13‧‧‧固定機構

20‧‧‧輪椅

21‧‧‧車架

22‧‧‧手輪

30‧‧‧控制裝置

33‧‧‧顯示器

Claims (12)

1. 一種輪椅式訓練裝置，用以供一輪椅組裝，該輪椅式訓練裝置包含：一訓練平台；至少一升降機構，具有一凹槽及一支撐板，該凹槽開設在該訓練平台表面，該支撐板在該凹槽內升降位移；至少一固定機構，固設在該升降機構旁，該固定機構具有一阻力構件，該阻力構件具有一從動軸；以及至少一連接機構，以可轉動之關係樞接於該從動軸上，且該連接機構可供該輪椅的一手輪裝設於其上。
2. 如請求項1所述之輪椅式訓練裝置，其中該訓練平台包括一支撐機構，該支撐機構供該輪椅的一車架裝設於其上，該車架具有一承座支架、一主輪軸架及一腳踏支架，該支撐機構包括：一第一支撐件，設置在該訓練平台，該第一支撐件對應支撐該承座支架；一第二支撐件，設置在該訓練平台，該第二支撐件對應支撐該主輪軸架；以及一第三支撐件，設置在該訓練平台，該第三支撐件對應支撐該腳踏支架。
3. 如請求項1所述之輪椅式訓練裝置，其中該支撐板於該凹槽內移動到一遮蔽該凹槽開口的封閉位置及一遠離該凹槽開口的 開啟位置，該支撐板在該封閉位置時，該手輪保持在該支撐板表面，該支撐板在該開啟位置時，該手輪懸空在該凹槽之中。
4. 如請求項3所述之輪椅式訓練裝置，其中該升降機構更包括一油壓構件，該油壓構件帶動該支撐板在該封閉位置及該開啟位置之間升降位移。
5. 如請求項3所述之輪椅式訓練裝置，其中該升降機構更包括一螺桿構件，該螺桿構件帶動該支撐板在該封閉位置及該開啟位置之間升降位移。
6. 如請求項1所述之輪椅式訓練裝置，其中該手輪具有一輪轂及複數輪輻，該連接機構更包括：一爪盤，具有一容置槽，該容置槽供該輪轂的一轉盤容置於其內；多個固定夾塊，設置在該爪盤的周圍；以及多個活動夾塊，與該些固定夾塊相互鎖固，令該轉盤被限制在該容置槽內且被該些固定夾塊及該些活動夾塊夾持固定。
7. 如請求項1所述之輪椅式訓練裝置，其中該連接機構具有一主動軸，該主動軸前端為一嵌槽結構，該從動軸前端為一嵌塊結構，該從動軸的該嵌塊結構係組入於該主動軸的該嵌槽結構內，以一樞軸將該主動軸與該從動軸相互樞接。
8. 如請求項1所述之輪椅式訓練裝置，其中更包括一控制裝置，該控制裝置包括：一感測器，用以偵測該手輪的作動狀態而對應發出一感測 訊息；一警示器，用以接收該感測訊息，並依據該感測訊息而對應發出一警示訊息；以及一顯示器，用以接收該感測訊息並顯示於其上。
9. 一種輪式訓練器材，包含：一手輪；一固定機構，具有一阻力構件，該阻力構件具有一從動軸；以及一連接機構，以可轉動之關係樞接於該從動軸上，且該連接機構可供該手輪裝設於其上。
10. 如請求項9所述之輪式訓練器材，其中該手輪具有一輪轂及複數輪輻，該連接機構更包括：一爪盤，具有一容置槽，該容置槽供該輪轂的一轉盤容置於其內；多個固定夾塊，設置在該爪盤的周圍；以及多個活動夾塊，與該些固定夾塊相互鎖固，令該轉盤被限制在該容置槽內且被該些固定夾塊及該些活動夾塊夾持固定。
11. 如請求項9所述之輪式訓練器材，其中該連接機構具有一主動軸，該主動軸前端為一嵌槽結構，該從動軸前端為一嵌塊結構，該從動軸的該嵌塊結構係組入於該主動軸的該嵌槽結構內，以一樞軸將該主動軸與該從動軸相互樞接。
12. 如請求項9所述之輪式訓練器材，其中更包括一控制裝置，該控制裝置包括：一感測器，用以偵測該手輪的作動狀態而對應發出一感測訊息；一警示器，用以接收該感測訊息，並依據該感測訊息而對應發出一警示訊息；以及一顯示器，用以接收該感測訊息並顯示於其上。