TWI626068B - Arm strength training rehabilitation equipment - Google Patents

Arm strength training rehabilitation equipment Download PDF

Info

Publication number
TWI626068B
TWI626068B TW105138905A TW105138905A TWI626068B TW I626068 B TWI626068 B TW I626068B TW 105138905 A TW105138905 A TW 105138905A TW 105138905 A TW105138905 A TW 105138905A TW I626068 B TWI626068 B TW I626068B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
force sensing
variable resistance
force
arm
grip
Prior art date
Application number
TW105138905A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201718053A (zh
Inventor
蕭耀榮
楊惇灝
石明正
陳冠廷
黃正賢
林育如
Original Assignee
國立臺北科技大學
National Taipei University Of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 國立臺北科技大學, National Taipei University Of Technology filed Critical 國立臺北科技大學
Publication of TW201718053A publication Critical patent/TW201718053A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI626068B publication Critical patent/TWI626068B/zh

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0087—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B1/00—Horizontal bars
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/00058—Mechanical means for varying the resistance
    • A63B21/00069—Setting or adjusting the resistance level; Compensating for a preload prior to use, e.g. changing length of resistance or adjusting a valve
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/005—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/005—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters
    • A63B21/0058—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters using motors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/008—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using hydraulic or pneumatic force-resisters
    • A63B21/0084—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using hydraulic or pneumatic force-resisters by moving the surrounding water
    • A63B21/00845—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using hydraulic or pneumatic force-resisters by moving the surrounding water using electrorheological or magnetorheological fluids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/15—Arrangements for force transmissions
    • A63B21/159—Using levers for transmitting forces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/16—Supports for anchoring force-resisters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/40—Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4027—Specific exercise interfaces
    • A63B21/4033—Handles, pedals, bars or platforms
    • A63B21/4035—Handles, pedals, bars or platforms for operation by hand
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/40—Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4041—Interfaces with the user related to strength training; Details thereof characterised by the movements of the interface
    • A63B21/4049—Rotational movement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/12—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/12—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles
    • A63B23/1281—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles primarily by articulating the elbow joint
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
    • A63B71/0622—Visual, audio or audio-visual systems for entertaining, instructing or motivating the user
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0274—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the upper limbs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
    • A63B71/0622—Visual, audio or audio-visual systems for entertaining, instructing or motivating the user
    • A63B2071/0625—Emitting sound, noise or music
    • A63B2071/0627—Emitting sound, noise or music when used improperly, e.g. by giving a warning
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2209/00—Characteristics of used materials
    • A63B2209/08—Characteristics of used materials magnetic
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/10—Positions
    • A63B2220/16—Angular positions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/17—Counting, e.g. counting periodical movements, revolutions or cycles, or including further data processing to determine distances or speed
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/50—Force related parameters
    • A63B2220/51—Force
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
    • A63B2220/83—Special sensors, transducers or devices therefor characterised by the position of the sensor
    • A63B2220/833—Sensors arranged on the exercise apparatus or sports implement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2225/00—Miscellaneous features of sport apparatus, devices or equipment
    • A63B2225/09—Adjustable dimensions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2225/00—Miscellaneous features of sport apparatus, devices or equipment
    • A63B2225/20—Miscellaneous features of sport apparatus, devices or equipment with means for remote communication, e.g. internet or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2225/00—Miscellaneous features of sport apparatus, devices or equipment
    • A63B2225/50—Wireless data transmission, e.g. by radio transmitters or telemetry

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

本發明為一種手臂肌力訓練復健器材，其包含有一本體、一角度計、一手把、一力傳感裝置及一主控單元，該本體包含有一外殼及一可變式阻力裝置，該可變式阻力裝置設置於該外殼內，該角度計設於該可變式阻力裝置上，該手把可樞轉設置於該可變式阻力裝置上，且該手把包含一懸臂及一握把支架，該力傳感裝置設置於該手把的握把支架上，該主控單元與該可變式阻力裝置、該角度計及該力傳感裝置電連接，以接收該角度訊號及該力感測訊號，並依據該角度訊號及該力感測訊號控制該可變式阻力裝置的阻力大小；由於本發明將力傳感裝置設置在手把上，可避免測量時間延遲並提升測量精準度。

Description

手臂肌力訓練復健器材
本發明係關於一種肌力訓練器材，尤其是關於一種手臂肌力訓練復健器材。
傳統的肌力訓練器材或是復健器材，主要利用懸掛重物作為阻力的來源，而近年已發展出利用磁流變液技術的肌力訓練或復健器材，其可藉由電流大小來控制阻力輸出的大小，此一技術使得肌力訓練器材及復健器材的體積及整機重量減少許多。
當肌力訓練器材或復健器材已經可利用電流調整阻力時，其帶來的優點除了縮小體積與減少整機重量以外，亦可以利用自動重量控制的機制來減少使用者訓練或復健時造成的傷害，因此現有利用可變阻力來源的訓練器材或復健器材多會配設力傳感器來偵測使用者施力的狀況，並依據其施力狀況來控制阻力輸出，例如，現有一種手臂復健器材是以磁流變液作為阻力輸出裝置，且其於阻力輸出裝置上設置有力傳感器，用以偵測阻力輸出及使用者的操作狀況，並由主控器依力傳感器檢測到的數值調整磁流變液裝置的輸出阻力，如此即可配合各種不同的運用。
然而，由於現有手臂復健器材是將力傳感器設置於阻力輸出裝置，其測量到阻力輸出裝置的轉矩大小，並不一定等於使用者所施予拉動手臂復健器材手把的力量，因此於測量上有相當的誤差，精準度低，再 者，使用者施與手把拉力之後必須經過阻力器開始轉動才能被力傳感器測得數據，也有時間延遲的誤差，使其應用範圍大幅受限，除此之外，由於力傳感器設置於阻力輸出裝置上，加上其精準度較低，設備出廠時，需要拆開整機進行校準，使用一段時間之後的重新校準也需拆開整機，其校準及維護的工序複雜，因此，現有手臂復健器材仍須改良。
有鑒於現有手臂復健器材測量使用者施力有時間延遲、精準度較低且硬體校準不易的技術缺陷，本發明提出一種手臂肌力訓練復健器材，可避免時間延遲且提高測量精準度，並可提升硬體校準的便利性。
為達上述目的所採用的技術手段係令該手臂肌力訓練復健器材包含有：一本體，其包含有一外殼及一可變式阻力裝置，該可變式阻力裝置設置於該外殼內；一手把，其包含有一懸臂及一握把支架，該懸臂樞設於該可變式阻力裝置上；一角度計，係設於該可變式阻力裝置上，以檢測該手把相對可變式阻力裝置樞轉角度，並輸出一角度訊號；一力傳感裝置，其設置於該手把的握把支架上，並輸出一力感測訊號；一主控單元，其與該可變式阻力裝置、該角度計及該力傳感裝置電連接，以接收該角度訊號及該力感測訊號，並依據該角度訊號及該力感測訊號控制該可變式阻力裝置的阻力大小。
由於本發明手臂肌力訓練復健器材的力傳感裝置是設置在手把的握把支架上，直接檢測使用者手部施力，避免量測時間延遲的問題， 且直接測量使用者手部施力大小可提升精準度，而產品出廠校準時，可直接在手把調整力傳感裝置，不需拆裝整機，校準工作較為方便。
而在應用方面，主控單元可配合酌量減重程序，於力傳感裝置檢測使用者有施力，但角度計於一固定時間內不再增加時，即判斷使用者不堪負荷目前重量，進而控制該可變式阻力裝置減小阻力，另外，由於本發明手臂肌力訓練復健器材的力傳感器是設置在手把的握把支架上，故可用來直接作為檢測使用者握力的設備，可作為其他不同用途的復健器材，其應用範圍更為廣泛。
10‧‧‧本體
11‧‧‧外殼
12‧‧‧可變式阻力裝置
20‧‧‧手把
21‧‧‧懸臂
211‧‧‧第一懸臂
212‧‧‧第二懸臂
213‧‧‧固定栓
22、22’‧‧‧握把支架
30‧‧‧角度計
40‧‧‧力傳感裝置
41‧‧‧力傳感器
411‧‧‧壓力檢測桿
42‧‧‧滑動桿
421‧‧‧滑動壓板
4211‧‧‧斜角塊
43‧‧‧蓋板
431‧‧‧斜角塊
50‧‧‧主控單元
51‧‧‧數據收集模組
52‧‧‧伺服器
53‧‧‧可程式化電流控制模組
60‧‧‧外套筒
70‧‧‧外套筒
71‧‧‧磁鐵片
72‧‧‧磁鐵包覆層
721‧‧‧導磁部
722‧‧‧隔磁部
73‧‧‧磁流變液層
74‧‧‧軟質包覆層
80‧‧‧力傳感裝置
81‧‧‧力傳感器
82‧‧‧軟質握把
83、83’‧‧‧磁流變液物質
84‧‧‧電磁線圈
91‧‧‧手靠墊
92‧‧‧顯示螢幕
93‧‧‧固定器
第1圖：為本發明之一立體示意圖。
第2圖：為第1圖另一視角之立體示意圖。
第3圖：為本發明之電路功能方塊示意圖。
第4圖：為第1圖局部分解之立體示意圖。
第5圖：為第1圖局部剖面之示意圖。
第6圖：為第1圖另一角度之局部剖面示意圖。
第7圖：為第6圖另一使用示意圖。
第8圖：為第6圖另一較佳實施例之局部剖面示意圖。
第9圖：為第6圖再一較佳實施例之局部剖面示意圖。
第10圖：為第6圖又一較佳實施例之局部剖面示意圖。
第11圖：為本發明另一較佳實施例立體示意圖。
請參閱第1圖至第4圖本發明手臂肌力訓練復健器材包含有：一本體10，其包含有一外殼11及一可變式阻力裝置12，該可變式阻力裝置12設置於該外殼11內，於本實施例中，本體可視可變式阻力器12的種類而進一步設置齒輪組，其詳細技術於後段說明；一手把20，其包含有一懸臂21及一握把支架22，該懸臂21樞設於該可變式阻力裝置12上；一角度計30，係設於該可變式阻力裝置12上，以檢測該手把20相對可變式阻力裝置12樞轉角度，並輸出一角度訊號，於本實施例中，可變式阻力裝置12設有減速齒輪組，角度計30係設置於減速齒輪組上，若不設置減速齒輪組者，該角度計30可直接設置於可變式阻力裝置12樞轉軸心上；一力傳感裝置40，其設置於該手把20的握把支架22上，並輸出一力感測訊號；一主控單元50，其與該可變式阻力裝置12、該角度計30及該力傳感裝置電40連接，以接收該角度訊號及該力感測訊號，並依據該角度訊號及該力感測訊號控制該可變式阻力裝置12的阻力大小。
本發明利用力傳感裝置設於手把握把支架上的設計，可直接檢測使用者手部施力，得以避免量測時間延遲的問題，且直接測量使用者手部施力大小也可提升精準度，並且可以配合各種不同的施力量測，以下進一步說明。
以下僅進一步說明手把的詳細結構，請進一步參閱第5圖，為進一步提供手把20伸縮的功能，於本實施例中，該懸臂21包含一第一臂部211及一第二臂部212，該第一臂部211係設置於該可變式阻力裝置12上，該手把支架22形成於該第二臂部212上，該第二臂部212係滑設於該第一臂部 211之一端，並以一固定栓213固定該第一及第二臂部211、212，如此，即可藉由第一、二臂部的滑動調整該懸臂的長度，並以該固定栓相對固定該第一、第二臂部，達到調整懸臂長度的功能。
請進一步配合參閱第6圖，以下進一步說明上述力傳感裝置40之詳細結構，該力傳感裝置包含有一力傳感器41、一滑動桿42及一組蓋板43，該力傳感器41檢測受外部擠壓之力，並輸出該力感測訊號，該滑動桿42設置於該手把20的握把支架22內，並抵止於該力傳感器41，該組蓋板43蓋設於該滑動桿42外，於受到使用者施予推向滑動桿42之壓力後，推動該滑動桿42擠壓該力傳感器41，於本實施例中，該力傳感器具41有一壓力檢測桿411的壓力檢測桿411，該滑動桿42則抵止於力傳感器41的壓力檢測桿411上，但不以此為限，若所採用力傳感器以其他部件檢測壓力者，則該滑動桿抵止於力傳感器檢測外部壓力的構件上。
上述蓋板推動滑動桿的機構設計，於本實施例中，是於該滑動桿42上固設一滑動壓板421，該滑動壓板上形成有複數斜角塊4211，該組蓋板43對應該滑動壓板421處形成有對應的斜角塊431，並抵止於該滑動壓板421的斜角塊4211上，以於受到壓力後推動該滑動壓板421，使該滑動桿42擠壓該力傳感器41的壓力檢測桿411。
上述手把的力傳感裝置所測量到的外部施力，可分別測量使用者的握力及拉動手把的拉力：當使用者緊握該手把的握把支架22時，將如第7圖所示，直接將該組蓋板43向內擠壓，推動該滑動桿擠壓該力傳感器的壓力檢測桿，藉此，該力傳感器便可檢測到使用者手握手把的握力；而當使用者向上拉動該手把時，則如第6圖所示，該組蓋板43將會由下往上擠 壓該滑動桿42，使得滑動桿42擠壓力傳感器41的壓力檢測桿411，此時力傳感器41即測得使用者的拉力。
由於本發明手臂肌力訓練復健器材將力傳感裝置40設置於手把，加上上述可測量拉力及握力之設計，故具有較廣泛的應用範圍，當使用者不拉動該手把，而僅緊握該手把時，該力傳感裝置設置即可測得使用者握力，將本發明用於復健器材，可進一步用來量測、訓練使用者的握力，而測量拉力時，要避免握力影響測量精準度時，可如第8圖所示進一步於該手把外部套設一剛性材質之外套筒60，便可隔絕使用者緊握手把的握力，僅能透過拉動該手把，使外套筒擠壓該組蓋板，此時，即可專用於測量使用者拉動手把的拉力。
除測量拉力與握力以外，由於本發明手臂肌力訓練復健器材將力傳感裝置設計於手把上，又可作為指力復健的器材，使用上可配合以一拉條一端固定於手腕或手掌，另一端固定於食指(或任一隻手指)，並以拉條鉤扣於手把的力傳感裝置40上，以手指拉勾條使勾條帶動蓋板43的方式測量指力，可用於手指復健。
由於本發明手臂肌力訓練復健器材可測量使用者拉動手把的拉力，以下進一步說明主動單元配合拉力測量可執行一減重程序，係供預設一標準時間及依標準角度，並於該主控單元50接收該力感測訊號及角度訊號後，開始計時該標準時間，若該角度計30輸出的角度訊號於該表準時間內未達到該標準角度，則判定為過重，由該主控單元自動減少該可變式阻力裝置12的阻力，例如，當本發明用於肌力訓練時，可設定標準時間為2秒，標準角度為N度，當使用者無法於2秒內使手把轉動至標準角度時， 則主控單元50減少該可變式阻力裝置12的阻力，如此可避免使用者於訓練過程中受傷。
前述實施力是利用套設剛性材質的外套筒60來選擇測量握力或拉力，使用時必須套上或取下該外套筒60，為進一步提升使用便利性，另一較佳實施例係如第9圖所示，套設一具有磁流變液的外套筒70，該外套筒70包含有一可旋轉的磁鐵片71、一磁鐵包覆層72、一磁流變液層73及一軟質包覆層74，該磁鐵包覆層72包覆該磁鐵片71，且具有一導磁部721及一隔磁部722，該導磁部721為高導磁性的材質，該隔磁部722為低導磁性的材質，該磁流變液層73包覆該磁鐵包覆層72及該力傳感裝置40的蓋板43，且材料為磁流變液材料，該軟質包覆層74包覆於該磁流變液層73外，當使用者要測量握力時，可旋轉該磁鐵片71，使磁極對準隔磁部722，此時，磁力線不通過該磁鐵包覆層72，該磁流變液層73將轉為軟性材質，使用者手握的握力即可直接傳導至該力傳感裝置40的該組蓋板43，而當使用者要測量拉力時，可旋轉該磁鐵片71，使磁極對準該磁鐵包覆層72的導磁部721，磁力線通過磁鐵包覆層72，使得磁流變液層73轉為剛性材質，握力無法傳導至該力傳感裝置40，即轉為量測拉力的模式。
上述磁流變液功能的外套筒係利用磁鐵片與具有隔磁及導磁功能的磁鐵包覆層控制磁流變液層軟化或硬化，亦可利用電磁鐵片或電磁線圈取代磁鐵片71及磁鐵包覆層72。
除上述實施例以外，再請進一步參閱第10圖，於本實施例中，該力傳感裝置80設置於握把支架22’上，且包含有一力傳感器81、一軟質握把82、一填充於軟質握把82內的磁流變液物質83及一組電磁線圈84，該 力傳感器81同樣具有一壓力檢測桿811，該力傳感器81及該軟質握把82設於該握把支架22，且軟質握把82內的磁流變液物質83與該力傳感器81的壓力檢測桿811接觸，該電磁線圈84設於該軟質握把82的內環壁，當電磁線圈通電流時，靠近電磁線圈的磁流變液物質83’變為剛性材質，可阻隔使用者手握軟質握把82的握力，而當使用者拉動手把20時，靠近電磁線圈84的剛硬磁流變液物質83’將擠壓內部軟性的磁流變液物質83，進而擠壓該力傳感器81的壓力檢測桿811，此時即為拉力檢測模式，而當電磁線圈不導電時，所有磁流變液物質83、83’轉變為軟性材質，使用者握軟質握把82的握力即可傳遞至該力傳感器81的壓力檢測桿811，此時為握力檢測模式。
上述僅針對手把上力傳感裝置的設計進行說明，為提升本發明手臂肌力訓練復健器材的使用便利性，亦可進一步增加以下設計。
進一步地，該外殼側壁可設置一手靠墊91，以供使用者放置手肘。
進一步地，該外殼上可設置一顯示螢幕92，該顯示螢幕92與該主控單元50電連接，以顯示使用者拉動次數、力度、操作模式及各種警告標語等。
進一步地，該外殼底部可設置一固定器93，以將手臂肌力訓練復健器材固定於桌面上。
進一步地，該可變式阻力裝置12可設置一組減速齒輪組13，以供將該手把20及該角度計30設置於該減速齒輪組13上，減速齒輪組之使用與否，可視上述可變式阻力裝置12輸出阻力大小而定，若所採用的可變式阻力裝置12輸出阻力較小，則可利用該減速齒輪組13來增加阻力，若所採用 的可變式阻力裝置12輸出阻力較大，則可不需使用減速齒輪組，直接將手把20及該角度計30設置於可變式阻力裝置12的轉軸上即可。
再請進一步配合參閱第11圖，於本實施例中，該手把20包含有二個懸臂21及二個握把支架22，該二懸臂21係與該角度計30一併樞設於該可變式阻力裝置12上，如此可提供使用者以雙手拉動該手把20，提供雙手臂訓練及復健的功能，或該二懸臂21可一者與角度計一併樞設於該可變式阻力裝置12上，另一懸臂21樞設於外殼11(或於可變式阻力裝置12上設置一固定軸心，使該懸臂設置於固定軸心上)上，如此可簡化可變式阻力裝置12與外部結構連結的結構設計，亦可使二懸臂21穩固固定於本體10上。
上述針對本發明手臂肌力訓練復健器材主要機構進行說明，以下僅進一步以第3圖說明本發明的電路，其中，該主控單元50包含有： 一數據收集模組51，係與該角度計30、該力傳感裝置41的力傳感器411及該顯示螢幕92電連接，並將接收的角度訊號及力感測訊號數位化； 一伺服器52，係與該數據收集模組51連接，並接收數位化後的角度訊號及力感測訊號後輸出一阻力控制訊號，於本實施例中，是以電腦主機作為該伺服器52，並以通用序列匯流排(USB)接頭連接該電腦主機，或可利用筆記型電腦、手機或智慧型裝置，並利用通用或專屬的連接線連接該些裝置，亦可利用其他可程式化控制晶片，使整機設置於手臂肌力訓練復健器材內；及 一可程式化電流控制模組53，係與該伺服器52及該可變式阻力裝置12電連接，並依據該阻力控制訊號輸出電流，以控制該可變式阻力裝置12之阻力大小。
進一步地，上述伺服器52可具有wifi或藍芽傳輸的功能，以 與外部智慧型裝置、電腦主機或其他通訊設備進行資料傳輸或遙控控制等。
進一步地，上述可變式阻力裝置可為定扭力輸出的伺服馬達，磁粉式或磁流變液阻力裝置，或可為其他輸出阻力可受到該可程式化電流控制模組輸出電流控制的可變式阻力裝置。
上述本發明手臂肌力訓練復健器材，其直接於手把的握把支架上量測握力及拉力的方式，可提升量測精準度並且避免時間延遲的誤差，且出廠校正及後續維修校正不需拆開整機，減少校準工序，除此之外，本發明亦提供可在手臂肌力訓練或復健的儀器上進一步提供測量手握力、手拉力的功能，並提出實施力配合握力及拉力量測後的減重機制，使得後續可配合其他軟硬體的設計，使肌力訓練及復健訓練具有更廣泛的發展空間。

Claims (14)

  1. 一種手臂肌力訓練復健器材，其包含有：一本體，其包含有一外殼及一可變式阻力裝置，該可變式阻力裝置設置於該外殼內；一角度計，係設於該可變式阻力裝置上，並輸出一角度訊號；一手把，其包含有一懸臂及一握把支架，該懸臂樞設於該可變式阻力裝置上；一角度計，係設於該可變式阻力裝置上，以檢測該手把相對可變式阻力裝置樞轉角度，並輸出一角度訊號；一力傳感裝置，其設置於該手把的握把支架上，並輸出一力感測訊號；及一主控單元，其與該可變式阻力裝置、該角度計及該力傳感裝置電連接，以接收該角度訊號及該力感測訊號，並依據該角度訊號及該力感測訊號控制該可變式阻力裝置的阻力大小。
  2. 如請求項1所述的手臂肌力訓練復健器材，該力傳感裝置包含有：一力傳感器，其設置於手把的握把支架內，以檢測受外部擠壓之力，並輸出該力感測訊號；一滑動桿，其設置於該手把的握把支架內，並抵止於該力傳感器上；及一組蓋板，其蓋設於該滑動桿外，以推動該滑動桿擠壓該力傳感器。
  3. 如請求項2所述的手臂肌力訓練復健器材，該滑動桿上固設有一滑動壓板，該滑動壓板上具有複數斜角塊，該組蓋板對應該滑動壓板處形成有對應的斜角塊，並抵止於該滑動壓板的斜角塊上，以於受到壓力後推動該滑動壓板，使該滑動桿擠壓該力傳感器。
  4. 如請求項3所述的手臂肌力訓練復健器材，該組蓋板與該手把的握把支架之間設置有彈性壓條。
  5. 如請求項2至4中任一項所述的手臂肌力訓練復健器材，該力傳感裝置的蓋板外進一步套設有一外套筒，該外套筒為剛性材質。
  6. 如請求項2至4中任一項所述的手臂肌力訓練復健器材，該力傳感裝置的蓋板外進一步套設有一外套筒，該外套筒包含有：一可旋轉的磁鐵片；一磁鐵包覆層，其包覆該磁鐵片，且具有一導磁部及一隔磁部；一磁流變液層，其包覆該磁鐵包覆層及該力傳感裝置的蓋板，且材料為磁流變液材料；及一軟質包覆層，其包覆於該磁流變液層外。
  7. 如請求項2至4中任一項所述的手臂肌力訓練復健器材，該力傳感裝置的蓋板外進一步套設有一外套筒，該外套筒包含有：一電磁鐵片；一磁流變液層，其包覆該電磁鐵片及該力傳感裝置的蓋板，且材料為磁流變液材料；及一軟質包覆層，其包覆於該磁流變液層外。
  8. 如請求項1所述的手臂肌力訓練復健器材，該力傳感裝置包含有：一力傳感器，其設於手把的握把支架內；一軟質握把，設於該握把支架上；一磁流變液物質，其填充於軟質握把內，並與該力傳感器接觸；及一組電磁線圈，其設於該軟質握把的內環壁。
  9. 如請求項1至4中任一項所述的手臂肌力訓練復健器材，該外殼側壁面進一步設置有一手靠墊。
  10. 如請求項1至4中任一項所述的手臂肌力訓練復健器材，該外殼上設置有一顯示螢幕，該顯示螢幕與該主控單元電連接。
  11. 如請求項1至4中任一項所述的手臂肌力訓練復健器材，該可變式阻力裝置設有一組減速齒輪組，該手把係設置於該減速齒輪組上，該角度計設置於可變式阻力裝置的減速齒輪組上。
  12. 如請求項1至4中任一項所述的手臂肌力訓練復健器材，該懸臂包含一第一臂部及一第二臂部，該第一臂部係設置於該可變式阻力裝置上，該握把支架形成於該第二臂部上，該第二臂部係滑設於該第一臂部之一端，並以一固定栓固定該第一及第二臂部。
  13. 如請求項10所述的手臂肌力訓練復健器材，該主控單元包含有：一數據收集模組，係與該角度計、該力傳感裝置及該顯示螢幕電連接，並將接收的角度訊號及力感測訊號數位化；一伺服器，係與該數據收集模組連接，並接收數位化後的角度訊號及力感測訊號後輸出一阻力控制訊號；及一可程式化電流控制模組，係與該伺服器及該可變式阻力裝置電連接，並依據該阻力控制訊號輸出電流，以控制該可變式阻力裝置之阻力大小。
  14. 如請求項1至4中任一項所述的手臂肌力訓練復健器材，該手把包含有二個懸臂及二個握把支架，該二懸臂係可樞轉設置於該可變式阻力裝置上。
TW105138905A 2015-11-27 2016-11-25 Arm strength training rehabilitation equipment TWI626068B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562260346P 2015-11-27 2015-11-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201718053A TW201718053A (zh) 2017-06-01
TWI626068B true TWI626068B (zh) 2018-06-11

Family

ID=58763039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105138905A TWI626068B (zh) 2015-11-27 2016-11-25 Arm strength training rehabilitation equipment

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10881902B2 (zh)
CN (1) CN108472532B (zh)
TW (1) TWI626068B (zh)
WO (1) WO2017088836A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10688337B2 (en) * 2010-02-03 2020-06-23 Isoped, Incorporated Exercise device with port
CN208626529U (zh) * 2018-04-25 2019-03-22 北京力泰克科技有限公司 前臂关节训练适配件及前臂康复训练设备
CN109925677A (zh) * 2019-03-28 2019-06-25 安徽中科裕田智能科技有限公司 一种智能化上肢肌肉力量超等长训练设备
CN111067760B (zh) * 2019-12-31 2022-11-08 上海机器人产业技术研究院有限公司 一种基于全向移动平台的上肢康复训练机器人
US11400341B2 (en) * 2020-09-04 2022-08-02 Everlast Worldwide, Inc. Hand grip exerciser
USD966444S1 (en) 2020-09-04 2022-10-11 Everlast Worldwide, Inc. Hand grip exerciser
EP4228771A1 (en) * 2020-10-19 2023-08-23 Tonal Systems, Inc. Exercise machine with retractable arm
CN112370716B (zh) * 2020-11-27 2024-09-10 广州视源电子科技股份有限公司 一种力量训练机螺旋绕线装置及力量训练机
CN113244579B (zh) * 2021-05-25 2024-01-19 数智引力(厦门)运动科技有限公司 一种力臂角度调节机构及智能健身魔镜

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM300548U (en) * 2006-03-08 2006-11-11 Teamchang Internat Co Shoulder and arm trainer
US20070137307A1 (en) * 2005-12-09 2007-06-21 Gruben Kreg G Electromechanical force-magnitude, force-angle sensor
TWM354440U (en) * 2008-12-05 2009-04-11 Cycling & Amp Health Tech Industry R & Amp D Ct Upper limb training device
TWM411959U (en) * 2011-01-20 2011-09-21 Teamchang Internat Co Shoulder and arm trainer
CN102772287A (zh) * 2012-08-10 2012-11-14 上海应用技术学院 磁流变液阻尼式人体肌力康复仪
US20130303341A1 (en) * 2010-11-29 2013-11-14 Johannes Dominicus Schröer Apparatus For Physical Exercise

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6113562A (en) * 1998-06-01 2000-09-05 Peter M. Bonutti Shoulder orthosis
GB0120598D0 (en) * 2001-08-24 2001-10-17 Rice Michael J P A handlebar assembly
ITRA20050030A1 (it) * 2005-08-03 2007-02-04 Technogym Spa Macchina ginnica
US9011291B2 (en) * 2011-04-14 2015-04-21 Precor Incorporated Exercise device path traces
US9358173B2 (en) * 2008-05-09 2016-06-07 National Taiwan University Rehabilitation and training apparatus and method of controlling the same
TWI552743B (zh) * 2013-12-19 2016-10-11 Hiwin Tech Corp Inductive force feedback mechanism
US10195097B1 (en) * 2017-01-13 2019-02-05 Gaetano Cimo Neuromuscular plasticity apparatus and method using same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070137307A1 (en) * 2005-12-09 2007-06-21 Gruben Kreg G Electromechanical force-magnitude, force-angle sensor
TWM300548U (en) * 2006-03-08 2006-11-11 Teamchang Internat Co Shoulder and arm trainer
TWM354440U (en) * 2008-12-05 2009-04-11 Cycling & Amp Health Tech Industry R & Amp D Ct Upper limb training device
US20130303341A1 (en) * 2010-11-29 2013-11-14 Johannes Dominicus Schröer Apparatus For Physical Exercise
TWM411959U (en) * 2011-01-20 2011-09-21 Teamchang Internat Co Shoulder and arm trainer
CN102772287A (zh) * 2012-08-10 2012-11-14 上海应用技术学院 磁流变液阻尼式人体肌力康复仪

Also Published As

Publication number Publication date
CN108472532B (zh) 2020-05-01
CN108472532A (zh) 2018-08-31
TW201718053A (zh) 2017-06-01
US10881902B2 (en) 2021-01-05
US20180345074A1 (en) 2018-12-06
WO2017088836A1 (zh) 2017-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI626068B (zh) Arm strength training rehabilitation equipment
CN105009185B (zh) 用于手术模拟系统的触觉用户界面装置
US9757080B2 (en) Radiographic system and control method thereof
US20150015476A1 (en) Handheld computing platform with integrated pressure sensor and associated methods of use
EP2849857B1 (en) A sensor unit for quantification of physical training with rubber band
TWI659200B (zh) 運動器材設備力道量測系統
KR101479017B1 (ko) 자전거용 페달 및 이를 포함하는 자전거 운동 시스템
CN207816975U (zh) 一种急诊内科临床检查装置
JP2005503229A5 (zh)
CN103954456A (zh) 汽车手动玻璃升降检测装置
TWI542381B (zh) Torque adjustment detection system
TWM435942U (zh)
CN108367188B (zh) 具有双边锁定功能的使用者介面的固定式重量训练设备
CN111939525A (zh) 一种等速肌力训练系统及其控制方法
CN214579854U (zh) 一种新型仪器仪表检测装置
CN212327324U (zh) 一种等速肌力训练系统
CN201505134U (zh) 医用关节角度测量装置
CN207600425U (zh) 一种防滑型拉绳式位移传感器
CN101219059A (zh) 一种新型人体身高测量仪
CN203059715U (zh) 数显人体测力计
CN2702308Y (zh) 磁性铁含量测定仪
CN103512643A (zh) 一种无线体重电子秤
CN216535290U (zh) 一种淋巴水肿测量尺
CN219440595U (zh) 一种智能握力计
CN210180561U (zh) 导体在线温度测试控制设备

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees