TWI720836B

TWI720836B - 無動力源之步行及登高輔助裝置

Info

Publication number: TWI720836B
Application number: TW109107494A
Authority: TW
Inventors: 周煥銘; 松浩王
Original assignee: 崑山科技大學
Priority date: 2020-03-06
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2021-03-01
Also published as: TW202133828A

Abstract

本發明關於一種無動力源之步行及登高輔助裝置，包含：一固定單元；一導引單元，係固定於該支撐板上，該導引單元上係設有一限位件；一牽引件，包含有一第一拉繩及一第二拉繩，該第一拉繩及該第二拉繩則通過該限位件而各自拉動，該第一拉繩的一端設有一右束環，另一端則設有一該左把手，該第二拉繩的一端設有一左束環，另一端則設有一右把手。藉由輪流的向後擺動左手輔助抬起右腿，及向後擺動右手輔助抬起左腿，藉以無需使用任何的外接動力，即能省力的步行或登高。

Description

無動力源之步行及登高輔助裝置

本發明係有關於一種無需使用任何的外接動力，即能省力的步行或登高之無動力輔助裝置。

隨著社會文明程度以及健身保健意識的提高，而且人口老化日趨嚴重，更多類型的健身器材，登山輔具以及康復、物理治療輔具之需求越來越多。例如老人在登山健身時常常會感到體力不支，其原因是由於抬腿消耗的能量過大所致。

因此有中華民國105年11月16日所公開之發明第201639533號「互動式外骨骼膝關節機器系統」專利案，其係揭露：一種用於對使用者進行步態訓練的互動式外骨骼膝關節機器系統，包括：一外骨骼框架，在單側與大腿和小腿連接；一運動感測器；至少一力感測器；一電動機；一機械式鎖禁系統；一控制箱；和用於整合電動機和同步鎖禁的控制演算法。用於通過移動膝關節或在膝關節提供助力對使用者的移動提供動力輔助。

惟該專利前案的整體構造較為精密且複雜，容易故障、損壞，且維修不易。而且整體重量較重，對於老年人或行動不便的使用者，會造成步行或登高時的負擔。又價格昂貴，使其不易普及化。

又有中華民國101年7月21日所公告之新型第M433864號「人體四肢伸展輔具及人體四肢伸展輔助用的服飾」專利案，其係揭露：固定於人體軀幹及四肢上或固定於外覆在人體軀幹及四肢外部的服飾上，並且用以輔助四肢伸展。該伸展輔具包含：一或多條彈力懸吊帶；一第一固定件，設置於該彈力懸吊帶的一端，並固定於與人體四肢之末端部位相對應的位置上；一第二固定件，設置於該彈力懸吊帶的另一端，並固定於與人體軀幹部位相對應的位置上，其中該第一固定件與該第二固定件分別具有一或多個與該彈力懸吊帶連接的固定點；以及一或多個彈力調節裝置，設置於該第一固定件之該固定點及/或該第二固定件之該固定點上，用以調節該彈力懸吊帶之彈力。其中，藉由該彈力懸吊帶自身之彈力以作為四肢之重量補償。

該專利前案主要係利用人體四肢伸展下垂時之重力位能儲存為彈力位能，並於欲抬舉四肢時釋放該彈力位能以補助四肢之抬舉。惟其並無法用於輔助使用者步行或登高時之省力作用。

另有西元2013年12月4日所中國大陸所公告之實用新型第CN203315287號「偏癱病人輔助行走鍛煉器」專利案，其係揭露：包括踏板，所述踏板的形狀與腳底的形狀一致，踏板的後端設有限位板，踏板的側邊設有多條牽引繩，牽引繩的上端連接有拉環。該踏板可支撐病人的足底，踏板的後端設有限位板，可對足跟部進行限位，病人可通過牽拉牽引繩對足部進行調整、固定；牽引繩為三條，其中兩條牽引繩對稱固定在踏板腳掌部位的兩側，另一條牽引繩固定在踏板的後端，能夠分別對腳掌的兩側和後跟部施力，固定效果更好；拉繩和每根牽引繩上都設有調節扣，患者可根據需要調整拉繩和牽引繩的長度，使用十分方便。

該專利前案係用於病人的復健之用，並無法輔助使用者步行或登高時之省力作用。

爰此，有鑑於目前所使用的步行或登高輔助裝置具有上述之缺點。故本發明提供一種無動力源之步行及登高輔助裝置，包含有：一固定單元；一導引單元，係固定於該支撐板上，該導引單元上係設有一限位件；一牽引件，至少設有一拉繩，該拉繩係通過該限位件而拉動，該拉繩的一端設有一束環，另一端則設有一把手。

上述限位件設有一滑輪，該拉繩係通過該滑輪。

上述限位件設有一通孔，該拉繩係通過該通孔。

上述拉繩包含有一第一拉繩及一第二拉繩，該第一拉繩及該第二拉繩則通過該限位件而各自拉動，該束環包含有一右束環及一左束環，該把手包含有一左把手及一右把手，該第一拉繩的一端設有該右束環，另一端則設有該左把手，該第二拉繩的一端設有該左束環，另一端則設有該右把手。

上述固定單元係包含有一支撐板、一護板及一束緊元件，該束緊元件係包含二束緊帶，該二束緊帶的一端固定於該支撐板，另一端則固定於該護板。

上述至少一該束緊帶係設為可分離的二段式帶體，該二帶體相向的端部分別設有一公黏扣帶及一母黏扣帶，以供互相黏扣或解扣。

上述至少一該束緊帶係設為可分離的二段式帶體，該二帶體相向的端部分別設有公、母扣夾或公、母鈕扣，以供互相扣合或解扣。

上述限位件係包含有一第一滑輪及一第二滑輪，該第一拉繩係通過該第一滑輪，該第二拉繩則通過該第二滑輪。

上述第一滑輪及該第二滑輪係互呈一夾角而設置。

上述限位件係包含有一第一通孔及一第二通孔，該第一拉繩係通過該第一通孔，該第二拉繩則通過該第二通孔。

上述技術特徵具有下列之優點：

1.整體的構造相當的精簡，完全不需要使用任何的外接動力予以驅動，故重量相當輕，不會造成使用者於步行或登高時的負擔。

2.造價相當低，使用上可靠度高、故障少、容易維持及使用壽命長，因此容易普及化的推廣使用。

3.可以有效的輔助抬腿動作，以減少行走或登高時抬腿的負擔，使得行走、爬樓及登山時更加輕鬆，並可大幅提昇步行及登高的效率，減少抬腿時消耗的能量，藉以能走的更遠及爬的更高。

4.拉繩係透過滑輪或通孔滑動，可以減少摩擦阻力，使其移動時更為順暢，不會造成力量傳遞的阻礙，可幫助使用者省力的輪流抬起雙腿，以達到輔助步行或登高之功能。

5.利用支撐板及護板，可以前後的支撐及保護使用者的腰部，使其保持直立的姿勢，有助於步行或登高時姿勢的矯正。

6.進一步可以成為部分腿疾人士或中風後半身不遂的病患，做為平時復健訓練使用，並且同時可以對於雙手進行鍛鍊，藉以增加手部的肌力及肌耐力。

1:固定單元

11:支撐板

12:護板

13:束緊元件

131、132:束緊帶

133:公黏扣帶

134:母黏扣帶

2:導引單元

21:限位件

211:第一滑輪

212:第二滑輪

213:第一通孔

214:第二通孔

3:牽引件

31:第一拉繩

311:右束環

312:左把手

32:第二拉繩

321:左束環

322:右把手

A:使用者

[第一圖]係為本發明實施例之立體外觀圖。

[第二圖]係為本發明實施例限位件之部分放大示意圖。

[第三圖]係為本發明實施例穿套於使用者身上之示意圖。

[第四圖]係為本發明實施例向後擺動左手及抬起右腿之使用示意圖。

[第五圖]係為本發明實施例向後擺動右手及抬起左腿之使用示意圖。

[第六圖]係為本發明另一實施例限位件之部分放大示意圖。

請參閱第一圖所示，本發明第一實施係包含有：固定單元1、導引單元2及牽引件3，其中：

固定單元1，其係包含有一支撐板11、一護板12及一束緊元件13。該束緊元件13係包含二束緊帶131、132，該二束緊帶131、132的一端係分別固定於該支撐板11，另一端則分別固定於該護板12，利用該二束緊帶131、132與該支撐板11、該護板12構成一圈狀。又該二束緊帶131、132係設為可分離的二段式帶體，該二帶體相向的端部分別設有一公黏扣帶133及一母黏扣帶134，利用該公黏扣帶133及該母黏扣帶134可以互相黏扣或解扣，得以將該固定單元1固定於一使用者之腰部位置或將其取下。本發明除了上述的公、母黏扣帶構造以外，亦可採用公、母扣夾或公、母鈕扣的扣合構造，係相同可以達到固定的作用。

導引單元2，其係固定於該支撐板11上。該導引單元2係設為一桿狀，其前端設有一限位件21，該限位件21係包含有一第一滑輪211及一第二滑輪212〔如第二圖所示〕，該第一滑輪211及該第二滑輪212係互呈一夾角而設置。

牽引件3，係包含有互相交叉拉動的一第一拉繩31及一第二拉繩32。該第一拉繩31係通過該第一滑輪211，該第二拉繩32則通過該第二滑輪212，係可各自拉動該第一拉繩31、該第二拉繩32，使其分別透過該第一滑輪211、該第二滑輪212而各自滑動。該第一拉繩31的一端設有一右束環311，另一端則設有一左把手312。該第二拉繩32的一端設有一左束環321，另一端則設有一右把手322。

使用時，如第一圖及第三圖所示，係將該固定單元1予以穿套於一使用者A的身上，並將該支撐板11貼合於該使用者A的腹部位置，然後將該護板12貼合於該使用者A背後的腰部位置。該二束緊帶131、132則環繞於該使用者A的腰部，再將該二束緊帶131、132之該公黏扣帶133及一母黏扣帶134予以互相黏扣，藉以將該固定單元1固定於該使用者A之腰部位置。並將該第一拉繩31一端的該右束環311，將其套結於該使用者A的該右腿位置，再以左手握持住該第一拉繩31另一端的該左把手312。而該第二拉繩32一端的該左束環321，則將其套結於該使用者A的該左腿位置，並以右手握持住該第二拉繩32另一端的該右把手322，如此，則可開始準備步行或登高。

開始步行或登高時，如第四圖所示，當該使用者A向後擺動左手及抬起右腿時，利用該左手握持該左把手312向上移動時，係可經由該第一拉繩31同步拉動該右束環311，透過該第一拉繩31傳遞左手向後擺動時的拉力，而藉由該右束環311受力後，予以輔助該右腿向上抬起的力量，同時利用該第一拉繩31透過該第一滑輪211滑動時，可以減少摩擦阻力，使其移動更順暢，而不會造成力量傳遞時的阻礙，可幫助使用者省力的抬起右腿，以達到輔助步行或登高之功能。

如第五圖所示，當該使用者A換由向後擺動右手及抬起左腿時，利用該右手握持該右把手322向上移動時，係可經由該第二拉繩32同步拉動該左束環321，透過該第二拉繩32傳遞右手向後擺動時的拉力，而藉由該左束環321受力後，予以輔助該左腿向上抬起的力量，同時利用該第二拉繩32透過該第二滑輪212滑動時，可以減少摩擦阻力，使其移動更順暢，而不會造成力量傳遞時的阻礙，可幫助使用者省力的抬起左腿，以達到輔助步行或登高之功能。

如此，藉由上述順序輪流的以左手輔助抬起右腿及右手輔助抬起左腿，藉以能省力的步行或登高。同時也可以對於雙手進行鍛鍊，藉以增加手部的肌力及肌耐力。並且利用該支撐板11及該護板12，可以前後的支撐及扶正該使用者A的腰部，使其保持直立的姿勢，以有助於步行或登高時姿勢的矯正。

根據研究證明人類在行走時，很大一部分能量是消耗在抬腿動作之上，特別是登高(爬樓/登山)時此效應更是明顯，這是因為登高時抬腿的幅度遠大於平面行走。因此有效輔助抬腿動作，將可減少行走或登高時抬腿的負擔，使得爬樓及登山時更加輕鬆。本發明不需使用任何的驅動裝置，並配合簡單、輕盈的構造，在步行及登高時，利用擺動雙手分別輔助抬腿的動作，可以有效減少步行或登高時抬腳的負擔，不僅將大幅提昇步行及登高的效率，減少抬腿時消耗的能量，可以走的更遠及爬的更高，而達到完全無動力輔助步行及登高之功能。而且還可訓練使用者的手腳協調能力，並且做為平價的健身運動器材使用，故可以大量的普及化。

本發明進一步可供部分腿疾人士或中風後半身不遂的病患，做為平時復健訓練使用。此時該牽引件3只需要設有該第一拉繩31或該第二拉繩32的其中一組即可。可根據病患需要復健的部位〔右半身或左半身〕而選擇該第一拉繩31或該第二拉繩32。例如需要復健右腿時，只需要選擇該第一拉繩31，藉以拉動該右束環311，透過該第一拉繩31傳遞拉力，予以輔助該右腿向上抬起的力量。如果需要復健左腿時，只需要選擇該第二拉繩32，藉以拉動該左束環321，透過該第二拉繩32傳遞拉力，予以輔助該左腿向上抬起的力量。故本發明亦可只需設置一組拉繩即可實施。

本發明另一實施例，如六圖所示，本實施例與上述實施例之構造相同，惟一的差異僅在於該導引單元2之該限位件21上分別設有一第一通孔213及一第二通孔214，藉以取代該第一滑輪211及該第二滑輪212之作用。利用該第一拉繩31係通過該第一通孔213，該第二拉繩32則通過該第二通孔214，係可各自拉動該第一拉繩31、該第二拉繩32，使其可以分別透過該第一通孔213、該第二通孔214而各自滑動，係可減少摩擦阻力，使其移動更順暢，而不會造成力量傳遞時的阻礙，同樣可以幫助使用者省力的抬起右腳及左腳，以達到輔助步行或登高之功能。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。