申请/专利权人：合肥工业大学

申请日：2019-07-31

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN110339532B

主分类号：A63B23/04

分类号：A63B23/04;A63B71/06;A63B21/008;A63B22/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2019.11.12#实质审查的生效;2019.10.18#公开

摘要：本发明公开了一种步态模拟踏步训练器，包括机架、一个以上的前侧脚踏和一个以上的后侧脚踏，所述前侧脚踏和所述后侧脚踏分别通过铰接在所述机架上的脚踏支撑机构安装在所述机架上，且所述脚踏支撑机构与所述机架之间连接有可伸缩的阻尼机构，各所述前侧脚踏和各所述后侧脚踏在所述机架上呈前后分布。因前侧脚踏和后侧脚踏呈前后分布，使用者双脚在训练时也是前后站立，腿部姿势符合人行走时姿势，从而能准确模拟人行走时的步态特征，准确训练人行走时相关肌肉关节，提高康复训练效果。

主权项：1.步态模拟踏步训练器，其特征在于：包括机架、一个以上的前侧脚踏和一个以上的后侧脚踏，所述前侧脚踏和所述后侧脚踏分别通过铰接在所述机架上的脚踏支撑机构安装在所述机架上，且所述脚踏支撑机构与所述机架之间连接有可伸缩的阻尼机构，各所述前侧脚踏和各所述后侧脚踏在所述机架上呈前后分布；所述阻尼机构为液压缸或气缸，所述液压缸或气缸的上端铰接在所述脚踏支撑机构上，所述液压缸或气缸的下端铰接在所述机架上；所述前侧脚踏和与其左右相邻的两个所述后侧脚踏分别对应的所述液压缸或气缸分别与一换向阀连通，所述换向阀在第一工作位置时，所述前侧脚踏和与其左侧相邻的所述后侧脚踏分别对应的所述液压缸或气缸之间经由所述换向阀连通，所述换向阀在第二工作位置时，所述前侧脚踏和与其右侧相邻的所述后侧脚踏分别对应的所述液压缸或气缸之间经由所述换向阀连通,所述换向阀在第三工作位置时，与所述前侧脚踏左右相邻的两个所述后侧脚踏分别对应的所述液压缸或气缸之间经由所述换向阀连通。

全文数据：步态模拟踏步训练器技术领域本发明涉及辅助医疗康复器械领域，具体地说涉及一种步态模拟踏步训练器。背景技术踏步训练器适用于下肢活动不方便的患者增强腿部肌肉力量、恢复腿部活动功能。现有踏步训练器均为两踏板左右对称式设计，踏板无前后之分，不符合人行走时腿部姿势，从而不能按照人行走的步态进行训练，训练效果低下。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种能准确模拟人行走时的步态特征进行踏步训练的步态模拟踏步训练器。为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：步态模拟踏步训练器，包括机架、一个以上的前侧脚踏和一个以上的后侧脚踏，所述前侧脚踏和所述后侧脚踏分别通过铰接在所述机架上的脚踏支撑机构安装在所述机架上，且所述脚踏支撑机构与所述机架之间连接有可伸缩的阻尼机构，各所述前侧脚踏和各所述后侧脚踏在所述机架上呈前后分布。进一步地，各所述前侧脚踏和各所述后侧脚踏在所述机架上还呈左右交错分布。进一步地，共设置一个所述前侧脚踏以及一个或两个所述后侧脚踏。进一步地，所述阻尼机构为液压缸或气缸，所述液压缸或气缸的上端铰接在所述脚踏支撑机构上，所述液压缸或气缸的下端铰接在所述机架上。进一步地，相邻所述前侧脚踏和所述后侧脚踏分别对应的所述液压缸或气缸之间通过管道相互连通。进一步地，所述管道上安装有流量调节阀。进一步地，所述前侧脚踏和与其左右相邻的两个所述后侧脚踏分别对应的所述液压缸或气缸分别与一换向阀连通，所述换向阀在第一工作位置时，所述前侧脚踏和与其左侧相邻的所述后侧脚踏分别对应的所述液压缸或气缸之间经由所述换向阀连通，所述换向阀在第二工作位置时，所述前侧脚踏和与其右侧相邻的所述后侧脚踏分别对应的所述液压缸或气缸之间经由所述换向阀连通，所述换向阀在第三工作位置时，与所述前侧脚踏左右相邻的两个所述后侧脚踏分别对应的所述液压缸或气缸之间经由所述换向阀连通。进一步地，所述脚踏支撑机构为一根支撑杆，所述支撑杆的一端铰接在所述机架上，所述前侧脚踏或所述后侧脚踏安装在所述支撑杆上，或者所述脚踏支撑机构为由三根杆件依次铰接相连构成的连杆，所述连杆的两端分别铰接在所述机架上而与所述机架共同构成平面四杆机构，所述前侧脚踏或所述后侧脚踏安装在所述连杆上。进一步地，各所述前侧脚踏和各所述后侧脚踏上分别安装有倾角传感器。进一步地，所述机架的前侧连接有显示屏支架，所述显示屏支架的上端安装有显示屏，所述机架的左右两侧与所述显示屏支架之间分别连接有扶手。本发明的有益效果体现在：当使用者双脚分别站在一个前侧脚踏和一个后侧脚踏上时，阻尼机构提供一定的阻尼，使用者克服阻尼机构的产生的阻力踩压脚踏支撑机构进行上下运动，由于前侧脚踏和后侧脚踏呈前后分布，因此，使用者双脚在训练时也是前后站立，腿部姿势符合人行走时姿势，从而能准确模拟人行走时的步态特征，准确训练人行走时相关肌肉关节，提高康复训练效果。当然，使用者也可以双脚分别站在两个前侧脚踏或两个后侧脚踏上，进行常规地左右脚齐平的训练方式。附图说明图1是本发明一实施例步态模拟踏步训练器的立体结构示意图。图2是图1所示步态模拟踏步训练器的主视图。图3是图2的左视图。图4是图3的俯视图。图5是本发明一实施例步态模拟踏步训练器的结构示意图。图6是本发明一实施例步态模拟踏步训练器的立体结构示意图。附图中各部件的标记为：1机架、2前侧脚踏、3后侧脚踏、4支撑杆、5连杆、6液压缸、7显示屏支架、8扶手、9流量调节阀、10换向阀、11管道、12倾角传感器、13显示屏。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。参见图1至图4。本发明步态模拟踏步训练器，包括机架1、一个以上的前侧脚踏2和一个以上的后侧脚踏3，所述前侧脚踏2和所述后侧脚踏3分别通过铰接在所述机架1上的脚踏支撑机构安装在所述机架1上，且所述脚踏支撑机构与所述机架1之间连接有可伸缩的阻尼机构，各所述前侧脚踏2和各所述后侧脚踏3在所述机架1上呈前后分布。训练时，使用者双脚分别站在一个前侧脚踏和一个后侧脚踏上，阻尼机构提供一定的阻尼，使用者克服阻尼机构的产生的阻力踩压脚踏支撑机构进行上下运动，由于前侧脚踏和后侧脚踏呈前后分布，因此，使用者双脚在训练时也是前后站立，腿部姿势符合人行走时姿势，从而能准确模拟人行走时的步态特征，准确训练人行走时相关肌肉关节，提高康复训练效果。在一实施例中，参见图1至图4，各所述前侧脚踏2和各所述后侧脚踏3在所述机架1上还呈左右交错分布。这样设计，空间利用更加合理，符合人体双脚前后站立姿态。优选地，共设置一个所述前侧脚踏2以及一个或两个所述后侧脚踏3。这样设计，可以提供左脚在前和或右脚在前的双脚前后站立训练姿态，满足单个使用者的训练需要。在一实施例中，参见图1至图4，所述阻尼机构为液压缸6或气缸，所述液压缸6或气缸的上端铰接在所述脚踏支撑机构上，所述液压缸6或气缸的下端铰接在所述机架1上。说明书附图例示的是使用液压缸的情形，当采用气缸时，气缸直接替换液压缸即可，为简洁描述起见，不在附图赘示。液压缸或气缸是成熟的市售产品，可直接购得，安装使用方便，阻尼由液压缸或气缸的活塞挤压液压油或高压气体提供。当然，本发明阻尼机构还可以选用阻尼器、气弹簧等设备，只要能够产生阻力并能够伸缩即可。在一实施例中，参见图1至图4，相邻所述前侧脚踏2和所述后侧脚踏3分别对应的所述液压缸6或气缸之间通过管道11相互连通。这样设计，在压缩其中一个液压缸或气缸时，液压油或压缩气体会进入另一个液压缸或气缸中而使其伸长，这样，两个液压缸或气缸在使用时运动方向相反，从而使相邻前侧脚踏和后侧脚踏之间形成联动，使用者站在相邻前侧脚踏和后侧脚踏上，可以交替踩踏训练，更加准确地模拟人行走时的步态特征，训练效果更好。优选地，所述管道11上安装有流量调节阀9。调节阀可以调节液压油或压缩气体的流量大小，从而调节液压缸或气缸运动时阻尼大小，满足不同训练需求。优选地，相邻所述前侧脚踏2和所述后侧脚踏3对应的所述液压缸6或气缸以各自的无杆腔或有杆腔相互连通，即无杆腔与无杆腔连通，有杆腔与有杆腔连通，联动效果更好。在一实施例中，参见图1至图4，所述前侧脚踏2和与其左右相邻的两个所述后侧脚踏3分别对应的所述液压缸6或气缸分别通过管道与一换向阀10连通，所述换向阀10在第一工作位置时，所述前侧脚踏2和与其左侧相邻的所述后侧脚踏3分别对应的所述液压缸6或气缸之间经由所述换向阀10连通，所述换向阀10在第二工作位置时，所述前侧脚踏2和与其右侧相邻的所述后侧脚踏3分别对应的所述液压缸6或气缸之间经由所述换向阀10连通，所述换向阀10在第三工作位置时，与所述前侧脚踏3左右相邻的两个所述后侧脚踏3分别对应的所述液压缸6或气缸之间经由所述换向阀10连通。这样设计，前侧脚踏和与其左右相邻的两个后侧脚踏对应的液压缸或气缸之间的连通通道在进入前侧脚踏对应的液压缸或气缸时合并成一路，结构更加简洁，只要通过换向阀就能够切换，而且只要一个流量调节阀9安装在换向阀与前侧脚踏对应的液压缸或气缸之间，就能够控制两路的流体流量。而且换向阀的三种模式，可以实现左脚在前和右脚在前的双脚前后站立训练姿态，以及左右脚齐平地站在两个后侧脚踏上的训练姿态，实用性更好。在一实施例中，参见图1至图4，所述脚踏支撑机构为一根支撑杆4，所述支撑杆4的一端铰接在所述机架1上，所述前侧脚踏2或所述后侧脚踏3安装在所述支撑杆4上。使用支撑杆，结构简单，支撑杆可以绕其铰接轴上下运动。或者在一实施例中，参见图5，所述脚踏支撑机构为由三根杆件依次铰接相连构成的连杆5，所述连杆5的两端分别铰接在所述机架1上而与所述机架1共同构成平面四杆机构，所述前侧脚踏2或所述后侧脚踏3安装在所述连杆5上。由于连杆与机架共同构成平面四杆机构，而前、后侧脚踏的运动与连杆一致，因此前、后侧脚踏能够始终保持水平，体验性更好，而且平面四连杆机构带动脚踏运动时可以产生有一定幅度的前后运动，现有产品则没有前后运动或者前后运动幅度小，模拟效果更好。有优选地，各所述支撑杆4或连杆5的安装方向相互平行，这样，各前、后侧脚踏的活动更加符合人体运动，体验更好。在一实施例中，参见图2和3，各所述前侧脚踏2和各所述后侧脚踏3上分别安装有倾角传感器12。倾角传感器能精确监测前、后侧脚踏的平衡状态，从而确定使用者运动姿态，给出训练效果，提升使用者的平衡能力。在一实施例中，参见图1至图4，所述机架1的前侧连接有显示屏支架7，所述显示屏支架7的上端安装有显示屏13，所述机架1的左右两侧与所述显示屏支架7之间分别连接有扶手8。使用时，使用者站在前、后侧脚踏上，双手扶在两侧的扶手上，可提高安全性，通过显示屏可以观看视频节目，也可以显示各传感器的检测数据，这种训练机结构简单，体积小，便携性好。在一实施例中，参见图1至图4，所述流量调节阀9和所述换向阀10固定在所述显示屏支架7上，各相应所述液压缸6或气缸均通过管道与换向阀10连通。这样设计，方便使用者在训练时可随时操控流量调节阀和换向阀，实用性更好。更优选地，连通用的管道穿设在所述机架1的内部，防止被误踩。参见图1，在一实施例中，各所述支撑杆4的安装方向相同，为了保证所述前侧脚踏2和所述后侧脚踏3呈前后分布，所述机架1的前后方向长度要要保证各所述支撑杆4的安装空间，而如果要缩短所述机架1的前后方向长度，可将所述前侧脚踏2对应的所述支撑杆4的安装方向设计成与所述后侧脚踏3对应的所述支撑杆4的安装方向相反，这样，可以利用空间部分重合，减小占用空间，如图6所示。应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本发明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.步态模拟踏步训练器，其特征在于：包括机架、一个以上的前侧脚踏和一个以上的后侧脚踏，所述前侧脚踏和所述后侧脚踏分别通过铰接在所述机架上的脚踏支撑机构安装在所述机架上，且所述脚踏支撑机构与所述机架之间连接有可伸缩的阻尼机构，各所述前侧脚踏和各所述后侧脚踏在所述机架上呈前后分布。2.如权利要求1所述的步态模拟踏步训练器，其特征在于：各所述前侧脚踏和各所述后侧脚踏在所述机架上还呈左右交错分布。3.如权利要求2所述的步态模拟踏步训练器，其特征在于：共设置一个所述前侧脚踏以及一个或两个所述后侧脚踏。4.如权利要求1或2或3所述的步态模拟踏步训练器，其特征在于：所述阻尼机构为液压缸或气缸，所述液压缸或气缸的上端铰接在所述脚踏支撑机构上，所述液压缸或气缸的下端铰接在所述机架上。5.如权利要求4所述的步态模拟踏步训练器，其特征在于：相邻所述前侧脚踏和所述后侧脚踏分别对应的所述液压缸或气缸之间通过管道相互连通。6.如权利要求5所述的步态模拟踏步训练器，其特征在于：所述管道上安装有流量调节阀。7.如权利要求4所述的步态模拟踏步训练器，其特征在于：所述前侧脚踏和与其左右相邻的两个所述后侧脚踏分别对应的所述液压缸或气缸分别与一换向阀连通，所述换向阀在第一工作位置时，所述前侧脚踏和与其左侧相邻的所述后侧脚踏分别对应的所述液压缸或气缸之间经由所述换向阀连通，所述换向阀在第二工作位置时，所述前侧脚踏和与其右侧相邻的所述后侧脚踏分别对应的所述液压缸或气缸之间经由所述换向阀连通,所述换向阀在第三工作位置时，与所述前侧脚踏左右相邻的两个所述后侧脚踏分别对应的所述液压缸或气缸之间经由所述换向阀连通。8.如权利要求1或2或3所述的步态模拟踏步训练器，其特征在于：所述脚踏支撑机构为一根支撑杆，所述支撑杆的一端铰接在所述机架上，所述前侧脚踏或所述后侧脚踏安装在所述支撑杆上，或者所述脚踏支撑机构为由三根杆件依次铰接相连构成的连杆，所述连杆的两端分别铰接在所述机架上而与所述机架共同构成平面四杆机构，所述前侧脚踏或所述后侧脚踏安装在所述连杆上。9.如权利要求1或2或3所述的步态模拟踏步训练器，其特征在于：各所述前侧脚踏和各所述后侧脚踏上分别安装有倾角传感器。10.如权利要求1或2或3所述的步态模拟踏步训练器，其特征在于：所述机架的前侧连接有显示屏支架，所述显示屏支架的上端安装有显示屏，所述机架的左右两侧与所述显示屏支架之间分别连接有扶手。

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