人体三维运动的训练或测评器材

摘要

一种三维运动训练或测评器材，具有电控装置、数据采集与处理器，其特征在于，包括：支撑构架；主架，其两端水平地、可前后回转地通过水平转轴支撑在支撑构架上，该水平转轴与水平回转驱动器相连；垂直回转架，其上下两个转轴安装在主架的上端和下端，该垂直回转架的下部设有承载使用者的踏板，该踏板垂直于垂直回转轴线延伸，在该垂直回转架的中部设有使用者腰部固定装置，垂直回转架与回转驱动器相连；主架的止档，其设置在该支撑构架的底部。本发明是三维运动器材，可提升人体均衡感和增强人体肌肉，可以用于体育训练领域，也可以作为医疗器械或康复器材。

权利要求

1.一种三维运动训练或测评器材，其在人的身体被固定住的状态下利用人体的体重，通过使该器材保持倾斜进行人体肌力的训练或测定，或者通过三维立体训练进行康复治疗，以提升人体均衡感，该器材具有电控装置、数据采集与处理器，其特征在于，包括：支撑构架(11)；主架(1)，其两端水平地、可前后回转15-60°地通过水平转轴(7)支撑在支撑构架(11)上，该水平转轴(7)与水平回转驱动器(10)相连；垂直回转架(2)，其上下两个转轴安装在主架(1)的上端和下端，该垂直回转架(2)的下部设有承载使用者的踏板(4)，该踏板垂直于垂直回转轴线延伸，在该垂直回转架(2)的中部设有使用者腰部固定装置(3)，所述腰部固定装置(3)包括可上下滑动地调节高度的缓冲后侧架以及在所述后侧架的前方两侧的安全带或前方夹，垂直回转架(2)与回转驱动器(9)相连；主架(1)的止档(12)，其设置在该支撑构架(11)的底部，可手动或自动调节、用于全方位感应身体脱位或通过特定方向的感应进行数据采集和传送的主感应装置(6)设置在临近垂直回转架(2)，而在使用者的身体上安装辅助感应装置，所述主感应装置(6)包括肌肉力量测定装置和感应动态的光或激光传感器以及显示装置。

2.根据权利要求1所述的三维运动训练或测评器材，其特征在于，所述支撑构架(11)呈U形或L形，其内侧面与主架(1)的外侧面保持间隙；该踏板在垂直承载架(2)的垂直回转轴线一侧垂直于垂直回转轴线延伸；回转驱动器(9)设置在垂直回转架(2)的上端和下端；该止档(12)的上表面与踏板(4)平齐；该主架(1)的一侧面由该止档(12)的侧面限位；和/或，垂直回转架的上下两个转轴通过止推轴承(8)安装在主架(1)的上端和下端。

3.根据权利要求2所述的三维运动训练或测评器材，其特征在于，所述主架(1)通过轴承安装在所述支撑构架(11)的U形侧柱的中部，或者，U形或L形侧柱的顶部；和/或，所述主架(1)是封闭的或开口的。

4.根据权利要求1所述的三维运动训练或测评器材，其特征在于，所述支撑构架(11)的内侧面和主架(1)的外侧面呈圆形、椭圆形、三角形、四边形或八边形。

5.根据权利要求1所述的三维运动训练或测评器材，其特征在于，所述前方夹是通过棘轮单向夹住腹部而反向转动被阻挡的缓冲部件。

6.根据权利要求1所述的三维运动训练或测评器材，其特征在于，所述垂直回转架(2)设置有保温罩(5)或设置在保温罩(5)内；所述回转驱动器(9,10)是电机或液压管；和/或，所述光或激光传感器利用肌动电流图测定装备测定肌肉活动性。

7.根据权利要求3所述的三维运动训练或测评器材，其特征在于，所述L形侧柱的底部设有支腿(13)。

8.根据权利要求6所述的三维运动训练或测评器材，其特征在于，所述肌电图装置是测定骨肉活动性以及肌收缩开始时间、肌肉疲劳度和肌肉耐力、基于肌电图数据进行实时生物反馈训练的装置。

9.根据权利要求6所述的三维运动训练或测评器材，其特征在于，所述保温罩(5)可呈胶囊状或太空舱形状，胶囊式保温罩(5)由PDP纤维制成。

10.根据权利要求9所述的三维运动训练或测评器材，其特征在于，胶囊式保温罩(5)具有36.5度体温保持器和提升抗癌免疫力的光照系统。

说明书

人体三维运动的训练或测评器材

技术领域

[0001] 本发明涉及人体三维运动的训练或测评器材，其在人的身体被固定住的状态下利用人体的体重，通过对装置施加倾斜度进行肌力的训练或测定，或者通过三维立体训练进行康复治疗，以提升老弱病人或重症残疾人等的均衡感。本发明可以用于体育训练领域，也可以作为医疗器械或康复器材。

[0002] 本发明的三维运动器材，是指提升人体均衡感和增强人体肌肉以减轻腰部等疼痛的康复治疗及运动器材。患者/训练者站在踏板上，将腰部固定在设置于踏板上部的固定装置，再使踏板旋转以及前后和左右运动，为了保持均衡肌肉必须施加与患者/训练者运转踏板发生的重力方向相反的力量，从而可增强肌肉且保持均衡感。

背景技术

[0003] 现有技术中用于增强肌力的器材一般都是二维等速运动器材，对弯曲和伸展的肌力增强有效，但三维增强肌力效果不佳，而且要想增强身体多个部位的肌力，需具备各种装备，也不具备全身的三维肌力测定功能，也无法设定治疗以及预测和验证效果，因而治疗上存在局限性，价格也值偏高，所以得不到普及。

[0004] 现有的间盘治疗及脊椎治疗，先用普通治疗仪治疗1～2个月以后进行手术或者保守治疗，身体承受着肌骨疼痛。一般由于慢性运动不足导致胳膊或腿部肌力弱化而发生的肌骨疾病的患者需持续接受康复治疗才能恢复运动调节能力和身体机能。由于交通事故或运动中骨折等事故导致长期卧床时，身体容易变得虚弱，需进行锻炼。针对这些情况，为尽快恢复社会生活，需要进行康复治疗。

[0005] 进行康复治疗后，很快能得到治疗效果并恢复社会生活，为此开发的运动器材也多种多样。使用的康复辅助运动器材有：在身体的一部分穿戴器材并把直接抬起运动器材的力量转换为肌力的重物；以及可调节靠背角度的齿轮或气缸等角度调节器材。但是，前者需由患者直接活动胳膊和腿才能发生运动效果；后者也由于大部分患者体力不足等原因难以坚持在运动中使用。

[0006] 传统上使用的康复运动器材一般存在费用高，不易使用，或者作为康复器材，对于独居老人或贫困阶层而言由于价格太高不能轻易购买，且无法独立使用等问题。

[0007] 康复运动做起来比较吃力，自身要有足够的毅力才能坚持下去，如果意志薄弱，中途容易放弃。因此，需要一种可以引起需要康复运动的人的兴趣且易接受的康复运动器材，进一步需要可以根据患者的状态进行运动的康复运动器材。

[0008] 之前也出现过可以利用重力锻炼身体某个特定部位的运动装置，但始终没有出现适用可测定身体某个部位肌力的器材。也就是说，现有的利用重力的运动器材是在只固定下身部位的状态下通过调节使框架倾斜而增强竖脊肌等支撑腰部的周围肌肉等。

[0009] 所述的现有运动器材无法均衡地增强身体肌力和进行测评，也无法进行数据分析，难以确认更加准确的运动量和运动结果。

[0010] 现有老弱病人、重症残疾人为提升均匀感和锻炼身体而使用的是二维等速运动器材，都存在以上提及的诸多问题。

发明内容

[0011] 本发明的目的是提供一种人体三维运动的训练或测评装置，其可以利用人体的体重训练和测评肌力，尤其将身体稳定地固定在具有垂直轴的结构物上，通过器材运动发生的力量测评人体肌力，并将实施结果数据化，用一个装备便可测定肌力，且可进行训练。

[0012] 本发明的另外一个目的是提供一种人体三维运动的训练或测评装置，其完善了增强肌肉和提升均衡感的器材，具有综合功能，尤其可训练或治疗脊椎核心肌群姿势肌。

[0013] 为此，本发明提供了一种三维运动器材，其具备：在可以绕底架上部主框架的水平轴线转动并且中央可以绕自身垂直轴为基点可实施转动升降的踏板；为了使所述踏板沿水平轴转动的驱动器和沿自身垂直轴转动的驱动器升降而分别设置于底架左侧和右侧的升降部件；在所述踏板上部一侧设置的垂直架；在所述垂直架上部可通过导向装置和调节高度的背板；设置于所述背板上用于固定用户腰部的腰支撑装置；所述驱动器是致动器或液压缸。

[0014] 优选地，所述腰支撑装置包括：可支撑腰后部的向前方开放的后侧架；所述后侧架的上下滑动使用的导向器而可被滑动引导地设置并可通过具有调节手柄的及其螺丝式调节杆位置调节间隔地设置的缓冲部件与固定器；可在所述后侧架的前方两侧通过绕轴销转动且以从左右两侧在前方夹住腹部左右的缓冲部件的前方夹；所述前方缓冲夹的棘轮分别固定在轴销上，而且所述前方缓冲夹的转动方向被阻挡器限制。

[0015] 在另一个实施例中，三维运动器材包括：设置于底架上部通过前后方向转动驱动部实施前后方向升降转动的壳体；与设置于使所述壳体内部的左右方向转动的驱动部件的螺旋轴用螺丝结合的左右移送装置器；所述左右移送装置和转动驱动器下部被连接的杠杆着踏板；所述踏板在壳体内具有前后方向转动轴，以及左右方向转动轴；在所述踏板上方用于支撑固定用户腰部的腰支撑装置。

[0016] 根据本发明的三维运动测评装置，将患者的身体一部分稳固地固定住，并具备辅助结构物或采取特定姿势后测定用于运动的肌力，在移动旋转的姿势下过程中测定和分析随时间的历程发生的姿势变位肌力变化，从而进一步提供更加适合的运动处方。

[0017] 根据本发明，可利用胶囊状辅助装置保持热效应，传送患者的当前训练状态，实时反馈结果，可提供进一步的肌力测评。

[0018] 本发明涉及用于测定身体肌肉的肌力以及提升均衡感的三维运动器材，使用者在踏板上直立，将身体固定住，然后使底架或主架倾斜，使使用者的重力发挥作用，从而测定身体特定部位的肌力，并且提升均衡感。

[0019] 也就是说，本发明作为可测定身体上、下部肌力的运动器材，包括：通过控制部和致动器驱动的垂直组件；在该组件两侧设置于主架上的可调节主架倾斜度的角度调节组件；可实施转动升降的升降套管；使所述升降套管升降的升降驱动部件；可在所述升降套管内左右旋转的踏板；在所述踏板上部设置的垂直支撑组件；可将身体的一部分或全部选择性地固定在垂直组件上的固定装置；在所述垂直轴组件上部通过设置的导向装置和调高装置可以及调高度地设装置的紧固器置的杆；固定住身体的装置；显示装置；变位感应装置；以及内部装配可缓解患部疼痛的胶囊状装置。

[0020] 根据本发明，将身体在角度调节架上牢固地绑住，使向前后或左右发生既定倾斜度而使重力作用于身体的特定肌肉，从而测定该部位的肌力和为矫正不良姿势而确保数据且提供运动指南，也为制定科学的肌力运动方案和治疗肌肉而提供有用数据，便于现代人用来进行均衡训练，不受场所限制，便于需要康复治疗的患者使用而有益。

[0021] 通过内部发热和循环活性装置或构件提高治疗效果的同时缓解疼痛。

[0022] 根据本发明，包括均衡训练在内需要康复治疗的患者们在室内外均可使用，不受场所限制，利用致动器实施三维移动，既适用于健康人群，也适用身体虚弱的患者，可以通过对数据进行处理和分析而制定出更加科学的运动方案，通过实时反馈系统加强患者的意志和增加成就感。

[0023] 现有技术中的各种运动装备都各有各的局限性，而根据本发明的设备将现有技术的各种优点均实现于一身，在康复治疗医院和运动康复中心可得到广泛的应用。

附图说明

[0024] 图1是本发明的人体三维运动的训练或测评装置第一实施例的结构示意图。

[0025] 图2是本发明的人体三维运动的训练或测评装置第二实施例的结构示意图。

[0026] 图3是本发明的人体三维运动的训练或测评装置第三实施例的结构示意图。

[0027] 图4是本发明的人体三维运动的训练或测评装置第四实施例的结构示意图。

[0028] 图5是本发明的人体三维运动的训练或测评装置的部分结构侧视图。

具体实施方式

[0029] 如图1和5所示，三维运动训练或测评器材具有电控装置、数据采集与处理器，在总体结构上包括：支撑构架11；主架1，其两端水平地、可前后回转地通过水平转轴7支撑在支撑构架11上，该水平转轴7与水平回转驱动器10相连；垂直回转架2，其上下两个转轴安装在主架1的上端和下端，该垂直回转架2的下部设有承载使用者的踏板4，该踏板垂直于垂直回转轴线延伸，在该垂直回转架2的中部设有使用者腰部固定装置3，垂直回转架2与回转驱动器9相连；主架1的止档12，其设置在该支撑构架11的底部。

[0030] 所述支撑构架11呈U形(见图1和图2)或L形(见图3和图4)，其内侧面的形成与主架1的外侧面保持间隙；该踏板在垂直承载架2的垂直回转轴线一侧垂直于垂直回转轴线延伸；回转驱动器9设置在垂直回转架2的上端(见图1-4)和下端；该止档12的上表面与踏板4平齐；该主架1一侧面由该止档12的侧面限位；垂直回转架的上下两个转轴通过止推轴承8安装在主架1的上端和下端。

[0031] 所述主架1通过轴承安装在所述支撑构架11的U形侧柱的中部(见图1)，U形侧柱的顶部(见图2)或L形侧柱的顶部(见图3-4)。

[0032] 主架1可以是封闭的(见图1-3)，在强度允许的情况下也可以是开口的(见图4)。

[0033] 所述支撑构架11的内侧面和主架1的外侧面呈圆形(见图2)、三角形、四边形或多边形(见图1和图3)。

[0034] 所述腰部固定装置包括：可上下滑动地调节高度的缓冲后侧架；以及在所述后侧架的前方两侧的前方夹，所述前方夹是通过棘轮单向夹住腹部而反向转动被阻挡的缓冲部件。

[0035] 所述垂直回转架2设置在胶囊式保温罩5内；所述回转驱动器9、10可以是电机或液压管；和/或，设有肌肉力量测定装置和感应动态的光或激光传感器6以及显示装置。所述回转驱动器10可以设置在所述支撑构架11的内侧(见图1-2)或外侧(见图3-4)。所述L形侧柱的底部设有支腿13(见图4)。

[0036] 所述肌电图装置是测定骨肉活动性以及肌收缩开始时间、肌肉疲劳度和肌肉耐力、基于肌电图数据进行实时生物反馈训练的装置。优选地，利用肌动电流图测定装备测定肌肉活动性。

[0037] 胶囊式保温罩5由PDP纤维制成。胶囊式保温罩5具有36.5度体温保持器和提升抗癌免疫力的光照系统。

[0038] 本发明在克服重力分力的状态下测量人体上、下部肌肉力量，包括在平板组件12上部中央位置以垂直轴为基点安装的踏板8、和为了促使踏板向左右旋转的致动器9或前后旋转的致动器10。

[0039] 为了让使用者得到运动效果，本发明具备：可使踏板前后运动的致动器10；安装了踏板的垂直架2；安装在上述垂直架2上端的用于显示测量到的运动状态的显示屏6，其根据人的身高可调节高度；为了安全，固定使用者腰部的腰支撑固定组件3；

[0040] 进行前后运动的装置10，电启动作动器和液压缸启动作动器两种模式中任选一种。

[0041] 为了保证使用者的安全运动，使用了两种办法，

[0042] 第一，固定使用者腹部的垂直轴3；在使用者臀部部位，设置了舒适的安全气垫；环抱使用者腰部的安全带形式的夹箍装置，用棘轮进行固定。在双向旋转中，利用棘轮控制单方向的旋转，实现安全固定。

[0043] 第二，固定使用者腰部的垂直轴3，使用夹箍装置靠垫，环抱使用者腰部；根据使用者的体型进行夹箍的螺旋式调节杆上的可调节间距的靠垫；和使用者前部压扣式夹箍靠垫。

[0044] 同时，本发明把有益于身体健康的PDP体温调节材料安装在椭圆形或八角形主架1的内部，把使用者体温提升到正常温度36.5度，保证人体维持在最佳健康状态；平板组件12连接到垂直架2或胶囊5上，以前后方向，根据使用者的健康状态，使椭圆形和八角形的胶囊从15度倾斜至60度，评价和完善三维治疗及肌肉状态评价，在移动旋转的姿势，测量和分析在一定时间内的姿势的变位，实时报告和传送训练及健康状态；可以在胶囊5的内部，安装用于提升使用者正常体温36.5度的PDP(Platinum+Diamond+Photon，铂金+钻石+生育光线)产品，实时反馈训练及健康状态结果。

[0045] 主感应装置6：以垂直轴架2为中心，安装感应身体脱位的全方位感应装置。

[0046] 此感应装置可手动及自动调节，以垂直轴组件为基点，通过特定方向的感应进行数据采集和传送。

[0047] 辅助感应装置：使用者身体状态虚弱时，身体从感应装置中脱离无法进行测量时，在相应身体上安装感应辅助装置，使感应装置正常进行运转。

[0048] 设置于前方的前方夹，夹住腹部部位时，自由转动方向只有夹住方向，松开时，用户可自行解除限制棘轮方向的阻挡器，向松开方向转动。

[0049] 所述前方夹与腹部连接及被夹住时，为缓解压迫带来的痛疼，缓冲部件依然设置于与腹部的连接面。

[0050] 以所述垂直组件为中心的全方向设置感应身体脱离的感应装置。

[0051] 所述感应装置可用手动或自动调整，以垂直组件为基点在全方向或特定方向上进行感应数据的采集与传送。

[0052] 根据本发明的又另一个部分是，可在身体的一部分安装感应辅助装备而使感应装置的运行变得顺利。

[0053] 感应辅助装备是可以使用可扩大反射板或有感应部位的板，但形态上没有限制。

[0054] 感应辅助装备采用在用户的身体一部分装配或者用尼龙搭扣等粘合辅助剂固定的方式进行固定。

[0055] 胶囊可以适用上述内容中的一部分或全部，对此进行归纳就是，适用可以显示患者的治疗状态以及实时反馈的显示(柔性、lcd、hud等)装置、对用户动态产生感应后用声音提示的声音系统、拟提升用户的治疗和训练效果的加热系统。尤其加热系统是只有本发明才有的独创系统，采用了红外线和生物光子等新材料实现新发明。

[0056] 产业上的可应用性

[0057] 本发明的三维运动测定装置的用途广泛，可以用于医疗帮助患者达到治疗目的，也可以用于需集中训练的普通人和运动选手的运动方案，因此，在相关产业上广泛应用。