一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置

摘要

本发明公开了一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置，属于体育器械领域。该装置包括滑雪板，还包括：支撑腿，其包括大腿臂、小腿臂和支撑臂，大腿臂的一端与小腿臂的一端相铰接，小腿臂的另一端铰接在滑雪板上；第一固定装置，用于将大腿臂固定至截肢；锁止装置，其包括驱动齿轮、驱动齿条、至少一对锁止爪和用于锁止锁止爪的锁止块，驱动齿轮设置在支撑臂的端部并随支撑臂的转动而转动；锁止爪的一端铰接在驱动齿条上，小腿臂上设置有第二滑杆，第二滑杆可滑动地设置在锁止滑槽内。本发明避免两条支撑腿导致的翻转力矩的问题，可以完全模拟健康腿的动作过程；避免由于小腿臂与滑雪板铰接所产生的不稳定性。

权利要求

1.一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置，包括滑雪板，其特征在于，还包括：

支撑腿，其包括大腿臂、小腿臂和支撑臂，所述大腿臂的一端与所述小腿臂的一端相铰接，所述小腿臂的另一端铰接在所述滑雪板上，所述支撑臂的一端铰接至所述小腿臂，其上开设有让位滑槽，所述大腿臂上设置有连接块，所述连接块上设置有第一滑杆，所述第一滑杆可滑动地设置在所述让位滑槽内；

第一固定装置，用于将大腿臂固定至截肢；

锁止装置，其包括驱动齿轮、驱动齿条、至少一对锁止爪和用于锁止所述锁止爪的锁止块，所述锁止块固定设置在所述滑雪板上，所述驱动齿轮设置在所述支撑臂的端部并随支撑臂的转动而转动，所述小腿臂内开设有驱动腔，所述驱动齿条可滑动地设置在所述驱动腔内，所述驱动齿轮与所述驱动齿条相啮合；所述锁止爪的一端铰接在所述驱动齿条上，所述锁止爪上开设有锁止滑槽，所述小腿臂上设置有第二滑杆，所述第二滑杆可滑动地设置在所述锁止滑槽内，所述锁止爪部分外露于所述小腿臂并至少具有第一工作状态和第二工作状态；

当处于第一工作状态时，所述大腿臂和所述小腿臂呈直立状态，所述驱动齿条向下移动，所述锁止爪与所述锁止块相配合并被所述锁止块锁紧；

当处于第二工作状态时，所述大腿臂和所述小腿臂呈弯曲状态，所述驱动齿条向上移动，所述锁止爪与所述锁止块相脱离，所述小腿臂可相对于滑雪板转动。

2.如权利要求1所述的一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置，其特征在于，所述锁止块具有一勾部，所述驱动齿条下移时，所述锁止爪抵靠在所述勾部上，用于限制小腿臂相对滑雪板前后转动。

3.如权利要求1所述的一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置，其特征在于，还包括锁控机构和滑雪杆，锁控机构包括第一无线接收模块、第一电源、第一处理器、第一电磁铁、锁紧弹簧和锁紧杆，所述第一电源用于给所述第一无线接收模块、所述第一处理器和所述第一电磁铁供电，所述第一无线接收模块、所述第一电磁铁均信号连接至所述第一处理器，所述滑雪杆上设置有用于与所述第一无线接收模块通信的第一无线发射模块，所述支撑臂上开设有贯穿所述让位滑槽的锁紧孔，所述连接块上开设有第一收纳槽，所述第一电磁铁设置在所述第一收纳槽内，所述锁紧弹簧一端连接至所述第一电磁铁、另一端连接至所述锁紧杆，所述锁紧杆可滑动地设置在所述连接块上，所述锁紧杆至少具有第一工作状态和第二工作状态；

当处于第一工作状态时，所述第一电磁铁供电，所述锁紧弹簧压缩并带动所述锁紧杆脱离所述锁紧孔；

当处于第二工作状态时，所述第一电磁铁断电，所述锁紧弹簧复位并带动所述锁紧杆插入所述锁紧孔，用于限制所述第一滑杆的滑动。

4.如权利要求3所述的一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置，其特征在于，还包括联动装置，其包括第二固定装置、设置在所述第二固定装置上的联动座、第二电源、第二无线接收模块、第二处理器、第二电磁铁和联动杆，所述联动座上开设有联动腔，所述第二电源用于给所述第二无线接收模块、所述第二处理器和所述第二电磁铁供电，所述滑雪杆上设置有用于与所述第二无线接收模块通信的第二无线发射模块，所述联动腔的上端开设有上联动齿，所述联动杆对应所述上联动齿的一侧设置有下联动齿，所述联动杆的一端伸入所述联动腔内、另一端可上下滑动地设置在所述大腿臂上，所述第二电磁铁位于所述上联动齿的上方，所述第二电磁铁通电时，用于吸附所述联动杆以使所述上联动齿和所述下联动齿相啮合；所述第二电磁铁断电时，所述上联动齿与所述下联动齿相脱离。

5.如权利要求4所述的一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置，其特征在于，所述大腿臂上开设有滑槽，所述联动杆远离所述联动腔的端部设置有滑块，所述滑块可滑动地设置在所述滑槽内。

说明书

一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置

技术领域

[0001] 本发明涉及体育器械领域，特别涉及一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置。

背景技术

[0002] 滑雪运动是运动员把滑雪板装在靴底上在雪地上进行速度、跳跃和滑降的竞赛运动。

[0003] 近年来，滑雪运动受到广大体育爱好者的追捧。滑雪过程中主要依赖滑雪杖辅助，靠腿部蹬踏滑雪板，提供前进动力。对于带有坡度的滑雪场地，身体前倾使重心靠前，无需腿部提供动力也可以轻松的完成滑行。

[0004] 由于滑雪时滑雪板与雪地的摩擦力较小，因此容易造成重心不稳而无法有效滑行或摔倒。对于双腿健康的人来说，需要经过一定的专业训练才能有效地滑行。而对于腿部截肢的残疾人来说，由于单腿支撑，很难达到重心平稳，他们想体验滑雪的快感就显得尤为困难。

[0005] 现有技术中出现一些辅助腿部残疾的人的辅助装置，如申请号为201711170812.0的中国发明专利，其公开了一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置，包括：主框架、固定装置、主支撑腿、辅助腿和滑雪板，所述主框架为U型结构，U型结构内侧设置有固定装置，所述主框架的左端设置有主支撑腿，主支撑腿下端连接一个滑雪板，所述主框架右端通过球形铰接连接有辅助腿，辅助腿的下端连接一个滑雪板；可以将人体固定在主框架内，通过主支撑腿进行支撑，同时通过辅助腿代替残疾的腿部，由辅助腿完成滑雪的蹬踏动作，进而模拟正常的滑雪动作，使单腿残疾的滑雪者体验到正常的滑雪体验。

[0006] 其依靠主支撑腿提供支撑力，靠辅助腿来模拟正常的滑雪动作。然而在实际滑雪的过程中，在转向时，是需要双腿向一侧倾斜而身体侧倾使重心偏离支撑点，实现转弯；在正常化学的过程中，身体需要前倾以使重心向前靠近，而在遇到坡度较大的区域，也经常需要下蹲以使重心降低，提高稳定性，防止由于重心过高造成身体不稳从而摔倒。而上述设计中，由于主支撑腿和辅助腿的存在，加之健康腿，三点形成一个支撑面，双腿侧倾时，主支撑腿与辅助腿之间形成力矩，难以快速有效地实现侧倾，而主支撑腿由于是刚性的，其不具有弯曲的功能，因此想要降低重心时也无法实现。因此其使用范围具有很大的局限性。

发明内容

[0007] 本发明提供一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置，可以解决现有技术中的单腿残疾人冰雪运动辅助装置难以快速有效的实现侧倾以及无法有效实现降低重心的问题。

[0008] 一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置，包括滑雪板，还包括：

[0009] 支撑腿，其包括大腿臂、小腿臂和支撑臂，所述大腿臂的一端与所述小腿臂的一端相铰接，所述小腿臂的另一端铰接在所述滑雪板上，所述支撑臂的一端铰接至所述小腿臂，其上开设有让位滑槽，所述大腿臂上设置有连接块，所述连接块上设置有第一滑杆，所述第一滑杆可滑动地设置在所述让位滑槽内；

[0010] 第一固定装置，用于将大腿臂固定至截肢；

[0011] 锁止装置，其包括驱动齿轮、驱动齿条、至少一对锁止爪和用于锁止所述锁止爪的锁止块，所述锁止块固定设置在所述滑雪板上，所述驱动齿轮设置在所述支撑臂的端部并随支撑臂的转动而转动，所述小腿臂内开设有驱动腔，所述驱动齿条可滑动地设置在所述驱动腔内，所述驱动齿轮与所述驱动齿条相啮合；所述锁止爪的一端铰接在所述驱动齿条上，所述锁止爪上开设有锁止滑槽，所述小腿臂上设置有第二滑杆，所述第二滑杆可滑动地设置在所述锁止滑槽内，所述锁止爪部分外露于所述小腿臂并至少具有第一工作状态和第二工作状态；

[0012] 当处于第一工作状态时，所述大腿臂和所述小腿臂呈直立状态，所述驱动齿条向下移动，所述锁止爪与所述锁止块相配合并被所述锁止块锁紧；

[0013] 当处于第二工作状态时，所述大腿臂和所述小腿臂呈弯曲状态，所述驱动齿条向上移动，所述锁止爪与所述锁止块相脱离，所述小腿臂可相对于滑雪板转动。

[0014] 更优地，所述锁止块具有一勾部，所述驱动齿条下移时，所述锁止爪抵靠在所述勾部上，用于限制小腿臂相对滑雪板前后转动。

[0015] 更优地，还包括锁控机构和滑雪杆，锁控机构包括第一无线接收模块、第一电源、第一处理器、第一电磁铁、锁紧弹簧和锁紧杆，所述第一电源用于给所述第一无线接收模块、所述第一处理器和所述第一电磁铁供电，所述第一无线接收模块、所述第一电磁铁均信号连接至所述第一处理器，所述滑雪杆上设置有用于与所述第一无线接收模块通信的第一无线发射模块，所述支撑臂上开设有贯穿所述让位滑槽的锁紧孔，所述连接块上开设有第一收纳槽，所述第一电磁铁设置在所述第一收纳槽内，所述锁紧弹簧一端连接至所述第一电磁铁、另一端连接至所述锁紧杆，所述锁紧杆可滑动地设置在所述连接块上，所述锁紧杆至少具有第一工作状态和第二工作状态；

[0016] 当处于第一工作状态时，所述第一电磁铁供电，所述锁紧弹簧压缩并带动所述锁紧杆脱离所述锁紧孔；

[0017] 当处于第二工作状态时，所述第一电磁铁断电，所述锁紧弹簧复位并带动所述锁紧杆插入所述锁紧孔，用于限制所述第一滑杆的滑动。

[0018] 更优地，还包括联动装置，其包括第二固定装置、设置在所述第二固定装置上的联动座、第二电源、第二无线接收模块、第二处理器、第二电磁铁和联动杆，所述联动座上开设有联动腔，所述第二电源用于给所述第二无线接收模块、所述第二处理器和所述第二电磁铁供电，所述滑雪杆上设置有用于与所述第二无线接收模块通信的第二无线发射模块，所述联动腔的上端开设有上联动齿，所述联动杆对应所述上联动齿的一侧设置有下联动齿，所述联动杆的一端伸入所述联动腔内、另一端可上下滑动地设置在所述大腿臂上，所述第二电磁铁位于所述上联动齿的上方，所述第二电磁铁通电时，用于吸附所述联动杆以使所述上联动齿和所述下联动齿相啮合；所述第二电磁铁断电时，所述上联动齿与所述下联动齿相脱离。

[0019] 更优地，所述大腿臂上开设有滑槽，所述联动杆远离所述联动腔的端部设置有滑块，所述滑块可滑动地设置在所述滑槽内。

[0020] 本发明提供一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置，仅有一条支撑腿，避免两条支撑腿导致的翻转力矩的问题，大腿臂和小腿臂相铰接，小腿臂和滑雪板相铰接，借助支撑臂，大腿臂后倾时，通过支撑臂将力量传递至小腿臂，使小腿臂前倾，可以完全模拟健康腿的动作过程，对于需要降低重心时的操作可以与健康腿相同步；利用锁止装置可以在支撑腿呈直立状态时，避免由于小腿臂与滑雪板铰接所产生的不稳定性，锁止块将锁止爪锁紧，此时小腿臂不能够随意前后转动，因此可以起到有效的支撑作用。

附图说明

[0021] 图1为本发明提供的一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置的结构示意图一；

[0022] 图2为图1中A处局部放大图；

[0023] 图3为图1中B处局部放大图；

[0024] 图4为图1中C处局部放大图；

[0025] 图5为本发明提供的一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置的结构示意图二；

[0026] 图6为图5中D处局部放大图；

[0027] 图7为图5中E处局部放大图；

[0028] 图8为图1的左视图；

[0029] 图9为图8中F处局部放大图；

[0030] 图10为本发明提供的一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置的系统原理图一；

[0031] 图11为本发明提供的一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置的系统原理图二。

[0032] 附图标记说明：

[0033] 10、第一绑带，11、大腿臂，111、连接块，12、小腿臂，121、导向槽，13、支撑臂，131、让位滑槽，132、锁紧孔，14、滑雪板，141、锁止块，20、锁止装置，21、驱动齿轮，22、驱动齿条，221、连杆，23、锁止爪，231、锁止滑槽，31、第一电磁铁，32、锁紧弹簧，33、锁紧杆，40、第二固定装置，41、联动座，411、联动腔，412、上联动齿，42、第二电磁铁，43、联动杆，431、下联动齿。

具体实施方式

[0034] 下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

[0035] 实施例一：

[0036] 如图1至图7所示，本发明实施例提供的一种单腿残疾人冰雪运动辅助装置，包括滑雪板14，还包括：

[0037] 支撑腿，其包括大腿臂11、小腿臂12和支撑臂13，所述大腿臂11的一端与所述小腿臂12的一端相铰接，使大腿臂11和小腿臂12可以模拟健康腿臂的弯曲动作，所述小腿臂12的另一端铰接在所述滑雪板14上，可以小腿臂12相对滑雪板14朝向面向方向前后翻转，模拟脚踝处的翻转动作，如图2所示，所述支撑臂13的一端铰接至所述小腿臂12，支撑臂13上开设有让位滑槽131，所述大腿臂11上设置有连接块111，连接块111上开设有一收纳槽，收纳槽内设置有第一滑杆，所述第一滑杆可滑动地设置在所述让位滑槽131内，如图6可以清楚的看出第一滑杆和让位滑槽131的连接结构，如图1、图5和图6所示，当大腿臂11后倾时，此时小腿臂12并没有受力，因此连接块111与支撑臂13会发生相对转动，第一滑杆在让位滑槽131内滑动，带动支撑臂13产生转动，而支撑臂13转动时会将力传递至小腿臂12，从而使小腿臂12前倾，从而模拟健康腿的大腿与小腿之间的转动；

[0038] 第一固定装置，用于将大腿臂11固定至截肢，第一固定装置可以为柔性绑带10等可固定结构，绑带两端设置有子母魔术贴，便于固定至大腿部；

[0039] 锁止装置20，其包括驱动齿轮21、驱动齿条22、至少一对锁止爪23和用于锁止所述锁止爪23的锁止块141，所述锁止块141固定设置在所述滑雪板14上，锁止块141为两个，位于小腿臂12的两侧，以便对两个锁止爪23进行锁止操作，如图2所示，所述驱动齿轮21设置在所述支撑臂13的端部并随支撑臂13的转动而转动，驱动齿轮21可以直接在支撑臂13的端部开设，也可以同轴驱动安装在支撑臂13的铰接轴上，以实现支撑臂13转动时，驱动齿轮21可以同步转动，所述小腿臂12内开设有驱动腔，驱动腔的侧壁上开设有槽口，用于容纳支撑臂13伸入，驱动腔内开设有导向槽121，所述驱动齿条22可滑动地设置在导向槽121内，导向槽121的轨迹竖直设置，驱动齿轮21转动时和驱动齿条22啮合，带动驱动齿条22上滑或下滑；如图3所示，所述锁止爪23的一端铰接在所述驱动齿条22上，优选的，在驱动齿条22的底端固定设置一连杆221，两个锁止爪23分别铰接在连杆221的两端，所述锁止爪23上开设有锁止滑槽231，小腿臂12的侧壁上开设槽口，用于容纳锁止爪23伸出，所述小腿臂12上设置有第二滑杆，所述第二滑杆可滑动地设置在所述锁止滑槽231内，所述锁止爪23部分外露于所述小腿臂12，如图5所示，当大腿臂11后倾时，带动支撑臂13转动，支撑臂13转动时会带动驱动齿轮21转动，驱动齿轮21与驱动齿条22一直保持啮合，因此会带动驱动齿条22上滑，由于锁止爪23铰接在连杆221上且有第二滑杆对锁止滑槽231的限位作用，因此会带动锁止爪23向上运动的同时向内收拢，使锁止爪23脱离锁止块141，锁止爪23脱离锁止块141后小腿臂12不受限制，可以产生翻转，因此借助支撑臂13，小腿臂12前倾，完全模拟下蹲动作，在滑雪过程中，需要重心下移以提高稳定性时，可以和健康的腿部实现同步弯曲动作，提高稳定性；而当需要直立时，大腿臂11趋于竖直，带动支撑臂13动作，驱动齿轮21带动驱动齿条22下滑，驱动齿条22带动连杆221进一步带动锁止爪23向下、向外扩张从而抵靠在锁止块141上，当锁止爪23抵靠在锁止块141上时，由于前后方向均受到限制，此时小腿臂12不能随意转动，从而可以提供有效的支撑，避免身体的重量全部依靠健康腿来支撑从而造成的疲劳以及单侧受力造成的不稳定。

[0040] 实施例二：

[0041] 在实施例一的基础上，所述锁止块141具有一勾部，所述驱动齿条22下移时，所述锁止爪23抵靠在所述勾部上，用于限制小腿臂12相对滑雪板14前后转动。

[0042] 实施例三：

[0043] 在实施例一的基础上，如图6所示，由于滑雪时前倾，而让位滑槽131的长度一定，当第一滑杆抵靠在让位滑槽131的顶端时，大腿臂11和小腿臂12呈相对固定状态，此时可以有效支撑身体重量，但是由于滑雪过程中很难一直保持身体前倾的状态，尤其是对于初学者，比较困难，因此为了保持在任何状态下，均可以自由切换稳定支撑的状态和可转动的自由状态，本发明还包括锁控机构和滑雪杆，锁控机构包括第一无线接收模块、第一电源、第一处理器、第一电磁铁31、锁紧弹簧32和锁紧杆33，锁紧杆33为铁磁性材料制成，能够与通电状态下的第一电磁铁31相互吸引，如图5、图6和图11所示，所述第一电源用于给所述第一无线接收模块、所述第一处理器和所述第一电磁铁31供电，锁孔装置设置在大腿臂11内，所述第一无线接收模块、所述第一电磁铁31均信号连接至所述第一处理器，所述滑雪杆上设置有用于与所述第一无线接收模块通信的第一无线发射模块，所述支撑臂13上开设有贯穿所述让位滑槽131的锁紧孔132，所述连接块111上开设有第一收纳槽，所述第一电磁铁31设置在所述第一收纳槽内，所述锁紧弹簧32一端连接至所述第一电磁铁31、另一端连接至所述锁紧杆33，在连接块111上开设有用于容纳锁紧杆33的槽孔，用于给锁紧杆33导向，所述锁紧杆33可滑动地设置在槽孔内。

[0044] 需要大腿臂11和小腿臂12相对固定，以提供支撑力时，身体前倾使第一滑杆抵靠在让位滑槽131的顶端，通过设置在滑雪杆上的第一按钮，借助第一无线发射模块向第一无线接收模块发送信号，第一无线接收模块接收信号并传送至处理器，处理器控制第一电磁铁31断电，锁紧杆33在弹簧的作用下伸出，穿过锁紧孔132，将第一滑杆锁紧限位，此时大腿臂11后倾时，支撑臂13不会发生相对转动，直接将力传递至小腿臂12，而此时小腿臂12由于受到锁止爪23的作用也无法发生相对转动，因此大腿臂11和小腿臂12相对固定，可以起到稳定的支撑作用。

[0045] 当需要大腿臂11和小腿臂12能够相对转动，以调整重心时，通过设置在滑雪杆上的第三按钮，借助第一无线发射模块向第一无线接收模块发送信号，第一无线接收模块接收信号并传送至处理器，处理器控制第一电磁铁31通电，电磁铁通电产生吸力，带动锁紧杆33后移，脱离锁紧孔132，此时第一滑杆和让位滑槽131可以相对移动，从而通过上述原理，大腿臂11和小腿臂12以及滑雪板14之间可以发生相对转动，从而便于调整重心。

[0046] 实施例四：

[0047] 如图8、图9和图11所示，在实施例一、二或三的基础上，还包括联动装置和滑雪杆，联动装置包括第二固定装置40、设置在所述第二固定装置40上的联动座41、第二电源、第二无线接收模块、第二处理器、第二电磁铁42和联动杆43，联动杆43为铁磁性材料制成，能够与通电状态下的第二电磁铁42相互吸引，第二固定装置40可以为和第一固定装置相同的结构，也可以为其他现有技术中的固定结构，所述联动座41上开设有联动腔411，所述第二电源用于给所述第二无线接收模块、所述第二处理器和所述第二电磁铁42供电，所述滑雪杆上设置有用于与所述第二无线接收模块通信的第二无线发射模块，所述联动腔411的上端开设有上联动齿412，所述联动杆43对应所述上联动齿412的一侧设置有下联动齿431，所述联动杆43的一端伸入所述联动腔411内、另一端可上下滑动地设置在所述大腿臂11上，所述第二电磁铁42位于所述上联动齿412的上方，所述第二电磁铁42通电时，用于吸附所述联动杆43以使所述上联动齿412和所述下联动齿431相啮合；所述第二电磁铁42断电时，所述上联动齿412与所述下联动齿431相脱离。

[0048] 由于滑雪时经常需要双腿并拢左右摆动，从而实现一些漂亮的滑雪动作以及转弯等，需要左右腿同步进行。但是刹车时以及某些其他滑雪动作则需要左右腿分开。当需要双腿并拢同步摆动时，通过设置在滑雪杆上的第三按钮借助第二无线发射模块向第二无线接收模块发送信号，第二无线接收模块将信号传递至第二处理器，第二处理器控制第二电磁铁42通电，第二电磁铁42吸附联动杆43，联动杆43的一端滑动设置在大腿臂11上，而联动杆43上移时，会使上联动齿412和下联动齿431相啮合，即使配合时没有恰好啮合，两腿只需轻微分离或靠近即可使上联动齿412和下联动齿431相啮合，从而健康腿动作时可以借助联动杆43带动支撑腿同步动作。

[0049] 而当需要可分离时，只需通过设置在滑雪杆上的第四按钮借助第二无线发射模块向第二无线接收模块发送信号，第二无线接收模块将信号传递至第二处理器，第二处理器控制第二电磁铁42断电，第二电磁铁42断电时，失去吸力，联动杆43在自重作用下下滑，使上联动齿412和下联动齿431相分离，此时健康的腿和支撑腿可以自由活动。

[0050] 为了防止联动杆43从联动腔411内脱离，也可以在联动腔411内设置一些限位机构，来防止联动杆43从联动腔411内脱离，另外，由于人的两腿可分离距离是有限的，因此通过合理设置联动杆43的长度和联动腔411的深度即可保证联动杆43不会从联动腔411内脱离。

[0051] 具体地，所述大腿臂11上开设有滑槽，所述联动杆43远离所述联动腔411的端部设置有滑块，所述滑块可滑动地设置在所述滑槽内。

[0052] 以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。