本發明涉及運動器械技術領域，尤其涉及一種伸縮搖桿式肢體運動機構。

背景技術：

目前，我國腦卒中的發病率增長較快，特別是隨著我國社會人口老齡化加劇，腦損傷、腦中風等病人等腦神經疾病的患者越來越多，因此對此類疾病患者的恢復治療工作任務至關重要。

目前，國內外針對這類疾病患者的康復，大多數還是依靠醫護人員一對一的陪同進行康復訓練，但是在醫護人員緊決的情況下，患者就無法進行康復訓練。另外，目前利用康復設備進行康復訓練時，由于康復設備功能有限，往往限制了患者的康復訓練效果。

技術實現要素：

本發明旨在提供一種伸縮搖桿式肢體運動裝置，其結構簡單、成本低，能夠帶動肢體進行三維運動，可用于患者肢體肌力和關節活動的康復訓練。

本發明實現上述技術目的所采用的技術方案為：一種伸縮搖桿式肢體運動機構，包括底座(1)、固定在底座(1)上的第一支架(3)與第二支架(4)、中空環形支架(2)、伸縮搖桿裝置(5)，以及第一旋轉電機(11)與第二旋轉電機(13)；

所述的第一支架(3)與第二支架(4)位于底座(1)的同一側面，中空環形支架(2)位于第一支架(3)與第二支架(4)之間；中空環形支架(2)的環形邊框包括邊框A、與邊框A相對的邊框B、邊框C、與邊框C相對的邊框D；

所述的伸縮搖桿裝置(5)包括托架(35)、伸縮桿(29)以及伸縮單元，所述的伸縮單元可進行直線運動，帶動伸縮桿(29)進行同方向直線運動，從而帶動托架(35)進行同方向直線運動；所述的伸縮單元外圍設置固定支架，固定支架兩側設置第一支撐塊(271)與第二支撐塊(272)；

邊框A(45)與第一支架(3)通過第一轉動軸(7)連接；邊框B(46)與第二支架(4)通過第二轉動軸(12)連接，第二轉動軸(12)通過第一減速機(10)與第一旋轉電機(11)連接；當第一旋轉電機(11)轉動時，經第一減速機(10)減速，帶動第二轉動軸(12)轉動，中空環形支架(2)和第一轉動軸(7)隨之轉動，從而帶動伸縮搖桿裝置(5)隨第二轉動軸(12)轉動；

第一支撐塊(271)與邊框C(47)通過第三轉動軸(21)連接，第二支撐塊(272)與邊框D(48)通過第二減速機(14)連接；當第二旋轉電機(13)轉動時帶動第二減速機(14)轉動，從而帶動伸縮搖桿裝置(5)隨之轉動；

所述的第二轉動軸(12)的旋轉方向與第二減速機(14)的旋轉方向相交；

所述的伸縮單元進行直線運動的方向垂直第二減速機(14)的旋轉方向。

作為一種實現方式，所述的第一支架(3)固定連接轉動軸承(6)，第一轉動軸(7)穿過轉動軸承(6)內部并隨轉動軸承旋轉而旋轉。

作為優選，所述的第一轉動軸(7)的一端設置旋轉限位裝置，用于限制第一轉動軸(7)的旋轉角度。進一步優選，所述的旋轉限位裝置包括限位塊(8)與設置在限位塊(8)附近的限位柱(9)，所述限位塊具有凹形缺口，所述的限位柱位于凹形缺口范圍內。

作為一種實現方式，所述的第一旋轉電機(11)安裝在第二支架(4)一側。

作為優選，所述的第三轉動軸(21)的一端設置旋轉限位裝置，用于限制第三轉動軸(21)的旋轉角度。進一步優選，所述的旋轉限位裝置包括限位塊與設置在限位塊附近的限位柱，所述限位塊具有凹形缺口，所述的限位柱位于凹形缺口范圍內。

作為一種實現方式，所述的第二旋轉電機安裝在邊框D一側。考慮到該肢體運動機構的安裝集成，優選將所述的第二旋轉電機設置在中空環形支架(2)的內部。例如，可以將所述的第二旋轉電機設置在中空環形支架內部靠近邊框D的位置，這時，需要設置同步裝置，第二旋轉電機進行旋轉運動，通過該同步裝置帶動第二減速機轉動。作為一種實現方式，所述的同步裝置包括同步帶輸入座(15)、同步帶安裝座(16)、同步帶輪(17、18)以及同步帶(19)，第二旋轉電機進行旋轉運動時，帶動同步帶輪旋轉，通過同步帶將該旋轉同步至同步帶輪，同步帶輪旋轉，從而帶動第二減速機旋轉。

所述的中空環形支架(2)結構不限，其環形邊框所圍成的形狀不限，包括方形、圓形等形狀。

所述的第二轉動軸(12)的旋轉方向與第二減速機(14)的旋轉方向呈一定角度，優選互相垂直。

作為一種實現方式，所述的伸縮單元的直線運動通過絲杠傳動實現，即，包括第三旋轉電機(30)、滾珠絲杠(32)、絲杠螺母(38)、固定在絲杠螺母兩側的導向塊(33、34)、用于固定滾珠絲杠的絲杠固定桿(31)，絲杠固定桿(31)外圍兩側設置第一支撐塊(271)與第二支撐塊(272)；絲杠固定桿(31)內測開有導向槽，所述的導向塊(33、34)可沿導向槽進行直線運動，所述的伸縮桿(29)與導向塊(33、34)固定連接；工作狀態時，第三旋轉電機(30)轉動，帶動滾珠絲杠(32)轉動、絲杠螺母(38)進行直線運動，導向塊(33、34)隨之沿導向槽滑動，從而帶動伸縮桿(29)進行同方向直線運動。

為了該肢體運動機構使用方便，便于移動，所述的底座可以是可移動式，即，底座底部設置若干滾輪。

為了增加該肢體運動機構的穩定性，便于控制，可以在中空環形支架的邊框設置配重鐵，用于平衡邊框C和邊框D兩側的重量。

綜上所述，本發明通過第一支架、第二支架、中空環形支架，以及第一支撐桿、第二支撐桿將所述伸縮搖桿裝置懸空支撐在底座上方，通過第一旋轉電機、第二旋轉電機，以及各連接轉動軸實現了伸縮搖桿裝置在二維方向的旋轉，同時結合伸縮搖桿裝置的直線運動，實現了三維空間的運動。使用時，用戶肢體位于托架上，能夠進行三維空間的肢體運動，提高了運動靈活性與趣味性，不僅適用于強身健體，也適用于患者肢體肌力和關節活動的康復訓練。

另外，本發明的肢體運動機構整體結構簡便、裝配容易、摩擦力小、傳動精度高，利用本發明的肢體運動機構不僅能夠進行肢體單關節訓練，還能夠實現肢體多關節的復合訓練。

附圖說明

圖1是本發明實施例伸縮搖桿式肢體運動機構的結構圖；

圖2是圖1中伸縮搖桿裝置的結構示意圖；

圖3是圖1中除伸縮搖桿裝置外的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖與實施例對本發明作進一步詳細描述，需要指出的是，以下所述實施例旨在便于對本發明的理解，而對其不起任何限定作用。

附圖1-3中的標記：1-底座；2-中空環形支架；3-第一支架；4-第二支架；5-伸縮搖桿裝置；6-第一轉動軸承；7-第一轉動軸；8-限位塊；9-限位柱；10-第一減速機；11-第一旋轉電機；12-第二轉動軸；13-第二旋轉電機；14-第二減速機；15-同步帶輸入座；16-同步帶安裝座；17-同步帶輪；18-同步帶輪；19-同步帶；20-第二轉動軸承；21-第三轉動軸；22-限位塊；23-限位柱；24-第一配重鐵；25-第二配重鐵；26-第三配重鐵；第一支撐塊271；第二支撐塊272；28-Z軸軸承座；29-伸縮桿；30-第三旋轉電機；31-絲杠固定桿；32-滾珠絲杠；33-第一導向塊；34-第二導向塊；35-托架；36-第一齒輪；37-第二齒輪；38-絲杠螺母；39-第一滾輪；40-第二滾輪；41-第三滾輪；42-第四滾輪；45-邊框A；46-邊框B；47-邊框C；48-邊框D。

實施例1：

本實施例中，伸縮搖桿式肢體運動機構的結構如圖1所示，包括底座1、固定在底座1上的第一支架3與第二支架4、中空環形支架2以及伸縮搖桿裝置5。

第一支架3與第二支架4位于底座1的同一側面，中空環形支架2位于第一支架3與第二支架4之間。中空環形支架2的環形邊框圍成長方形，該長方形由邊框A45、與邊框A相對的邊框B46、邊框C47、與邊框C相對的邊框D48組成。

如圖2所示，伸縮搖桿裝置5包括托架35、伸縮桿29，以及可進行直線運動的伸縮單元。本實施例中，如圖2所示，伸縮單元的直線運動通過絲杠傳動實現，即，伸縮單元包括第三旋轉電機30、滾珠絲杠32、絲杠螺母38、固定在絲杠螺母兩側的第一導向塊33與第二導向塊34，以及用于固定滾珠絲杠的絲杠固定桿31。滾珠絲桿32一端固定于Z軸軸承座28上，并在未端裝有第一齒輪36，另一端固定于絲杠固定桿31上。絲杠固定桿31固定于Z軸軸承座28上，絲杠固定桿31內測開有導向槽，第一導向塊33與第二導向塊34可沿導向槽進行直線運動。絲杠固定桿31外圍兩側設置第一支撐塊271與第二支撐塊272。伸縮桿29與第一導向塊33、第二導向塊34固定連接。第三旋轉電機30固定在Z軸軸承座28上，旋轉軸與第二齒輪37固定，第二齒輪37與第一齒輪36嚙合。工作狀態時，第三旋轉電機30轉動，經第二齒輪37與第一齒輪36傳動而帶動滾珠絲杠32轉動，從而帶動絲杠螺母38沿Z軸進行直線運動，第一導向塊33與第二導向塊34隨之沿導向槽滑動，從而帶動伸縮桿29沿Z軸進行直線運動，托架隨之沿Z軸進行直線運動。

如圖3所示，第一支架3固定連接轉動軸承6，邊框A45與第一支架3通過第一轉動軸7連接，第一轉動軸7穿過轉動軸承6內部并隨轉動軸承旋轉而旋轉。邊框B46與第二支架4通過第二轉動軸12連接。第一轉動軸7中靠近第一支架3的一端設置限位塊8，限位塊8附近設置限位柱9，限位塊具有凹形缺口，所述的限位柱位于凹形缺口范圍內，用于限制第一轉動軸7的旋轉角度。第一旋轉電機11安裝在第二支架4的一側，第一旋轉電機11與第一減速機10相連，并且第一減速機10與第二轉動軸12連接。

如圖3所示，邊框C47固定連接轉動軸承20，邊框C47與第一支撐塊271通過第三轉動軸21連接，第三轉動軸21穿過轉動軸承20內部并隨轉動軸承旋轉而旋轉。第二支撐塊272與邊框D48通過第二減速機14連接。即，通過第一支撐塊271與第二支撐塊272將伸縮搖桿裝置5支撐在中空環形支架中，使該伸縮搖桿裝置5懸空支撐在底座上方。

第三轉動軸21中靠近邊框C的一端設置限位塊22，限位塊22附近設置限位柱23，限位塊22具有凹形缺口，限位柱23位于凹形缺口范圍內，用于限制第三轉動軸21的旋轉角度。考慮到該肢體運動機構的安裝集成，第二旋轉電機13安裝在中空環形支架2內部的邊框D48上，這時，需要設置同步裝置，同步裝置包括同步帶輸入座15、同步帶安裝座16、同步帶輪(17、18)以及同步帶19。第二旋轉電機13進行旋轉運動時，帶動同步帶輪17旋轉，通過同步帶19將該旋轉同步至同步帶輪18，同步帶輪18旋轉，從而帶動第二減速機14旋轉。

當第一旋轉電機11轉動時，經第一減速機10減速，帶動第二轉動軸12轉動，中空環形支架2隨之轉動，從而帶動伸縮搖桿裝置5隨第一轉動軸12轉動。

當第二旋轉電機13轉動時，經同步裝置，然后經第二減速機14減速，帶動伸縮搖桿裝置5隨第二減速機14轉動。

本實施例中，第二轉動軸12的旋轉方向與第二減速機14的旋轉方向呈一定角度，優選互相垂直，并且，伸縮單元進行直線運動的方向垂直第二減速機的旋轉方向。

為了增加穩定性，本實施例中，在中空環形支架2的邊框還設置配重鐵，包括第一配重鐵24，第二配重鐵25，以及第三配重鐵26。

另外，本實施例中，底座1的底部設置四個滾輪39、40、41、42，便于該運動機構的移動和使用。

以上所述的實施例對本發明的技術方案進行了詳細說明，應理解的是以上所述僅為本發明的具體實施例，并不用于限制本發明，凡在本發明的原則范圍內所做的任何修改、補充或類似方式替代等，均應包含在本發明的保護范圍之內。