一种双向同步周期性运动的腰背锻炼辅助装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于舒缓久坐导致腰背部疲劳、促进脊柱锻炼的辅助装置，属于肌肉和脊柱健康保健技术。

背景技术：

现代医学已经证实，长期的久坐不动，加上不正确的坐姿，会降低肌肉的活跃度，容易使腰背部肌肉疲劳；也会大大损害脊柱健康，可加速脊柱退行性改变，导致腰椎间盘突出、腰椎管狭窄等病症发生。因此，对于无论是久坐于计算机前的都市白领和上网游戏者，还是长时间保持同种姿势伏案学习的青少年学生，适度的腰背部放松锻炼就显得极其重要。为此，以缓解肌肉疲劳为目的的各类按摩器层出不穷，其工作原理主要是以电机驱动不同机械机构模拟按压、叩击、振动以及挤压等按摩手法，或以高频机械震动对肌肉进行刺激性按摩。虽然可以暂时缓解肌肉疲劳，但无法达到脊柱锻炼和保健的目的。而事实上，更多的医学研究表明，久坐人群的脊柱锻炼更为重要。

日常生活中，脊柱长期承受人体60％以上的重量，始终处于压迫状态。因此，脊柱拉伸是脊柱锻炼最有效的方法。事实上，脊柱疾病康复治疗过程中最常用的牵引手段，本质上属于脊柱拉伸。差别在于，牵引治疗过程中，为了达到理想的治疗效果，施加给脊柱的拉伸力较大，因此需要在医生的指导下进行。专利申请“脊柱拉伸装置(申请号：CN201410476926.8)”中，实用新型人就以提高治疗效果为目的，改进和完善了此类牵引设备，使之可以产生较大的牵引力，但却不适合脊柱的日常锻炼。而以舒缓腰背部疲劳或预防为目的而进行的脊柱锻炼，需要锻炼者根据自身情况确定施力强度。因此，在专利申请“一种脊柱疾病预防康复装置(申请号：CN201410771805.6)”中，实用新型人公开了装置的设计方案，使用者可以自行控制的牵引力，但由于结构复杂，导致操作过于繁琐。专利申请“一种医用垂直拉伸脊柱装置(申请号：CN201020292182.1)”中，利用人体自重实现脊柱拉伸，立意新颖，但需要悬吊系统，限制了应用。专利申请“一种椅背腰脊椎柱拉伸器(申请号：CN201020134603.8)”将通过固定在椅背上拉伸器，提升身体，设备简单，但没有利用下肢重量，无法获得满意的脊柱(尤其腰椎)拉伸锻炼效果。

综上所述，目前的按摩方法仅暂时缓解肌肉疲劳，而脊柱牵引又仅能实现单向无周期的拉伸，不适合脊柱的舒缓训练。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种在实现脊柱双向同步周期性运动的同时，能高效便捷舒缓腰背部疲劳的辅助装置；该装置通过一根链接两活动部件的牵引绳索，实现脊柱长度和腰椎前后两个方向同步运动，提高了锻炼的有效性；该装置的拉伸驱动采用弹性材料的椭圆环，可方便地实现周期性的往复运动，改善了锻炼效果；该装置采用椭圆环变形的驱动方式，施力控制方便，转换效率高，使用者可根据自身情况及时调节训练强度，提高了使用的安全性。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种双向同步周期性运动的腰背锻炼辅助装置，包括脊柱拉伸单元、活动腰托单元和同步驱动单元；所述脊柱拉伸单元包括纵向伸缩机构和人体连接机构，纵向伸缩机构包括滑动连接的上支架和下支架，人体连接机构包括设置在上支架上端的肩带组、设置在下支架下端的腰带组；所述活动腰托单元包括水平伸缩机构和腰垫，水平伸缩机构包括纵向滑槽滑块组、水平套筒滑杆组和连杆，滑槽滑块组的滑槽和水平套筒滑杆组的套筒均固定在下支架上，连杆的两端分别和滑槽滑块组的滑块、水平套筒滑杆组的滑杆铰接，腰垫固定在滑杆的末端；所述同步驱动单元包括弹性椭圆环和牵引绳，弹性椭圆环长轴纵向、短轴水平，在长轴和短轴的四个端点位置各固定有一个连接栓，将短轴上的两个连接栓称为水平滑栓，长轴上面的连接栓为纵向滑栓，长轴下面的连接栓为固定栓，水平滑栓设置在上支架的水平滑槽内，纵向滑栓设置在下支架的纵向滑槽内，纵向滑栓通过上固定孔与上支架保持固定，固定栓通过下固定孔与下支架保持固定，牵引绳的一端与固定栓连接，另一端绕过纵向滑栓后与滑块连接；非外力状态时，两个水平滑栓相对于水平滑槽均有向内移动的空间，纵向滑栓相对于纵向滑槽有向上移动的空间。

本案中，通过周期性对弹性椭圆环施力，使其短轴周期性变短和复原，则会带动纵向伸缩机构周期性伸长和缩短，同时纵向伸缩机构周期性伸出和缩回，最终实现人体脊柱拉伸的同时实现腰部向前推移的目的，结构简单并提高了锻炼的有效性。人体脊柱拉伸后的恢复，可以设计为依靠弹性椭圆环、人体脊柱(和柔性支撑带)自由恢复。

优选的，所述滑槽滑块组的滑槽和下支架的纵向滑槽均为下支架上的腰型孔，所述上支架的水平滑槽为上支架上的腰型孔；该设计可以简化整体结构的设计难度，减少零部件的使用，降低工业化生产难度。

优选的，所述下支架上设置有腰托固定孔，在水平套筒滑杆组的滑杆的移动范围内，滑杆始终穿过腰托固定孔；该设计以保证下支架始终对滑杆的有效支撑，避免腰垫位置发生纵向偏倚，保证腰部受力位置稳定。

优选的，所述下支架上设置有牵引绳导槽，牵引绳布置在牵引绳导槽内；该设计可以减少整个装置的占空空间，内部化走线也可以让产品更为美观。

优选的，所述肩带组通过上支架上的肩带固定孔与上支架连接，腰带组通过下支架上的腰带固定孔与下支架连接；通过孔实现连接，可以实现可拆卸的效果，以便易耗品的更新；肩带组和腰带组的材质选择可参考现有的背带和腰带设计。

优选的，还包括柔性支撑带，柔性支撑带的两端分别与同一侧的肩带固定孔和腰带固定孔连接；通过柔性支撑带可以为人体的胸部位置提供一定的支撑和固定，以提高锻炼的效果和舒适性，一般可以选择有一定弹性的织料。

优选的，所述弹性椭圆环短轴的两个端点位置各连接有一根施力绳；通过拉施力绳可以实现对弹性椭圆环施力，当然这只是我们考虑的一种较为简单和有效的方案；根据对弹性椭圆环施力的目的，我们也可以设计成推手等结构。

优选的，所述上支架为十字型结构，下支架为倒T型结构，结构简单、孔位置布置方便。

有益效果：本实用新型提供的双向同步周期性运动的腰背锻炼辅助装置，相对于现有技术，具有如下优势：1、设计人性化，施力简单，提供的脊柱长度和腰椎前后两方向联动的工作方式，简化了使用者的操作；2、采用弹性椭圆环作为施力-拉伸运动的转换方式，可以实现有节奏的周期性运动，更加符合舒缓疲劳锻炼的实际要求；3、结构简单、紧凑、轻巧、便携，工作稳定，安全可靠，适合久坐后的桌椅边放松锻炼。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意，其中1(a)为正视结构示意图，1(b)为右视结构示意图；

图2为本实用新型的脊柱拉伸单元结构示意图；

图3为本实用新型的活动腰托单元结构示意图；

图4为本实用新型的同步驱动单元工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1所示为一种双向同步周期性运动的腰背锻炼辅助装置，包括脊柱拉伸单元100、活动腰托单元200和同步驱动单元300；

如图2所示，所述脊柱拉伸单元100包括纵向伸缩机构、人体连接机构，纵向伸缩机构包括滑动连接的上支架101和下支架102，上支架101为十字型结构，下支架102为倒T型结构；人体连接机构包括柔性支撑带400、肩带组500和腰带组600，肩带组500通过上支架101上的肩带固定孔111与上支架101连接，腰带组600通过下支架102上的腰带固定孔109与下支架102连接，柔性支撑带400的两端分别与同一侧的肩带固定孔111和腰带固定孔109连接。

如图3所示，所述活动腰托单元200包括水平伸缩机构和腰垫201，水平伸缩机构包括纵向滑槽滑块组、水平套筒滑杆组和连杆204，滑槽滑块组的滑槽108和水平套筒滑杆组的套筒203均固定在下支架102上，连杆204的两端分别和滑槽滑块组的滑块206、水平套筒滑杆组的滑杆202铰接，本案的连杆204与滑杆202之间采用了连接柱205作为中间件，腰垫201固定在滑杆202的末端。所述下支架102上设置有腰托固定孔107，在水平套筒滑杆组的滑杆202的移动范围内，滑杆202始终穿过腰托固定孔107。

如图4所示，所述同步驱动单元300包括弹性椭圆环301和牵引绳305，弹性椭圆环301长轴纵向、短轴水平，在长轴和短轴的四个端点位置各固定有一个连接栓，将短轴上的两个连接栓称为水平滑栓303，长轴上面的连接栓为纵向滑栓304，长轴下面的连接栓为固定栓302，水平滑栓303设置在上支架101的水平滑槽105内，纵向滑栓304设置在下支架102的纵向滑槽103内，纵向滑栓304通过上固定孔104与上支架101保持固定，固定栓302通过下固定孔110余下支架102保持固定，牵引绳305的一端与固定栓302连接，另一端绕过纵向滑栓304后与滑块206连接；非外力状态时，两个水平滑栓303相对于水平滑槽均有向内移动的空间，纵向滑栓304相对于纵向滑槽有向上移动的空间。所述滑槽滑块组的滑槽108和下支架102的纵向滑槽103均为下支架102上的腰型孔，所述上支架101的水平滑槽105为上支架上的腰型孔；所述下支架102上设置有牵引绳导槽106，牵引绳305布置在牵引绳导槽106内；所述弹性椭圆环301短轴的两个端点位置各连接有一根施力绳306。

本案装置在使用前，需先固定在用户身体上，具体为：将肩带组500的左右肩带分别牢固套于使用者两肩处，确保腰垫201中心位于用户的第三腰椎L3处；腰带组600类似皮带使用方式，在用户胯骨上方牢固束紧。

本装置在使用时，用户双手分别握住两根施力绳306，两臂同时向外施力，确保施力时弹性椭圆环301的短轴压缩，弹性椭圆环301变形，产生沿脊柱长度方向的拉力，拉伸脊柱；与此同时，在牵引绳305、连杆204和套筒203的作用下，腰垫201在滑杆202的带动下，推动用户腰椎前移。一旦拉力消失，在弹性椭圆环301、脊柱和柔性支撑带400的双重作用下，装置回复初始状态。用户周期性施力，即可实现背部脊柱的双向周期性往复运动，达到更佳的锻炼效果。同时背部的往复运动，也有助于背部肌肉的锻炼，起到舒缓背部肌肉疲劳的作用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。