一种人体下肢主被动训练装置及训练判断方法与流程

本发明涉及上下肢的训练装置，更具体地说是一种人体下肢主被动训练装置及训练判断方法。

背景技术：

人体上下肢训练仪一般包括主动运动和被动运动这两者运动模式，主动运动是人体上肢或者下肢出力带动训练仪运动，被动运动是由训练仪的电机带动上肢或者下肢运动，虽然目前的训练仪均由此功能，但大多数的训练仪并不能有效的判断出是下肢的哪一只脚在做主动运动或者被动运动，这样限制了训练仪将玩游戏等一些趣味性的功能加入叫训练过程中。目前，虽然也有在踏板位置设置压力传感器来检测是那一只脚出力，但压力传感器的连接线会在踏板转动过程中一直被带动，影响连接线的使用寿命，同时结构较为复杂，电路的可靠性差。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种人体下肢主被动训练装置及训练判断方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种人体下肢主被动训练装置，包括底座，及设于底座上方的下肢训练机构，所述下肢训练机构包括下转盘，设于下转盘两侧的脚踏板，带动下转盘转动的下肢电机；所述下转盘的一侧固定联接有用于检测脚踏板位置的下肢角度传感器，所述下肢电机上设有用于检测下转盘转动速度的下肢速度传感器，所述下肢角度传感器、下肢速度传感器均与设有的控制器电性联接。

其进一步技术方案为：所述脚踏板包括左踏板部和右踏板部；所述左踏板部和右踏板部的外周边缘均垂直设有止挡部。

其进一步技术方案为：所述左踏板部和右踏板部的上表面均设有防滑橡胶垫。

其进一步技术方案为：所述底座包括前支撑部、后支撑部，及垂直设于前支撑部、后支撑部之间的可伸缩联接部。

其进一步技术方案为：所述前支撑部两端的下方分别设高度调节块。

其进一步技术方案为：所述后支撑部两端设有滚轮。

其进一步技术方案为：所述底座上方固定联接有可拆式倾斜联接杆，所述倾斜联接杆上端设有一支撑臂，所述支撑臂的一端固定联接有用于下肢训练机构训练时支撑左手和右手的把持部。

其进一步技术方案为：所述支撑臂的上方设有一可旋转的液晶显示器。

一种人体下肢主被动训练的判断方法，所述方法包括：

确定当前左踏板部和右踏板部与下转盘的相对位置，并标记为初始位；

启动下肢电机，人的左脚和右脚分别置于左踏板和右踏板上；

通过下肢速度传感器测定转盘转动期间速度是否发生变化，若未发生变化，处于被动训练模式，若有发生变化，则进入了主动训练模式。

通过下肢角度传感器测定下转盘进入主动训练模式的角度值，以确定当前左脚和右脚与下转盘的相对位置，若左脚在上，右脚在下，则左脚有出力情况，即左脚进入了主动训练，若左脚在上，右脚在下，则判断右脚有出力情况，即右脚进入了主动训练。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明一种人体下肢主被动训练装置及训练判断方法分别在下转盘的一侧设有用于检测脚踏板位置的下肢角度传感器，在下肢电机上设有用于检测下转盘转动速度的下肢速度传感器，通过下肢角度传感器可得知下肢两只脚处于的状态，根据双脚在踩脚踏板时只有一直只脚出力的原理，即可知道是哪一只脚在出力，下肢速度传感器检测到转盘的速度变化，可知道是否进入了主动模式，将下肢角度传感器和下肢速度传感器综合分析可得出下肢两只脚的运动情况，从而可以将游戏等一些趣味性的功能与训练装置结合在一起，增加训练装置的趣味性。另外，由于角度传感器是设置在下转盘上的，所以不会因为脚踏板的旋转影响角度传感器的连接线，结构设置更加合理。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一种人体下肢主被动训练装置具体实施例的结构示意图；

图2为图1中下肢训练机构的结构示意图；

图3为图1中上肢训练机构的结构示意图；

图4为本发明一种人体下肢主被动训练装置具体实施例的电路结构图。

附图标记

1、下肢训练机构；11、下转盘；111、下肢角度传感器；12、脚踏板；121、止挡部；13、下肢电机；131、下肢速度传感器；2、上肢速度传感器；21、上转盘；22、左支撑板部；23、右支撑板部；24、联接孔；241、手握部；242、旋钮；25、支撑臂；26、液晶显示器；27、把持部；28、上肢角度传感器；29、上肢速度传感器；3、底座；31、前支撑部；311、高度调节块；32、后支撑部；321、滚轮；33、可伸缩联接部；4、倾斜联接杆；5、控制器。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

请参阅图1-4，本实施例提供了一种人体下肢主被动训练装置，该装置包括底座3，及设于底座3上方的下肢训练机构1，下肢训练机构1包括下转盘11，设于下转盘11两侧的脚踏板12，带动下转盘11转动的下肢电机13；下转盘11的一侧固定联接有用于检测脚踏板12位置的下肢角度传感器111，下肢电机13上设有用于检测下转盘11转动速度的下肢速度传感器131，下肢角度传感器111、下肢速度传感器131均与设有的控制器5电性联接。具体的，脚踏板12包括左踏板部和右踏板部；左踏板部和右踏板部的外周边缘均垂直设有止挡部121，其中脚踏板12内侧的止挡板高度高于脚踏板12前侧和左侧的止挡板高度，为了防止脚踩在踏板上时，下转盘11转动擦伤脚，提高安全性。

由于脚踏板12、下转盘11以及角度传感器是同步转动的，因此，下转盘11转动时，角度传感器可知道下转盘11转动的位置，又由于角踏板与下转盘11使固定联接的，所以可知道脚踏板12的位置，例如，假设下转盘11未开始转动时，左踏板部在转动位置的最高点，右踏板部在转动位置的最低点，这时角度传感器检测到转动角度为0°，当角度传感器检测到转动角度为180°，这时左踏板在转动位置的最低点，右踏板部在转动位置的最高点，如果在0～180°这个转动过程中，下肢速度传感器131检测到下转盘11的转动速度有加快，那么结合双脚在踩脚踏板12时只有一直只脚出力的原理(具体可从生活中骑自行车可知)，可判断是左脚出了力，则进入了主动训练模式，若在180°～360°这个转动过程中，下肢速度传感器131检测到下转盘11的转动速度有加快，那么可判断是右脚出了力。因此，可将游戏模式与训练过程结合起来，增加训练的趣味性，例如，当左脚出力时，可通过控制器5控制游戏内的角色左脚出力，当右脚出力时，可控制游戏内的角色右脚出力。

进一步的，左踏板部和右踏板部的上表面均设有防滑橡胶垫，可防止脚在运动时滑动。

具体的，底座3包括前支撑部31、后支撑部32，及垂直设于前支撑部31、后支撑部32之间的可伸缩联接部33，根据实际情况可通过调节可伸缩联接部33的长度来调节前支撑部31和后支撑部32之间的距离。前支撑部31两端的下方分别设高度调节块311，假如地面不平整时，可通过旋转高度调节块311来调节高度，使底座3保持平稳状态。后支撑部32两端设有滚轮321，在不使用时，方便移动训练装置。

进一步的，底座3上方固定联接有可拆式倾斜联接杆4，倾斜联接杆4上端设有一支撑臂25，与支撑臂25联接的上肢训练机构，上肢训练机构包括设于支撑臂25外端的上转盘21，设于上转盘21两侧手臂支撑板，带动上转盘21转动的上肢电机；手臂支撑板的一侧设有用于检测上臂支撑部位置的上肢角度传感器28，上肢电机上设有用于检测上转盘21转动速度的上肢速度传感器29，上肢角度传感器28、上肢速度传感器29均与控制器5电性联接。具体的可拆式倾斜联接杆4便于将上肢训练机构和下肢训练机构1拆分，便于运输。另外，上肢训练机构与下肢训练机构1的训练的工作原理一样，因此，也可以与游戏模式结合起来，例如，例如，当左手出力时，可通过控制器5控制游戏内的角色左手出力，当右手出力时，可控制游戏内的角色右手出力。

进步一步的，手臂支撑板包括左支撑板部22和右支撑板部23，左支撑板部22、右支撑板部23的外侧均设有联接孔24，联接孔24内穿设有手握部241，手握部241的内端通过设有的旋钮242锁紧于联接孔24内。在不使用时，可通过拧动旋钮242，将手持部去出来，便于拆装。另外，也可以通过旋钮242调节手持部的角度，以适应不同的人。

进一步的，支撑臂25的内端固定联接有用于下肢训练机构1训练时支撑左手和右手的把持部27。

进一步的，支撑臂25的上方设有一可旋转液晶显示器26，可根据人训练时的站位调节液晶显示器26的角度，使用更加方便。

于其它实施例中，上肢训练机构和下肢训练机构1为不可拆分结构。

于其它实施例中，上肢训练机构和下肢训练机构1均设有锁止机构，防止上肢电机和下肢电机13为工作时，上转盘21和下转盘11在外界力的作用下转动，损坏上肢电机和下肢电机13。

本实施还提供了一种采用上述人体下肢主被动训练装置的训练判断方法，该方法包括：

s10、确定当前左踏板部和右踏板部与下转盘的相对位置，并标记为初始位；

s20、启动下肢电机，人的左脚和右脚分别置于左踏板和右踏板上；

s30、通过下肢速度传感器测定转盘转动期间速度是否发生变化，若未发生变化，处于被动训练模式，若有发生变化，则进入了主动训练模式。

s40、通过下肢角度传感器测定下转盘进入主动训练模式的角度值，以确定当前左脚和右脚与下转盘的相对位置，若左脚在上，右脚在下，则左脚有出力情况，即左脚进入了主动训练，若左脚在上，右脚在下，则判断右脚有出力情况，即右脚进入了主动训练。

具体的，当速度有发生变化时(即主动训练模式时)，还可以判断出速度是变块或者变慢，判断方式是：假如下转盘转动一圈所用时间是一分钟，也就是60秒转动360度，下转盘在未有左脚或者右脚出力时的速度为一秒转动6度，如果人的左脚或者右脚给了出了力，让转盘的速度发生了变化，若用下肢速度传感器检测到下转盘的速度为一秒转动7度，则表面速度加快了，若用下肢速度传感检测到下转盘的速度为一秒转动1度，则表面速度变慢了。

综合上述：本发明一种人体下肢主被动训练装置及训练判断方法分别在下转盘11的一侧设有用于检测脚踏板12位置的下肢角度传感器111，在下肢电机13上设有用于检测下转盘11转动速度的下肢速度传感器131，通过下肢角度传感器111可得知下肢两只脚处于的状态，根据双脚在踩脚踏板12时只有一直只脚出力的原理，即可知道是哪一只脚在出力，下肢速度传感器131检测到转盘的速度变化，可知道是否进入了主动模式，将下肢角度传感器111和下肢速度传感器131综合分析可得出下肢两只脚的运动情况，从而可以将游戏等一些趣味性的功能与训练装置结合在一起，增加训练装置的趣味性。另外，由于角度传感器是设置在下转盘11上的，所以不会因为脚踏板12的旋转影响角度传感器的连接线，结构设置更加合理。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。