一種頸肌訓練器制造技術

本發明專利技術公開了一種頸肌訓練器，解決了現有的頸肌訓練器訓練效果不佳的技術問題，其包括機架，機架包括基座、固定于基座上的立柱以及固定于立柱上端的吊臂，吊臂上設有頭部驅動設備，頭部驅動設備包括頭部固定器、至少一根擺桿、與吊臂相連的固定座以及設置于固定座上的阻尼單元，阻尼單元包括輸出阻尼力矩的磁阻尼電機以及輸入端與磁阻尼電機相連傳遞該阻尼力矩的扭矩傳遞機構，擺桿具有擺動端和轉動端，擺桿的轉動端與扭矩傳遞的輸出端通過傳動軸連接且擺桿可繞傳動軸的軸心擺動，擺桿的擺動端與頭部固定器連接，頸肌訓練器還包括主控系統，主控系統包括CPU模塊和控制電路，控制電路的輸入端與CPU模塊電連接、輸出端與磁阻尼電機電連接。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于康復訓練
，涉及一種頸肌訓練器。
技術介紹
由于空勤特種作業的任務特點，作業人員會反復暴露于高加速度的影響下，頸椎損傷的發生率很高，對于作業效能和作業安全帶來了隱患，急需利用相關訓練裝備開展頸部及相關肌肉力量訓練和疲勞恢復。相關研究表明，開展頸肌力量訓練對于降低特種作業人員對抗加速度影響和頭頸部屈服姿勢，降低頸椎損傷發生率具有顯著的作用。而我國現有的頸肌訓練器主要為空軍航空醫學研究所研制的CME-1型，其訓練時使用兩臺機器以前屈后伸和左右側屈的方式進行頸肌訓練，其通過頭環固定訓練者頭部，并通過改變液壓組件中節流閥的開閉程度來調節施加至頭環的阻力，從而實現頸部肌群以等長訓練模式或可變阻力和可變速度模式進行訓練，以此控制訓練阻力和訓練速度。這種頸肌訓練器在改變節流閥的開閉程度后，由于液壓元件需要通過液壓油回流來改變液壓力的特性，液壓組件施加至頭環的阻力調節存在一定的滯后，該阻力無法根據用戶的實際訓練情況進行實時的調節，因此，頸肌訓練的效果無法達到最佳。
技術實現思路
本專利技術要達到的目的就是提供一種頸肌訓練器，解決現有的頸肌訓練器訓練效果不佳的技術問題。為了達到上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種頸肌訓練器，包括機架，所述機架包括基座、固定于基座上的立柱以及固定于立柱上端的吊臂，所述吊臂上設有頭部驅動設備，所述頭部驅動設備包括頭部固定器、至少一根擺桿、與吊臂相連的固定座以及設置于固定座上的阻尼單元，所述阻尼單元包括輸出阻尼力矩的磁阻尼電機以及輸入端與磁阻尼電機相連傳遞該阻尼力矩的扭矩傳遞機構，所述擺桿具有擺動端和轉動端，所述擺桿的轉動端與扭矩傳遞機構的輸出端通過傳動軸連接以使擺桿可繞傳動軸的軸心擺動，所述擺桿的擺動端與頭部固定器連接，所述頸肌訓練器還包括主控系統，所述主控系統包括CPU模塊和控制電路，所述控制電路的輸入端與CPU模塊電連接、輸出端與磁阻尼電機電連接，所述CPU模塊通過控制電路控制輸入磁阻尼電機的電流大小，以控制磁阻尼電機輸出的阻尼力矩。進一步的，所述扭矩傳遞機構包括固定于磁阻尼電機輸出端的第一傳動齒輪、固定于傳動軸的第二傳動齒輪以及用于將第一傳動齒輪輸出的扭矩傳遞并放大至第二傳動齒輪的減速齒輪組。進一步的，所述固定座的上端設有呈豎直的轉軸，所述吊臂中設有軸承，所述轉軸伸入吊臂與軸承配合，所述轉軸上設有周向上呈90°的第一限位部和第二限位部，所述吊臂上設有可鎖止第一限位部或第二限位部的限位開關。進一步的，所述擺桿包括扭矩傳感器、位于擺動端的第一連接部和位于轉動端的第二連接部，所述扭矩傳感器與CPU模塊相連，所述扭矩傳感器的一端與第一連接部固定連接、另一端與第二連接部固定連接，所述第二連接部上設有沿傳動軸軸心開設的連接孔，所述連接孔的孔壁上設有鍵槽，所述傳動軸的軸面上設有凸鍵，所述傳動軸與連接孔配合，所述鍵槽與凸鍵配合。進一步的，所述傳動軸或擺桿上設有用于檢測擺桿擺動角度的角度傳感器，所述角度傳感器與CPU模塊相連。進一步的，所述固定座具有兩個帶安裝腔的罩體，所述頭部固定器位于兩個罩體之間，每個罩體的安裝腔中均安裝有一個阻尼單元，每個阻尼單元均通過一根伸出罩體的傳動軸連接一根擺桿，兩根擺桿分別連接頭部固定器的兩側。進一步的，所述頭部固定器包括由第一固定桿和第二固定桿圍合形成的頭環，所述第一固定桿的一端與第二固定桿的一端鉸接，所述第一固定桿的另一端與第二固定桿的另一端可拆卸連接，所述頭環所圍合的區域內設有第一夾塊和第二夾塊，所述第一夾塊和第二夾塊之間形成用于頭部伸入的夾持口，所述第一固定桿和第二固定桿上均設有伸入頭環所圍合的區域中的彈性組件，所述第一固定桿上的彈性組件與第一夾塊相連，以向第一夾塊提供朝向夾持口的回彈力，所述第二固定桿上的彈性組件與第二夾塊相連，以向第二夾塊提供朝向夾持口的回彈力。進一步的，所述彈性組件包括多個彈性件，所述第一夾塊和/或第二夾塊上設有螺孔及與螺孔配合的調節螺桿，所述調節螺桿的一端穿過螺孔與其中一個彈性件相連。進一步的，所述頭部固定器的下方設有座椅，所述基座上設有升降立柱，所述座椅包括座墊，所述升降立柱的上端固定于座墊的下底面。進一步的，所述座椅還包括靠背，所述座墊的后端設有轉軸，所述靠背的下端設有套設于轉軸上的套筒，所述座墊中設有電動推桿，該電動推桿的驅動端通過傳動鉸鏈與套筒的外壁相連，以將電動推桿的直線運動轉化為靠背的翻轉運動，所述立柱上設有康復設備，所述康復設備包括固定于立柱上的頭枕以及設置于頭枕中的磁場發生器和紅外發生器，當靠背位于最大翻轉角度時，靠背與頭枕位于同一傾斜面上。采用上述技術方案后，本專利技術具有如下優點：1.本專利技術的磁阻尼電機通過扭矩傳遞機構將阻尼力矩輸出至擺臂上，受訓人員的頭部通過頭部固定器帶動擺臂擺動時，需要克服該阻尼力矩，從而實現頸肌的抗阻訓練，由于磁阻尼電機輸出的阻尼力矩由所輸入的電流強度決定，通過主控系統的CPU模塊和控制電路控制輸入磁阻尼電機的電流強度，可以使磁阻尼電機輸出的阻尼力矩進行實時的調節，阻尼力矩的調節不存在滯后，因此，提高了頸肌訓練的效果；2.在磁阻尼電機輸出的阻尼力矩依次通過第一傳動齒輪、減速齒輪組和第二傳動齒輪傳遞至擺桿的過程中，由于減速齒輪組的作用，磁阻尼電機所輸出的阻尼力得到了放大，因此，采用輸出較低阻尼力矩的磁阻尼電機，仍可以獲得較大的頸肌訓練強度；3.固定座可以通過限位開關鎖止第一限位部或第二限位部，控制固定座繞轉軸進行90°的旋轉，這樣，受訓人員的頭部可以進行前后擺動和左右擺動兩種訓練模式的切換，而不再需要設置兩臺頸肌訓練器分別進行這兩種訓練模式，提高了頸肌訓練器的集成度和使用的便利性；4.通過設置扭矩傳感器作為擺桿的主體部件，而扭矩傳感器通過第一連接部與頭部固定器連接、通過第二連接部與傳動軸連接，當頭部固定器隨受訓人員的頭部擺動時，受訓人員的頸肌所釋放的肌力大小將被扭矩傳感器實時檢測并發送給CPU模塊，CPU模塊就可以根據肌力大小控制電路控制輸入磁阻尼電機的電流大小，實時控制磁阻尼電機輸出合理的阻尼力矩，實現可變阻力的頸肌訓練，設定不同的訓練等級并通過遞增阻力逐級增加訓練強度，使得頸肌訓練更加科學有效；5.在進行頸肌訓練時，受訓人員頭部的擺動角度過大會造成損傷、過小則訓練效果降低，本專利技術通過在傳動軸或擺桿上設置角度傳感器，使得擺桿的擺動角度被角度傳感器實時檢測并發送給CPU模塊，CPU模塊可以預設一個限制角度，當角度傳感器檢測到擺桿的擺動角度達到限制角度，CPU模塊就可以通過控制電路控制輸入磁阻尼電機的電流增大，使得受訓人員可以明顯感知訓練阻力加大并且繼續使擺桿向更大角度擺動變得困難，此時，受訓人員就可以往回擺動頭部固定器，確保了受訓人員頭部在一個安全合理的角度進行擺動訓練；6.通過在頭部固定器的兩側均設置擺桿和阻尼單元，能夠使頭部固定器受到的阻尼力更加穩定，有利于提高受訓人員的抗阻訓練效果；7.頭部固定器的第一固定桿和第二固定桿一端鉸接、另一端可拆卸鏈接，可以方便的打開和關閉，便于受訓人員的頭部伸入頭環中，而第一固定桿和第二固定桿上分別設置了第一夾塊和第二夾塊，受訓人員的頭部伸入第一夾塊和第二夾塊之間的夾持口，第一夾塊和第二夾塊分別通過彈性組件提供的回彈力，使第一夾塊和第二夾塊分本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種頸肌訓練器，包括機架，所述機架包括基座、固定于基座上的立柱以及固定于立柱上端的吊臂，其特征在于，所述吊臂上設有頭部驅動設備，所述頭部驅動設備包括頭部固定器、至少一根擺桿、與吊臂相連的固定座以及設置于固定座上的阻尼單元，所述阻尼單元包括輸出阻尼力矩的磁阻尼電機以及輸入端與磁阻尼電機相連傳遞該阻尼力矩的扭矩傳遞機構，所述擺桿具有擺動端和轉動端，所述擺桿的轉動端與扭矩傳遞機構的輸出端通過傳動軸連接以使擺桿可繞傳動軸的軸心擺動，所述擺桿的擺動端與頭部固定器連接，所述頸肌訓練器還包括主控系統，所述主控系統包括CPU模塊和控制電路，所述控制電路的輸入端與CPU模塊電連接、輸出端與磁阻尼電機電連接，所述CPU模塊通過控制電路控制輸入磁阻尼電機的電流大小，以控制磁阻尼電機輸出的阻尼力矩。

【技術特征摘要】
1.一種頸肌訓練器，包括機架，所述機架包括基座、固定于基座上的立柱以及固定于立柱上端的吊臂，其特征在于，所述吊臂上設有頭部驅動設備，所述頭部驅動設備包括頭部固定器、至少一根擺桿、與吊臂相連的固定座以及設置于固定座上的阻尼單元，所述阻尼單元包括輸出阻尼力矩的磁阻尼電機以及輸入端與磁阻尼電機相連傳遞該阻尼力矩的扭矩傳遞機構，所述擺桿具有擺動端和轉動端，所述擺桿的轉動端與扭矩傳遞機構的輸出端通過傳動軸連接以使擺桿可繞傳動軸的軸心擺動，所述擺桿的擺動端與頭部固定器連接，所述頸肌訓練器還包括主控系統，所述主控系統包括CPU模塊和控制電路，所述控制電路的輸入端與CPU模塊電連接、輸出端與磁阻尼電機電連接，所述CPU模塊通過控制電路控制輸入磁阻尼電機的電流大小，以控制磁阻尼電機輸出的阻尼力矩。2.根據權利要求1所述的一種頸肌訓練器，其特征在于，所述扭矩傳遞機構包括固定于磁阻尼電機輸出端的第一傳動齒輪、固定于傳動軸的第二傳動齒輪以及用于將第一傳動齒輪輸出的扭矩傳遞并放大至第二傳動齒輪的減速齒輪組。3.根據權利要求1所述的一種頸肌訓練器，其特征在于，所述固定座的上端設有呈豎直的轉軸，所述吊臂中設有軸承，所述轉軸伸入吊臂與軸承配合，所述轉軸上設有周向上呈90°的第一限位部和第二限位部，所述吊臂上設有可鎖止第一限位部或第二限位部的限位開關。4.根據權利要求1至3任意一項所述的一種頸肌訓練器，其特征在于，所述擺桿包括扭矩傳感器、位于擺動端的第一連接部和位于轉動端的第二連接部，所述扭矩傳感器與CPU模塊相連，所述扭矩傳感器的一端與第一連接部固定連接、另一端與第二連接部固定連接，所述第二連接部上設有沿傳動軸軸心開設的連接孔，所述連接孔的孔壁上設有鍵槽，所述傳動軸的軸面上設有凸鍵，所述傳動軸與連接孔配合，所述鍵槽與凸鍵配合。5.根據權利要求1至3任意一項所述的一種頸肌訓練器，其特征在于，所述傳動軸或擺桿上設有用于檢...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李鳴皋，胡仁昌，陸小健，徐建中，楊業兵，沈惠吉，單超，黃磊，李博，
申請(專利權)人：浙江捷昌線性驅動科技股份有限公司，中國人民解放軍海軍總醫院，
類型：發明
國別省市：浙江;33