[发明专利]用于康复健身器械的密闭压力容器空气压力负载及控制系统

说明书

本发明专利涉及康复健身器械技术领域，是利用压缩空气作为康复健身器械的工作负载并对负载的多项指标实现精确控制的方法。其特征是：通过电控系统、电磁阀、气动元件对进入气缸内的压缩空气的压强、流量进行精确控制后作用于气缸内的活塞，活塞通过传动机构连接到康复健身器械的执行机构，成为精确可控的负载，进行精准康复健身运动。压缩空气作为康复健身器械的负载，其力量范围大、方向性灵活，力量指标精度高，而且易于数字化控制，安全可靠、成本低、清洁环保，是康复健身器械尤其是专业康复器械的理想负载。并可以为康复运动的临床、康复科学研究、大数据采集，提供精确可靠的运动数据。

一、技术领域

本发明专利涉及康复健身器械技术领域，是利用压缩空气作为康复健身器械的工作负载并对负载的多项指标实现精确控制的方法。其特征是：通过电控系统、电磁阀、气动元件对进入气缸内的压缩空气的压强、流量进行精确控制后作用于气缸内的活塞，活塞通过传动机构连接到康复健身器械的执行机构，成为精确可控的负载，进行精准康复健身运动。压缩空气作为康复健身器械的负载，其力量范围大、方向性灵活，力量指标精度高，而且易于数字化控制，安全可靠、成本低、清洁环保，是康复健身器械尤其是专业康复器械的理想负载。并可以为康复运动的临床、康复科学研究、大数据采集，提供精确可靠的运动数据。

二、背景技术

对于需要康复训练的患者，其肌肉力量薄弱，关节活动不顺畅，进行一定的抗阻力训练是很有必要的，能够帮助他们快速恢复肌肉力量，恢复正常的运动能力。现有的抗阻力康复健身器械多是摩擦阻力负载、弹力负载和重力负载等形式。它们普遍存在着：负载数值大小不能恒定、负载数值调节不方便、不精确，难以达到科学精准训练的目的，如果运动方式不当还会引起二次伤害等缺陷。

本发明是为了克服现有康复健身设施负载方式的缺陷，而设计的康复健身器械压缩空气压力负载。其特点是：1.可以精确地调整、设置运动负载的数值，任意设置负载的方向。2.可以实现数字化运动管理，对康复运动的指标实时反馈，为康复者纠正动作进行科学康复训练提供可靠的运动数据。3.为防止运动中发生意外伤害而设计的运动保护系统使康复健身运动更加安全。4.使康复健身训练更加简便更容易实施。5成本较低可以减少康复健身器械造价。

三、发明内容

1、本发明的目的是：利用密闭容器内压缩空气的压力作为康复健身器械的阻力，采用电磁传感器、电磁阀、直线气缸等气动元件，对空气阻力的方向，大小进行有效控制，从而实现更便捷，更安全，更稳定的康复健身器械使用效果。空气压力负载的优点是方向灵活，力量调整精细，能够实现数字化自动化调整，成本较低廉；而且其安全性和动作反馈能力的设计更是现在所有康复健身设备所不具有的。

2、本发明的技术方案是：根据压强公式推导出F＝PS公式为基本原理来实现(P为密闭容器内气体的压强，S为产生阻力的直线气缸的活塞面积，F是密闭容器内气体压强作用于直线气缸活塞产生的压力)。

根据康复健身动作所需要的力量大小，和完成该动作所需要的动作幅度，选择适当直径与行程的直线气缸，连接用于完成该动作的康复健身器执行机构；根据完成该动作的直线气缸内压缩空气的体积，配合密闭容器与该直线气缸组成密闭容器系统。以人力通过传动机构带动直线气缸的活塞，在气缸内运动形成阻力的方式进行康复健身训练。

系统通过控制阀门与压缩空气气源连接，平时关闭阀门，保持系统内压强恒定；需要增大负载时打开阀门连通高压气源增加系统内压强，以达到增大负载的目的。控制阀的另一端口与大气相连，平时关闭阀门，保持系统内压强恒定；需要减小负载时打开阀门，释放气体减小系统内压强，以达到减小负载的目的。

在密闭容器与直线气缸间设置三通换向阀门，其中一个端口与大气相连。该阀门以手动或脚踩开关控制，运动时启动开关使密闭容器与系统连通，开始进行正常康复健身训练，一旦在训练中发生意外情况，可瞬间释放开关，立即封闭密闭容器，迅速释放直线气缸内的气体使直线气缸内压力负载迅速降低，从而达到安全保护康复者的目的。