專利名稱：站立式被動運(yùn)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于訓(xùn)練小腿肌肉的被動運(yùn)動機(jī)。
背景技術(shù)：
日本注冊實用新型申請公開No. 3112751和日本專利申請公開No. 2002-253700公 開了用于訓(xùn)練小腿肌肉的現(xiàn)有運(yùn)動輔助裝置。踏步類型的現(xiàn)有運(yùn)動裝置是用于在家中很容 易訓(xùn)練使用者的小腿肌肉的裝置。該踏步類型的現(xiàn)有運(yùn)動輔助裝置包括左腳支撐、右腳支 撐、彈簧和氣缸。使用者將使用者的左腳和使用者的右腳分別放置在左腳支撐和右腳支撐 上。隨后，使用者交替地上下移動使用者的左腳和右腳。以此方式，使用者使用該踏步類型 的運(yùn)動輔助裝置。通過使用該踏步類型的運(yùn)動輔助裝置，使用者能夠進(jìn)行類似于行走的運(yùn) 動。結(jié)果，使用者能夠促進(jìn)其健康。然而，當(dāng)使用者使用該現(xiàn)有運(yùn)動輔助裝置時，使用者需要自己踩踏左腳支撐和右 腳支撐。當(dāng)使用者踩踏現(xiàn)有運(yùn)動輔助裝置的左腳支撐和右腳支撐時，使用者彎曲和伸展膝 關(guān)節(jié)。因此，具有膝蓋傷痛的人或老年人難以使用踏步類型的現(xiàn)有運(yùn)動裝置。另外，踏步類 型的現(xiàn)有運(yùn)動裝置的使用者需要主動移動。也就是，該現(xiàn)有運(yùn)動裝置的使用者需要努力進(jìn) 行運(yùn)動。該努力對使用者來說是個負(fù)擔(dān)。而且，使用者對左腳和右腳支撐的簡單上下運(yùn)動 并不感到愉快。因此，使用者很容易放棄運(yùn)動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題獲得本發(fā)明以解決上述問題。本發(fā)明的目的是生產(chǎn)站立式被動運(yùn)動機(jī)。該站立式 被動運(yùn)動機(jī)使左腿和右腿進(jìn)行上下運(yùn)動的被動運(yùn)動，以訓(xùn)練使用者身體的平衡并且還訓(xùn)練 小腿的肌肉。解決技術(shù)問題的方法為了解決上述問題，本發(fā)明中的被動運(yùn)動機(jī)包括左腳支撐、右腳支撐和驅(qū)動單元。 左腳支撐和右腳支撐將形狀加工成分別承載使用者的左腳和右腳。該驅(qū)動單元構(gòu)造成移動 左腳支撐和右腳支撐，從而分別使左腳支撐和右腳支撐相對彼此運(yùn)動。該驅(qū)動單元包括水 平運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)中的至少一個。另外，該驅(qū)動單元包括豎直運(yùn)動施加 機(jī)構(gòu)。該水平運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)構(gòu)造成使左腳支撐和右腳支撐產(chǎn)生水平運(yùn)動，以移動該左腳支 撐和右腳支撐。該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)構(gòu)造成產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，以沿著水平方向繞著水平軸線 分別旋轉(zhuǎn)左腳支撐和右腳支撐。該豎直運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)構(gòu)造成使左腳支撐和右腳支撐與水平 運(yùn)動或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動同步進(jìn)行豎直運(yùn)動，以隨著左腳支撐和右腳支撐由水平運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)移動 或由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，而在豎直方向移動左腳支撐和右腳支撐。在此情況下，站立式被動運(yùn)動機(jī)構(gòu)造成，在使用者站立在左腳支撐和右腳支撐上 的情況下，利用水平運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)沿著水平方向被動地滑動使用者的左腳和右腳?？商娲?地，站立式被動運(yùn)動機(jī)構(gòu)造成繞著相應(yīng)水平軸線旋轉(zhuǎn)使用者的左腳和右腳支撐，以在使用者站立在左腳支撐和右腳支撐上的情況下被動地背屈踝關(guān)節(jié)。另外，水平滑動運(yùn)動或旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動導(dǎo)致使用者的重心轉(zhuǎn)移。因此，該豎直運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)構(gòu)造成使左腳支撐和右腳支撐與 水平滑動運(yùn)動或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動同步進(jìn)行豎直運(yùn)動。結(jié)果，通過將使用者的重量放置在腳支撐上， 使用者能夠提高平衡能力，同時使用者交替移動左股骨區(qū)域和右股骨區(qū)域。另外，通過向左 和向右擺動使用者的身體，以打破使用者的平衡，同時增強(qiáng)了平衡能力、由左腿或右腿之一 支撐使用者重量的能力，和小腿肌肉的能力，從而使用者能夠有興趣地連續(xù)進(jìn)行運(yùn)動。而 且，該被動運(yùn)動機(jī)產(chǎn)生3維運(yùn)動，包括與水平運(yùn)動組合的豎直運(yùn)動。因此，增強(qiáng)了對小腿的 運(yùn)動效果。而且，即使被動運(yùn)動機(jī)產(chǎn)生3維運(yùn)動，該被動運(yùn)動機(jī)也幾乎不彎曲和伸展膝關(guān) 節(jié)。因此，該被動運(yùn)動機(jī)允許使用者在不對膝關(guān)節(jié)造成影響的危險的情況下訓(xùn)練使用者的 腿部肌肉。優(yōu)選地，該驅(qū)動單元構(gòu)造成移動左腳支撐和右腳支撐，從而該左腳支撐與右腳支 撐互鎖。優(yōu)選地，該豎直運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)包括豎直運(yùn)動施加裝置。該豎直運(yùn)動施加裝置構(gòu)造 成在豎直方向上移動左腳支撐和右腳支撐。該豎直運(yùn)動施加裝置構(gòu)造成相對于右腳支撐改 變左腳支撐的高度。在此情況下，該豎直運(yùn)動施加裝置構(gòu)造成使左腳支撐和右腳支撐產(chǎn)生蹺蹺板狀運(yùn) 動，從而左腳支撐和右腳支撐被動地和交替地在豎直方向上移動。優(yōu)選地，該左腳支撐和右腳支撐構(gòu)造成可繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)軸線垂直于 水平平面。優(yōu)選地，該被動運(yùn)動機(jī)還包括旋轉(zhuǎn)板。該旋轉(zhuǎn)板具有旋轉(zhuǎn)軸線。該旋轉(zhuǎn)軸線垂直 于水平平面。該旋轉(zhuǎn)板繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。左腳支撐和右腳支撐都連接到該旋轉(zhuǎn)板上。結(jié) 果，當(dāng)旋轉(zhuǎn)板旋轉(zhuǎn)時，該左腳支撐和右腳支撐旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)軸線位于左腳支撐和右腳支撐之 間。在此情況下，被動運(yùn)動機(jī)構(gòu)造成產(chǎn)生相對于下之扭轉(zhuǎn)上肢的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動。結(jié)果，該被 動運(yùn)動機(jī)能夠刺激如下背部和小腿，尤其是內(nèi)收肌肉之類的各個肌肉，從而被動運(yùn)動使使 用者得到鍛煉，以更加有效地使使用者的肌肉發(fā)達(dá)。該豎直運(yùn)動施加裝置構(gòu)造成隨著水平運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)使左腳支撐和右腳支撐產(chǎn)生 水平運(yùn)動以從后向前移動左腳支撐和右腳支撐，該豎直運(yùn)動施加裝置使左腳支撐和右腳支 撐產(chǎn)生豎直運(yùn)動以向下移動左腳支撐和右腳支撐。在此情況下，使用者的重量作用在向前和向后移動的左腳支撐和右腳支撐上。因 此，使用者能夠更加有效地鍛煉使用者的平衡能力。優(yōu)選地，該豎直運(yùn)動施加裝置構(gòu)造成隨著旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)從向前傾斜姿態(tài)到 向后傾斜姿態(tài)移動左腳支撐，該豎直運(yùn)動施加裝置使左腳支撐產(chǎn)生豎直運(yùn)動以向下移動左 腳支撐。該豎直運(yùn)動施加裝置構(gòu)造成隨著旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)從向前傾斜姿態(tài)到向后傾斜 姿態(tài)移動右腳支撐，該豎直運(yùn)動施加裝置使右腳支撐產(chǎn)生豎直運(yùn)動以向下移動右腳支撐。在此情況下，使用者很容易將使用者的重量放置在具有向后傾斜姿態(tài)并向下移動 的左腳支撐或右腳支撐上。當(dāng)使用者的重量作用在左腳支撐或右腳支撐上時，使用者的重 量作用在膝蓋的后側(cè)上，從而當(dāng)使用者的重量作用在左腳支撐或右腳支撐上時，股骨區(qū)域 的前側(cè)收縮。以此方式，該被動運(yùn)動機(jī)有效地對踝關(guān)節(jié)產(chǎn)生背屈運(yùn)動。
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優(yōu)選地，該豎直運(yùn)動施加裝置構(gòu)造成隨著旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)從向后傾斜姿態(tài)到 向前傾斜姿態(tài)移動左腳支撐，該豎直運(yùn)動施加裝置對左腳支撐產(chǎn)生豎直運(yùn)動以向下移動左 腳支撐。該豎直運(yùn)動施加裝置構(gòu)造成隨著旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)從向后傾斜姿態(tài)到向前傾斜 姿態(tài)移動右腳支撐，該豎直運(yùn)動施加裝置使右腳支撐產(chǎn)生豎直運(yùn)動以向下移動右腳支撐。在此情況下，使用者很容易地將使用者的重量放置在具有向前傾斜姿態(tài)并向下移 動的左腳支撐或右腳支撐上。當(dāng)使用者的重量作用左腳支撐或右腳支撐上時，使用者的重 量作用在膝蓋的后側(cè)上，從而當(dāng)使用者的重量作用在左腳支撐或右腳支撐上時，股骨區(qū)域 的前側(cè)收縮。以此方式，被動運(yùn)動機(jī)有效地對踝關(guān)節(jié)產(chǎn)生背屈運(yùn)動。參照附圖，這些和其他目的和優(yōu)點從用于實現(xiàn)本發(fā)明的下述最佳實施方式中將變 得顯而易見。


圖1是本發(fā)明的實施方式中站立式被動運(yùn)動機(jī)。圖1中的被動運(yùn)動機(jī)包括可在豎 直方向上移動的左腳支撐和右腳支撐。圖2是該左腳支撐和右腳支撐的解釋示意圖。該左腳支撐和右腳支撐通過豎直運(yùn) 動施加裝置在豎直方向上移動。圖3a是本實施方式中水平滑動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)的平面圖。圖3b是示出支撐為天平的基板的解釋示意圖。圖3c是示出腳支撐的解釋示意圖，該腳支撐隨著腳支撐朝前方移動而向下移動。圖4a是用于另一實施方式的水平滑動施加機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)的解釋的平 面圖。圖4b是支撐成天平的基板的解釋示意圖。圖4c是用于底屈踝關(guān)節(jié)的底屈運(yùn)動的解釋示意圖。圖5a是腳支撐的解釋示意圖。圖5a中的腳支撐具有向后傾斜位置，并向下移動。圖5b是腳支撐的解釋示意圖。圖5b中的腳支撐具有前傾位置，并向下移動。圖6a是被動運(yùn)動機(jī)的解釋示意圖，它包括扭轉(zhuǎn)裝置和豎直運(yùn)動施加裝置。圖6b是示出支撐為天平的基板的解釋示意圖。圖6c是示出機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)板的解釋示意圖。該旋轉(zhuǎn)板支撐腳支撐。該機(jī)構(gòu)包括構(gòu) 造成旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)板的馬達(dá)。圖7是上述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。圖8是另一實施方式的水平滑動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)的解釋示意圖。圖9a是另一實施方式的水平滑動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)的解釋示意圖。圖9b是另一實施方式的水平滑動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)的解釋示意圖。圖IOa是另一實施方式的豎直運(yùn)動施加裝置的解釋示意圖。圖IOb是另一實施方式的豎直運(yùn)動施加裝置的解釋示意圖。圖Ila是另一變型的豎直運(yùn)動施加裝置的解釋示意圖。圖lib是另一變型的豎直運(yùn)動施加裝置的解釋示意圖。圖Ilc是該豎直運(yùn)動施加裝置的解釋示意圖，它包括構(gòu)造成分別和單獨(dú)移動左腳 支撐和右腳支撐的馬達(dá)。
圖12a是上述豎直運(yùn)動施加裝置的解釋示意圖。圖12b是上述豎直運(yùn)動施加裝置的解釋示意圖。
具體實施例方式下文中，根據(jù)附圖解釋本發(fā)明的實施方式。本發(fā)明中的被動運(yùn)動機(jī)5包括左腳支撐1、右腳支撐2和驅(qū)動單元。該左腳支撐 1將形狀加工成承載使用者的左腳Al。該右腳支撐2將形狀加工成承載使用者的右腳A2。 該驅(qū)動單元構(gòu)造成使得左腳支撐1和右腳支撐2運(yùn)動，從而該左腳支撐1和右腳支撐2相 對彼此運(yùn)動。該驅(qū)動單元包括水平運(yùn)動實施機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動實施機(jī)構(gòu)中的至少一個。該旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動實施機(jī)構(gòu)構(gòu)造成將旋轉(zhuǎn)左腳支撐1和右腳支撐2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動分別繞著水平軸線3施 加到左腳支撐1和右腳支撐2上。該水平軸線3沿著水平平面延伸。而且，該驅(qū)動單元包 括豎直運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)。該豎直運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)構(gòu)造成將在豎直方向B上移動左腳支撐和右腳 支撐的豎直運(yùn)動分別施加到左腳支撐1和右腳支撐2上，從而該豎直運(yùn)動與水平運(yùn)動或旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動同步。圖1至3示出了站立式被動運(yùn)動機(jī)的一個實施方式。圖1示出了可單獨(dú)在豎直方 向上移動的該左腳支撐1和右腳支撐2的示意圖。圖2是該左腳支撐1、右腳支撐2，以及 豎直運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)的豎直運(yùn)動施加裝置13的示意圖。該豎直運(yùn)動施加裝置13構(gòu)造成在豎 直方向上彈與移動左腳支撐1和右腳支撐2。圖3是站立式被動運(yùn)動機(jī)的示意圖，它包括水 平滑動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)11和豎直運(yùn)動施加裝置13。圖3中所示的該水平滑動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)11等同于水平運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)。該水平滑 動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)11構(gòu)造成在前后方向上和橫向上移動左腳支撐1和右腳支撐2，從而左腳 支撐的軌跡和右腳支撐的軌跡的組合描繪出V形。結(jié)果，水平滑動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)11導(dǎo)致使 用者的腿部肌肉伸展和收縮。該水平滑動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)11包括基板6、左導(dǎo)軌8和右導(dǎo)軌 8。該左導(dǎo)軌8和右導(dǎo)軌8設(shè)置在基板6的上表面上。該左導(dǎo)軌8具有長度方向Y1。該右 導(dǎo)軌8具有長度方向Y2。隨著左導(dǎo)軌8和右導(dǎo)軌朝前方延伸，該左導(dǎo)軌8和右導(dǎo)軌8分別 朝左和右延伸。因此，長度方向Yl以預(yù)定角度與長度方向Y2交叉，從而隨著左導(dǎo)軌8和右 導(dǎo)軌8朝前方延伸，左導(dǎo)軌8和右導(dǎo)軌8彼此遠(yuǎn)離延伸。當(dāng)馬達(dá)21啟動時，該馬達(dá)旋轉(zhuǎn)蝸 輪9，從而使左轉(zhuǎn)向架20沿著左導(dǎo)軌8的長度方向Yl并使右轉(zhuǎn)向架20沿著右導(dǎo)軌8的長 度方向Y2而往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)左導(dǎo)軌8和右導(dǎo)軌8往復(fù)運(yùn)動時，分別保持左轉(zhuǎn)向架20和右轉(zhuǎn) 向架20的左腳支撐1和右腳支撐2沿著左導(dǎo)軌8和右導(dǎo)軌8的長度方向Yl和Y2往復(fù)運(yùn) 動。相反，圖3b中所示豎直運(yùn)動施加裝置13支撐基板6的下表面的中心，從而將基板 6支撐為天平，而基板6的下表面的中心起到支點13a的作用。結(jié)果，該豎直運(yùn)動施加裝置 13構(gòu)造成保持左腳支撐1和右腳支撐2，使得該豎直運(yùn)動施加裝置13允許左腳支撐1和右 腳支撐2像蹺蹺板運(yùn)動那樣交替向上和向下移動。需要注意的是，該豎直運(yùn)動施加裝置13構(gòu)造成將左腳支撐1和右腳支撐2支撐為 天平那樣，以在使用者的重心移動到左腳支撐1或右腳支撐2上時可像蹺蹺板那樣移動。然 而，該豎直運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)13并不局限于此。也就是，還可能采用通過球或輥子實現(xiàn)的豎直 運(yùn)動施加裝置13。在球或輥子作用為支點13a的情況中，該左腳支撐1和右腳支撐2繞著
7支點13a以360度搖擺。在下述實施方式中也采用了該構(gòu)造。如上所述，生產(chǎn)了由不需要彎曲膝蓋A4站立的使用者使用的站立式被動運(yùn)動機(jī) 5。在該被動運(yùn)動機(jī)5中，當(dāng)使用者A啟動馬達(dá)，同時使用者站立在左腳支撐1和右腳支撐2 上時，該左腳支撐1和右腳支撐2受到驅(qū)動而移動，從而左腳支撐1和右腳支撐2的軌跡描 繪成V形。而且，該左腳支撐1和右腳支撐2受到驅(qū)動，從而左腳支撐1與右腳支撐2相差 180度相位。采用該構(gòu)造，該被動運(yùn)動機(jī)對使用者產(chǎn)生模擬行走運(yùn)動。另外，使用者通過該 被動運(yùn)動機(jī)訓(xùn)練行走能力，該被動運(yùn)動機(jī)導(dǎo)致使用者的重心在前后方向上移動。結(jié)果，保持 左腳支撐1和右腳支撐2的基板6像蹺蹺板那樣移動。因此，使用者的重量施加到左腳支 撐1或右腳支撐2的位于另一腳部支架下方的其中一個上。也就是，當(dāng)使用者站立在左腳支 撐1和右腳支撐2上時，使用者具有非常不穩(wěn)定的平衡位置。這樣，使用者通過使用整個身 體的肌肉試圖從不穩(wěn)定的平衡位置恢復(fù)，以保持平衡。也就是，即使使用者的重心通過該被 動運(yùn)動機(jī)輕微移動，使用者的腿部肌肉也通過來自大腦的指令開始保持平衡。以這種方式， 訓(xùn)練了使用者的大腦、運(yùn)動神經(jīng)和平衡能力。另外，也訓(xùn)練了大腦、運(yùn)動神經(jīng)和平衡能力的 成熟。另外，當(dāng)左腳支撐1或右腳支撐2向下移動時，作用在小腿A3上的載荷增大。因此， 通過將使用者的重心放置在左腳支撐1和右腳支撐2上，同時左股骨區(qū)域和右股骨區(qū)域交 替在豎直方向上移動，使用者能夠訓(xùn)練3維平衡能力。以此方式，使用該被動運(yùn)動機(jī)的使用 者能夠訓(xùn)練(a)平衡能力，同時進(jìn)行模擬行走運(yùn)動，(b)僅通過左腿Al或右腿A2支撐使用 者重量的能力，和(c)同時小腿A3的肌肉。因此，能夠獲得輔助訓(xùn)練的訓(xùn)練輔助效果。另 外，該被動運(yùn)動機(jī)不但能夠產(chǎn)生2維運(yùn)動，而且能產(chǎn)生3維的多個運(yùn)動，包括與用于在豎直 方向保持平衡的運(yùn)動組合的平面運(yùn)動。因此，施加到小腿A3上的載荷增大。而且，在由具 有站立姿態(tài)的使用者使用該被動運(yùn)動機(jī)時，使用者不需要彎曲膝蓋A4。因此，不存在將大載 荷施加到膝關(guān)節(jié)上的可能性。結(jié)果，可能訓(xùn)練小腿A3的肌肉，同時使用者傷害使用者的膝 關(guān)節(jié)。結(jié)果，難以在前后方向上移動使用者重心的老年人也能夠很容易地使用該被動運(yùn)動 機(jī)。因此，老年人也能夠通過該被動運(yùn)動機(jī)訓(xùn)練行走能力。圖4和5示出了另一實施方式。在本實施方式中，除了水平滑動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)11 和豎直運(yùn)動施加裝置13之外，該驅(qū)動單元還包括旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)12。該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī) 構(gòu)13構(gòu)造成繞著水平軸線3旋轉(zhuǎn)左腳支撐1和右腳支撐2的每一個。該水平軸線3沿著 水平方向延伸。該水平滑動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)11和豎直運(yùn)動施加裝置13分別與圖3中的水平 滑動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)11和豎直運(yùn)動施加裝置13相同。該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)12構(gòu)造成繞著 相應(yīng)水平軸線旋轉(zhuǎn)左腳支撐1和右腳支撐2。采用該構(gòu)造，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)12將使左腳 支撐和右腳支撐相對于水平平面傾斜的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加到左腳支撐1和右腳支撐2，從而左 腳支撐1和右腳支撐2中的每一個都可在向前傾斜姿態(tài)和向后傾斜姿態(tài)之間移動。隨著腳 Al (A2)底屈成具有使腳趾定位低于腳跟的向前傾斜姿態(tài)，使用者的重量作用在膝蓋的前側(cè) 上，從而股骨區(qū)域的后側(cè)收縮。相反，隨著腳Al (A2)背屈成具有使腳跟定位低于腳趾的向 后傾斜姿態(tài)(圖5a中所示)，使用者的重量作用在膝蓋的后側(cè)上，從而股骨區(qū)域的前側(cè)收 縮。為了進(jìn)行底屈運(yùn)動和背屈運(yùn)動，如圖4a中所示，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)12包括分別和整體 用于左腳支撐1和右腳支撐2的馬達(dá)30。每個馬達(dá)30都構(gòu)造成向前和向后旋轉(zhuǎn)。每個馬 達(dá)30都構(gòu)造成產(chǎn)生在向前傾斜姿態(tài)和向后傾斜姿態(tài)之間移動左腳支撐1 (右腳支撐2)的 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。左腳支撐1 (右腳支撐2)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動與左腳支撐1 (右腳支撐2)的V形運(yùn)動互
8鎖。例如，隨著左腳支撐1 (右腳支撐2)朝前方D移動，馬達(dá)30將左腳支撐1 (右腳支撐2) 移動到向前傾斜姿態(tài)或向后傾斜姿態(tài)。結(jié)果，除了 V形運(yùn)動和蹺蹺板狀運(yùn)動之外，使用者還 能夠進(jìn)行底屈運(yùn)動和背屈運(yùn)動。如圖5a中所示，當(dāng)支撐背屈腳Al的左腳支撐1向下Bl移動時，能量進(jìn)入使用者 的脛骨，從而使用者的脛骨承受背屈的腳的運(yùn)動。結(jié)果，脛骨的肌肉得到加強(qiáng)。相反，如圖 5b中所示，當(dāng)承載底屈腳Al的左腳支撐1向下Bl移動時，能量進(jìn)入使用者的腓腸，從而使 用者的腓腸承受底屈腳的運(yùn)動。結(jié)果，腓腸肌得到加強(qiáng)。而且，在腳背屈或底屈的情況下， 可能減小施加到膝蓋A4的剪切力。因此，不存在膝蓋受傷的可能性，從而使用者能夠在沒 有膝蓋傷痛危險的情況下，進(jìn)行背屈運(yùn)動和底屈運(yùn)動。另外，當(dāng)馬達(dá)30改變左腳支撐1 (右 腳支撐2)相對于水平平面的傾斜角度時，可能改變左腳支撐1和右腳支撐2相對于水平平 面的傾斜角度。而且，在本實施方式中，當(dāng)踝關(guān)節(jié)移動成具有背屈狀態(tài)或底屈狀態(tài)時，踝關(guān)節(jié)在一 方向上背屈或底屈，從而不會扭傷。也就是，如圖4c中所示，每個水平軸線3都位于腳Al、 A2的每個腳跟下方。因此，除了在用于背屈和底屈方向上的力之外，腳Al、A2不受力。結(jié) 果，不存在扭傷腳踝的可能性，從而使用者能夠在沒有扭傷腳踝危險的情況下，進(jìn)行背屈運(yùn) 動和底屈運(yùn)動。在除了本實施方式之外的實施方式中也可獲得該優(yōu)點。圖6和7示出了又一實施方式。圖6和7中的被動運(yùn)動機(jī)包括旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu) 12、豎直運(yùn)動施加裝置13和扭轉(zhuǎn)裝置15。該扭轉(zhuǎn)裝置15構(gòu)造成繞著垂直于水平平面的垂 直軸旋轉(zhuǎn)左腳支撐1和右腳支撐2。應(yīng)當(dāng)注意的是，圖6和7中的豎直運(yùn)動施加裝置13等 同于圖3中的豎直運(yùn)動施加裝置13。相反，本實施方式中的被動運(yùn)動機(jī)不包括水平滑動運(yùn) 動施加機(jī)構(gòu)11。圖7中所示的本實施方式中的該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)12包括蝸桿36和一 對蝸輪37。該蝸桿36連接到構(gòu)造成向前和向后旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)35的輸出軸上。蝸輪37與一 對蝸輪37嚙合。每個蝸輪37都連接到左腳支撐1和右腳支撐2中的每一個上。馬達(dá)35 構(gòu)造成產(chǎn)生用于分別將左腳支撐1和右腳支撐2繞著水平軸線3旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)。圖6a中所 示的扭轉(zhuǎn)裝置15構(gòu)造成在箭頭F所示方向上相對于基板6旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)板7。扭轉(zhuǎn)裝置15構(gòu) 造成可由使用者主動地采用而在連接到旋轉(zhuǎn)板7上的左腳支撐1和右腳支撐2上旋轉(zhuǎn)。另 外，還可能采用扭轉(zhuǎn)裝置15，它構(gòu)造成由馬達(dá)40被動旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)板7。該旋轉(zhuǎn)板7設(shè)置有 保持蝸輪42的驅(qū)動軸41。該蝸輪42與固定到構(gòu)造成向前和向后旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)40的輸出軸 上的蝸桿43嚙合。采用該構(gòu)造，該扭轉(zhuǎn)裝置構(gòu)造成由向前和向后旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)40繞著驅(qū)動 軸旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)板7。以此方式，除了由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)12進(jìn)行的背屈和底屈運(yùn)動(圖7中所示)， 以及豎直運(yùn)動施加裝置13進(jìn)行的蹺蹺板狀運(yùn)動Bi、B2(圖6b)之外，還可能進(jìn)行相對于小 腿A3扭轉(zhuǎn)上肢A5的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動F。因此，可能刺激下背部A6和小腿A3的肌肉，尤其是內(nèi)收 肌肉，從而可能更加有效地加強(qiáng)肌肉。另外，使用馬達(dá)40由旋轉(zhuǎn)板7產(chǎn)生的被動扭轉(zhuǎn)使得 可能加強(qiáng)小腿A3的肌肉。而且，本實施方式中的被動運(yùn)動機(jī)不包括水平滑動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu) 11。然而，本實施方式中的被動運(yùn)動機(jī)可以進(jìn)一步包括水平滑動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)。上述實施方式示出了水平滑動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)1，它構(gòu)造成移動左腳支撐1和右腳 支撐2，使得左腳支撐1和右腳支撐2沿著V形軌跡移動，以產(chǎn)生V形運(yùn)動。然而，該水平滑 動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)11的運(yùn)動不僅局限于此。也就是，僅需要水平滑動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)11對左腳支撐1和右腳支撐2產(chǎn)生水平運(yùn)動，以在水平方向上移動左腳支撐1和右腳支撐2即可。 圖8和圖9示出了相應(yīng)的實施方式。圖8示出了左腳支撐1和右腳支撐2，它們在彼此平行方向上移動。該左腳支撐 1和右腳支撐2交替朝向前方向D和向后方向C移動。該左腳支撐1和右腳支撐2分別沿 著導(dǎo)軌60和導(dǎo)軌61移動。在本實施方式中，馬達(dá)50設(shè)置有向前和向后旋轉(zhuǎn)的輸出軸51。 該輸出軸51設(shè)置有主齒輪52。該主齒輪52與副齒輪53和副齒輪54嚙合。該副齒輪53 和副齒輪54位于主齒輪52的兩側(cè)。左腳支撐1在其端面設(shè)置有與副齒輪53嚙合的齒條 55。右腳支撐2在其端面設(shè)置有與副齒輪54嚙合的齒條56。當(dāng)馬達(dá)50開始產(chǎn)生向前和向 后旋轉(zhuǎn)時，左腳支撐1和右腳支撐2在前后方向上交替移動。因此，被動運(yùn)動機(jī)適合用于使 用模擬滑雪訓(xùn)練。圖9示出了左腳支撐1和右腳支撐2，它們受到驅(qū)動，以在橫向E上水平地移動， 從而左腳支撐1和右腳支撐2朝向和遠(yuǎn)離彼此移動。該左腳支撐1和右腳支撐2分別沿著 導(dǎo)軌62和導(dǎo)軌63移動。該導(dǎo)軌62和導(dǎo)軌63構(gòu)造成在橫向E上對左腳支撐1和右腳支撐 2進(jìn)行導(dǎo)引，從而左腳支撐1和右腳支撐2朝向和遠(yuǎn)離彼此移動。左腳支撐1和右腳支撐2 中的每一個都連接到連桿60的第一末端上。該連桿60將形狀加工成具有偏菱形，并構(gòu)造 成在橫向上展開和收縮。該連桿60具有連接到液壓缸61的活塞桿62上。當(dāng)活塞桿如圖 9b中那樣延伸時，連桿60在橫向上延伸。結(jié)果，左腳支撐1和右腳支撐2遠(yuǎn)離彼此移動。 相反，當(dāng)活塞桿62返回時，連桿60在前后方向上延伸。結(jié)果，左腳支撐1和右腳支撐2朝 彼此移動。以此方式，該左腳支撐1和右腳支撐2在橫向E上朝向和遠(yuǎn)離彼此移動。因此， 適合用于打開雙腿的打開運(yùn)動。圖10至圖12中的每一個都示出了再一實施方式。這些實施方式示出了豎直運(yùn)動 施加機(jī)構(gòu)的豎直運(yùn)動施加裝置14的例子。左腳支撐1和右腳支撐2各具有在豎直方向B 上的代表點。該豎直運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)構(gòu)造成將左腳支撐1的代表點相對于右腳支撐2的代表 點移動。也就是，該豎直運(yùn)動施加裝置構(gòu)造成在豎直方向上移動左腳支撐1和右腳支撐2。 該豎直運(yùn)動施加裝置構(gòu)造成移動左腳支撐1和右腳支撐2，使得左腳支撐1的高度相對于右 腳支撐2的高度移動。圖10中的豎直運(yùn)動施加裝置14包括液壓缸70和活塞桿71。基板6構(gòu)造成繞著 支點13a擺動，從而基板6做蹺蹺板狀移動。該基板6在其一端處設(shè)置有活塞桿71。當(dāng)活 塞桿71延伸時，基板6繞著支點13a擺動。圖10的箭頭Bl和箭頭B2示出了豎直運(yùn)動施 加裝置14的活塞桿71移動時右腳支撐2的運(yùn)動。以此方式，左腳支撐1和右腳支撐2被 動做蹺蹺板狀移動，從而左腳支撐1和右腳支撐2分別在B2和Bl方向上移動。圖11的豎直運(yùn)動施加裝置14包括馬達(dá)80和一對偏心凸輪81、82。在本實施方式 中，這兩個偏心凸輪81和82固定到馬達(dá)的輸出軸80a上，并彼此間隔開。當(dāng)偏心凸輪81 的向上突出尺寸Ll最大時，偏心凸輪82的向上突出尺寸L2最小。偏心凸輪81設(shè)置在左 腳支撐1下方。該偏心凸輪82設(shè)置在右腳支撐2下方。當(dāng)馬達(dá)80旋轉(zhuǎn)輸出軸80a時，偏 心凸輪81和偏心凸輪82中的每一個的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動都轉(zhuǎn)換成左腳支撐1和右腳支撐2中的每 一個的豎直運(yùn)動。結(jié)果，左腳支撐1和右腳支撐2在豎直方向B1、B2上被動移動，從而左腳 支撐1和右腳支撐2做蹺蹺板狀移動。應(yīng)當(dāng)注意的是，為了單獨(dú)旋轉(zhuǎn)偏心凸輪81和82，可 能采用圖Ilc中所示的兩個馬達(dá)80A、80B。結(jié)果，左腳支撐1和右腳支撐2單獨(dú)移動，或者
10隨機(jī)移動，而不是像蹺蹺板那樣在豎直方向上交替移動。在此情況下，可能在豎直方向上調(diào) 節(jié)左腳支撐1和右腳支撐2的速度、距離和正時。因此，左腳支撐1和右腳支撐2在豎直方 向上隨機(jī)移動。結(jié)果，該左腳支撐1和右腳支撐2不可預(yù)測地和被動地移動。結(jié)果，可能增 強(qiáng)平衡運(yùn)動的效果。圖12的豎直運(yùn)動施加裝置14包括連桿90、91和連接桿92。連桿90和連桿91中 的每一個都將形狀加工成具有偏菱形。連桿90和連桿91設(shè)置在橫向上。連桿90、91構(gòu)造 成朝豎直方向B展開和收縮，并分別設(shè)置在左腳支撐1和右腳支撐2下方。連桿90利用連 接桿92可回轉(zhuǎn)地連接到連桿91上。連桿90的上端連接到液壓缸95的活塞桿96上。當(dāng) 活塞桿96在豎直方向上展開時，連桿90在豎直方向上延伸，同時連桿91在豎直方向上縮 短。相反，當(dāng)活塞桿96在豎直方向上收縮時，連桿90在豎直方向上縮短，同時連桿91在豎 直方向上延伸。結(jié)果，左腳支撐1和右腳支撐2在豎直方向上交替移動，從而左腳支撐1和 右腳支撐2做蹺蹺板狀移動。應(yīng)當(dāng)注意的是，可能采用單獨(dú)的油壓缸95和彼此分離的兩個 連桿90、91。其中一個油壓缸95連接到鏈桿90上，并且另一個油壓缸連接到連桿91上，以 單獨(dú)移動連桿90、91。結(jié)果，左腳支撐1和右腳支撐2在豎直方向上單獨(dú)地和隨機(jī)地移動。根據(jù)圖10至圖12的豎直運(yùn)動施加裝置14，作出這些解釋。當(dāng)圖3a中所示水平 滑動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)11使左腳支撐1進(jìn)行水平運(yùn)動，以從向后方向C朝向前方向D移動左腳 支撐1時，豎直運(yùn)動施加裝置14與左腳支撐1的水平運(yùn)動同步產(chǎn)生豎直運(yùn)動，以將左腳支 撐1向下Bl移動。因此，使用者能夠很容易地將使用者的重量施加到左腳支撐1上。類似 地，當(dāng)圖3a中所示的水平滑動運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)11使右腳支撐2進(jìn)行水平運(yùn)動，以從向后方向 C朝向前方向D移動右腳支撐2時，豎直運(yùn)動施加裝置14與右腳支撐2的水平運(yùn)動同步進(jìn) 行豎直運(yùn)動，以將右腳支撐2向下Bl移動。因此，使用者能夠很容易地將使用者的重量施 加到右腳支撐2上。結(jié)果，使用者可能有效地進(jìn)行平衡運(yùn)動。另外，根據(jù)豎直運(yùn)動施加裝置14作出本實施方式的解釋。當(dāng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)12 使左腳支撐1 (右腳支撐2)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，以將左腳支撐1 (右腳支撐2)從向前傾斜姿態(tài) 移動到圖4a中所示的向后傾斜姿態(tài)時，隨著左腳支撐1 (右腳支撐2)移動到圖5a中所示 向后傾斜姿態(tài)，豎直運(yùn)動施加裝置14將左腳支撐1(右腳支撐2)朝向下方向Bl移動。根 據(jù)該運(yùn)動，使用者可能將使用者的重量很容易地施加到左腳支撐1(右腳支撐2)上。而且， 在此情況下，使用者的重量施加到膝蓋A4的后側(cè)。結(jié)果，股骨區(qū)域的前側(cè)也收縮，從而可能 有效地進(jìn)行踝關(guān)節(jié)的背屈。根據(jù)豎直運(yùn)動施加裝置14進(jìn)行本實施方式的進(jìn)一步解釋。當(dāng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu) 12使左腳支撐1 (右腳支撐2)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，以將左腳支撐1 (右腳支撐2)從向后傾斜姿 態(tài)移動到圖4a中所示向前傾斜姿態(tài)時，隨著左腳支撐1 (右腳支撐2)移動到向前傾斜姿 態(tài)，豎直運(yùn)動施加裝置14將左腳支撐1(右腳支撐2)朝下方Bl移動。因此，使用者可能將 使用者的重量施加到左腳支撐1上。而且，使用者的重量施加到膝蓋A4的前側(cè)。因此，可 能收縮股骨區(qū)域的后側(cè)。結(jié)果，使用者可能有效地將踝關(guān)節(jié)底屈。盡管特別參照上述實施方式描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不應(yīng)局限于此，并應(yīng)當(dāng)解 釋為包含各實施方式的單獨(dú)特征的任意組合。
權(quán)利要求
一種站立式被動運(yùn)動機(jī)，包括左腳支撐和右腳支撐，所述左腳支撐和所述右腳支撐構(gòu)造成分別承載使用者的左腳和右腳；驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元構(gòu)造成移動所述左腳支撐和所述右腳支撐，從而使所述左腳支撐和所述右腳支撐相對彼此運(yùn)動；所述驅(qū)動單元包括水平運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)中的至少一個，所述水平運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)構(gòu)造成使所述左腳支撐和所述右腳支撐水平運(yùn)動，使得所述水平運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)在水平方向上移動所述左腳支撐和所述右腳支撐，所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)構(gòu)造成使所述左腳支撐和所述右腳支撐旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使得所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)將所述左腳支撐和所述右腳支撐沿著所述水平方向繞著水平軸線旋轉(zhuǎn)，其中所述驅(qū)動單元包括豎直運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)，所述豎直運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)構(gòu)造成使所述左腳支撐和所述右腳支撐豎直運(yùn)動，使得所述豎直運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)在豎直方向上移動所述左腳支撐和所述右腳支撐，并且所述豎直運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)構(gòu)造成使所述左腳支撐和所述右腳支撐與所述水平運(yùn)動或所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動同步進(jìn)行所述豎直運(yùn)動。
2.如權(quán)利要求1所述的被動運(yùn)動機(jī)，其中所述驅(qū)動單元構(gòu)造成移動所述左腳支撐和所述右腳支撐使得所述左腳支撐與所述右 腳支撐互鎖。
3.如權(quán)利要求1所述的被動運(yùn)動機(jī)，其中所述豎直運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)包括豎直運(yùn)動施加裝置，所述豎直運(yùn)動施加裝置構(gòu)造成在所述 豎直方向上移動所述左腳支撐和所述右腳支撐，并且所述豎直運(yùn)動施加裝置構(gòu)造成移動所述左腳支撐和所述右腳支撐，以改變所述左腳支 撐相對于所述右腳支撐的高度。
4.如權(quán)利要求1所述的被動運(yùn)動機(jī)，其中所述左腳支撐和所述右腳支撐構(gòu)造成能夠繞垂直于水平平面的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求1所述的被動運(yùn)動機(jī)，還包括旋轉(zhuǎn)板，所述旋轉(zhuǎn)板具有垂直于水平平面的旋轉(zhuǎn)軸線，所述旋轉(zhuǎn)板繞著所述旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，所述左腳支撐和所述右腳支撐都連接到所述旋轉(zhuǎn)板上，從而當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)板旋轉(zhuǎn)時，所 述左腳支撐和所述右腳支撐旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)軸線位于所述左腳支撐和所述右腳支撐之間。
6.如權(quán)利要求3所述的被動運(yùn)動機(jī)，其中所述豎直運(yùn)動施加裝置構(gòu)造成隨著所述水平運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)使所述左腳支撐和所述右 腳支撐水平運(yùn)動以從向后到向前移動所述左腳支撐和所述右腳支撐，所述豎直運(yùn)動施加裝 置使所述左腳支撐和所述右腳支撐豎直運(yùn)動以向下移動所述左腳支撐和所述右腳支撐。
7.如權(quán)利要求3所述的被動運(yùn)動機(jī)，其中所述豎直運(yùn)動施加裝置構(gòu)造成隨著所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)使所述左腳支撐旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 以將所述左腳支撐從向前傾斜姿態(tài)移動到向后傾斜姿態(tài)，所述豎直運(yùn)動施加裝置使所述左腳支撐豎直運(yùn)動以向下移動所述左腳支撐，并且所述豎直運(yùn)動施加裝置構(gòu)造成隨著所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)使所述右腳支撐旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 以將所述右腳支撐從向前傾斜姿態(tài)移動到向后傾斜姿態(tài)，所述豎直運(yùn)動施加裝置使所述右 腳支撐豎直運(yùn)動以向下移動所述右腳支撐。
8.如權(quán)利要求3所述的被動運(yùn)動機(jī)，其中所述豎直運(yùn)動施加裝置構(gòu)造成隨著所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)使所述左腳支撐旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 以將所述左腳支撐從向后傾斜姿態(tài)移動到向前傾斜姿態(tài)，所述豎直運(yùn)動施加裝置使所述左 腳支撐豎直運(yùn)動以向下移動所述左腳支撐，并且所述豎直運(yùn)動施加裝置構(gòu)造成隨著所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)使所述右腳支撐旋轉(zhuǎn)移動 以將所述右腳支撐從向后傾斜姿態(tài)移動到向前傾斜姿態(tài)，所述豎直運(yùn)動施加裝置使所述右 腳支撐豎直運(yùn)動以向下移動所述右腳支撐。
全文摘要
一種站立式被動運(yùn)動機(jī)，包括左腳支撐、右腳支撐和驅(qū)動單元。該左腳支撐和右腳支撐構(gòu)造成分別承載使用者的左腳和右腳。該驅(qū)動單元構(gòu)造成移動左腳支撐和右腳支撐，從而使左腳支撐和右腳支撐相對彼此運(yùn)動。所述驅(qū)動單元包括水平運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)中的至少一個。所述水平運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)構(gòu)造成使左腳支撐和右腳支撐橫向于左腳支撐和右腳支撐運(yùn)動。該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)構(gòu)造成繞著左腳支撐和右腳支撐的水平軸線旋轉(zhuǎn)左腳支撐和右腳支撐。該被動運(yùn)動機(jī)還包括豎直運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)，該豎直運(yùn)動施加機(jī)構(gòu)構(gòu)造成使左腳支撐和右腳支撐豎向于該左腳支撐和右腳支撐運(yùn)動。
文檔編號A63B23/04GK101939064SQ20088012643
公開日2011年1月5日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者三原泉, 后藤孝夫, 四宮葉一, 小澤尚久, 越智和弘 申請人:松下電工株式會社