專利名稱：鍛煉輔助裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為 用戶提供鍛煉效果而無需用戶自發(fā)(主動)鍛煉的鍛煉輔助裝置。
背景技術(shù)：
過去，已經(jīng)提出了使用戶進(jìn)行被動鍛煉以為用戶提供鍛煉者效果的各種類型的鍛煉輔助裝置。被動鍛煉是如下這種鍛煉其中，用戶的肌肉得到拉伸而無需用力，而是借助于向用戶施加的外力。因此，這些鍛煉輔助裝置可以按與用戶自發(fā)鍛煉相似的方式為用戶提供鍛煉效果。已知鍛煉輔助裝置分成兩種類型ー種被配置成施加使用戶的關(guān)節(jié)彎曲的カ以用于拉伸與該關(guān)節(jié)相關(guān)聯(lián)的肌肉；而另ー種被配置成向用戶的身體施加刺激以引起神經(jīng)反射，通過神經(jīng)反射迫使相關(guān)聯(lián)的肌肉拉伸。進(jìn)ー步地，鍛煉輔助裝置被設(shè)計(jì)成要求用戶根據(jù)要拉伸的肌肉采取不同的姿勢。鍛煉輔助裝置的一個實(shí)例是模擬用戶在站立姿勢的行走，如JP 2003-290386A和JP10-55131A中所提出的。JP 2003-290386A公開了如下這種訓(xùn)練裝置其包括在其上承載用戶左右腳的一對踏板，并且被配置成使左右踏板的往復(fù)運(yùn)動聯(lián)動以用于為用戶提供溜冰模擬鍛煉。該裝置被布置成沿著向前/向后方向并且還沿著橫向方向移動用戶的重量，以使得用戶利用其神經(jīng)反射在拉伸肌肉的效果下保持平衡。通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動踏板運(yùn)動，以使得用戶簡單地通過把其腳放置在踏板上而無需用力或主動運(yùn)動即可以享受被動鍛煉。JP10-55131A公開了如下這種行走體驗(yàn)裝置其被設(shè)計(jì)成用于行走訓(xùn)練或虛擬現(xiàn)實(shí)鍛煉，并且包括由水平驅(qū)動單元驅(qū)動的ー對左右腳踏板。JP 2003-290386A或JP10-55131A的裝置廣為當(dāng)訓(xùn)練其下肢時遭受諸如膝蓋疼痛的用戶所使用。順帶提及，已知膝關(guān)節(jié)炎是膝蓋疼痛的主要原因。作為長期保持用戶下肢的骨骼扭曲(如，弓形腿和膝外翻)，即，負(fù)荷軸(穿過髖關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié))長期偏離膝蓋中心的結(jié)果，膝關(guān)節(jié)炎可能會發(fā)展。因此，為了防止膝蓋疼痛，矯正下肢的骨骼變形是重要的。然而，JP 2003-290386A或JP10-55131A的裝置并非意在矯正下肢的骨骼變形。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上不足，完成了本發(fā)明的目的以提供能夠矯正下肢骨骼變形的鍛煉輔助裝置。根據(jù)本發(fā)明的鍛煉輔助裝置包括被配置成承載用戶身體的支撐單元以及驅(qū)動裝置。支撐單元包括具有承載構(gòu)件的ー對腳支撐部，該承載構(gòu)件被配置成分別承載用戶的左腳和右腳。驅(qū)動裝置被配置成驅(qū)動支撐單元以移動用戶的身體，從而改變向用戶的下肢施加的負(fù)荷。該鍛煉輔助裝置進(jìn)ー步包括傾斜裝置。傾斜裝置被配置成使承載構(gòu)件的至少ー部分傾斜，以減小向與用戶腳的外側(cè)對應(yīng)的承載構(gòu)件的外部施加的負(fù)荷與向與用戶腳的內(nèi)側(cè)對應(yīng)的承載構(gòu)件的內(nèi)部施加的負(fù)荷之間的差。根據(jù)本發(fā)明，使承載構(gòu)件的至少一部分傾斜，以減小向承載構(gòu)件的外部施加的負(fù)荷與向承載構(gòu)件的內(nèi)部施加的負(fù)荷之間的差。因此，在向承載構(gòu)件的外部施加的負(fù)荷超過向承載構(gòu)件的內(nèi)部施加的負(fù)荷(即，用戶有弓形腿)時，向下肢的內(nèi)側(cè)施加的負(fù)荷增加到比在用戶的腳使其寬度方向保持與水平面平行的情況下更大的程度。相應(yīng)地，可以強(qiáng)化訓(xùn)練下肢肌肉的內(nèi)側(cè)。同時，在向承載構(gòu)件的內(nèi)部施加的負(fù)荷超過向承載構(gòu)件的外部施加的負(fù)荷(即，用戶有膝外翻)時，向下肢的外側(cè)施加的負(fù)荷增加到比在用戶的腳使其寬度方向保持與水平面平行的情況下更大的程度。相應(yīng)地，可以強(qiáng)化訓(xùn)練下肢肌肉的外側(cè)。因而，即使在用戶有弓形腿或膝外翻的情況下，也可以改進(jìn)下肢肌肉的外側(cè)與內(nèi)側(cè)之間的平衡(能力不平衡)。結(jié)果，可以治療下肢的變形骨頭(即，可以恢復(fù)下肢的骨骼對齊)。進(jìn)ー步地，用戶可以在進(jìn)行鍛煉的同時平衡向下肢施加的負(fù)荷(即，均衡向下肢的外側(cè)和內(nèi)側(cè)施加的負(fù)荷)，從而減小作用于膝關(guān)節(jié)上的負(fù)荷。相應(yīng)地，用戶可以在享受舒服被動鍛煉(訓(xùn)練)的同時減輕膝蓋疼痛，這意味著即使在其行走過程中遭受膝蓋疼痛的用戶也可以進(jìn)行被動鍛煉。
在優(yōu)選實(shí)施例中，傾斜裝置包括負(fù)荷檢測單元，提供給腳支撐部以檢測向承載構(gòu)件施加的負(fù)荷；以及傾斜機(jī)構(gòu)単元，被配置成使承載構(gòu)件的至少一部分相對于用戶的腳向內(nèi)或向外傾斜。傾斜裝置進(jìn)ー步包括控制單元，被配置成基于負(fù)荷檢測單元檢測到的負(fù)荷來控制傾斜機(jī)構(gòu)単元。根據(jù)此實(shí)施例，基于負(fù)荷檢測單元檢測到的負(fù)荷，使承載構(gòu)件的至少一部分相對于用戶的腳向內(nèi)或向外傾斜。因此，可以把承載構(gòu)件的傾斜調(diào)整成對于用戶而言合適的傾斜。在更優(yōu)選的實(shí)施例中，負(fù)荷檢測單元包括分別提供給承載構(gòu)件的外部和內(nèi)部的兩個負(fù)荷傳感器?？刂茊卧慌渲贸煽刂苾A斜機(jī)構(gòu)単元，以減小兩個負(fù)荷傳感器分別檢測到的負(fù)荷之間的差。根據(jù)此實(shí)施例，由于檢測向承載構(gòu)件的外部施加的負(fù)荷以及向承載構(gòu)件的內(nèi)部施加的負(fù)荷，所以可以精確地估算用戶下肢的變形。因此，可以把承載構(gòu)件的傾斜調(diào)整成對于用戶而言合適的傾斜。在更優(yōu)選的實(shí)施例中，負(fù)荷檢測單元包括提供給承載構(gòu)件的外部或內(nèi)部之ー的負(fù)荷傳感器。控制單元被配置成比較負(fù)荷傳感器檢測到的負(fù)荷與預(yù)定閾值，并且基于得出的比較確定向承載構(gòu)件的外部施加的負(fù)荷與向承載構(gòu)件的內(nèi)部施加的負(fù)荷之間的差。根據(jù)此實(shí)施例，負(fù)荷檢測單元的負(fù)荷傳感器的數(shù)量可以減小到ー個。因此，可以減少生產(chǎn)成本。


圖IA是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的鍛煉輔助裝置的原理部分的方框圖；圖IB是示出了以上鍛煉輔助裝置的原理部分的橫截面圖；圖2是示出了以上鍛煉輔助裝置的平面圖3是以上鍛煉輔助裝置的說明圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的鍛煉輔助裝置的說明圖；圖5是示出了另ー配置的以上鍛煉輔助裝置的原理部分的說明圖；圖6是示出了另ー配置的以上鍛煉輔助裝置的原理部分的說明圖；圖7A是示出了另ー配置的以上鍛煉輔助裝置的側(cè)視圖；以及 圖7B是示出了同樣內(nèi)容的頂視具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施例)根據(jù)第一實(shí)施例的鍛煉輔助裝置適用于放置在地板上。如圖I和圖2中所示，鍛煉輔助裝置包括被配置成承載用戶M(見圖3)的身體的支撐單元I、驅(qū)動裝置2、以及外殼
3。支撐單元I包括分別被配置成承載用戶M的左腳和右腳的ー對腳支撐部4。驅(qū)動裝置2被配置成移動腳支撐部4以在其腳分別擱置在腳支撐部4上的情況下移動用戶M的身體，從而改變向用戶M的下肢施加的負(fù)荷。支撐單元I和驅(qū)動裝置2裝在外殼3中。外殼3包括底板30，其用作要放置在地板上的托架(carrier)，并且被設(shè)計(jì)成形狀為長方體。ー對腳支撐部4和驅(qū)動裝置2置于底板30上。雖然對于周邊形狀沒有限制，但本實(shí)施例中的底板30被配置成形狀為長方體。為了簡化下文中的說明，示出當(dāng)放置在地板上時，底板30的頂表面與地板平行。相應(yīng)地，圖IB中的豎直尺寸等于要使用的鍛煉輔助裝置的豎直尺寸。上板31置于底板30上方，并且與之耦合以構(gòu)成外殼3。注意，圖2中的箭頭X表示外殼3的向前方向。圖2中未示出上板31。上板31形成有分別在上板31的厚度方向上延伸的兩個開ロ 31a，以暴露腳支撐部
4。開ロ31a均被形成為矩形形狀。開ロ 31a使其縱向中心線以相對于外殼3的往返方向成交叉關(guān)系延伸，以使得中心線之間的距離在開ロ 31a的前端大于在其后端。腳支撐部4中的每個均具有作為用戶M擱置其腳的擱腳板的承載構(gòu)件40。為了區(qū)分腳支撐部4，根據(jù)需要，用于承載用戶M左腳的腳支撐部4被表示成左腳支撐部4A，而用于承載用戶M右腳的腳支撐部4被表示成右腳支撐部4B。以類似的方式設(shè)計(jì)腳支撐部4。因此，參照圖IB對左腳支撐部4A做出說明，并略去了關(guān)于右腳支撐部4B的說明。左腳支撐部4A具有用戶M擱置其左腳的承載構(gòu)件40。承載構(gòu)件40被形成為矩形板，以具有承載用戶M的整個腳的尺寸。承載構(gòu)件40具有用戶M擱置其腳并且由摩擦系數(shù)大的材料制成或成型的承載表面(圖IB中的上表面)。承載構(gòu)件40設(shè)置有負(fù)荷檢測單元5。負(fù)荷檢測單元5被配置成檢測向承載構(gòu)件40施加的負(fù)荷并且具有兩個負(fù)荷傳感器50。一個負(fù)荷傳感器50(根據(jù)需要，由附圖標(biāo)記50A表示)提供給與用戶腳的外側(cè)對應(yīng)的承載構(gòu)件40的外部(圖IB中的左部)40a。另ー負(fù)荷傳感器50 (根據(jù)需要，由附圖標(biāo)記50B表示)提供給與用戶腳的內(nèi)側(cè)對應(yīng)的承載構(gòu)件40的內(nèi)部(圖IB中的右部)40b。即，負(fù)荷檢測單元5包括被配置成檢測向外部40a施加的負(fù)荷的負(fù)荷傳感器50A以及被配置成檢測向內(nèi)部40b施加的負(fù)荷的負(fù)荷傳感器50B。注意，采用由半導(dǎo)體制成的傳感器作為負(fù)荷傳感器50。此外，可以采用使用應(yīng)變計(jì)的稱重元件(loadcell)作為負(fù)荷傳感器50。
底座41置于承載構(gòu)件40下方(底板30與承載構(gòu)件40之間)并且以旋轉(zhuǎn)方式耦合到承載構(gòu)件40。底座41具有與承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b相対的相對表面(在圖IB中，上表面)，并且該相對表面設(shè)置有側(cè)壁部分42。側(cè)壁部分42在其頂點(diǎn)處設(shè)置有要以旋轉(zhuǎn)方式連接到承載構(gòu)件40的傾斜軸43。承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b在其下表面(背面)設(shè)置有具有用于傾斜軸43的軸孔44a的傾斜軸承44。傾斜軸43被形成為使得其中心軸沿著用戶M腳的向前/向后方向延伸。圍繞傾斜軸43旋轉(zhuǎn)承載構(gòu)件40可以相對于用戶M的腳向外(在圖IB中，向左)或向 內(nèi)(在圖IB中，向右)傾斜承載構(gòu)件。用戶M擱置其左腳的承載構(gòu)件40的承載表面可以隨著承載構(gòu)件40的傾斜而傾斜。順帶提及，腳支撐部4設(shè)置有傾斜調(diào)整単元45。傾斜調(diào)整単元45被配置成調(diào)整承載構(gòu)件40的傾斜。傾斜調(diào)整単元45包括為承載構(gòu)件40的外部40a的下表面設(shè)置的齒條45a，并且進(jìn)ー步包括為底座41設(shè)置的齒輪45b。齒輪45b與齒條45a相嚙合。傾斜調(diào)整單元45進(jìn)ー步包括調(diào)整電機(jī)45c,其作為被配置成順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)齒輪45b的步進(jìn)電機(jī)(脈沖電機(jī))。底座41具有用于在其厚度方向上延伸的齒條45a的通孔。傾斜調(diào)整単元45驅(qū)動調(diào)整電機(jī)45c順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)齒輪45b。齒條45a隨著齒輪45b旋轉(zhuǎn)或逆向旋轉(zhuǎn)而相對于齒輪45b向上或向下移動。齒條45a的移動改變，并且在腳支撐部4的寬度方向上的相對端(承載構(gòu)件40的外部40a)，承載構(gòu)件40與底座41之間的距離改變。因此，承載構(gòu)件40的傾斜改變。注意，圖2中未示出底座41、側(cè)壁部分42、傾斜軸43、傾斜軸承44、以及傾斜調(diào)整單元45。如上所述，左腳支撐部4A設(shè)置有被配置成檢測向承載構(gòu)件40施加的負(fù)荷(S卩，用戶M的左腳施加的負(fù)荷)的負(fù)荷檢測單元5以及被配置成相對于腳(左腳)向內(nèi)或向外傾斜承載構(gòu)件40的傾斜機(jī)構(gòu)單元6。同樣地，右腳支撐部4B設(shè)置有被配置成檢測向承載構(gòu)件40施加的負(fù)荷(即，用戶M的右腳施加的負(fù)荷)的負(fù)荷檢測單元5以及被配置成相對于腳(右腳)向內(nèi)或向外傾斜承載構(gòu)件40的傾斜機(jī)構(gòu)單元6。在以下說明中，為了分別區(qū)分左腳支撐部4A的負(fù)荷檢測單元5和傾斜機(jī)構(gòu)單元6與右腳支撐部4B的負(fù)荷檢測單元5和傾斜機(jī)構(gòu)単元6，根據(jù)需要，為左腳支撐部4A的負(fù)荷檢測單元5和傾斜機(jī)構(gòu)單元6各自的附圖標(biāo)記添加后綴“A”，并且為右腳支撐部4B的負(fù)荷檢測單元5和傾斜機(jī)構(gòu)單元6各自的附圖標(biāo)記添加后綴“B”。進(jìn)ー步地，一對軸承46在底座41的下表面上以整體方式形成。軸承46在承載構(gòu)件40的寬度方向上彼此分開。U形橫截面的軸承板47以旋轉(zhuǎn)方式耦合到底座41，以使其開ロ端朝上。穿透軸承46和軸承板47的支腳47a的軸48用于軸承板47的旋轉(zhuǎn)耦合。以此方式，軸48位于沿著承載構(gòu)件40的寬度方向。承載構(gòu)件40可以圍繞軸48旋轉(zhuǎn)，以使得其縱向方向上的兩端相對于軸承板47向上或向下移動。注意，圖IB中未不出軸承46、軸承板47、以及軸48。順帶提及，軸承板47附于擱腳板覆蓋物(未示出)的上表面。擱腳板覆蓋物以可滑動的方式附于底板30。U形橫截面的臺車(truck) 70固定到擱腳板覆蓋物的底部，以使其開ロ端朝下。臺車70在每個外表面上設(shè)置有兩個輪子71。底板30形成有用于左腳和右腳支撐部4A和4B中每個的兩個固定軌道72。臺車70放置在軌道72上，其中，輪子71在軌道72的上表面中的軌道槽72a中滾動。在軌道72的上表面上設(shè)置有防脫軌板(未示出)，以防止輪子71脫離軌道槽72a。順帶提及，軌道72在外殼3中在與開ロ 31a的長度方向不同的方向上延伸。如上所述，開ロ 31a使其各個縱向中心線彼此交叉，以在前端比在后端以更大的距離隔開。此夕卜，軌道72以相同的方式使其各個縱向方向彼此交叉。然而，軌道72以比開ロ 31a更大的角度相對于外殼3的向前/向后方向偏斜。例如，當(dāng)開ロ 31a以15°的角度使其長度相對于外殼3的向前/向后方向偏斜時，軌道72以45°的角度使其長度偏斜。簡言之，軌道72朝向如下方向該方向使得在用戶的腳放置在軌道72上并且腳的每個中心線與開ロ 31a的每個長度對準(zhǔn)的情況下，在防止作用于膝關(guān)節(jié)上的剪切力増加的同時，使左腳和右腳支撐部4A和4B沿著軌道72移動。進(jìn)ー步地，左腳和右腳支撐部4A和4B中的每個位于使得左腳和右腳支撐部4A和4B各自的縱向方向例如以相對于向前/向后方向(箭頭X指示的方向)9°的角度偏斜。因此，用戶在站立在左腳和右腳支撐部4A和4B上時可以采取自然姿勢而不會遭到扭腳。雖然本實(shí)施例示出了左腳 和右腳支撐部4A和4B沿著既在向前/向后方向也在橫向方向上移動其位置的各個行徑路徑移動的優(yōu)選模式，但可以確定軌道72的朝向，以使得左腳和右腳支撐部4A和4B在向前/向后方向或者橫向方向上移動。采用以上布置，允許左腳和右腳支撐部4A和4B分別沿著軌道72的長度往復(fù)。由于軌道72使其長度分別與開ロ 31a的長度中心線相交叉，所以允許承載構(gòu)件40沿著與開ロ 31a的長度方向相交叉的方向在開ロ 31a內(nèi)移動。簡言之，臺車70、輪子71、以及軌道72構(gòu)成了限制左腳和右腳支撐部4A和4B各自的行進(jìn)路徑的導(dǎo)向部件7。注意，圖IB示出了簡化的導(dǎo)向部件7。設(shè)置驅(qū)動裝置2以分別移動ー對腳支撐部4。驅(qū)動裝置2包括驅(qū)動電機(jī)20 (其是旋轉(zhuǎn)電機(jī))作為生成旋轉(zhuǎn)驅(qū)動カ以移動ー對腳支撐部4的驅(qū)動源。驅(qū)動裝置2進(jìn)ー步包括分離部(router) 21和往復(fù)部件22。分離部21被配置成把電機(jī)20的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動カ傳遞給左腳和右腳支撐部4A和4B。往復(fù)部件22被配置成使用驅(qū)動カ以分別沿著軌道72使臺車70往復(fù)。雖然本實(shí)施例被配置成在分離部21處對驅(qū)動カ進(jìn)行劃分并且把劃分后的驅(qū)動カ傳遞給往復(fù)部件22，但同等地可以在往復(fù)部件22處生成往復(fù)驅(qū)動力并且在分離部21處對其進(jìn)行劃分。分離部21包括蝸桿(第一齒輪)21a和一對蝸輪(第二齒輪)21b。蝸桿21a耦合到驅(qū)動電機(jī)20的輸出軸20a。蝸輪21b中的每個蝸輪與蝸桿21a相嚙合。蝸桿21a和兩個蝸輪21b容納在固定到底板30的齒輪箱(未示出)內(nèi)。在齒輪箱內(nèi)部設(shè)置了一對軸承(未示出)。這對軸承被配置成承載蝸桿21a的相對縱向端。延伸通過蝸輪21b的是裝在齒輪箱中的旋轉(zhuǎn)軸21c。旋轉(zhuǎn)軸21c耦合到蝸輪21b以被驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸21c在其上端形成有具有非圓形橫截面(在示出的例子中，矩形橫截面)的耦合部件21d。往復(fù)部件22包括曲柄板22a、曲柄軸22b、以及曲柄桿22c。曲柄板22a在其一端耦合到旋轉(zhuǎn)軸21c的耦合部件21d。曲柄桿22c借助于曲柄軸22b耦合到曲柄板22a。曲柄軸22b使其一端固定到曲柄板22a并且使另一端容納在曲柄桿22c的一端支承的軸承22d中。即，曲柄桿22c使其一端以旋轉(zhuǎn)方式耦合到曲柄板22b，而曲柄桿22c的另一端借助于軸22e耦合到臺車70從而以旋轉(zhuǎn)方式與之耦合。
根據(jù)以上內(nèi)容明顯的是，曲柄桿22c用作用以把蝸輪21b的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成臺車70的往復(fù)運(yùn)動的運(yùn)動轉(zhuǎn)換器。為蝸輪21b中的每個蝸輪設(shè)置曲柄桿22c。分別為左腳和右腳支撐部4A和4B設(shè)置臺車70。因此，曲柄桿22c用作用于把蝸輪21b的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成左腳和右腳支撐部4A和4B的往復(fù)運(yùn)動的各個運(yùn)動轉(zhuǎn)換器。如上所述，臺車70使其行進(jìn)路徑受到輪子71和軌道72的限制。因而，臺車70隨著蝸輪21b旋轉(zhuǎn)而沿著軌道72的長度往復(fù)。即，電機(jī)20的旋轉(zhuǎn)通過蝸桿21a和蝸輪21b傳遞給曲柄板22b，以使得耦合到曲柄板22b的曲柄桿22c使得臺車70沿著軌道72線性往復(fù)。從而，左腳和右腳支撐部4A和4B被驅(qū)動分別沿著軌道72的長度往復(fù)。在本實(shí)施例中，蝸桿21a和兩個蝸輪21b負(fù)責(zé)把驅(qū)動力分離到分別用于驅(qū)動左腳和右腳支撐部4A和4B的兩個通道中，以使得驅(qū)動單元2以彼此鏈接的方式驅(qū)動左腳和右 腳支撐部4A和4B。蝸輪21b在以180°隔開的不同部分與蝸桿21a相接合，以使得當(dāng)左腳支撐部4A到達(dá)其可移動范圍的后端時右腳支撐部4B到達(dá)其可移動范圍的前端。隨著左腳支撐部4A在其到達(dá)可移動范圍的后端時到達(dá)其可移動范圍的右端、并且右腳支撐部4B在其到達(dá)可移動范圍的前端時到達(dá)其可移動范圍的右端時，左腳和右腳支撐部4A和4B沿著橫向方向在同樣方向上移動。根據(jù)以上內(nèi)容明顯的是，可以通過改變蝸輪21b與蝸桿21a的接合位置而提供左腳和右腳支撐部4A和4B之間移動的期望相位差。當(dāng)用戶在使其腳放置在左腳和右腳支撐部4A和4B上的站立姿勢使用裝置時，180°的相位差對于使用戶重量在向前/向后方向上的移動最小化是有效的，使得即使遭受平衡能力降低的用戶也能夠鍛煉?？商孢x地，當(dāng)未提供相位差時，裝置有必要在向前/向后方向上移動用戶重量，從而不僅對腿部肌肉也對維持平衡能力的用戶下背肌肉開展鍛煉。順帶提及，允許腳支撐部4中的每個腳支撐部圍繞軸48旋轉(zhuǎn)。因此，可以改變承載構(gòu)件40的后端以及前端的高度位置。因而，可以改變放置在承載構(gòu)件40上的腳的腳跟和腳尖的高度位置，以使得能夠?qū)崿F(xiàn)踝關(guān)節(jié)的跖曲和背屈。本實(shí)施例采用如下結(jié)構(gòu)以把承載構(gòu)件40圍繞軸48的擺動運(yùn)動與其沿著軌道72的往復(fù)運(yùn)動相鏈接。即，底板30在沿著承載構(gòu)件40的行進(jìn)路徑的部分設(shè)置有包括偏斜的導(dǎo)向表面(未示出)。在此連接中，底座41在其底部設(shè)置有與導(dǎo)向表面接合的隨動突出部(未示出)。隨動突出部在其頂部具有與導(dǎo)向表面滾動接觸的滾軸。雖然隨動突出部具有滾軸，但隨動突出部由材料形成和/或成型為構(gòu)造以具有摩擦系數(shù)小的尖端就足夠。在此情形中，被布置成與導(dǎo)向表面滾動接觸的隨動突出部在驅(qū)動電機(jī)20驅(qū)動腳支撐部4中的每個往復(fù)的同時使導(dǎo)向表面的偏斜升高和降低，從而圍繞軸48擺動底座41以改變承載構(gòu)件40和底座41相對于底板30的傾斜角度，因此使得能夠?qū)崿F(xiàn)踝關(guān)節(jié)處的跖曲和背屈。在本實(shí)施例的鍛煉輔助裝置中，控制單元8被配置成執(zhí)行對驅(qū)動裝置2的控制(對驅(qū)動裝置2的驅(qū)動電機(jī)20的操作控制)以及對傾斜機(jī)構(gòu)單元6的控制(對傾斜機(jī)構(gòu)單元6的調(diào)整電機(jī)45c的操作控制)?？刂茊卧?是例如微型計(jì)算機(jī)?？刂茊卧?控制從功率源(未示出)提供給調(diào)整電機(jī)45c或者驅(qū)動電機(jī)20的電功率，從而啟動驅(qū)動電機(jī)20、關(guān)停驅(qū)動電機(jī)20、或者調(diào)整驅(qū)動電機(jī)20的轉(zhuǎn)數(shù)。進(jìn)一步地，控制單元8被配置成當(dāng)外殼3上設(shè)置的開關(guān)(未示出)接通時啟動驅(qū)動電機(jī)20、以及當(dāng)開關(guān)關(guān)斷時關(guān)停驅(qū)動電機(jī)20。控制單元8進(jìn)一步被配置成從功率源向傾斜機(jī)構(gòu)單元6的調(diào)整電機(jī)45c提供脈沖功率以調(diào)整承載構(gòu)件40的傾斜?？刂茊卧?參考各負(fù)荷檢測單元5的檢測結(jié)果來調(diào)整承載構(gòu)件40的傾斜?？刂茊卧?控制傾斜機(jī)構(gòu)單元6，S卩，使承載構(gòu)件40傾斜，以減小負(fù)荷檢測單元5的兩個負(fù)荷傳感器50A和50B分別檢測到的負(fù)荷之間的差。特別地，在本實(shí)施例中，控制單元8控制傾斜機(jī)構(gòu)單元6，以使得兩個負(fù)荷傳感器50A和50B分別檢測到的負(fù)荷之間的差變成約為0(即，負(fù)荷傳感器50A檢測到的負(fù)荷變得與負(fù)荷傳感器50B檢測到的負(fù)荷相等)。因此，在本實(shí)施例的鍛煉輔助裝置中，包括兩個負(fù)荷傳感器50的負(fù)荷檢測單元5、傾斜機(jī)構(gòu)單元6、以及控制單元8構(gòu)成了如下這種傾斜裝置A :其被配置成使承載構(gòu)件40傾斜，以減小向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷與向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷之間的差。
接下來，對本實(shí)施例的鍛煉輔助裝置的操作做出說明。假定在初始情況下，開關(guān)保持關(guān)斷并且左腳和右腳支撐部4A和4B分別位于預(yù)定初始位置處。在初始位置，左腳和右腳支撐部4A和4B位于沿著向前/向后方向的同一水平處。即，左腳和右腳支撐部4A和4B當(dāng)它們在初始位置時處于沿著橫向方向延伸的線上。相應(yīng)地，當(dāng)用戶站立在初始位置的左腳和右腳支撐部4A和4B上時，從用戶的重心懸垂的豎直線穿過左腳和右腳支撐部4A和4B之間的中心。如上所述，調(diào)整承載構(gòu)件40的傾斜，以使得負(fù)荷傳感器50A檢測到的負(fù)荷變得與負(fù)荷傳感器50B檢測到的負(fù)荷相等。因此，在初始情況下，除非用戶M把其腳擱置在腳支撐部4上，否則承載構(gòu)件40的承載表面幾乎保持與水平面平行。當(dāng)用戶M把其腳擱置在腳支撐部4上時，執(zhí)行如下操作。例如，當(dāng)向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷超過向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷(即，如圖3B中所示，用戶M有弓形腿)時，傾斜裝置A使承載構(gòu)件40傾斜以相對于內(nèi)部40b提升外部40a(即，使承載構(gòu)件40向內(nèi)傾斜)(見圖3B)。進(jìn)一步地，如上所述，使得承載構(gòu)件40不斷傾斜，直到兩個負(fù)荷傳感器50A和50B分別檢測到的負(fù)荷之間的差變成零為止。在承載構(gòu)件40的外部40a被提升到高于內(nèi)部40b的位置時，向下肢的內(nèi)側(cè)施加的負(fù)荷增加到比在用戶的腳使其寬度方向保持與水平面平行(即，承載構(gòu)件40的承載表面處于水平面中)的情況下更大的程度。相應(yīng)地，可以強(qiáng)化訓(xùn)練下肢肌肉的內(nèi)側(cè)。不需要嚴(yán)格限制負(fù)荷之間的差保持為O。負(fù)荷之間的差保持約為0就足夠。同時，當(dāng)向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷超過向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷(即，用戶M有膝外翻)時，傾斜裝置A使承載構(gòu)件40傾斜以相對于外部40a提升內(nèi)部40b (即，使承載構(gòu)件40向外傾斜)。進(jìn)一步地，如上所述，使承載構(gòu)件40保持傾斜，直到兩個負(fù)荷傳感器50A和50B分別檢測到的負(fù)荷之間的差變成零為止。在相對于外部40a提升承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b時，向下肢的外側(cè)施加的負(fù)荷相比于腳寬度方向保持與水平方向平行(承載構(gòu)件40的承載表面保持與水平面平行)的情況而言增加。相應(yīng)地，可以強(qiáng)化訓(xùn)練下肢肌肉的外側(cè)。不需要嚴(yán)格限制負(fù)荷之間的差保持為O。負(fù)荷之間的差保持約為0就足夠。當(dāng)向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷與向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷相等(即，用戶M既沒有弓形腿也沒有膝外翻)時，傾斜裝置A不使承載構(gòu)件40傾斜。接通開關(guān)以從初始情況對鍛煉輔助裝置進(jìn)行操作就足夠。當(dāng)開關(guān)接通時，控制單元8向驅(qū)動電機(jī)20提供電功率以啟動驅(qū)動電機(jī)20。在驅(qū)動電機(jī)20啟動時，驅(qū)動電機(jī)20可以驅(qū)動左腳和右腳支撐部4A和4B在向前/向后方向上移動并且同時以彼此相鏈接的方式在橫向方向上移動。分別驅(qū)動左腳和右腳支撐部4A和4B沿著軌道72線性往復(fù)，以在與腳的長度方向不同的方向上移動。例如，左腳和右腳支撐部4A和4B在相對于外殼3的向前/向后方向以45°的角度偏斜的方向上移動通過例如20mm的行進(jìn)距離。
進(jìn)一步地，驅(qū)動承載構(gòu)件40和底座41隨著左腳和右腳支撐部4A和4B各自沿著軌道72往復(fù)而圍繞軸48擺動。在承載構(gòu)件40移動時，隨動突出部使導(dǎo)向表面的偏斜升高和降低，從而當(dāng)左腳和右腳支撐部4A和4B各自到達(dá)其前端位置時引起踝關(guān)節(jié)的背屈，并且當(dāng)其到達(dá)其后端位置時使踝關(guān)節(jié)跖曲。軸48在腳底的長度內(nèi)位于較接近腳跟。以相對于底板30的上表面限定的參考平面約10°的傾斜角度實(shí)現(xiàn)背屈和跖曲中的每個?？梢园磁c以上相反的關(guān)系在左腳和右腳支撐部4A和4B各自的后端位置和前端位置分別進(jìn)行背屈和跖曲。此外，可以選擇與上述角度不同的相對于參考平面的傾斜角度。可以通過適當(dāng)成型的導(dǎo)向表面容易地實(shí)現(xiàn)這種修改的操作。本實(shí)施例的鍛煉輔助裝置借助于如上所述移動左腳和右腳支撐部4A和4B而使用戶M進(jìn)行被動鍛煉。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的鍛煉輔助裝置，使承載構(gòu)件40傾斜，以減小向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷與向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷之間的差。因此，在向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷超過向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷(即，用戶有弓形腿)時，向下肢的內(nèi)側(cè)施加的負(fù)荷增加到比在用戶的腳使其寬度方向保持與水平面平行的情況下更大的程度。相應(yīng)地，可以強(qiáng)化訓(xùn)練下肢肌肉的內(nèi)側(cè)。同時，在向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷超過向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷(即，用戶有膝外翻)時，向下肢的外側(cè)施加的負(fù)荷增加到比在用戶的腳使其寬度方向保持與水平面平行的情況下更大的程度。相應(yīng)地，可以強(qiáng)化訓(xùn)練下肢肌肉的外側(cè)。因而，即使在用戶有弓形腿或膝外翻的情況下，也可以改進(jìn)下肢肌肉的外側(cè)與內(nèi)側(cè)之間的平衡(能力不平衡)。結(jié)果，可以治療下肢的變形骨頭(即，可以恢復(fù)下肢的骨骼對齊)。進(jìn)一步地，用戶可以在享受舒服被動鍛煉(訓(xùn)練)的同時減輕膝蓋疼痛，這意味著即使在其行走過程中遭受膝蓋疼痛的用戶也可以進(jìn)行被動鍛煉。進(jìn)一步地，由于檢測向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷以及向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷，所以可以精確地估算用戶下肢的變形?？刂茊卧慌渲贸煽刂苾A斜機(jī)構(gòu)單元6以減小兩個負(fù)荷傳感器50A和50B分別檢測到的負(fù)荷之間的差，從而使承載構(gòu)件40向內(nèi)或向外傾斜。因此，可以把承載構(gòu)件40的傾斜調(diào)整成對于用戶M而言合適的傾斜。注意，傾斜機(jī)構(gòu)單元6的配置不限于以上例子。例如，可以采用如下這種傳統(tǒng)配置作為傾斜機(jī)構(gòu)單元6的配置如，旋轉(zhuǎn)電機(jī)和進(jìn)給螺桿組、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和皮帶組、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和縮放儀(pantograph)機(jī)構(gòu)組、使用螺管線圈的線性移動機(jī)構(gòu)、以及使用氣囊的線性移動機(jī)構(gòu)。在以上實(shí)施例中，分離部21被配置成具有蝸輪21b和蝸桿21a，用于在速度減小的情況下實(shí)現(xiàn)從驅(qū)動電機(jī)20的輸出軸20a到蝸輪21b的旋轉(zhuǎn)軸21c的功率傳遞。然而，可以使用皮帶把功率從驅(qū)動電機(jī)20的輸出軸20a傳遞給與輸出軸20a垂直的旋轉(zhuǎn)軸21c。在此例子中，使用滑輪而非蝸輪21b來接受皮帶同時省去了蝸桿21a。在以上實(shí)施例中，驅(qū)動電機(jī)20使其輸出軸20a沿著底板30的上表面延伸。然而，當(dāng)輸出軸20a需要垂直于底板30的上表面延伸時，采用正齒輪實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功率的傳遞和分離，而非蝸桿21a和蝸輪21b的組合。在此例子中，可使用滑輪和皮帶替代正齒輪以用于在滑輪之間傳遞旋轉(zhuǎn)功率。取代使用曲柄板22a和曲柄桿22c，往復(fù)部件22可包括由驅(qū)動電機(jī)20驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的槽凸輪以及接合在凸輪槽中的 凸輪隨動件。在此例子中，可以使用槽凸輪來取代蝸輪21b，并且槽凸輪被布置成使其旋轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動電機(jī)20的輸出軸20a平行，以用于通過小齒輪從輸出軸20a向槽凸輪傳遞功率。進(jìn)一步地，當(dāng)只使用一個槽凸輪用于從驅(qū)動電機(jī)20的輸出軸20a到槽凸輪的功率傳遞時，兩個凸輪隨動件可以用于分別與凸輪的凸輪槽接合，以使得槽凸輪和凸輪隨動件共同用作分離部21以及往復(fù)部件22。雖然示出的實(shí)施例具有形成有導(dǎo)向表面的底板30以及形成有隨動突出部的底座41，但可以采用如下這種配置實(shí)現(xiàn)同樣的操作其中，底座41設(shè)置有導(dǎo)向表面并且底板30設(shè)置有隨動突出部。由于本實(shí)施例的鍛煉輔助裝置包括負(fù)荷檢測單元5，所以鍛煉輔助裝置自動設(shè)置承載構(gòu)件40的傾斜。然而，負(fù)荷檢測單元5是可選的。即，鍛煉輔助裝置可被配置成使得用戶能夠基于其腳的情況(例如，弓形腳或膝外翻)手動調(diào)整承載構(gòu)件40的傾斜。在此例子中，為外殼3設(shè)置用于操作傾斜機(jī)構(gòu)單元6的操作單元(未示出)就足夠。雖然本實(shí)施例的鍛煉輔助裝置被配置成適用于放置在地板上，但鍛煉輔助裝置可以在其部分嵌入地板中的情況下使用。選擇是在固定位置處放置還是以可移動方式支撐鍛煉輔助裝置。這些方面可以應(yīng)用于下述第二實(shí)施例的鍛煉輔助裝置。(第二實(shí)施例)本實(shí)施例的鍛煉輔助裝置在傾斜裝置A的配置方面與第一實(shí)施例的鍛煉輔助裝置不同。本實(shí)施例的鍛煉輔助裝置的其它組件與第一實(shí)施例一樣。因此，其它組件由相同的附圖標(biāo)記標(biāo)注出并且省去其重復(fù)說明。在本實(shí)施例的傾斜裝置A中，如圖4A至圖4C中所示，負(fù)荷檢測單元5包括被配置成檢測向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷的負(fù)荷傳感器50。簡言之，與第一實(shí)施例的負(fù)荷檢測單元5不同,本實(shí)施例的負(fù)荷檢測單元5只包括一個負(fù)荷傳感器50。本實(shí)施例的控制單元8被配置成基于一個負(fù)荷傳感器50檢測到的負(fù)荷來控制傾斜機(jī)構(gòu)單元6?？刂茊卧?被配置成比較負(fù)荷傳感器50檢測到的負(fù)荷與預(yù)定閾值，并且基于得出的比較確定向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷與向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷之間的差。預(yù)定閾值是例如在用戶M向承載構(gòu)件40的外部40a和內(nèi)部40b施加同樣負(fù)荷的情況下向內(nèi)部40b施加的負(fù)荷。在此例子中，通過預(yù)定閾值與負(fù)荷傳感器50檢測到的負(fù)荷之間的差，確定向外部40a施加的負(fù)荷與向內(nèi)部40b施加的負(fù)荷之間的差。注意，可以根據(jù)用戶M的身體重量估算預(yù)定閾值。只要用戶在準(zhǔn)備使用鍛煉輔助裝置時把自身重量加置到鍛煉輔助裝置就足夠。此外，可以根據(jù)各個腳支撐部4的負(fù)荷檢測單元5的負(fù)荷傳感器檢測到的負(fù)荷來估算預(yù)定閾值?？刂茊卧?不僅具有預(yù)定閾值還具有判斷值作為要與負(fù)荷傳感器50檢測到的負(fù)荷相比較的值。判斷值是用于判斷用戶M是否把其腳擱置在腳支撐部4上的值?？刂茊卧?被配置成當(dāng)負(fù)荷傳感器50檢測到的負(fù)荷小于判斷值時判定用戶M未把其腳擱置在腳支撐部4上。在此情形中，控制單元8控制傾斜機(jī)構(gòu)單元 6，以使得腳支撐部4各自的承載構(gòu)件40的承載表面保持與水平面平行。本實(shí)施例的控制單元8從功率源向傾斜機(jī)構(gòu)單元6的調(diào)整電機(jī)45c提供脈沖功率以調(diào)整承載構(gòu)件40的傾斜，從而減小向外部40a施加的負(fù)荷與向內(nèi)部40b施加的負(fù)荷之間的差。如上所述，在閾值為在用戶M向承載構(gòu)件40的外部40a和內(nèi)部40b施加同樣負(fù)荷的情況下向內(nèi)部40b施加的負(fù)荷的情形中，控制單元8使承載構(gòu)件40偏斜，以使得負(fù)荷傳感器50檢測到的負(fù)荷變得與閾值相等。在本實(shí)施例的鍛煉輔助裝置中，負(fù)荷檢測單元5、傾斜機(jī)構(gòu)單元6、以及控制單元8構(gòu)成了傾斜裝置A。接下來，對本實(shí)施例的鍛煉輔助裝置的操作做出說明。在初始情況下，除非用戶M把其腳擱置在腳支撐部4上，否則負(fù)荷傳感器50檢測到的負(fù)荷小于判斷值?？刂茊卧?控制傾斜機(jī)構(gòu)單元6，以使得承載構(gòu)件40的承載表面保持與水平面平行(見圖4A)。當(dāng)用戶M把其腳擱置在腳支撐部4上時執(zhí)行如下操作。例如，當(dāng)向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷超過向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷時，傾斜裝置A使承載構(gòu)件40偏斜以把外部40a提升到高于內(nèi)部40b的位置(即，使承載構(gòu)件40向內(nèi)偏斜)(見圖4B)。如上所述，使得承載構(gòu)件40不斷傾斜，直到閾值與負(fù)荷傳感器50檢測到的負(fù)荷之間的差變成零為止。在承載構(gòu)件40的外部40a被提升到高于內(nèi)部40b的位置時，向下肢的內(nèi)側(cè)施加的負(fù)荷增加到比在用戶的腳使其寬度方向保持與水平面平行(即，承載構(gòu)件40的承載表面處于水平)的情況下更大的程度。相應(yīng)地，可以強(qiáng)化訓(xùn)練下肢肌肉的內(nèi)側(cè)。同時，當(dāng)向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷超過向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷時，傾斜裝置A使承載構(gòu)件40偏斜以把內(nèi)部40b提升到高于外部40a的位置(即，使承載構(gòu)件40向外傾斜)(見圖4C)。如上所述，使得承載構(gòu)件40不斷傾斜，直到閾值與負(fù)荷傳感器50檢測到的負(fù)荷之間的差變成零為止。在承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b被提升到高于外部40a的位置時，向下肢的外側(cè)施加的負(fù)荷增加到比在用戶的腳使其寬度方向保持與水平面平行(即，承載構(gòu)件40的承載表面保持與水平面平行)的情況下更大的程度。相應(yīng)地，可以強(qiáng)化訓(xùn)練下肢肌肉的外側(cè)。當(dāng)向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷與向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷相等時，傾斜裝置A不使承載構(gòu)件40偏斜(見圖4A)。用戶M可以通過在把其腳分別擱置在腳支撐部4上之后接通開關(guān)來進(jìn)行上述被動鍛煉。根據(jù)本實(shí)施例的上述鍛煉輔助裝置，與第一實(shí)施例的鍛煉輔助裝置相同，使承載構(gòu)件40傾斜，以減小向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷與向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷之間的差。因此，當(dāng)用戶有弓形腿時可以強(qiáng)化訓(xùn)練下肢肌肉的內(nèi)偵彳。進(jìn)一步地，當(dāng)用戶有膝外翻時可以強(qiáng)化訓(xùn)練下肢肌肉的外側(cè)。因而，即使在用戶有弓形腿或膝外翻的情況下，也可以改進(jìn)下肢肌肉的外側(cè)與內(nèi)側(cè)之間的平衡或者治療下肢肌肉外側(cè)與內(nèi)側(cè)之間的能力不平衡。結(jié)果，可以治療下肢的變形骨頭(即，可以恢復(fù)下肢的骨骼對齊)。進(jìn)一步地，用戶可以在享受舒服被動鍛煉(訓(xùn)練)的同時減輕膝蓋疼痛，這意味著即使在其行走過程中遭受膝蓋疼痛的用戶也可以進(jìn)行被動鍛煉。進(jìn)一步地，基于負(fù)荷檢測單元5的負(fù)荷傳感器50檢測到的負(fù)荷，使承載構(gòu)件40相對于用戶的腳向內(nèi)或向外偏斜。因此，可以把承載構(gòu)件40的傾斜調(diào)整成對于用戶而言合適的傾斜。值得注意的是，根據(jù)本實(shí)施例，由于負(fù)荷檢測單元5的負(fù)荷傳感器50的數(shù)量可以減小到一個，所以可以減小生產(chǎn)成本。在上述例子中，雖然負(fù)荷傳感器50被配置成檢測向內(nèi)部40b施加的負(fù)荷，但負(fù)荷傳感器50可被配置成檢測向外部40a施加的負(fù)荷。在此例子中，預(yù)定閾值可以是在用戶M向承載構(gòu)件40的外部40a和內(nèi)部40b施加同樣負(fù)荷的情況下向外部40a施加的負(fù)荷。雖然上述例子的控制單元8被配置成控制傾斜機(jī)構(gòu)單元6使承載構(gòu)件偏斜以使得負(fù)荷傳感器 50檢測到的負(fù)荷變得與閾值相等，但另一例子的控制單元8被配置成以步進(jìn)方式改變承載構(gòu)件40的傾斜角度。例如，當(dāng)負(fù)荷傳感器50檢測到的負(fù)荷不小于第一閾值時，控制單元8以相對于水平面的預(yù)定角度使承載構(gòu)件40向外偏斜。當(dāng)負(fù)荷傳感器50檢測到的負(fù)荷不大于第二閾值時，控制單元8以相對于水平面的預(yù)定角度使承載構(gòu)件40向內(nèi)偏斜。當(dāng)負(fù)荷傳感器50檢測到的負(fù)荷超過第二閾值并且小于第一閾值時，控制單元8保持承載構(gòu)件40水平。順帶提及，圖5A至圖5C示出了本發(fā)明另一實(shí)施例的鍛煉輔助裝置。圖5中所示的鍛煉輔助裝置在腳支撐部4的配置方面與圖4中所示的鍛煉輔助裝置以及第一實(shí)施例的鍛煉輔助裝置不同。圖5中所示的鍛煉輔助裝置的其它組件與圖4中所示的鍛煉輔助裝置以及第一實(shí)施例的鍛煉輔助裝置一樣。因此，其它組件由相同的附圖標(biāo)記標(biāo)注出并且省去其重復(fù)說明。圖5中所示的腳支撐部4設(shè)置有被配置成限定承載構(gòu)件40與底座41之間距離的一對氣囊(氣室)60。氣囊60的形式一樣。一個氣囊60處于用以承載起承載構(gòu)件40的外部40a，而另一氣囊60處于用以承載起承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b。因此，當(dāng)一個氣囊60相對于另一氣囊60膨脹或收縮時承載構(gòu)件40偏斜。簡言之，圖5中所示的鍛煉輔助裝置具有包括一對氣囊60的傾斜機(jī)構(gòu)單元6。此外，外殼3被配置成容納被配置成向氣囊60中的每個氣囊提供空氣的空氣泵(未示出)。進(jìn)一步地，底座41在其寬度方向上的相對端設(shè)置有調(diào)節(jié)構(gòu)件41b。調(diào)節(jié)構(gòu)件41b被配置成限定允許承載構(gòu)件40傾斜的范圍。氣囊60設(shè)置有閥構(gòu)件(未示出)。閥構(gòu)件被配置成封閉氣囊60的排氣口 60a，直到氣囊60內(nèi)部的壓力超過預(yù)定值為止。預(yù)定值被選擇成使得空氣泵能夠向氣囊60提供足夠的空氣，以使得腳支撐部4的承載構(gòu)件40的承載表面保持與水平面平行。換言之，預(yù)定值是在承載起承載構(gòu)件40以使得承載表面保持與水平面平行的氣囊60不噴出氣體的情況下的值。圖5中所示的承載構(gòu)件40的外部40a和內(nèi)部40b中的每個均設(shè)置有保持器40c。排氣閥49的通孔40d在其厚度方向上延伸通過與保持器40c相對的承載構(gòu)件40部分。排氣閥49形成為如下這種L形其包括被配置成把守排氣口 60的閥部分49a以及在閥部分49a上以整體方式形成以從閥部分49a橫向延伸的負(fù)荷檢測部分49b。閥部分49a穿透通孔40d。排氣閥49適用于強(qiáng)制封閉氣囊60的排氣口 60a。彈性構(gòu)件51插入在承載構(gòu)件40與排氣閥49的負(fù)荷檢測部分49b之間。彈性構(gòu)件51由諸如橡膠的彈性材料制成，以在承受不小于規(guī)定值的負(fù)荷時收縮。在向彈性構(gòu)件51施加的負(fù)荷不大于規(guī)定值時，彈性構(gòu)件51把排氣閥49保持在排氣閥49開啟排氣口 60a的位置。相比較而言，當(dāng)向彈性構(gòu)件51施加的負(fù)荷超過規(guī)定值時，彈性構(gòu)件51收縮，以允許排氣閥49移動到排氣閥49封閉排氣口 60a的位置。規(guī)定值是略小于在用戶M向承載構(gòu)件40的外部40a和內(nèi)部40b施加同樣負(fù)荷的情況下向外部40a(或內(nèi)部40b)施加的負(fù)荷(的值)。注意，彈性構(gòu)件51可具有公知的配置，因此，沒有必要對其進(jìn)行詳細(xì)說明。在圖5A至圖5C中所示的例子中，氣囊60、排氣閥49、以及彈性構(gòu)件51構(gòu)成了傾斜裝置A。在以下說明中，為了分別區(qū)分與外部40a對應(yīng)的氣囊60、排氣閥49、以及彈性構(gòu)件51以及與內(nèi)部40b對應(yīng)的氣囊60、排氣閥49、以及彈性構(gòu)件51，根據(jù)需要，為與外部40a對應(yīng)的氣囊60、排氣閥49、以及彈性構(gòu)件51中每個的附圖標(biāo)記添加后綴“A”，并且為與內(nèi)部 40b對應(yīng)的氣囊60、排氣閥49、以及彈性構(gòu)件51中每個的附圖標(biāo)記添加后綴“B”。接下來，對圖5中所示的鍛煉輔助裝置的操作做出說明。在初始情況下，空氣泵向每個氣囊60提供空氣，以使得承載構(gòu)件40的承載表面保持與水平面平行。在初始情況下，閥構(gòu)件在用戶M把其腳擱置在腳支撐部4上之前封閉氣囊60的排氣口 60a。因此，如圖5A中所示，一對氣囊60承載起承載構(gòu)件40，以使得承載表面保持與水平面平行。當(dāng)用戶M把其腳擱置在腳支撐部4上時，執(zhí)行如下操作。例如，當(dāng)向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷與向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷相等時，氣囊60A和60B各自的閥構(gòu)件在大致一樣的定時開啟相應(yīng)的排氣口 60a。在氣囊60從其內(nèi)部噴出空氣之后，彈性構(gòu)件51A和51B在大致一樣的定時開始收縮。因此，排氣閥49A和49B封閉在大致一樣的定時開啟的、氣囊60A和60B各自的排氣口 60a。結(jié)果，承載構(gòu)件40不偏斜，并且承載表面保持與水平面平行。當(dāng)向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷超過向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷時，氣囊60A和60B各自從其內(nèi)部噴出氣體。然而，彈性構(gòu)件5IA在彈性構(gòu)件5IB收縮之前收縮。S卩，氣囊60A的排氣口 60a在氣囊60B的排氣口 60a封閉以前封閉。結(jié)果，氣囊60A用來保持承載構(gòu)件40的外部40a與底座41隔開恒定距離(見圖5B)。這使得向內(nèi)部40b施加的負(fù)荷增加，隨之使得彈性構(gòu)件51B開始收縮。因此，氣囊60B的排氣口 60a封閉，并且氣囊60B用來保持承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b與底座41隔開恒定距離(見圖5C)。在氣囊60A和60B各自的排氣口 60a如上所述封閉時，使其排氣口 60a在氣囊60B的排氣口 60a封閉以前封閉的氣囊60A保持比氣囊60B更大的空氣量，其中氣囊60B的排氣口 60a在氣囊60A的排氣口 60a封閉以后封閉。結(jié)果，使得底座41與承載構(gòu)件40之間的距離在朝向外部40a處大于在內(nèi)部40b處。簡言之,承載構(gòu)件40相對于用戶M的腳向內(nèi)偏斜。當(dāng)向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷超過向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷時，氣囊60A和60B各自從其內(nèi)部噴出氣體。然而，彈性構(gòu)件5IB在彈性構(gòu)件5IA收縮之前收縮。S卩，氣囊60B的排氣口 60a在氣囊60A的排氣口 60a封閉以前封閉。結(jié)果，氣囊60B用來保持承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b與底座41隔開恒定距離。這使得向外部40a施加的負(fù)荷增加，隨之使得彈性構(gòu)件51A開始收縮。因此，氣囊60A的排氣口 60a封閉，并且氣囊60A用來保持承載構(gòu)件40的外部40a與底座41隔開恒定距離。在氣囊60A和60B各自的排氣口 60a如上所述封閉時，使其排氣口 60a在氣囊60A的排氣口 60a封閉以前封閉的氣囊60B保持比氣囊60A更大的空氣量，其中氣囊60A的排氣口 60a在氣囊60B的排氣口 60a封閉以后封閉。結(jié)果，使得底座41與承載構(gòu)件40之間的距離在朝向內(nèi)部40b處大于在外部40a處。簡言之,承載構(gòu)件40相對于用戶M的腳向外偏斜。根據(jù)以上內(nèi)容明顯的是，圖5A至圖5C中所示的鍛煉輔助裝置能夠使承載構(gòu)件40傾斜，以減小向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷與向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷之間的差。因此，可以改進(jìn)下肢肌肉的外側(cè)與內(nèi)側(cè)之間的平衡(能力不平衡)。結(jié)果，可以治療下肢的變形骨頭(即，可以恢復(fù)下肢的骨骼對齊)。進(jìn)一步地，用戶可以在享受舒服被動鍛煉(訓(xùn)練)的同時減輕膝蓋疼痛，這意味著即使在其行走過程中遭受膝蓋疼痛的用戶也可以進(jìn)行被動鍛煉。此外，因?yàn)樨?fù)荷檢測單元5等的電路的多余的，所以可以減小生產(chǎn)成本。
雖然圖5A至圖5C中所示的鍛煉輔助裝置的承載構(gòu)件40是一個板，但例如，可如圖6A中所示把承載構(gòu)件40在其寬度方向上劃分成兩個。圖6A中所示的鍛煉輔助裝置具有與圖5中所示的類似的基本結(jié)構(gòu)。因此，相同部分由相同的附圖標(biāo)記標(biāo)注并且省去其重復(fù)說明。在圖6A中所示的例子中，承載構(gòu)件40被劃分成形成為矩形板的外部40a以及形成為矩形板的內(nèi)部40b。外部40a和內(nèi)部40b分別通過使用傾斜軸43和傾斜軸承44，在其寬度方向上以旋轉(zhuǎn)方式耦合到底座41的中心上設(shè)置的側(cè)壁部分42。相應(yīng)地，在圖6A中所不的例子中，夕卜部40a和內(nèi)部40b彼此單獨(dú)偏斜。在圖6A中所示的例子中，氣囊60、排氣閥49、以及彈性構(gòu)件51構(gòu)成了傾斜裝置A。關(guān)于劃分承載構(gòu)件40的上述配置可以應(yīng)用于圖4中所示的例子以及第一實(shí)施例。簡言之，傾斜裝置A可被配置成使承載構(gòu)件40的至少一部分傾斜，以減小向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷與向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷之間的差。承載構(gòu)件40不限于上述例子，并且可被配置成能夠改變向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷與向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷之間的平衡。圖5和圖6中所示的上述例子利用了氣囊60的收縮，以使承載構(gòu)件40偏斜。進(jìn)一步地，另一例子可被配置成控制空氣泵向氣囊60提供空氣以使其膨脹，從而使承載構(gòu)件40偏斜。在圖6B中所示的例子中，保持器40c分別位于承載構(gòu)件40的外部40a和內(nèi)部40b的后表面下方，并且分別以旋轉(zhuǎn)方式連同外部40a和內(nèi)部40b —起耦合到傾斜軸43。承載構(gòu)件40的外部40a和內(nèi)部40b分別形成有用作排氣口 60a的閥的凸起40e。彈性構(gòu)件51插入在保持器40c與外部40a和內(nèi)部40b中的每個之間(圖6B中未示出彈性構(gòu)件51)。彈性構(gòu)件51被配置成在承受到大于預(yù)定負(fù)荷的負(fù)荷時收縮以使得凸起40e封閉排氣口 60a。預(yù)定負(fù)荷與在用戶M向承載構(gòu)件40的外部40a和內(nèi)部40b施加同樣負(fù)荷的情況下向外部40a(或內(nèi)部40b)施加的負(fù)荷相等。進(jìn)一步地，在圖6B中所示的例子中，氣囊60插入在保持器40c與底座41之間。每個氣囊60具有連接到上述空氣泵的供氣口 60b?？諝獗帽慌渲贸上蛎總€氣囊60提供空氣(加壓)，以使得在用戶M保持同等地向承載構(gòu)件40的外部40a和內(nèi)部40b施加負(fù)荷時，承載構(gòu)件40的外部40a和內(nèi)部40b各自的承載表面保持與水平面平行。接下來，對圖6B中所示的鍛煉輔助裝置的操作做出說明。當(dāng)用戶M把其腳擱置在腳支撐部4上時，以及當(dāng)向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷與向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷相等(即，用戶既沒有弓形腿也沒有膝外翻)時，彈性構(gòu)件51A和51B不收縮。因此，氣囊60A和60B各自的排氣口 60a不封閉。在此情形中，通過空氣泵加壓來保持外部40a和內(nèi)部40b各自的承載表面與水平面平行。當(dāng)向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷超過向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷時，彈性構(gòu)件5IA在彈性構(gòu)件5IB收縮之前收縮。即，氣囊60A的排氣口 60a在氣囊60B的排氣口 60a封閉以前封閉。因此，氣囊60A隨著從空氣泵提供空氣而膨脹，從而抬升外部40a。這使得向內(nèi)部40b施加的負(fù)荷(S卩，向彈性構(gòu)件51B施加的負(fù)荷)增加，從而使彈性構(gòu)件5IB收縮。彈性構(gòu)件5IB的收縮使得氣囊60B的排氣口 60a封閉。這使得向彈性構(gòu) 件51A施加的負(fù)荷減少，從而打開氣囊60A的排氣口 60a。在此情形中，氣囊60A隨著氣囊60B膨脹而收縮。因而，內(nèi)部40b被抬升從而使得向內(nèi)部40b施加的負(fù)荷減少。結(jié)果，向外部40a施加的負(fù)荷增加，從而使得氣囊60A的排氣口 60a封閉以及氣囊60B的排氣口 60a打開。交替重復(fù)上述操作負(fù)責(zé)使外部40a和內(nèi)部40b中的每個偏斜，以使得向外部40a施加的負(fù)荷變得與向內(nèi)部40b施加的負(fù)荷相等。即使當(dāng)向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷超過向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷時，輔助鍛煉裝置也如上所述以類似方式進(jìn)行操作。根據(jù)以上內(nèi)容明顯的是，圖6B中所示的鍛煉輔助裝置能夠使承載構(gòu)件40傾斜，以減小向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷與向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷之間的差。因此，可以改進(jìn)下肢肌肉的外側(cè)與內(nèi)側(cè)之間的平衡(能力不平衡)。結(jié)果，可以治療下肢的骨頭變形(即，可以恢復(fù)下肢的骨骼對齊)。進(jìn)一步地，用戶可以在享受舒服被動鍛煉(訓(xùn)練)的同時減輕膝蓋疼痛，這意味著即使在其行走過程中遭受膝蓋疼痛的用戶也可以進(jìn)行被動鍛煉。此外，因?yàn)樨?fù)荷檢測單元5等的電路是多余的，所以可以減小生產(chǎn)成本。本發(fā)明的技術(shù)特征可以應(yīng)用于圖7A和圖7B中所示的鍛煉輔助裝置。圖7中所示的鍛煉輔助裝置包括要放置在預(yù)定位置(如，地板)上的托架30。托架30上設(shè)置有支撐部件32和手柄桿33。支撐部件32在其上端設(shè)置有被配置成承載用戶M臀部的座椅9。手柄桿33具有適用于根據(jù)需要用戶M手握持的手柄33a。一對腳支撐部4附于托架30并且位于支撐部件32與手柄桿33之間。此腳支撐部4具有與第一實(shí)施例的腳支撐部4或者圖4至圖6各自的腳支撐部4 一樣的配置。在圖7中所示的鍛煉輔助裝置中，一對腳支撐部4連同座椅9 一起構(gòu)成了支撐單元I。支撐部件32設(shè)置有被配置成使座椅9往復(fù)的驅(qū)動裝置2。驅(qū)動裝置2被配置成通過使用驅(qū)動源(未示出)使作為支撐單元I的一部分的座椅9往復(fù)，從而在其腳分別擱置在腳支撐部4上并且其臀部擱置在座椅9上的情況下使用戶M的臀部移位。簡言之，驅(qū)動裝置2被配置成改變作用于用戶M腿部的重量。驅(qū)動裝置2使用戶M的臀部移位，從而改變座椅9與腳支撐部4之間承載用戶重量的比例。結(jié)果是，驅(qū)動裝置2改變作用于臀部的用戶重量，從而改變作用于用戶每個腳的重量。在膝蓋的角度保持在預(yù)定角度的情況下，向用戶M的股骨區(qū)域施加的負(fù)荷隨著座椅9承載用戶重量的比例減少而增加。這與蹲下鍛煉過程中彎曲用戶自身的膝蓋相類似并且可以引發(fā)股骨肌肉收緊。即，座椅9的振動引起用戶M的被動鍛煉而非主動鍛煉。根據(jù)此被動鍛煉，股骨肌肉重復(fù)緊張和松弛。因此，用戶M可以主要對自身的股骨肌肉進(jìn)行鍛煉。根據(jù)以上內(nèi)容明顯的是，圖7中所示的鍛煉輔助裝置能夠使承載構(gòu)件40傾斜，以減小向承載構(gòu)件40的外部40a施加的負(fù)荷與向承載構(gòu)件40的內(nèi)部40b施加的負(fù)荷之間的差。因此，即使在用戶有弓形腿或膝外翻的情況下，也可以改進(jìn)下肢肌肉的外側(cè)與內(nèi)側(cè)之間 的平衡(能力不平衡)。結(jié)果，可以治療下肢的變形骨頭(即，可以恢復(fù)下肢的骨骼對齊)。進(jìn)一步地，用戶可以在享受舒服被動鍛煉(訓(xùn)練)的同時減輕膝蓋疼痛，這意味著即使在其行走過程中遭受膝蓋疼痛的用戶也可以進(jìn)行被動鍛煉。
權(quán)利要求
1.ー種鍛煉輔助裝置，包括 被配置成承載用戶的身體的支撐單元，所述支撐単元包括具有承載構(gòu)件的ー對腳支撐部，所述承載構(gòu)件被配置成分別承載用戶的左腳和右腳； 驅(qū)動裝置，被配置成驅(qū)動所述支撐単元移動用戶的身體，以改變向用戶的下肢施加的負(fù)荷；以及 傾斜裝置，被配置成使所述承載構(gòu)件的至少一部分傾斜，以減小向與用戶腳的外側(cè)對應(yīng)的所述承載構(gòu)件的外部施加的負(fù)荷與向與用戶腳的內(nèi)側(cè)對應(yīng)的所述承載構(gòu)件的內(nèi)部施加的負(fù)荷之間的差。
2.如權(quán)利要求I所述的鍛煉輔助裝置，其中 所述傾斜裝置包括 負(fù)荷檢測單元，提供給所述腳支撐部以檢測向所述承載構(gòu)件施加的負(fù)荷； 傾斜機(jī)構(gòu)單元，被配置成相對于用戶的腳使所述承載構(gòu)件的至少一部分向內(nèi)或向外傾斜；以及 控制單元，被配置成基于所述負(fù)荷檢測單元檢測到的負(fù)荷來控制所述傾斜機(jī)構(gòu)單元。
全文摘要
一種鍛煉輔助裝置，包括被配置成承載用戶身體的支撐單元以及驅(qū)動裝置。支撐單元包括具有承載構(gòu)件的一對腳支撐部，承載構(gòu)件被配置成分別承載用戶的左腳和右腳。驅(qū)動裝置被配置成驅(qū)動支撐單元移動用戶的身體，以改變向用戶的下肢施加的負(fù)荷。鍛煉輔助裝置進(jìn)一步包括傾斜裝置。傾斜裝置包括負(fù)荷檢測單元、傾斜機(jī)構(gòu)單元、以及控制單元。負(fù)荷檢測單元包括分別提供給承載構(gòu)件的外部和內(nèi)部的兩個負(fù)荷傳感器。傾斜機(jī)構(gòu)單元被配置成相對于用戶的腳使承載構(gòu)件向內(nèi)或向外傾斜?？刂茊卧慌渲贸煽刂苾A斜機(jī)構(gòu)單元以減小兩個負(fù)荷傳感器分別檢測到的負(fù)荷之間的差。
文檔編號A63B23/04GK102652869SQ20111042735
公開日2012年9月5日 申請日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者后藤孝夫, 四宮葉一, 小澤尚久, 越智和弘 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社