专利名称：锻炼辅助设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于为使用者提供腿部锻炼的锻炼辅助设备，尤其是涉及一种用 于为使用者的腿部提供被动锻炼的锻炼辅助设备。
背景技术：
已经提到过不同种类的锻炼辅助设备，其中，使用者的肌肉群不是通过使用者的 自身肌肉力量的发挥而是通过施加在使用者的身体上的外力来被伸展和收缩，由此获得被 动锻炼的效果。例如，专利文献1(日本专利申请公开号10-55131)提出了一种适用于使 用者的腿部的设备，该设备用于站立位置并刺激行走运动，具有防止膝盖关节炎或进行行 走训练的目的。专利文献1的行走刺激设备被构造成水平地驱动右踏板和左踏板，以及也在前后 方向上转动踏板以改变使用者的脚的高度位置或使用者的脚底的倾斜角度，其中使用者可 以将其脚放在所述右踏板和左踏板上。该设备可以进一步在顺时针和逆时针方向上转动踏 板以改变使用者的脚的方向。在踏板可转动的设备中，使用者将其脚放在踏板上以进行站立，然后进行锻炼，但 是当使用者走上或走下踏板时，该踏板可能会进行不必要的运动。因此，使用者可能会失去 平衡而摔倒。
发明内容
考虑到上述方面提出了本发明，本发明的目的在于提供一种锻炼辅助设备，该锻 炼辅助设备能够通过当使用者走上或走下踏板时防止踏板进行不必要的运动而使得使用 者安全地走上或走下踏板。本发明的特征在于包括踏板，使用者将其脚放在该踏板上；踏板驱动装置，该踏 板驱动装置构造为使踏板进行包括转动运动的运动，从而对放在踏板上的脚进行锻炼；以 及锁定装置，该锁定装置构造为除了当踏板驱动装置驱动踏板时之外，通过与踏板的接合 来固定踏板。优选地，本发明包括传感器，该传感器构造为探测脚是否放在了踏板上，当传感器 没有探测到脚时，锁定装置不会解锁踏板。优选地，锁定装置固定踏板以保持踏板的顶面水平。本发明的技术效果在根据权利要求1的锻炼辅助设备中，当踏板未被驱动时，踏板总是被锁定装置 锁定。因此，当走上或走下踏板时，避免了踏板的意外运动，从而确保安全地走上或走下踏 板。在根据权利要求2的锻炼辅助设备中，如果脚没有放在踏板上，踏板是不被解锁 的。因此，可以实现安全使用。在根据权利要求3的锻炼辅助设备中，踏板固定，顶面保持水平，因此能够更容易地走上或走下踏板。
图1是根据本发明实施方式的外观实例的透视图；图2是本实施方式中的踏板和踏板驱动装置的透视平面图；图3是踏板驱动装置的操作的说明图解；图4a和4b是示出了本实施方式中的锁定装置的实例的截面图；图5a是本实施方式的方框图，附图5b是操作流程的说明图解；图6a和6b是示出了锁定装置的实例的截面图；图7是另一个操作流程的说明图；以及图8示出了用于探测脚的传感器，附图8a是截面图，附图8b是接触部的平面图。附图标记1 基底2 踏板3 扶手4 操作面板5踏板驱动装置6锁定装置
具体实施例方式本发明基于附图中的实施方式进行描述。图示实例中的锻炼辅助设备由以下形 成基底1，右踏板和左踏板2、2设置在基底1的顶面上；直立在基底1上的右扶手和左扶 手3、3 ；由扶手3、3支承的操作面板4，该操作面板4位于基底1的前侧；以及驱动装置5， 该驱动装置5设置在基底1内，并构造用于驱动踏板2、2。在该设备中，使用者抓住右扶手 和左扶手3、3，然后将其脚放在踏板2、2上以进行站立。然后该设备致动踏板驱动装置5以 使踏板2、2运动，由此使得使用者对其腿部进行被动锻炼。每个踏板2、2具有这样的尺寸，即使用者的整个脚底可以被放置在踏板的顶面 上，该顶面包括用于增加摩擦系数的材料或形状。响应于通过踏板驱动装置5在前后和左 右方向上的往复滑动操作，每个踏板2前端侧和后端侧之间的高度位置关系被改变。由此， 对于放在踏板2上的使用者的脚，用于向下转动脚趾侧的跖屈操作和用于向上转动脚趾侧 的背屈操作被重复地执行。图2和3示出了用于使踏板2、2执行上述运动的踏板驱动装置 5。此处示出的踏板驱动装置5被构造为改变每个踏板的前端侧和后端侧之间的高 度位置关系，以及也在前后方向和左右方向上使每个踏板滑动。导轨51、51分别固定在基 板50 (或基底1的底板)的顶面的两侧上。各导轨51装配有滑块52，在滑块52的底部上 设置有能够沿导轨51滑动的滑动件。旋转轴线53位于每一个滑块52的上侧处。通过该 旋转轴线53，为板形式的踏板2被支承使得其可以围绕旋转轴线53转动。踏板2、2的各一 个端部侧(后端部)通过连杆54与基板50结合。挠性接头60、60分别位于连杆54的一 个端部和基板50的连接部分处和连杆54的另一个端部和踏板2的连接部分处。
用于驱动的电动机55在基板50上设置在右滑块和左滑块52、52之间。蜗杆56附 连在电动机的输出轴上。一对蜗轮57、57位于蜗杆56的两侧上。蜗轮57、57分别具有偏 心轴58、58，并且与蜗杆56接合。偏心轴58各自通过连接杆59与连杆54相连接。具有偏 心轴58的蜗轮57和连杆54在导轨51的长度方向上间隔开。它们二者通过连接杆59相 连接。在连接杆59的一个端部和偏心轴58的连接部分处以及在连接杆59的另一个端部 和连杆54的连接部分处也分别设置有挠性接头60、60。当电动机55通过蜗杆56和蜗轮57使偏心轴58旋转时，连接杆59使连杆54在作 为基板50侧的中心点的挠性接头60上振荡。每个偏心轴58和连接杆59构成曲柄机构。 滑块52、52和踏板2通过振荡运动的运动分量沿着导轨51进行往复运动和滑动，该运动分 量与导轨51的长度方向一致。在图示的实例中，右导轨和左导轨51、51是不平行的。它们位于基板50上，从而 导轨51、51的前端侧之间的间隔比后端侧之间的间隔宽。前端侧对应于放在踏板2上的脚 趾的一侧。因此，装配在V形导轨51、51上的滑块52和踏板2运动，同时当向前运动时在 侧向上伸展。顺便提及，在图示的实例中，V形导轨51、51的开口角a是90° -130°，但 也可以是其它的角度。连杆54和踏板2的各连接部分也通过连杆54的振荡运动在垂直方向上运动，同 时踏板2也围绕作为中心点的旋转轴线53转动。连杆54和偏心轴58与连接杆59连接，从 而如果滑动运动处于行程的中间，则踏板2变成水平的；如果滑动运动处于行程的一端， 则连接于连杆54上的踏板2的后端侧被升高；以及如果滑动运动处于行程的另一端，则踏 板2的后端侧被降低。因此，踏板2沿导轨51滑动，同时当向前运动时脚趾侧被降低，当向后运动时脚跟 侧被降低。如从图2中看到的，作为踏板2的旋转中心点的旋转轴线53各自垂直于踏板2的 长度方向，并沿该长度方向设置在踏板2的后端侧而不是中部上。旋转轴线53的方向也被 分别设置成使得踏板2的前端侧(脚趾侧)指向导轨51的内部，而不是使该方向垂直于导 轨51的长度方向。踏板2、2的前端侧之间的间隔比后端侧之间的间隔宽，开口角3在10° -30°的 范围内。因此，使用者可将其脚放在踏板2、2上以站立，同时腿部肌肉群放松(在放松的状 态下)。与蜗杆56接合的蜗轮57、57的偏心轴58不对称地设置，从而踏板驱动装置5驱动 右踏板和左踏板2、2，由此当右踏板2向前运动时左踏板2向后运动，而当左踏板向前运动 时右踏板2向后运动。也就是，踏板以相反的相位被驱动。通过与蜗杆56接合的蜗轮57、 57，运动能量被分布到右踏板和左踏板上，因此踏板2、2总是相互同步地运动。在前述的锻炼辅助设备中，当进行锻炼时，使用者抓住扶手3并将其脚放在踏板 2、2上以站立。然后，如果使用者开启操作面板4上的操作开关以致动踏板驱动装置5，则 踏板2、2就以相反的相位向前、向后、向右和向左运动，同时，当向前运动时，踏板2的每个 前端侧降低，当向后运动时，每个后端侧降低。因此，使用者的放在踏板2、2上的脚响应于踏板2的运动向前和向后以及向右和 向左地运动，同时使用者的踝关节通过踏板2的转动被跖屈和背屈。
右踏板和左踏板2、2以180°的相位差向前、向后、向左和向右地运动，因此站在 踏板2、2上的使用者在前后方向上只有很少的重心运动。因此，即使使用者的平衡功能下 降，使用者通过踏板2的运动也几乎不会失去平衡。然而，不受前述值的限制，踏板2、2的 运动的相位差可以是0°使用者可以抓住扶手3进行被动锻炼，因此即使使用者失去平衡，也可以阻止使 用者摔倒。然而，在图示的实例中，为了当使用者失去平衡时增强安全性，用于使踏板驱动 装置5的运行停止的紧急停止开关31各自设置在扶手3上，从而当发生意外时，使用者可 以通过抓握扶手3的手容易地推动紧急停止开关31。当使用者走上或走下踏板2时，电动机55通过施加在踏板2上的负载转动，然后 踏板2可以运动。在这种情况下，使用者有可能摔倒。因此，在该实例中，提供了用于使踏板2的运动停止的锁定装置6。图4示出了螺 线管63用作锁定装置6的实例。螺线管63被置于基底1中，并包括能够在轴向上运动的 柱塞61以及用于偏压柱塞61的弹簧62。当螺线管63被去激励时，柱塞61通过弹簧62被 偏压以伸出，然后插入到形成在踏板2的边缘处的接合孔26内。因此，踏板2被锁定，从而 其不运动。当螺线管63被激励并激活时，柱塞61抵抗弹簧62向后运动，并且然后从接合孔 26中退出。由此，锁定被解除，踏板2可以通过踏板驱动装置5运动，如上所述。图5示出了作为锁定装置6的螺线管63的方框图和操作流程。当电源开关PS被 打开并且用于致动踏板驱动装置2的开关SW被进一步打开时，用于控制踏板驱动装置5和 锁定装置6的操作的控制电路C激励螺线管63以解除锁定，然后致动踏板驱动装置5。当 没有致动踏板驱动装置2时，该控制电路也通过锁定装置6锁定踏板2。除了当踏板驱动装 置5驱动踏板2时之外，踏板2总是被锁定。在该图中，传感器MS用于使踏板2停止在一位置处，在该位置，当踏板驱动装置5 被停止以不驱动踏板2时，踏板2的接合孔26面向锁定装置6。例如，该传感器可以是探 测踏板2的接合孔26是否在预定位置的传感器，也可以是探测踏板驱动装置5中的电动机 55的转动位置的传感器，或者是类似物。螺线管63可以被图6所示的装置代替，其中，锁定销65通过可正向/反向旋转的 电动机64的旋转被取出和放入接合孔26中，由此可以进行锁定和解锁。在图中，66是用于 将电动机64的旋转运动转化为锁定销65的线性运动的齿轮传动装置。在本实例中，电动 机64被控制为使得除了当踏板驱动装置5驱动踏板2之外时踏板2总是被锁定。当通过电动机64的旋转实现锁定和解锁时，用于探测其是否处于锁定状态或解 锁状态的传感器是优选的。例如，该传感器可以是探测电动机64的旋转位置的传感器，或 是探测锁定销是否伸出的传感器，或者是类似物。在任何实施方式中，优选地，踏板2被锁定，从而踏板2的顶面保持水平。在该实 例中，使用者可以容易地走上或走下踏板2。如图2中所示，提供了用于探测使用者的脚是 否放在踏板2上的传感器S。优选地，当开关SW被打开时，如果位于踏板2上的传感器S、S 探测到了使用者的脚，踏板2就被解锁并且踏板驱动装置5被致动，从而踏板2被驱动。在 该实例中，当脚没有正确地放在踏板2上时，不执行解锁和致动。因此，确保了安全性。图 7示出了操作流程。
优选地，当传感器S、S中的任何一个没有探测到使用者的脚时，即使没有通过开 关SW执行停止操作，踏板驱动装置5也被停止并且转换到锁定状态。图8示出了传感器S的优选实例。该传感器S由柔软的弹性体形成。设置按钮 71，使得该按钮的一部分从踏板2的表面伸出，碳接触部72设置在按钮71的后侧处。安装 在电路板74上的接触部73设置在按钮71的下面。如图8(b)所示，接触部73包括一对电 路图案73a、73b，所述电路图案中的每一个都为梳子形状。当使用者将其脚放在踏板2上时，按钮71被按下并偏转。在接触部73中的电路 图案73a、73b由碳接触部72设定，从而电路图案73a、73b被打开。由此，使用者的脚被探 测到。
权利要求
一种锻炼辅助设备，包括踏板，使用者将其脚放在该踏板上；踏板驱动装置，所述踏板驱动装置构造为使所述踏板进行包括转动运动的运动，从而对放在所述踏板上的脚进行锻炼；以及锁定装置，所述锁定装置构造为除了当所述踏板驱动装置驱动所述踏板时之外，通过与所述踏板的接合来固定所述踏板。
2.如权利要求1所述的锻炼辅助设备，包括传感器，所述传感器构造为探测脚是否放 在了踏板上，其中，当所述传感器没有探测到脚时，所述锁定装置不解锁所述踏板。
3.如权利要求1或2所述的锻炼辅助设备，其中，所述锁定装置固定所述踏板以保持所 述踏板的顶面水平。
全文摘要
一种锻炼辅助设备，包括踏板(2)，使用者将其脚放在该踏板上；以及踏板驱动装置(5)，其构造为使所述踏板进行包括转动运动的运动，从而对站立在所述踏板上的脚进行锻炼。所述设备包括锁定装置(6)，除了当所述踏板驱动装置(5)驱动所述踏板时之外，该锁定装置通过与所述踏板的接合来固定所述踏板。当踏板不被驱动时，踏板被固定。在走上或走下时防止了该踏板意外地进行运动，由此确保了安全地走上和走下踏板。
文档编号A61H1/02GK101980682SQ200880128350
公开日2011年2月23日 申请日期2008年3月31日 优先权日2008年3月31日
发明者后藤孝夫, 小泽尚久, 斋藤笃裕, 西尾文宏 申请人:松下电工株式会社