专利名称：摆动型运动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过使使用者就座的座位摆动、赋予上述使用者模仿骑马的运动负荷的摆动型运动装置。
背景技术：
如上所述，通过使使用者就座的座位摆动、赋予上述使用者模仿骑马的运动负荷的摆动型运动装置，作为从小孩到老人都可利用的方便的运动器具，从起初以康复为目的的医疗设施逐渐普及到普通家庭。作为这种摆动型运动装置的典型的现有技术，有专利文献例如，日本专利第3394890号说明书、日本特开2001-286578号专利公开公报、日本特开平11-155836号专利公开公报所公开的技术。
日本专利第3394890号说明书公开了一种用6轴平行机构(parallelmechanism)来实现一系列平滑摆动方式的预防腰痛训练装置。
而日本特开2001-286578号专利公开公报则公开了一种用1个马达和连杆来实现前后旋转往复、左右旋转动作的平衡训练装置。
另外，日本特开平11-155836号专利公开公报还公开了一种通过利用肌电图(electromyogram)、动作俘获(motion capturing)技术对运动进行分析以实现适合于运动目的的摆动的运动分析方法和运动辅助装置。
上述各现有技术，虽然公开了产生摆动的机构、或对摆动所产生的运动状态进行检测的技术，但没有阐明针对身体的特别指定部位而有选择地获得运动效果的方法。一般来说，可通过使摆动的速度、摆动的行程增大，而使运动量也增大。但即使这样，也仅是增加身体整体的肌肉活动量，仍不能有选择地提高特别指定部位的运动效果。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种可以针对身体的特别指定部位而有选择地获得运动效果的摆动型运动装置。
本发明所提供的摆动型运动装置，通过摆动机构摆动使用者就座的座位，来赋予所述使用者运动负荷，它包括使所述座位从基准状态产生倾斜并以其倾斜状态为摆动中心，让所述摆动机构来摆动座位的倾斜赋予机构。
而较为理想的是，所述基准状态为座位的就座面处于水平的状态。
根据上述结构，通过摆动机构摇摆使用者就座的座位来赋予上述使用者模仿骑马的运动负荷的摆动型运动装置中，设有倾斜赋予机构，用来给上述座位的就座面提供一个从水平等基准状态(使用者的腹肌与背肌、其两侧肌肉的肌肉活动量分别相等、处于较为轻松姿势的基准姿势的状态)起在初始状态下预先规定的倾斜。上述倾斜赋予机构，可通过将倾斜赋予构件插入座位下，或使用齿轮、凸轮等倾斜调整构件来实现。或者，在具有自由度较高的摆动机构时，也可以让其摆动机构来使上述初期状态下的倾斜发生。
在膝关节、或股关节的角度固定不变的情况下，通过这样在初始状态下使座位倾斜，而使给上述使用者施加运动负荷的部位发生变化。例如，通过形成前倾姿势，可以有选择地对腹肌进行强化。而通过形成后倾姿势，可以有选择地对背肌进行强化。另外，通过形成侧倾姿势，即可以有选择地对腹斜肌·中臀肌·内转肌等体侧肌肉进行强化，而与非倾斜时(可取上述基准姿势的水平状态)相比，又可以进行难度更高的平衡训练。这样，便可以针对身体的特别指定部位有选择地获得更高的运动效果。
本发明的摆动型运动装置，还包括存储倾斜角变化的方式(pattern)的存储单元，所述倾斜赋予机构响应所述存储单元的输出，随着治疗过程中的时间的经过而使倾斜角发生变化。
根据上述结构，通过随着治疗过程中的时间的经过而使座位倾斜角发生变化，可以实现多种运动菜单，从而防止单调。
例如，当上述倾斜角变化的方式为一种往复于隔着预先规定的基准角度、例如上述就座面处于水平的状态而相对峙(基准角度被规定为处于中间状态)的2个倾斜角之间的方式时，可以提高训练效果的匀称性(不容易产生其训练效果偏向于例如腹肌侧和背肌侧的其中某一侧的情况)。
而且，当上述倾斜角变化的方式为一种往复于隔着上述基准角度而相对峙的2个倾斜角的方式，且倾斜角变化一度停止于上述基准角度的方式时，使用者容易感觉到倾斜方向的转换(例如从前方倾斜向后方倾斜的转换)，与无倾斜的情况相比，即可以提高运动强度，又可以提高训练的安全性。
另外，当上述倾斜角变化的方式为一种相对于上述基准角度至少有2个倾斜方向、例如A、B，且在倾斜方向A上的停留时间和在倾斜方向B上的停留时间各不相同的方式时，在停留时间长的角度方向上，与停留时间短的角度方向相比，可以提高相关部位的训练效果。也就是说，可以对运动效果进行控制。例如，当前倾时，腹肌活动量增加，而后倾时，则臀部活动量增加。因此，若想对腹肌侧加强锻炼，只要延长前倾方向的停留时间即可，而对于因腰痛等而难以进行前倾姿势的使用者，也可以使用延长后倾方向的停留时间的方法。
而且，当上述倾斜角变化的方式为一种在从上述基准角度至预先规定的倾斜角之间进行往复的方式时，则可以在固定方向上提高运动强度。
而且，本发明的摆动型运动装置的所述存储单元，存储有多种伴随所述时间的经过的倾斜角变化的方式，还包括向所述存储单元输出选择信号、对所述倾斜角变化的方式进行选择的选择单元。
根据上述结构，每位使用者、在每次使用时都可以选择运动种类、运动强度，从而可以有助运动效果的适当性和持续性。
另外，本发明的摆动型运动装置的所述存储单元中存储的倾斜角变化的方式，在所述倾斜角变化中，当所述座位的就座面处于水平状态时，则使所述座位只在一个预先规定的时间内保持其状态。
根据上述结构，例如，倾斜角变化的方式为一种往复于隔着就座面为水平的状态而相对峙的2个倾斜角之间的方式、或往复于从水平状态至预先规定的倾斜角之间的方式等，在倾斜角变化中，当座位的就座面经过水平状态时，倾斜角变化的方式一旦成为其水平状态，则使座位只在一个预先规定的时间内保持其状态。
因此，可以使使用者意识到姿势的转换点，从而可以进一步提高训练效果。
而且，本发明的摆动型运动装置的所述倾斜赋予机构，在治疗动作结束时，使所述就座面回到水平状态后停止。
根据上述结构，当治疗动作结束时，通过使就座面回到水平状态，可使使用者在下次骑乘时不会有姿势的紊乱，而采取正确的骑乘姿势，从而获得所期待的训练效果。
另外，本发明的摆动型运动装置的所述存储单元，还连同所述倾斜角变化的方式一起存储随时间的经过的摆动速度变化的方式。
根据上述结构，由于联动倾斜角变化而使摆动速度变化，所以，可以给使用者带来动作的变化感、而不会感到厌烦，从而起到维持积极性的作用。而且，可通过在开始骑乘时渐渐加速来期待热身效果，也可通过在动作过程的最后渐渐减速来获得降温的效果。
而且，本发明的摆动型运动装置的所述倾斜赋予机构还包括基台、架台、连接构件、升降构件、齿轮、螺杆及手柄，其中，所述基台介于所述座位和摆动机构两者之间、设置在所述摆动机构的上面，所述架台竖立设于所述基台的前后方向的一端侧，所述连接构件，在所述架台上围绕水平轴线摆动自如地枢支撑所述座位的背面侧的一端，所述升降构件，在圆柱或圆筒的外周面的下端形成有在轴线方向上延伸的突条和凹槽的其中之一，通过与在所述基台上形成的孔的内周面所形成的所述突条和凹槽的其中另一方啮合、可阻止围绕轴线的旋转而从所述孔中自由出入、且在上端形成螺旋状的突条和凹槽的其中之一、并用上端面支撑着所述座位的背面侧的另一端，所述齿轮，其内周面形成有与所述升降构件的上端的外周面所形成的所述螺旋状的突条和凹槽的其中之一啮合的突条和凹槽的其中另一方，所述螺杆围绕水平轴线而枢支撑于所述基台、对所述齿轮进行旋转驱动，所述手柄在所述螺杆上装拆自如。
根据上述结构，介于上述座位和摆动机构两者之间给上述座位提供前后方向倾斜的上述倾斜赋予机构中，概略地说，上述座位通过竖立设于在上述摆动机构的上面设置的基台的前后方向的一端的架台和在另一端自由出入的升降构件所支撑，并且，前后方向的倾斜角以上述升降构件从基台伸出的伸出量来变化。具体来说，所述座位其前后方向的一端利用铰链等的连接构件而摆动自如地枢支撑于在基台上竖立设置的架台。另一方面，前后方向的另一端，通过由升降构件、齿轮及螺杆构成的升降机构，可以对相对于所述架台的高度、即所述座位的前后方向的倾斜量进行调整。
上述升降机构的上述升降构件由圆柱或圆筒状构件构成，概略地说，可分为上端侧和下端侧的2个部分。而且，上述下端侧其外周面形成有在轴线方向上延伸的突条和凹槽其中之一，与其相对，在嵌入有上述下端侧的基台中，则形成有其内周面形成了上述突条和凹槽的其中另一方的孔，通过将上述下端侧嵌入所述孔中，上述突条和凹槽两者啮合，便可阻止围绕轴线的旋转，从而从上述孔当中自由出入。另一方面，升降构件的上端侧，其外周面形成有螺旋状的突条和凹槽其中之一，其上端侧与在齿轮的内周面形成的上述螺旋状的突条和凹槽其中另一方啮合。该齿轮可通过在螺杆上安装手柄而被旋转驱动。
因此，当旋转驱动上述螺杆时，齿轮则以较大的减速比被旋转驱动，由于螺旋状的突条和凹槽两者啮合，从而升降构件可从基台中出入，而使得其上面所支撑的所述座位的另一端的高度改变，座位的倾斜则发生变化。这样，便可以具体实现对座位提供前后方向倾斜的手动式倾斜赋予机构。
而且，本发明的摆动型运动装置还包括脚部，其中，所述摆动机构包括横向摆动机构和纵向摆动机构，其中所述横向摆动机构被设置在所述脚部上，用来使所述座位以沿着所述座位的纵向方向延伸的轴线为中心而左右摆动，所述纵向摆动机构由所述横向摆动机构支撑，使所述座位在所述座位的纵向方向上前后摆动，且包括前连杆和后连杆，而所述倾斜赋予机构包括用来驱动所述纵向摆动机构的所述后连杆的驱动机构。
根据上述结构，通过由上述结构而构成的摆动装置，可以实现产生前后方向和左右方向的摆动的上述摆动机构和使座位从基准状态发生倾斜的倾斜赋予机构。
而且，本发明的摆动型运动装置的所述纵向摆动机构包括第1轴、偏心曲柄以及摇臂连杆，其中所述第1轴设置于所述箱体的所述两侧板之间、并由所述马达驱动，其至少一端穿过所述侧板的其中之一，所述偏心曲柄与所述第1轴的一端连接，所述摇臂连杆用来连接前连杆和偏心曲柄；而所述横向摆动机构则包括一对前后轴支撑板、箱体、马达以及第2轴，其中所述一对前后轴支撑板在前后方向配置被并被固定于所述脚部上，所述箱体为了限定一个空间而具有前板、后板及一对侧板，其中所述前板和所述后板分别由轴销可摆动地与所述前后轴支撑板连接，所述马达被装置于所述箱体内，所述第2轴设置于所述箱体的所述两侧板之间，由穿过所述两侧板的其中之一的偏心销而构成，并由所述马达驱动，以便所述偏心销使其所穿过的侧板在垂直方向上移动，从而导致座位在所述销的周围作横向摆动。
根据上述结构，当马达驱动时，通过第1轴、偏心曲柄、摇臂连杆和前连杆，支撑座位的台座则在前后方向上摆动，而通过第2轴和偏心杆，支撑上述座位的台座则在左右方向上摆动。另外，还可通过由升降机构构成的后连杆伸缩，而使支撑上述座位的台座的摆动基准前倾/后倾。这样，通过摆动机构，可一边使支撑上述座位的台座摆动，一边使摆动基准前倾/后倾。
另外，本发明的摆动型运动装置还包括具有脚台和装置在脚台上伸缩自如的脚柱的脚部；设置在所述座位和脚部之间、而成为所述摆动机构和倾斜赋予机构的摆动装置；从所述座位的两侧下垂安装的左右镫；设置在所述座位的前方侧的止住件等。
根据上述结构，可以给使用者带来接近于实际骑马的感觉。
而且，本发明的摆动型运动装置的所述止住件，以倒向使用者一侧的状态收纳，而阻止由起立状态向前方的位移。
根据上述结构，当倾斜赋予机构使座位相对于基准状态前倾时，由于使用者有前冲的倾向，因而通过止住件阻止由起立状态向前方的位移，从而容易支撑身体。
另外，本发明的摆动型运动装置，还通过使使用者就座的座位在预先规定的方向上摆动来赋予所述使用者运动负荷，它包括给所述座位提供围绕垂直轴线的旋转、并将其旋转状态作为摆动的初始状态而让所述摆动机构摆动座位的旋转赋予单元。
根据上述结构，通过使使用者就座的座位在预先规定的方向上摆动来赋予上述使用者模仿骑马的运动负荷的摆动型运动装置中，设置旋转赋予单元，该旋转赋予单元给上述座位提供从中立状态(使用者处于面向正面的基准姿势的状态)起围绕垂直轴线的旋转、并使其旋转状态作为摆动的初始状态。上述旋转赋予单元可以通过在摆动机构的台座上设置旋转盘，并将座位装置在其旋转盘上等方式来实现。或者在具有自由度较高的摆动机构的情况下，也可以让其摆动机构在其初始状态下产生旋转。
这样，通过在初始状态下先提供旋转，则可以相对于上述预先规定方向的摆动来改变对使用者身体施加负荷的方式。例如，通过相对于前后方向的摆动而使座位预先旋转，可以有选择地强化体侧肌肉。而且，通过伴随时间的经过而使座位旋转，例如若使座位的方向快速变化，则可以对使用者实现躯干的扭转动作，若缓慢变化，则可以使摆动的强度方向变化来改变获得运动效果的肌肉群。这样，便可以带来特殊的运动效果。
如上所述，本发明的摆动型运动装置，是通过使使用者就座的座位摆动来赋予上述使用者模仿骑马的运动负荷的摆动型运动装置，设置有给上述座位提供一个从水平等基准状态起的预先规定的倾斜的倾斜赋予机构，摆动机构则以其倾斜状态为摆动中心而使座位摆动。
因此，使得对上述使用者施加运动负荷的部位发生变化，从而可针对身体的特别指定部位而有选择地获得运动效果。
图1是本发明实施方式1的摆动型运动装置的总体结构的侧视图。
图2是放大的图1所示的摆动型运动装置的摆动装置的侧视图。
图3是图2的俯视图。
图4是图2的后视图。
图5是座位动作的说明图。
图6是本发明实施方式1的倾斜赋予构件的侧视图。
图7是用来说明图6所示倾斜赋予构件的功能的侧视图。
图8是本案发明者的试验结果的直线图表，表示腹直肌(腹肌)的肌肉活动量。
图9是本案发明者的试验结果的直线图表，表示傍脊柱肌(背肌)的肌肉活动量。
图10是本发明实施方式2的倾斜调整构件的侧视图。
图11是图10所示倾斜调整构件将座位卸下后的状态的俯视图。
图12是本发明实施方式3的倾斜调整构件的侧视图。
图13是图12所示倾斜调整构件将座位卸下后的状态的俯视图。
图14是本发明实施方式4的倾斜调整构件的侧视图。
图15是图14所示倾斜调整构件的升降结构的放大示意图。
图16是用来说明图14所示倾斜调整构件的功能的侧视图。
图17是图14所示倾斜调整构件的马达控制电路的框图。
图18是图14所示倾斜调整构件随时间的经过所产生的座位的姿势变化的说明图。
图19是本发明实施方式5的倾斜调整构件的侧视图。
图20是图19所示倾斜调整构件的马达控制电路的框图。
图21是图19所示倾斜调整构件所产生的座位的姿势变化的说明图。
图22是本发明实施方式5中另一例倾斜调整构件所产生的座位的姿势变化的说明图。
图23是本发明实施方式6的倾斜调整构件的侧视图。
图24是本发明实施方式6的另一例倾斜调整构件的侧视图。
图25是本发明实施方式7的摆动型运动装置总体结构的分解立体图。
图26是本发明实施方式8的摆动型运动装置总体结构的侧视图。
图27是图26的后视图。
图28是图26的分解立体图。
图29是本发明实施方式8的摆动型运动装置的摆动装置具体结构的分解立体图。
图30是图29所示摆动装置组装状态的侧视图。
图31是从图30上面看到的局部剖视图。
图32是从图30正面看到的局部剖视图。
图33是使座位前后倾斜的升降结构的齿轮箱部分的透视立体图。
图34是以图30所示状态为座位水平状态而处于座位后倾状态下的摆动装置的侧视图。
图35是本发明实施方式8的摆动型运动装置的电结构的框图。
图36是本发明实施方式8的摆动型运动装置的操作单元的主视图。
图37是本发明实施方式8的摆动型运动装置的主体侧电路基板的电结构的框图。
图38是本发明实施方式8的摆动型运动装置的一例自动操作项目中座位倾斜角变化情况的示意图。
图39是本发明实施方式8的摆动型运动装置的自动操作项目中座位摆动速度的增减变化范围的示意图。
图40是本发明实施方式8的摆动型运动装置的一例自动操作项目中摆动速度等级的增减变化和倾斜角变化的方式两者关系的示意图。
图41是本发明实施方式8的摆动型运动装置中存储在存储器中的对一例自动操作项目进行控制的控制表的示意图。
图42是基于上述控制表的一例自动操作项目中的控制情况的示意图。
图43是本案发明者的试验结果的柱状统计图，表示腹肌的强化情况。
图44是本案发明者的试验结果的柱状统计图，表示背肌的强化情况。
图45是本案发明者的试验结果的柱状统计图，表示体重的变化情况。
图46是本案发明者的试验结果的柱状统计图，表示腰围尺寸的变化情况。
图47是本案发明者的试验结果的柱状统计图，表示臀围尺寸的变化情况。
图48是本案发明者的试验结果的柱状统计图，表示臀部提高的效果。
具体实施例方式
(实施方式1)图1是示出本发明实施方式1的摆动型运动装置的总体结构的侧视图。该摆动型运动装置1包括以大致模仿马背或马鞍的形状让使用者就座的座位2、设置于上述座位2内而使座位2摆动的摆动装置3、以及支撑所述座位2和摆动装置3的脚部50。
图2是放大的上述摆动装置3的侧视图，图3是其俯视图，图4是其后视图。安装有座位2的台座4，介于左右一对连接杆5可以前后摆动地被支撑于可动架台6上，而可动架台6则可以左右摆动地被支撑于基座8上，并在台座4和可动架台6之间收纳驱动单元13。上述连接杆5由前连杆5a和后连杆5b所构成。前连杆5a的上端部被轴安装于在台座4的前端部设置的上轴销4a，而前连杆5a的下端部则被轴安装于在可动架台6的侧板16的前端部设置的下轴销7a。而且，后连杆5b的上端部被轴安装于在台座4的后端部设置的上轴销4b，而后连杆5b的下端部则被轴安装于在可动架台6的侧板16的后端部设置的下轴销7b。前后的各下轴销7a、7b构成可围绕左右方向Y的轴线转动地支撑连接杆5的左右轴7，由此，台座4便可围绕左右轴7、在图2中箭头M所示的前后方向上旋转往复移动。
上述基座8的前后方向X的两端部，如图2和图4所示，分别竖立设置有轴支撑板24，可动架台6在前后方向X的两端部分别垂直设置有与上述轴支撑板24相对的连接板25，连接板25相对轴支撑板24而由前后轴9可转动地连接。前后轴9配置于基座8的中央部的前后2个部位，支撑着可动架台6可围绕前后轴9转动，由此台座4便可围绕前后轴9在图4中箭头N所示的左右方向上旋转往复移动。
另一方面，驱动单元13包括单个马达10，以及将马达10的输出旋转轴12的旋转力分别变换成台座4的前后方向X的往复直进移动、围绕左右轴7的旋转往复移动、围绕前后轴9的旋转往复移动，并组合上述3种动作而使摆动座位2成为可能的2个驱动单元13a、13b。本例的马达10纵向设置在基座8上，使输出旋转轴12的伸出方向朝上。
上述第1驱动单元13a，用于前后方向X的往复直进移动和围绕左右轴7的旋转往复移动，而上述第2驱动单元13b则用于围绕前后轴9的旋转往复移动。第1驱动单元13a，如图2和图3所示，包括介于马达齿轮11和第1齿轮14而与上述输出旋转轴12连接的第1轴17、偏心于第1轴17的一端部而被连接的偏心曲柄19、以及其一端部与偏心曲柄19连接、另一端部则被安装在前连杆5a设置的轴销5c上的摇臂连杆20。第1轴17的两端分别可转动地被支撑在台座4一侧，通过偏心曲柄19相对于第1轴17进行偏心圆运动，而使前连杆5a介于摇臂连杆20在前后方向X上往复移动，由此与连接杆5连接的台座4、即座位2便可在图1和图2中的箭头M所示方向上摆动。
而第2驱动单元13b，如图3和图4所示，包括介于上述第1轴17的连动齿轮22和第2齿轮15而被连接的第2轴18、以及其一端部与第2轴18的一端部偏心连接、而另一端部则可转动地与基座8连接的偏心杆21。第2轴18的两端部可转动地被支撑在台座4一侧。偏心杆21被配置在台座4的左侧和右侧的其中任何一侧(图3和图4中为右侧)，偏心杆21的上端21a用图4所示的轴销29而与第2轴18的一端部偏心连接，偏心杆21的下端部21b则通过轴销28可转动地被连接在固定于基座8的L型连接配件27上。因此，通过第2轴18的旋转，偏心杆21的上端部进行偏心圆运动，从而使台座4即座位2如图4中的箭头N所示围绕前后轴9进行旋转往复移动成为可能。
根据上述结构，当从马达10的其中一方向伸出的输出旋转轴12旋转时，通过马达齿轮11和第1齿轮14两者的啮合而使第1轴17旋转，同时，通过第1轴17的连动齿轮22和第2齿轮15两者的啮合而使第2轴18旋转。当第1轴17旋转时，与该第1轴17的一端连接的偏心曲柄19进行偏心圆运动，前连杆5a则通过摇臂连杆20而以前侧的左右轴7a为中心在前后方向X上转动。此时，由于后连杆5b也协调地围绕后侧的左右轴7b转动，因而，台座4即座位2在前后方向X上往复移动和摆动。另一方面，通过第2轴18的旋转，偏心杆21的上端部进行偏心圆运动，而台座4即座位2则围绕前后轴9进行旋转往复移动。
这样，在使用者就座于座位2上的状态下，因座位2进行在图5所示的前后方向X、左右方向Y、上下方向Z上的运动和在θX方向、θY方向、θZ方向上的摆动，因而可以对身体的平衡机能、运动机能进行训练。而且，由于可以利用1个马达10来进行3种动作，所以，即可以减少马达10的数目，使得控制变得简单，又可以实现低成本和小型化。而且，马达10的输出旋转轴12只在一个方向伸出即可，相对于向2个方向伸出时横向设置的情况，可以纵向设置，由此可以使包含该马达10的摆动装置3的整体的设置空间变窄，从而来实现小型化，并将摆动装置3存放于座位2的内部，来忠实再现模仿骑马的如同所期待的动作。
对于如上述所构成的摆动型运动装置1，应关注的是，在本发明实施方式1中，如图6所示，在上述座位2的背面和摆动装置3的台座4的上面之间，插入楔形的倾斜赋予构件31，用于以上述座位2的就座面处于水平的中立(neutral)状态作为基准而赋予该座位2预先规定的倾斜。虽然每位使用者33存在个人差异，但如图6(a)所示，在上述就座面处于水平状态下，多数情况使用者33处于基准姿势，而该使用者33的腹肌和背肌其两侧的肌肉活动量分别相等，是一种较轻松的姿势。
上述倾斜赋予构件31，具有与所述台座4的上面大致相等的面积，以例如，约10度的角度给所插入的部分施加倾斜。作为插入方法，可以通过例如，在如图7(a)所示暂时取下将座位2安装到台座4上的螺栓32，并如图7(b))所示插入该倾斜赋予构件31之后，再将螺栓32紧固而实现。这样，则能够以简单结构使座位2的摆动中心只以一个固定的角度发生变化。
同样，若插入左右方向有倾斜的倾斜赋予构件，则可以使座位2的就座面向该左右方向倾斜而成为摆动中心。在此，当台座4的前后方向和左右方向的长度大致相等，且螺栓孔对称形成时，通过将共同的倾斜赋予构件旋转90度进行安装，则可以在前后方向和左右方向的其中任何一个方向上施加倾斜。而且，倾斜赋予构件也可以在前后方向和左右方向的两个方向上倾斜。
图8和图9是本案发明者的试验结果的柱状统计图，分别表示的是，座位2的就座面从处于如上述图6(a)所示的水平状态的基准姿势开始，通过插入倾斜赋予构件31而成为图6(b)所示的前倾姿势时、和成为图6(c)所示的后倾姿势时的腹直肌(腹肌)和傍脊柱肌(背肌)的肌肉活动量。上述肌肉活动量可以通过例如表面肌电图法进行测定。上述图8和图9，是用上述10度的倾斜角对9个取样进行测定，用粗线表示平均值，用细线表示标准偏差。
从上述图8和图9可知，若以前倾的状态摆动座位2，与其它姿势比较，可以使使用者33的腹直肌的肌肉活动量增大。而若以后倾的状态来摆动座位2，与其它姿势比较，可以使傍脊柱肌等背肌群的肌肉活动量增大。增加程度可以用座位2的倾斜角来进行调整。例如，在腹肌和背肌两者当中，随着年龄的增加，腹肌更易退化，因此，可以是年龄越高越重视腹肌来进行强化。这样，则可以根据使用者的状况针对身体的特别指定部位有选择地获得运动效果。
如上所述，本发明的摆动型运动装置1，通过在膝、股关节的角度固定不变的状态下，以座位2的就座面处于水平的状态为基准而对该座位2提供预先规定的倾斜，以其倾斜状态为摆动中心使座位2摆动，则可以改变对使用者33施加运动负荷的部位，从而可以通过形成前倾姿势而有选择地强化腹肌，且可以通过形成后倾姿势而有选择地强化背肌。另外，还可以通过形成侧倾姿势而有选择地强化腹斜肌·中臀肌·内转肌等体侧肌肉，并且与非倾斜时(上述基准姿势)相比，还可以进行难度更高的平衡训练。
这样，在现有的摆动型运动装置的结构上，以在座位2的背面和台座4的上面两者之间仅插入楔形的倾斜赋予构件31的简单结构，就可以实现针对身体的特别指定部位而有选择地赋予运动效果。
(实施方式2)图10是本发明实施方式2的倾斜调整构件41的侧视图，图11是示出其倾斜调整构件41将座位2卸下后的状态的俯视图。该倾斜调整构件41用于上述图1至图5所示的摆动型运动装置1，与上述图6和图7所示的倾斜赋予构件31相同，被插入上述摆动型运动装置1的座位2的背面和摆动装置3的台座4的上面之间。应关注的是，该倾斜调整构件41，可通过手柄42对上述倾斜角进行调整。
具体地来说，在设置于摆动装置3上面的基台即上述台座4的前端侧，架台43被竖立设置，并通过铰链44而使上述座位2的背面侧的前端可围绕水平轴线摆动自如地枢支撑于上述架台43上。
而且，在上述座位2的背面的后端侧，设有包括升降构件45、齿轮46、螺杆47的升降机构48。上述升降构件45由圆柱或圆筒状构件所构成，大体上被分为上端部45a和下端部45b2个部分。而且，对于上述下端部45b，在外周面上形成有在轴线方向上延伸的突条45c，与此对应，在该下端部45b所嵌入的台座4上，形成有孔4b，其内周面形成一条在上述升降构件45的轴线方向上延伸的凹槽4c，通过将上述下端部45b嵌入上述孔4b中，上述突条45c和凹槽4c两者啮合，从而可阻止围绕轴线的旋转，而从上述孔4b中自由出入。另一方面，升降构件45的上端部45a在其外周面形成有螺旋状的突条45d，该上端部45a与齿轮46的内周面所形成的未图示的螺旋状的凹槽啮合。而且，升降构件45的上端面45e，在上述座位2的背面的后端侧从背面上举而支撑该座位2。螺杆47可围绕前后方向的轴线旋转自如地被枢支撑于台座4上，并与上述齿轮46啮合。
因此，通过在螺杆47上安装并转动上述手柄42，齿轮46以较大的减速比进行旋转，升降构件45从台座4中出入，从而可以手动来调整上述座位2的前后方向的倾斜量。例如，如图10(b)所示，可以通过使升降构件45下降而使座位2后倾。
在图10和图11的例子中，虽然在台座4左右的中心线上设置螺杆47，并在其左右两侧的对称位置上配置了2组升降构件45和齿轮46，但也可以偏离上述左右的中心线来设置螺杆47，而将1组升降构件45和齿轮46配置于上述中心线上。而且，上述例子中，虽然是在升降构件45侧形成有突条45c、45d，在台座4和齿轮46上设有凹槽4c等，但也可以相互在相反的构件上形成上述突条和凹槽。也就是说，也可以在升降构件45侧形成凹槽，而在台座4和齿轮46侧形成突条。
(实施方式3)图12是本发明实施方式3的倾斜调整构件41、51的侧视图，图13是示意该倾斜调整构件41、51将座位2卸下后的状态的俯视图。倾斜调整构件41与上述图10和图11中所示的倾斜调整构件41相同，应关注的是，本实施方式中，与上述倾斜调整构件41有相同结构的另一个倾斜调整构件51，与上述倾斜调整构件41层叠设置在一起使用。可调整座位2的前后方向的倾斜角的上述倾斜调整构件41被相对配置于上方，而可调整左右方向的倾斜角的新设置的倾斜调整构件51被相对配置于下方。因此，在上述台座4上装置倾斜调整构件51，而在由此支撑的台座4’上装载上述倾斜调整构件41，并由此来支撑座位2。
图12和图13中，对于与图10和图11相同的结构标注相同的参照符号，并省略其说明。倾斜调整构件51的结构也与上述倾斜调整构件41相同，仅是其安装角度相差90度。因此，倾斜调整构件51中，在设置于摆动装置3上面的基台即上述台座4上左端一侧竖立设置有架台53，上述架台53上，上述台座4’的背面侧的左端通过铰链54而围绕水平轴线摆动自如地被支撑。
而且，上述台座4’的背面的右端侧设置有包括升降构件55、齿轮56、以及螺杆57的升降机构58。上述升降构件55也由圆柱或圆筒状的构件所构成，大体上分为上端部55a和下端部55b这2个部分。而且，对于上述下端部55b，在外周面上形成有在轴线方向上延伸的突条55c，与此对应，在该下端部55b所嵌入的台座4上形成有孔4b，其内周面形成一条在上述升降构件55的轴线方向上延伸的凹槽4c，通过将上述下端部55b嵌入于上述孔4b中，上述突条55c和凹槽4c两者啮合，从而可阻止围绕轴线的旋转，而从上述孔4b中自由出入。另一方面，升降构件55的上端部55a在其外周面形成有螺旋状的突条55d，其上端部55a与齿轮56的内周面所形成的未图示的螺旋状的凹槽啮合。而且，升降构件55的上端面55e在上述台座4’的背面的右端侧从背面上举而支撑该台座4’。螺杆57可围绕左右方向的轴线旋转自如地被枢支撑于台座4上，并与上述齿轮56啮合。
台座4’上设有上述倾斜调整构件41，通过将上述升降构件45的下端部45b嵌入该台座4’所形成的孔4b’中，上述突条45c与凹槽4c’啮合，从而可阻止围绕轴线的旋转，而从上述4b’中自由出入。
因此，通过将上述手柄42安装到螺杆47、57上旋转，齿轮46、56以较大的减速比进行旋转，升降构件45、55则分别从台座4’、4中出入，可以手动来调整上述座位2的前后方向和左右方向的倾斜量。这样，通过准备前后方向和左右方向的2组倾斜调整构件41、51并进行垂直组合，则可产生前后、左右2个方向的倾斜。
(实施方式4)图14是本发明实施方式4的倾斜调整构件61的侧视图。该倾斜调整构件61也可用于上述图1至图5所示的摆动型运动装置1，对与图1相同的部分标注相同的参照符号，并省略其说明。应关注的是，该倾斜调整构件61可以通过电动控制对上述座位2的前后方向的倾斜角进行调整。因此，在座位2前后方向的大致中央部位设有摆动自如地从其背面支撑上述座位2的架台65和万能接头(universal joint)64，并且在该架台65和万能接头64的前后方向相互对称的位置上设置有升降机构62、63。
上述升降机构62、63，如图15所示，包括在左右方向具有输出轴62c、63c的马达62a、63a，以及固定于上述输出轴62c、63c、其半径随圆周方向位置而有所不同的偏心旋转板62b、63b。图15中，虽然是马达62a、63a配置于左右方向的中心，通过其向左右两侧伸出的输出轴62c、63c，左右一对的偏心旋转板62b、63b可从左右对称位置的底面支撑座位2，但也可以是将马达配置在偏离左右方向中心的位置上，通过其向左或右的其中之一端侧伸出的输出轴，一片偏心旋转板可从左右方向的中心位置的底面来支撑座位。而且，图14和图15所示的马达62a、63a内，也可以根据需要内置合适的减速机构等。
马达62a、63a，如后面所述可相互连动控制，如图16(a)所示，从在偏心旋转板62b、63b的圆周方向相同位置支撑座位2背面的状态起，当马达62a旋转而使得后方侧的偏心旋转板62b旋转到较大半径一侧时，与此连动，马达63a旋转而使得前方侧的偏心旋转板63b旋转到较小半径一侧，从而成为如图16(b)所示的前倾姿势。这样，便可以通过2个马达62a、63a的连动旋转，来任意调整座位2的前后方向的倾斜角。
图17是上述马达62a、63a的控制电路的框图。当使用者从未图示的输入操作单元输入对前倾或后倾的选择及其倾斜角时，输入信号则被提供给作为存储单元的存储单元66，读出对应的驱动电流模式等数据，并输入控制单元67。控制单元67根据所读出的数据对马达62a、63a进行驱动控制。在马达62a、63a为步进式马达(stepping motors)的情况下，可以利用输入脉冲数进行控制，以便使得上述偏心旋转板62b、63b处于所希望的旋转角度位置，而其它马达为了检测是否到达所希望的旋转角度位置，也可以设置编码器等对上述控制单元37进行反馈控制。
而且，上述存储单元66存储有时间控制模式，以使用者通过输入操作而输入的输入信号为触发信号，将存储单元66存储的时间的控制模式依次读出到控制单元67，控制单元67响应该控制模式，使上述座位2的前后方向的倾斜角随时间的经过而变化。图18示出其时间变化的一个例子。该图18表示输入到马达62a、63a的信号和座位2相对于水平的角度变化。
如图18所示，可以通过在治疗过程中随时间的经过而使控制信号改变，而使座位2的姿势按水平—前倾—水平—后倾—前倾—…的顺序连续变化。由此，可以实现多种运动菜单，也可防止单调。如图18所示，在使座位2的姿势周期性变化时，可以进行与其姿势变化相符合的韵律运动，以增加轻松感，有助于坚持运动的努力。另一方面，非周期性变化可获得没有重复的新鲜运动感，也可以有助于坚持运动的努力。
另外，上述存储单元66还预先存储多种如上所述的倾斜角随时间的经过变化的模式，也可以从作为选择单元的上述未图示的输入操作单元来选择其倾斜角变化的方式(pattern)。由此，每位使用者在每次使用时都可以选择运动种类、或运动强度，从而有助于运动效果的恰当性和持续性。例如，对于有腰痛的使用者，也能够逐渐加大上述倾斜角的变化量、或最大变化量等。
而且，也可以设置响应外部输入信号而将控制信号输出给控制单元67的运算单元，来替代上述存储单元66。在这种结构中，上述控制单元67可以在治疗过程中响应上述外部输入信号使座位2的倾斜角变化。由此，可以使治疗过程中座位2的倾斜角变化与上述外部输入信号的音乐、图像相连动(例如与音乐的音压电平、峰值频率等随时间变动的参数相连动)，从而可以改善身体所受的感觉。另外，通过用上述外部输入信号将各种传感器的检测结果读进控制单元67，还能够进行反馈控制。
(实施方式5)图19是本发明实施方式5的倾斜调整构件61、71的侧视图。本实施方式，与上述图10和图11所示的实施方式、及图12和图13所示的实施方式的关系相类似，应关注的是，即包括上述图14至图16所示的倾斜调整构件61用于前后方向的倾斜角的调整，也有与该倾斜调整构件61有相同结构的另一个倾斜调整构件71，被置于上述倾斜调整构件61的下部，用于左右方向的倾斜角的调整。而且，可调整座位2的前后方向的倾斜角的上述倾斜调整构件61相对配置于上方，可调整左右方向的倾斜角、新设置的倾斜调整构件71相对配置于下方。因此，在上述台座4上装置倾斜调整构件71，而在由其支撑的台座4’上装载上述倾斜调整构件61来支撑座位2。
图19中，对与图14至图16相同的结构标注相同的参照符号，并省略其说明。倾斜调整构件71也与上述倾斜调整构件61有相同的结构，仅是安装角度相差90度。所以，倾斜调整构件71在设置于摆动装置3上面的基台即上述台座4的大致中央部位设有从背面支撑台座4’的架台75和万能接头74，并且在该架台75和万能接头74的左右方向相互对称的位置上设置有升降机构72、73。上述升降机构72、73包括在前后方向具有输出轴72c、73c的马达72a、73a，以及固定于上述输出轴72c、73c、其半径随圆周方向位置有所不同的偏心旋转板72b、73b。
而且，上述倾斜调整构件61、71的控制电路如图20所示。具体来说，包括存储各马达62a、63a，72a、73a控制数据的存储单元66、以及由上述控制单元67构成的、用来驱动马达62a、63a的前后控制单元67a、新设置的用来驱动马达72a、73a的左右控制单元67b。
使用了上述倾斜调整构件61、71的控制模式如图21所示。该图21中，0表示中立位置，表示成对的升降机构62和63以及72和73的高度分别相等。这样，在前后方向和左右方向上均可以设定任意的倾斜角。通过使各升降机构62、63、72、73的高度变化(上下动作)的时间相位以一固定比例错开，则也能够使座位2的倾斜方向改变为圆周运动。而且，若使座位2的倾斜按前→后→前、前→右→后→左→前等周期性变化的话，使用者便容易感觉到身体所受的感觉所产生的韵律感，从而可以支持与座位2姿势的变化相符合的韵律运动，增加轻松感，可以有助于坚持运动。
这里，当伴随时间的经过的前后方向的倾斜角和左右方向的倾斜角役此相等时，如图21所示，也可以不对读出数据为0的马达进行控制数据的读出，而是从共同的存储单元读出让发生变化的马达的控制数据。也就是说，可以将共同的存储单元用于前后方向的控制和左右方向的控制，由2组升降机构62、63和72、73中所需要的一组的控制单元67a或67b读出控制数据。
这里，即使在相同的台座4上设置3个升降机构，也可以设定前后方向和左右方向的倾斜角。例如，在前方设置了升降机构A、左后方设置了升降机构B、右后方设置了升降机构C时的控制模式如图22所示。这样还是可以对前后方向和左右方向设定任意的倾斜角。
(实施方式6)图23是本发明实施方式6的倾斜调整构件81的侧视图。本实施方式与上述图10所示的实施方式和图14所示的实施方式相类似。具体来说，在台座4上座位2的前后方向的大致中央部位，设有从其背面摆动自如地支撑上述座位2的架台85和万能接头84，并且在该架台85和万能接头84的前后方向相互对称的位置设有升降机构82、83。
上述升降机构82、83包括与上述升降构件45相同的升降构件82b、83b、围绕垂直轴线而支撑于台座4上并与上述升降构件82b、83b上端部的突条82c、83c相啮合的螺杆82d、83d、以及旋转驱动上述螺杆82d、83d的马达82a、83a。也就是说，替代上述手柄42，使用马达82a、83a而成为一种电动驱动方式。
除此以外，作为升降机构，也可以如图24所示，用泵91和空气千斤顶(air jack)92来构成。此时，可以通过对图24(a)所示的缩小状态与图24(b)所示的膨胀状态进行转换，来改变座位2的倾斜角。
而且，对于调整倾斜角，不是另外设置如上所述使用了齿轮或凸轮等的专用倾斜调整构件，而是作为摆动装置，在具有较高自由度的摆动机构时，可以由其摆动装置3来使倾斜发生。
(实施方式7)图25是示出本发明实施方式7的摆动型运动装置的总体结构的分解立体图。该摆动型运动装置中，应关注的是，在上述摆动型运动装置1的结构上，设置了给初期状态下的座位2提供围绕垂直轴线的旋转的旋转机构102。在该摆动型运动装置中，对与上述摆动型运动装置1类似、对应的部分标注相同的参照符号，并省略其说明。作为旋转赋予单元的上述旋转机构102，由在上述摆动机构3的台座4上设置的旋转盘所构成，通过在该旋转盘上装置座位2，该座位2则能够旋转。在摆动机构3的自由度较高的情况下，也可以由该摆动机构3来使初期状态的旋转发生。
因此，当通过让座位2在参照符号103所示的预先规定的方向上摆动来赋予使用者运动负荷时，通过这样在初始状态下预先提供旋转，可以相对上述预先规定方向的摆动，而改变对使用者身体施加负荷的方式。例如，通过相对前后方向的摆动而使座位2旋转，从而可以有选择地强化体侧肌肉。而且，通过伴随时间的经过而进行旋转，例如，若使座位2的方向快速改变，则对使用者可以实现躯干的扭转动作，而如果缓慢改变，摆动的强度方向则发生变化，因而可使获得运动效果的肌肉群发生变化。这样，就可以带来特殊的运动效果。
(实施方式8)图26是示出本发明实施方式8的摆动型运动装置111总体结构的侧视图，图27是其后视图，图28是其分解立体图。该摆动型运动装置111，也是用设置在座位112内的摆动装置113来驱动上述座位112，其中该座位112为模仿马背、马鞍的形状、供使用者就座。上述摆动装置113从地面起由脚部114所支撑。
上述座位112，是在上述摆动装置113所安装的席位115上层叠缓冲座116和气垫117而成，并可以通过使气垫117膨胀收缩而对股关节进行拉伸。上述座位112的前方两侧(图28中为了简化附图，仅示出左侧)下垂安装着镫118。
镫118包括让使用者搁脚的脚蹬118a、用螺钉紧固于上述席位115上的安装片118b、将它们连接起来的连接片118c，通过将形成于连接片118c上端的孔118e嵌入竖立设于安装片118b下端的销118d，可使得该连接片118c摆动自如，而通过在竖立设于该连接片118c下端的销118f嵌入在脚蹬118a上端形成的多个孔118g的其中任意1个，则能够对该镫118的长度(脚蹬118a的高度)进行调整。
上述座位112的前方设有止住件119。该止住件119，其半圆弧状的把手119a的两端119b、119c往内(在直径线方向上)折返，通过其两端119b、119c支撑于座位112的前端，上述把手119a在使用者一侧从上述座位112上竖起就可使用，倒下就可收纳。而且，该止住件119，通过在座位112内使设置在上述两端119b、119c的接触片(contact pieces)与设在座位112侧的接触片相接触等，可阻止由起立状态向前方的位移。由此，如后面所述，即使座位112相对于基准状态前倾、而使得使用者有前冲倾向，身体也容易受到支撑。
而且，在上述座位112的前方还形成有支撑座120，在该支撑座120上装置了操作器电路基板121之后，用操作器外壳122覆盖，再用表面板123进行覆盖，从而构成操作单元120A。
另一方面，在其上部安装有如上述构成的座位112的摆动装置113，被装置于升降基座124上，其升降基座124形成一种可在上述脚部114的脚柱125内滑动的结构，通过这种滑动，上述座位112距离地面的高度则可以改变。由此，在上述脚部114的脚台126上，可安装升降机构127的下端127a，而上端127b则从升降基座124的台座124a的背面安装，并且设于上述升降基座124的外周面的引导辊(guide rollers)124b，在形成于上述脚柱125内的引导轨条125a上行进，该升降机构127，可通过伸长或缩短而使上述座位112距离地面的高度增高或降低。
上述升降机构127包括一对柱片127c、收容于其之间的活动片127d、安装在柱片127c的上部的齿轮箱127e、驱动上述齿轮箱127e的马达127f以及高度检测单元127g。上述柱片127c的下端127a安装于上述脚台126，其上端安装有上述齿轮箱127e。上述作动片127d由滚珠镙丝等构成，其上端127b安装于升降基座124的台座124a的安装片124x(参照后面将要说明的图30)，其下方的部分则可通过上述齿轮箱127e内部，上述滚珠镙丝与齿轮箱127e内的未图示的齿轮的内周面所形成的内螺纹啮合，通过固定于马达127f的输出轴上的蜗轮来驱动该齿轮，上述活动片127d则从柱片127c间伸长/缩短，从而使得座位112的升降成为可能。
上述高度检测单元127g，通过用传感器127j来读取槽板127i的位移，对上述座位112的高度进行检测，其中，上述槽板127i通过连接片127h而与活动片127d连接。
上述升降基座124的台座124a上安装有升降罩128，即使上述升降机构127伸长，升降基座124也不会从脚柱125中露出，而且，还可通过在上述台座124a上安装机构罩129，来保护上述摆动装置113以免露出。安装了上述罩128、129之后，机构罩129的上部和席位115的下部两者之间则被由伸缩自如的织物等制成的罩130所覆盖。
另外，在上述升降基座124的台座124a上装置了主体侧电路基板110，而在脚柱125内的脚台126上则容纳有为重物的电源变压器132等。
图29是上述摆动装置113的具体结构的分解立体图，图30是该摆动装置113组装状态的侧视图，图31是从图30上面看到的部分剖视图，图32是从图30正面看到的部分剖视图。另外，图30至图32中，为了便于理解，省略了一部分零件。该摆动装置113中，上述升降基座124的台座124a虽然向后倾斜，但除了上述升降机构127所产生的位移以外并不动作，从而成为摆动的基座。
参照上述图28，在该台座124a上竖立设置了前后一对轴支撑板131、132，通过插于该轴支撑板131、132的轴承131a、132a中的销133、134，摆动机构135(横向摆动机构)则可在上述参照符号N所示的左右方向上摆动，另外，还设有由该摆动机构135(横向摆动机构)所支撑的由前连杆136和后连杆173构成，而使装载上述座位112的台座140可在上述参照符号X所示的前后方向上摆动的纵向摆动机构。所述纵向摆动机构也是升降机构137的构成部件。而且，驱动单元138被收容于由上述台座124a、前连杆136、台座140和升降机构137所包围的空间内。
首先，前板141通过销133而在左右方向上可摆动地被支撑于前侧轴支撑板131的轴承131a中，同样，后板142则通过销134而在左右方向上可摆动地被支撑于后侧轴支撑板132的轴承132a中。在上述板141、142上，通过小螺钉145、146从左右两侧将侧板143、144螺钉固定。这样，便可构成成为活动架台的上述摆动机构135(横向摆动机构)的箱体。
在上述两侧板143、144上，利用小螺钉147而将马达148螺钉固定。上述马达148纵向装置在摆动机构135(横向摆动机构)内，并使输出旋转轴的伸出方向朝上。固定于该马达148的输出旋转轴上的齿轮149与设置于第1轴150的第1齿轮151啮合，设置于该第1轴150的第2齿轮152与设置于第2轴153的齿轮154啮合。上述轴150、153支撑于上述两侧板143、144的轴承143a、144a；143b、144b。
上述第1轴1 50的两端部为方柱状，以彼此成相同相位的角度分别安装有偏心曲柄155、156。上述偏心曲柄155、156分别安装有摇臂连杆157、158的其中一端。上述摇臂连杆157、158的另一端，分别与在上述前连杆136的上部一侧左右设置的轴销159、160连接。另一方面，在上述前连杆136的下部一侧左右设置的轴销161、162，分别被轴安装在设于上述两侧板143、144的前方下部一侧的轴承143c、144c。而且，在上述前连杆136的上部一侧左右设置的轴承163、164，通过轴167而被安装于在上述台座140的前端一侧左右设置的轴承165、166。因此，当上述马达148旋转时，第1轴150的旋转力则通过偏心曲柄155、156和摇臂连杆157、158而被变换为直线往复运动，这样，台座140便可在上述参照符号X所示的前后方向上摆动。
与此相对，在上述第2轴153的其中一端部，偏心而竖立设置有销153a，该销153a与偏心杆168的一端连接。该偏心杆168的另一端摆动自如地与安装在上述台座124a上的连接配件169连接。上述销153a和偏心杆168，在图29至图32中虽然被设置在摆动机构135(横向摆动机构)的左侧，但也可以设在右侧，或者，销153a被设置于第2轴153的两端彼此相位相差180°的位置，也可以设置在摆动机构135(横向摆动机构)的两侧。因此，当上述马达148旋转时，第2轴153的旋转力则通过销153a和偏心杆168而被变换为直线往复运动，这样，装置了台座140的摆动机构1 35(横向摆动机构)便在上述参照符号N所示的左右方向上摆动。
而应关注的是，本实施方式的摆动装置113设置有上述升降机构137来作为后连杆。上述台座140的后部背面固定有U字形状的连接片170，设置在该连接片170两侧的下垂部件171、172的轴承171a、172a，通过销177而与设置在安装于升降机构137的活动片173的上端的U字形状的连接片174的两侧立起部件175、176的轴承175a、176a轴安装在一起。而且，上述两侧板143、144的下部后端一侧分别设有轴承143d、144d，并通过一个未图示的销而与设置在升降机构137左右的一对安装片181、182的下端的轴承181a、182a轴安装在一起。这样，升降机构137在台座140的后端一侧成为两侧板143、144的连杆。
上述升降机构137包括左右一对安装片181、182；收容于其之间的活动片173；安装在上述安装片181、182上部的齿轮箱183；驱动上述齿轮箱183的马达184，以及高度检测单元185。
上述活动片173由滚珠螺丝等构成，在其上端173a安装有上述连接片174，其下方的部分则可通过上述齿轮箱183的内部，如图33所示，在与齿轮箱183内的蜗轮186嵌合的螺母187的内周面所形成的内螺纹，与上述滚珠螺丝啮合，通过由固定于马达184的输出轴184a上的蜗杆188来驱动该蜗轮186，可使得上述活动片173从安装片181、182之间伸长/缩短，如上述图28、图30和图34中参照符号M所示，座位112的前倾/后倾则成为可能。上述蜗轮186通过轴承189、190可上下旋转地被支撑在上述齿轮箱183内。
上述高度检测单元185，通过用位置传感器193读取由连接片191连接在活动片173上的槽板192的位移，来对上述座位112的倾斜进行检测。其检测级别为，例如，最前倾、前倾、水平、后倾、最后倾。对上述座位112进行高度调整的升降机构127的结构，基本上与该升降机构137相同，但负重承受度、位置传感器193、127j的分辨率等为不同程度。
图35是该摆动型运动装置111的电结构的框图。上述主体侧电路基板110，响应来自上述操作单元120A的操作信号，即驱动包括直流无刷马达(DCbrushless motor)等的摆动用马达148、包括直流马达等的倾斜用马达184、包括直流马达等的升降用马达127f，又驱动用来使气垫117膨胀收缩的泵195和排气阀196。由上述倾斜用马达184产生的座位112的倾斜量可通过位置传感器193来检测，由上述升降用马达127f产生的座位112的高度可通过传感器127j来检测，其检测结果被输入到上述主体侧电路基板110。
图36是上述操单元120A的主视图。当操作接通电源开关S0，灯L0便点亮，则可进行动作，另外，当操作上升开关S1或下降开关S2时，上述主体侧电路基板110则驱动升降用马达127f而使座位112升降位移。而当操作股关节拉伸开关S3，上述主体侧电路基板110则驱动泵195和排气阀196，而使气垫117膨胀收缩。该操作单元120A的其它开关和灯的说明将在后面叙述。
图37是上述主体侧电路基板110的电结构的框图。首先，从电源插头输入的商用交流电在电源电路202中被变换为例如140V、100V、15V、12V和5V的各直流，而被供给该主体侧电路基板110内的各电路。该主体侧电路基板110中，由具有微机203a和存储摆动动作方式的存储器203b的控制电路204对动作进行控制，通过操作器驱动电路205而在上述操作单元120A上进行显示输出，并受理来自操作单元120A的输入。上述控制电路204响应该输入、通过传感器信号处理电路206所输入的摆动用马达148的旋转速度、通过传感器驱动电路207、208所输入的位置传感器193、127j的检测结果，介于驱动电路209来驱动摆动用马达148，介于驱动电路210来驱动倾斜用马达184和升降用马达127f，并且介于驱动电路211、212来驱动泵195和排气阀196。上述存储器203b构成存储单元，上述微机203a、驱动电路210和升降机构137构成倾斜赋予机构。
如上述构成的摆动型运动装置111中，本实施方式中应关注的是，主体侧电路基板110一边驱动上述摆动机构135(横向摆动机构)而使座位112进行摆动变化，一边驱动上述升降机构137而使座位112的倾斜也变化。具体来说，如图38(b)所示，以使用者33可采取上述基准姿势的座位112的就座面的水平状态为基准，而使摆动的中心在图38(a)所示的前倾位置至图38(c)所示的后倾位置之间变化。
上述图36所示的操作单元120A中，一旦操作手动开关S4，对应的灯L4便点亮，使得手动的座位112的倾斜角度变化成为可能，而一旦操作前倾开关S5或后倾开关S6，上述主体侧电路基板110则驱动倾斜用马达184而使座位112的倾斜角变化。通过上述位置传感器193，当检测出达到最前倾位置时，灯L1便点亮，而当检测出达到水平位置时，灯L2便点亮，而当检测出达到最后倾位置时，灯L3便点亮，由此来告知使用者33。
另一方面，在上述操作单元120A中操作各种自动操作项目的开关S7至S10，其自动操作项目一旦开始，对应的灯L7至L10便点亮，而同时灯L5显示其自动操作项目的剩余时间。
自动操作项目中，同时存储有倾斜角度变化的方式以及摆动速度随时间的经过的变化方式，一旦操作例如腰部强化开关S8，则如图38所示，以水平位置为中心在所对峙的(基准角度被规定为处于中间位置)前倾和后倾这2个倾斜角之间进行往复的动作，重复进行保持水平位置15秒、便移动至前倾位置保持60秒、再返回至水平位置保持15秒之后、移动至后倾位置保持30秒…这种动作。由此，通过充分包含座位112前倾所产生的腹肌活动量提高和后倾所产生的背肌活动量提高、并且包含少许的倾斜方向的加速，可以适当刺激腹肌、腹斜肌、以及背肌，从而可以强化使用者33的腰部。另外，也有根据骑乘姿势，以基准姿势来呈现后倾效果的情况。这时，最好是修改适当增加前倾含有率这样的参数。具体来说，最好是根据基于基准角度的摆动效果对倾斜方式的参数进行修改。
而且，一旦操作臀部强化开关S9，便如图38所示，以水平位置为中心在所对峙的前倾和后倾这2个倾斜角之间进行往复动作，虽然这一点与前面的动作相同，但在前倾位置和后倾位置各自所保持的时间相反。由此，可以特别强化背肌、臀部肌，并强化使用者33的臀部。
另外，一旦操作基本锻炼开关S7，便仍保持于水平位置。而一旦操作脚力强化开关S10，便在水平位置和前倾位置之间进行往复动作，重复进行保持水平位置20秒、移动至前倾位置保持40秒、再返回水平位置保持20秒…这种动作。这时，通过成为前倾姿势，而使搁在镫118上的脚成为支撑。由此，可以重点锻炼与维持步行能力、预防膝痛有很大关系的大腿四头肌，并减少平衡所要求的倾斜角变化，从而可以实现适合于高龄者的操作过程。
另一方面，由直流无刷马达等构成的摆动用马达148，通过改变驱动电路209所提供的脉冲频率，可调整其旋转速度，在上述操作单元120A上，通过操作速度调整开关S11或S12，例如，如表1所示，可分9级进行速度调整。表1示出上述9级的各速度等级的马达148的旋转速度和座位112的摆动速度。用上述速度调整开关S11或S12所选择的速度等级通过灯L6而被显示，而且，设置在马达148上的来自编码器等的输出在传感器信号处理电路206中被处理，并作为速度信号反馈给控制电路204。
表1
而且，在上述自动操作项目中，每一个预先规定的周期、例如每4秒对上述速度等级提供增减，通过上述速度调整开关S11或S12的操作对其增减范围进行选择。图39是其选择操作的说明图，在最慢范围，速度等级在1至5的范围中产生增减，每操作一次速度上升侧的速度调整开关S12，其增减范围则各上升1级，而在最快范围，速度等级则在5至9的范围中产生增减。图40示出上述各自动操作项目中该速度等级的增减和倾斜角变化的方式(pattern)两者的关系。图40所示的速度等级为最慢范围的一个例子。这样，在上述自动操作项目中，速度等级便相对于倾斜角变化而在规定范围中随机变化。
图41是上述存储器203b中存储的一例控制表。该图41所示的是腰部强化方式和臀部强化方式的自动操作项目开始时刻的速度等级设定值和倾斜设定值的变化。该图41的控制表是默认值(default values)，存储着5级速度范围的最低值，通过操作上述速度调整开关S11或S12，可增减各时刻的速度等级。该图41中，倾斜设定值“1”表示最前倾位置，“0”表示水平位置，“2”表示最后倾位置。
而且，图42示出控制表的腰部强化方式中在上述默认值下的控制情况。如上所述，腰部强化方式是从水平位置开始，保持该位置15秒便移动至前倾位置，保持60秒便再度返回至水平位置，保持15秒便移动至后倾位置，保持30秒便结束1个循环，返回至水平位置。自动操作项目的治疗时间例如为15分钟，上述存储器203b中可以存储其整个治疗时间的上述控制表，也可以使每一循环的速度设定值不同，或者也可以存储1个循环，由微机203a重复读出。
图43至图48是本案发明者得到的试验结果的柱状统计图，为使用座位112的就座面自动倾斜的摆动型运动装置111按1天30分钟、1周4次进行约3个月的训练所得的结果。试验中，用上述图38所示的方式，按前倾比例多的重视腹肌的训练组F、后倾比例多的重视背肌训练组B、对比用的无训练组C分别由8位受试者进行。以网格线的柱状统计图表示试验前肌肉力量的平均值，以空白的柱状统计图表示试验后肌肉力量的平均值，以细线表示标准偏差。
首先，图43示出腹肌的强化情况，图43(a)示出肌肉力量的增加量，图43(b)示出肌肉力量增强量。通过同样进行无前后倾斜的运动，腹肌的肌肉力量提高已经很清楚。在该试验中还可了解到，重视腹肌的训练组F和重视背肌的训练组B总体上，各自的数值在上升。可认为，之所以不仅重视腹肌的训练组F而且重视背肌的训练组B均上升，是因为如上述图38所示，前倾动作在1个循环120秒内包含占25％的30秒的缘故。也就是说，可推定对目标部位进行强化的同时还可进行均衡度良好的肌肉训练。
同样，图44示出背肌的强化情况，图44(a)示出肌肉力量的增加量，图44(b)示出肌肉力量增强量。通过同样进行无前后倾斜的运动，背肌的肌肉力量提高已经很清楚。在该试验还可了解到，重视腹肌的训练组F和重视背肌的训练组B总体上，各自的数值在上升。可认为，之所以不仅重视背肌的训练组B而且重视腹肌的训练组F均上升，是因为如上述图38所示，后倾动作在1个循环120秒内包含占25％的30秒的缘故。也就是说，可推定对目标部位进行强化的同时还可进行均衡度良好的肌肉训练。
图45示出进行同样运动时的体重变化情况，可了解到，无训练组C几乎没有变化，而与此相反，重视腹肌的训练组F和重视背肌的训练组B则均有减少。
图46示出进行同样运动时的腰部尺寸(腹部最细部位的腰围)变化情况，可了解到，无训练组C几乎没有变化，而与此相反，重视腹肌的训练组F和重视背肌的训练组B均平均减少2cm左右。
图47示出进行同样运动时的臀部尺寸(从侧面看臀部最突出部位的臀围)变化情况，可了解到，无训练组C几乎没有变化，而与此相反，重视腹肌的训练组F和重视背肌的训练组B均平均减少2cm左右。
图48示出进行同样运动时的臀部提高(从侧面看臀部最突出部位的高度)效果，可了解到，无训练组C几乎没有变化，而与此相反，重视腹肌的训练组F和重视背肌的训练组B均获得臀部提高效果，尤其是重视背肌的训练组B效果好，按身长比提高0.6％。
如上所述，即使利用本实施方式的摆动型运动装置111，而且，还通过随着治疗过程中时间的经过而改变座位112的倾斜角，可以实现多种运动菜单，从而可以防止单调。而且，由于存储器203b中存储有多种随时间的经过的倾斜角变化的方式，并通过对作为选择单元的上述开关S8至S10的操作来进行选择，因而，每位使用者、在每次使用时都可以选择运动种类、运动强度，从而可以有助运动效果的适当性和持续性。
另外，上述腰部强化方式和臀部强化方式，其倾斜角变化的方式，在相对上述基准角度的水平位置而相互对峙的前倾位置和后倾位置之间转换，由于在各位置的停留时间有所不同，因而，如上所述，停留时间长的位置与停留时间短的位置相比，可以提高相关部位的训练效果。另一方面，倾斜角变化的方式，即使是往复于这样夹有基准角度而对峙的前倾位置和后倾位置之间的方式，但当使停留时间相等时，便可以提高训练效果的均衡度(例如不容易产生训练效果偏向腹肌侧和背肌侧的其中某一方)。而且，当上述倾斜角变化的方式，如脚力强化方式那样为往复于从上述基准角度至前倾位置之间的方式时，可以在一个固定方向上提高运动强度。这样，便可以通过改变座位112的倾斜角度来控制运动效果。
而且，在上述腰部强化方式和臀部强化方式中，倾斜角变化的方式是往复在相对上述基准角度的水平位置而相互对峙的前倾位置和后倾位置两者之间的方式，并且，由于倾斜角变化一度停止于上述基准角度，因而使用者33容易注意到倾斜方向的转换(例如从前方倾斜转换至后方倾斜)，与无倾斜的情况相比，可以即提高运动强度，又提高训练的安全性。
另外，存储器203b中还存储着上述倾斜设定值以及速度设定值，由于摆动速度随时间的经过而变化，因而可以给使用者带来动作的变化感，而不会感到厌烦，从而起到维持积极性的作用。
而且，上述存储器203b中，预先存储有各自动操作项目的控制表开始时和/或结束时所用的控制表，还可通过在开始骑乘时期慢慢加速来获得热身效果，而通过在运动过程的最后阶段慢慢减慢来用于降温。另外，并不限于上述自动操作项目，即使是手动操作项目，也能够通过预先存储结束时所用的控制表，在结束时使上述就座面回到水平状态后停止，这样使用者下次骑乘时姿势就不会乱，而采取正确的骑乘姿势，从而可获得所期待的训练效果。
上述的摆动型运动装置111中，摆动装置113虽然是通过1个马达148来实现复杂的∞字型的动作，但也可通过增加马达数目、或设置离合器等使动力断开/接通的装置，以便可分别进行参照符号X所示的前后方向的动作和参照符号N所示的左右方向的动作，而使除了上述项目以外，例如下面所示的项目也成为可能。
例如，在左右均衡强化项目中，可以通过使座位112左右倾斜，来强化体侧肌肉群、脚部内转肌肉群。对于肌肉力量来说往往产生左右差异，可以通过使座位112左右均衡倾斜，来均衡锻炼左右肌肉群。作为例子，则是右倾45秒→基准角度15秒→左倾45秒→基准角度15秒→(接下来重复)。
右脚·左体侧强化项目中，可以通过增加座位112的右倾斜比例，来强化右脚·左体侧肌肉群。作为例子，则是右倾60秒→基准角度15秒→左倾30秒→基准角度15秒→(接下来重复)。
左脚·右体侧强化项目中，可以通过增加座位112的左倾斜比例，来强化左脚·右体侧肌肉群。作为例子，则是右倾30秒→基准角度15秒→左倾60秒→基准角度15秒→(接下来重复)。
高级项目(左右倾斜+前后倾斜)中，是在左右方向都设置摆动装置，而使摆动的基准位置可以倾斜，通过使左右倾斜+前后倾斜组合，则可以要求更高程度的平衡感觉和肌力发挥。具体来说，用到腰部(腹肌、腹斜肌、背肌)的上身平衡响应和肌肉功能提高，可以通过左右倾斜+前倾斜、左右倾斜+后倾斜的组合，而期待更高的效果。
躯干扭转项目中，通过组合上述图25中所示的座位112在水平面内的旋转，可以强化体侧肌肉群、或脚部内转肌肉群。也就是说，通过座位112在水平面内的旋转来增加对腰部肌肉群(腹斜肌等)和上体的平衡功能的负荷。扭转角度，考虑对身体的负荷，最大也是在±30度范围。作为例子，则是右旋转15度(30秒)→基准角度(30秒)→左旋转15度(30秒)→基准角度(30秒)→(接下来重复)。
高级项目(躯干扭转+倾斜)中，不仅是通过座位112倾斜，而且还通过加上座位112在水平面内的旋转，可以要求更高程度的平衡感觉和肌力发挥。利用前倾+扭转，可以期待用到腰部(腹肌、腹斜肌、背肌)的上身的平衡响应和肌肉功能提高，还可期待下肢的内转肌活动量的提高。后倾+扭转、左右倾斜+扭转，除了上身的平衡响应以外还可以期待臀部肌肉群活动量的提高。
权利要求
1.一种摆动型运动装置，通过让摆动机构摆动使用者就座的座位，来赋予所述使用者运动负荷，其特征在于包括倾斜赋予机构，用来使所述座位从基准状态产生倾斜，并以该倾斜状态为摆动中心，让所述摆动机构摆动座位。
2.如权利要求1所述的摆动型运动装置，其特征在于，所述基准状态为座位的就座面处于水平的状态。
3.如权利要求1所述的摆动型运动装置，其特征在于还包括存储单元，用于存储所述座位的倾斜角变化的方式，其中，所述倾斜赋予机构，响应所述存储单元的输出而在治疗过程中随着时间的经过来改变倾斜角。
4.如权利要求3所述的摆动型运动装置，其特征在于还包括选择单元其中，所述存储单元，存储多种伴随所述时间的经过的倾斜角变化的方式；所述选择单元，向所述存储单元输出选择信号、对所述倾斜角变化的方式进行选择。
5.如权利要求3所述的摆动型运动装置，其特征在于，所述存储单元中存储的倾斜角变化的方式，在所述倾斜角变化之际，当所述座位的就座面处于水平状态时，在一预先规定的时间内保持该状态不变。
6.如权利要求3所述的摆动型运动装置，其特征在于，所述倾斜赋予机构，在治疗动作结束时，使所述就座面复原到水平状态后停止。
7.如权利要求3所述的摆动型运动装置，其特征在于，所述存储单元中，连同所述倾斜角变化的方式一起还存储有伴随时间的经过的摆动速度变化的方式。
8.如权利要求1至7的其中任一项所述的摆动型运动装置，其特征在于还包括脚部，其中所述摆动机构包括横向摆动机构，被设置在所述脚部上，用来使所述座位以沿着所述座位的纵向延伸的轴线为中心而摆动纵向摆动机构，由所述横向摆动机构支撑并使所述座位沿与所述座位的纵向相反的方向摆动，且包括可沿纵向旋转的前连杆和后连杆；所述倾斜赋予机构包括驱动机构，用来驱动所述纵向摆动机构的所述后连杆。
9.如权利要求8所述的摆动型运动装置，其特征在于所述纵向摆动机构包括第1轴，设置于所述两侧板之间，并由所述马达驱动，且所述第1轴的至少一端穿过所述侧板的其中之一；偏心曲柄，与所述第1轴的一端连接；摇臂连杆，用来将所述偏心曲柄与前连杆连接；所述横向摆动机构包括一对前后轴支撑板，在前后方向配置被并被固定于所述脚部上；箱体，为限定一个空间而具有前板、后板及一对侧板，其中，所述前板和所述后板分别由轴销可摆动地与所述前后轴支撑板连接；马达，被装置于所述箱体内；第2轴，设置于所述箱体的所述两侧板之间，由穿过所述两侧板的其中之一的偏心销而构成，并由所述马达驱动，以便所述偏心销使其所穿过的侧板在垂直方向上移动，从而导致座位以所述轴销为中心作横向摆动。
10.如权利要求1所述的摆动型运动装置，其特征在于包括脚部，具备脚台和装置在脚台上伸缩自如的脚柱；左右镫，下垂安装于所述座位的两侧；止住件，设置在所述座位的前方一侧。
11.如权利要求10所述的摆动型运动装置，其特征在于，所述止住件，在倒向使用者一侧时则收纳，阻止由起立状态向前方的位移。
全文摘要
本发明提供一种摆动型运动装置，通过使使用者就座的座位摆动，来赋予所述使用者模仿骑马的运动负荷，从而可针对身体的特别指定部位而有选择地获得运动效果。在座位(2)的背面和摆动装置(3)的台座(4)的上侧面之间，插入楔形的倾斜赋予构件(31)，用于给上述座位(2)提供一个相对于基准姿势的初始倾斜。因此，在从座位(2)的就座面处于水平状态的基准状态而成为前倾姿势时，可以增大使用者的腹直肌(腹肌)的肌肉活动量。而在成为后倾姿势时，则可以增大傍脊柱肌等背肌群的肌肉活动量。这样，便能够以简单的结构、简便地使上述座位(2)的基准姿势只改变一个固定角度，就可针对身体的特别指定部位而有选择地获得运动效果。
文档编号A61H1/02GK1727020SQ20051008955
公开日2006年2月1日 申请日期2005年7月27日 优先权日2004年7月27日
发明者中野纪夫, 三原泉, 佐佐木秀树, 白泽直人, 河本实, 丰海百合贡, 石野幸一, 北条弘幸, 辻佳子, 中西隆介 申请人:松下电工株式会社