站立式被动运动机的制作方法

专利名称：站立式被动运动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于训练小腿肌肉的被动运动机。
背景技术：
日本注册实用新型申请公开No. 3112751和日本专利申请公开No. 2002-253700公 开了用于训练小腿肌肉的现有运动辅助装置。踏步类型的现有运动装置是用于在家中很容 易训练使用者的小腿肌肉的装置。该踏步类型的现有运动辅助装置包括左脚支撑、右脚支 撑、弹簧和气缸。使用者将使用者的左脚和使用者的右脚分别放置在左脚支撑和右脚支撑 上。随后，使用者交替地上下移动使用者的左脚和右脚。以此方式，使用者使用该踏步类型 的运动辅助装置。通过使用该踏步类型的运动辅助装置，使用者能够进行类似于行走的运 动。结果，使用者能够促进其健康。然而，当使用者使用该现有运动辅助装置时，使用者需要自己踩踏左脚支撑和右 脚支撑。当使用者踩踏现有运动辅助装置的左脚支撑和右脚支撑时，使用者弯曲和伸展膝 关节。因此，具有膝盖伤痛的人或老年人难以使用踏步类型的现有运动装置。另外，踏步类 型的现有运动装置的使用者需要主动移动。也就是，该现有运动装置的使用者需要努力进 行运动。该努力对使用者来说是个负担。而且，使用者对左脚和右脚支撑的简单上下运动 并不感到愉快。因此，使用者很容易放弃运动。

发明内容
本发明要解决的技术问题获得本发明以解决上述问题。本发明的目的是生产站立式被动运动机。该站立式 被动运动机使左腿和右腿进行上下运动的被动运动，以训练使用者身体的平衡并且还训练 小腿的肌肉。解决技术问题的方法为了解决上述问题，本发明中的被动运动机包括左脚支撑、右脚支撑和驱动单元。 左脚支撑和右脚支撑将形状加工成分别承载使用者的左脚和右脚。该驱动单元构造成移动 左脚支撑和右脚支撑，从而分别使左脚支撑和右脚支撑相对彼此运动。该驱动单元包括水 平运动施加机构和旋转运动施加机构中的至少一个。另外，该驱动单元包括竖直运动施加 机构。该水平运动施加机构构造成使左脚支撑和右脚支撑产生水平运动，以移动该左脚支 撑和右脚支撑。该旋转运动施加机构构造成产生旋转运动，以沿着水平方向绕着水平轴线 分别旋转左脚支撑和右脚支撑。该竖直运动施加机构构造成使左脚支撑和右脚支撑与水平 运动或旋转运动同步进行竖直运动，以随着左脚支撑和右脚支撑由水平运动施加机构移动 或由旋转运动施加机构旋转，而在竖直方向移动左脚支撑和右脚支撑。在此情况下，站立式被动运动机构造成，在使用者站立在左脚支撑和右脚支撑上 的情况下，利用水平运动施加机构沿着水平方向被动地滑动使用者的左脚和右脚。可替代 地，站立式被动运动机构造成绕着相应水平轴线旋转使用者的左脚和右脚支撑，以在使用者站立在左脚支撑和右脚支撑上的情况下被动地背屈踝关节。另外，水平滑动运动或旋转 运动导致使用者的重心转移。因此，该竖直运动施加机构构造成使左脚支撑和右脚支撑与 水平滑动运动或旋转运动同步进行竖直运动。结果，通过将使用者的重量放置在脚支撑上， 使用者能够提高平衡能力，同时使用者交替移动左股骨区域和右股骨区域。另外，通过向左 和向右摆动使用者的身体，以打破使用者的平衡，同时增强了平衡能力、由左腿或右腿之一 支撑使用者重量的能力，和小腿肌肉的能力，从而使用者能够有兴趣地连续进行运动。而 且，该被动运动机产生3维运动，包括与水平运动组合的竖直运动。因此，增强了对小腿的 运动效果。而且，即使被动运动机产生3维运动，该被动运动机也几乎不弯曲和伸展膝关 节。因此，该被动运动机允许使用者在不对膝关节造成影响的危险的情况下训练使用者的 腿部肌肉。优选地，该驱动单元构造成移动左脚支撑和右脚支撑，从而该左脚支撑与右脚支 撑互锁。优选地，该竖直运动施加机构包括竖直运动施加装置。该竖直运动施加装置构造 成在竖直方向上移动左脚支撑和右脚支撑。该竖直运动施加装置构造成相对于右脚支撑改 变左脚支撑的高度。在此情况下，该竖直运动施加装置构造成使左脚支撑和右脚支撑产生跷跷板状运 动，从而左脚支撑和右脚支撑被动地和交替地在竖直方向上移动。优选地，该左脚支撑和右脚支撑构造成可绕着旋转轴线旋转。该旋转轴线垂直于 水平平面。优选地，该被动运动机还包括旋转板。该旋转板具有旋转轴线。该旋转轴线垂直 于水平平面。该旋转板绕着旋转轴线旋转。左脚支撑和右脚支撑都连接到该旋转板上。结 果，当旋转板旋转时，该左脚支撑和右脚支撑旋转。该旋转轴线位于左脚支撑和右脚支撑之 间。在此情况下，被动运动机构造成产生相对于下之扭转上肢的扭转运动。结果，该被 动运动机能够刺激如下背部和小腿，尤其是内收肌肉之类的各个肌肉，从而被动运动使使 用者得到锻炼，以更加有效地使使用者的肌肉发达。该竖直运动施加装置构造成随着水平运动施加机构使左脚支撑和右脚支撑产生 水平运动以从后向前移动左脚支撑和右脚支撑，该竖直运动施加装置使左脚支撑和右脚支 撑产生竖直运动以向下移动左脚支撑和右脚支撑。在此情况下，使用者的重量作用在向前和向后移动的左脚支撑和右脚支撑上。因 此，使用者能够更加有效地锻炼使用者的平衡能力。优选地，该竖直运动施加装置构造成随着旋转运动施加机构从向前倾斜姿态到 向后倾斜姿态移动左脚支撑，该竖直运动施加装置使左脚支撑产生竖直运动以向下移动左 脚支撑。该竖直运动施加装置构造成随着旋转运动施加机构从向前倾斜姿态到向后倾斜 姿态移动右脚支撑，该竖直运动施加装置使右脚支撑产生竖直运动以向下移动右脚支撑。在此情况下，使用者很容易将使用者的重量放置在具有向后倾斜姿态并向下移动 的左脚支撑或右脚支撑上。当使用者的重量作用在左脚支撑或右脚支撑上时，使用者的重 量作用在膝盖的后侧上，从而当使用者的重量作用在左脚支撑或右脚支撑上时，股骨区域 的前侧收缩。以此方式，该被动运动机有效地对踝关节产生背屈运动。
5
优选地，该竖直运动施加装置构造成随着旋转运动施加机构从向后倾斜姿态到 向前倾斜姿态移动左脚支撑，该竖直运动施加装置对左脚支撑产生竖直运动以向下移动左 脚支撑。该竖直运动施加装置构造成随着旋转运动施加机构从向后倾斜姿态到向前倾斜 姿态移动右脚支撑，该竖直运动施加装置使右脚支撑产生竖直运动以向下移动右脚支撑。在此情况下，使用者很容易地将使用者的重量放置在具有向前倾斜姿态并向下移 动的左脚支撑或右脚支撑上。当使用者的重量作用左脚支撑或右脚支撑上时，使用者的重 量作用在膝盖的后侧上，从而当使用者的重量作用在左脚支撑或右脚支撑上时，股骨区域 的前侧收缩。以此方式，被动运动机有效地对踝关节产生背屈运动。参照附图，这些和其他目的和优点从用于实现本发明的下述最佳实施方式中将变 得显而易见。


图1是本发明的实施方式中站立式被动运动机。图1中的被动运动机包括可在竖 直方向上移动的左脚支撑和右脚支撑。图2是该左脚支撑和右脚支撑的解释示意图。该左脚支撑和右脚支撑通过竖直运 动施加装置在竖直方向上移动。图3a是本实施方式中水平滑动运动施加机构的平面图。图3b是示出支撑为天平的基板的解释示意图。图3c是示出脚支撑的解释示意图，该脚支撑随着脚支撑朝前方移动而向下移动。图4a是用于另一实施方式的水平滑动施加机构和旋转运动施加机构的解释的平 面图。图4b是支撑成天平的基板的解释示意图。图4c是用于底屈踝关节的底屈运动的解释示意图。图5a是脚支撑的解释示意图。图5a中的脚支撑具有向后倾斜位置，并向下移动。图5b是脚支撑的解释示意图。图5b中的脚支撑具有前倾位置，并向下移动。图6a是被动运动机的解释示意图，它包括扭转装置和竖直运动施加装置。图6b是示出支撑为天平的基板的解释示意图。图6c是示出机构和旋转板的解释示意图。该旋转板支撑脚支撑。该机构包括构 造成旋转该旋转板的马达。图7是上述的旋转机构。图8是另一实施方式的水平滑动运动施加机构的解释示意图。图9a是另一实施方式的水平滑动运动施加机构的解释示意图。图9b是另一实施方式的水平滑动运动施加机构的解释示意图。图IOa是另一实施方式的竖直运动施加装置的解释示意图。图IOb是另一实施方式的竖直运动施加装置的解释示意图。图Ila是另一变型的竖直运动施加装置的解释示意图。图lib是另一变型的竖直运动施加装置的解释示意图。图Ilc是该竖直运动施加装置的解释示意图，它包括构造成分别和单独移动左脚 支撑和右脚支撑的马达。
图12a是上述竖直运动施加装置的解释示意图。图12b是上述竖直运动施加装置的解释示意图。
具体实施例方式下文中，根据附图解释本发明的实施方式。本发明中的被动运动机5包括左脚支撑1、右脚支撑2和驱动单元。该左脚支撑 1将形状加工成承载使用者的左脚Al。该右脚支撑2将形状加工成承载使用者的右脚A2。 该驱动单元构造成使得左脚支撑1和右脚支撑2运动，从而该左脚支撑1和右脚支撑2相 对彼此运动。该驱动单元包括水平运动实施机构和旋转运动实施机构中的至少一个。该旋 转运动实施机构构造成将旋转左脚支撑1和右脚支撑2的旋转运动分别绕着水平轴线3施 加到左脚支撑1和右脚支撑2上。该水平轴线3沿着水平平面延伸。而且，该驱动单元包 括竖直运动施加机构。该竖直运动施加机构构造成将在竖直方向B上移动左脚支撑和右脚 支撑的竖直运动分别施加到左脚支撑1和右脚支撑2上，从而该竖直运动与水平运动或旋 转运动同步。图1至3示出了站立式被动运动机的一个实施方式。图1示出了可单独在竖直方 向上移动的该左脚支撑1和右脚支撑2的示意图。图2是该左脚支撑1、右脚支撑2，以及 竖直运动施加机构的竖直运动施加装置13的示意图。该竖直运动施加装置13构造成在竖 直方向上弹与移动左脚支撑1和右脚支撑2。图3是站立式被动运动机的示意图，它包括水 平滑动运动施加机构11和竖直运动施加装置13。图3中所示的该水平滑动运动施加机构11等同于水平运动施加机构。该水平滑 动运动施加机构11构造成在前后方向上和横向上移动左脚支撑1和右脚支撑2，从而左脚 支撑的轨迹和右脚支撑的轨迹的组合描绘出V形。结果，水平滑动运动施加机构11导致使 用者的腿部肌肉伸展和收缩。该水平滑动运动施加机构11包括基板6、左导轨8和右导轨 8。该左导轨8和右导轨8设置在基板6的上表面上。该左导轨8具有长度方向Y1。该右 导轨8具有长度方向Y2。随着左导轨8和右导轨朝前方延伸，该左导轨8和右导轨8分别 朝左和右延伸。因此，长度方向Yl以预定角度与长度方向Y2交叉，从而随着左导轨8和右 导轨8朝前方延伸，左导轨8和右导轨8彼此远离延伸。当马达21启动时，该马达旋转蜗 轮9，从而使左转向架20沿着左导轨8的长度方向Yl并使右转向架20沿着右导轨8的长 度方向Y2而往复运动。当左导轨8和右导轨8往复运动时，分别保持左转向架20和右转 向架20的左脚支撑1和右脚支撑2沿着左导轨8和右导轨8的长度方向Yl和Y2往复运 动。相反，图3b中所示竖直运动施加装置13支撑基板6的下表面的中心，从而将基板 6支撑为天平，而基板6的下表面的中心起到支点13a的作用。结果，该竖直运动施加装置 13构造成保持左脚支撑1和右脚支撑2，使得该竖直运动施加装置13允许左脚支撑1和右 脚支撑2像跷跷板运动那样交替向上和向下移动。需要注意的是，该竖直运动施加装置13构造成将左脚支撑1和右脚支撑2支撑为 天平那样，以在使用者的重心移动到左脚支撑1或右脚支撑2上时可像跷跷板那样移动。然 而，该竖直运动施加机构13并不局限于此。也就是，还可能采用通过球或辊子实现的竖直 运动施加装置13。在球或辊子作用为支点13a的情况中，该左脚支撑1和右脚支撑2绕着
7支点13a以360度摇摆。在下述实施方式中也采用了该构造。如上所述，生产了由不需要弯曲膝盖A4站立的使用者使用的站立式被动运动机 5。在该被动运动机5中，当使用者A启动马达，同时使用者站立在左脚支撑1和右脚支撑2 上时，该左脚支撑1和右脚支撑2受到驱动而移动，从而左脚支撑1和右脚支撑2的轨迹描 绘成V形。而且，该左脚支撑1和右脚支撑2受到驱动，从而左脚支撑1与右脚支撑2相差 180度相位。采用该构造，该被动运动机对使用者产生模拟行走运动。另外，使用者通过该 被动运动机训练行走能力，该被动运动机导致使用者的重心在前后方向上移动。结果，保持 左脚支撑1和右脚支撑2的基板6像跷跷板那样移动。因此，使用者的重量施加到左脚支 撑1或右脚支撑2的位于另一脚部支架下方的其中一个上。也就是，当使用者站立在左脚支 撑1和右脚支撑2上时，使用者具有非常不稳定的平衡位置。这样，使用者通过使用整个身 体的肌肉试图从不稳定的平衡位置恢复，以保持平衡。也就是，即使使用者的重心通过该被 动运动机轻微移动，使用者的腿部肌肉也通过来自大脑的指令开始保持平衡。以这种方式， 训练了使用者的大脑、运动神经和平衡能力。另外，也训练了大脑、运动神经和平衡能力的 成熟。另外，当左脚支撑1或右脚支撑2向下移动时，作用在小腿A3上的载荷增大。因此， 通过将使用者的重心放置在左脚支撑1和右脚支撑2上，同时左股骨区域和右股骨区域交 替在竖直方向上移动，使用者能够训练3维平衡能力。以此方式，使用该被动运动机的使用 者能够训练(a)平衡能力，同时进行模拟行走运动，(b)仅通过左腿Al或右腿A2支撑使用 者重量的能力，和(c)同时小腿A3的肌肉。因此，能够获得辅助训练的训练辅助效果。另 外，该被动运动机不但能够产生2维运动，而且能产生3维的多个运动，包括与用于在竖直 方向保持平衡的运动组合的平面运动。因此，施加到小腿A3上的载荷增大。而且，在由具 有站立姿态的使用者使用该被动运动机时，使用者不需要弯曲膝盖A4。因此，不存在将大载 荷施加到膝关节上的可能性。结果，可能训练小腿A3的肌肉，同时使用者伤害使用者的膝 关节。结果，难以在前后方向上移动使用者重心的老年人也能够很容易地使用该被动运动 机。因此，老年人也能够通过该被动运动机训练行走能力。图4和5示出了另一实施方式。在本实施方式中，除了水平滑动运动施加机构11 和竖直运动施加装置13之外，该驱动单元还包括旋转运动施加机构12。该旋转运动施加机 构13构造成绕着水平轴线3旋转左脚支撑1和右脚支撑2的每一个。该水平轴线3沿着 水平方向延伸。该水平滑动运动施加机构11和竖直运动施加装置13分别与图3中的水平 滑动运动施加机构11和竖直运动施加装置13相同。该旋转运动施加机构12构造成绕着 相应水平轴线旋转左脚支撑1和右脚支撑2。采用该构造，旋转运动施加机构12将使左脚 支撑和右脚支撑相对于水平平面倾斜的旋转运动施加到左脚支撑1和右脚支撑2，从而左 脚支撑1和右脚支撑2中的每一个都可在向前倾斜姿态和向后倾斜姿态之间移动。随着脚 Al (A2)底屈成具有使脚趾定位低于脚跟的向前倾斜姿态，使用者的重量作用在膝盖的前侧 上，从而股骨区域的后侧收缩。相反，随着脚Al (A2)背屈成具有使脚跟定位低于脚趾的向 后倾斜姿态(图5a中所示)，使用者的重量作用在膝盖的后侧上，从而股骨区域的前侧收 缩。为了进行底屈运动和背屈运动，如图4a中所示，旋转运动施加机构12包括分别和整体 用于左脚支撑1和右脚支撑2的马达30。每个马达30都构造成向前和向后旋转。每个马 达30都构造成产生在向前倾斜姿态和向后倾斜姿态之间移动左脚支撑1 (右脚支撑2)的 旋转运动。左脚支撑1 (右脚支撑2)的旋转运动与左脚支撑1 (右脚支撑2)的V形运动互
8锁。例如，随着左脚支撑1 (右脚支撑2)朝前方D移动，马达30将左脚支撑1 (右脚支撑2) 移动到向前倾斜姿态或向后倾斜姿态。结果，除了 V形运动和跷跷板状运动之外，使用者还 能够进行底屈运动和背屈运动。如图5a中所示，当支撑背屈脚Al的左脚支撑1向下Bl移动时，能量进入使用者 的胫骨，从而使用者的胫骨承受背屈的脚的运动。结果，胫骨的肌肉得到加强。相反，如图 5b中所示，当承载底屈脚Al的左脚支撑1向下Bl移动时，能量进入使用者的腓肠，从而使 用者的腓肠承受底屈脚的运动。结果，腓肠肌得到加强。而且，在脚背屈或底屈的情况下， 可能减小施加到膝盖A4的剪切力。因此，不存在膝盖受伤的可能性，从而使用者能够在没 有膝盖伤痛危险的情况下，进行背屈运动和底屈运动。另外，当马达30改变左脚支撑1 (右 脚支撑2)相对于水平平面的倾斜角度时，可能改变左脚支撑1和右脚支撑2相对于水平平 面的倾斜角度。而且，在本实施方式中，当踝关节移动成具有背屈状态或底屈状态时，踝关节在一 方向上背屈或底屈，从而不会扭伤。也就是，如图4c中所示，每个水平轴线3都位于脚Al、 A2的每个脚跟下方。因此，除了在用于背屈和底屈方向上的力之外，脚Al、A2不受力。结 果，不存在扭伤脚踝的可能性，从而使用者能够在没有扭伤脚踝危险的情况下，进行背屈运 动和底屈运动。在除了本实施方式之外的实施方式中也可获得该优点。图6和7示出了又一实施方式。图6和7中的被动运动机包括旋转运动施加机构 12、竖直运动施加装置13和扭转装置15。该扭转装置15构造成绕着垂直于水平平面的垂 直轴旋转左脚支撑1和右脚支撑2。应当注意的是，图6和7中的竖直运动施加装置13等 同于图3中的竖直运动施加装置13。相反，本实施方式中的被动运动机不包括水平滑动运 动施加机构11。图7中所示的本实施方式中的该旋转运动施加机构12包括蜗杆36和一 对蜗轮37。该蜗杆36连接到构造成向前和向后旋转的马达35的输出轴上。蜗轮37与一 对蜗轮37啮合。每个蜗轮37都连接到左脚支撑1和右脚支撑2中的每一个上。马达35 构造成产生用于分别将左脚支撑1和右脚支撑2绕着水平轴线3旋转的旋转。图6a中所 示的扭转装置15构造成在箭头F所示方向上相对于基板6旋转旋转板7。扭转装置15构 造成可由使用者主动地采用而在连接到旋转板7上的左脚支撑1和右脚支撑2上旋转。另 外，还可能采用扭转装置15，它构造成由马达40被动旋转该旋转板7。该旋转板7设置有 保持蜗轮42的驱动轴41。该蜗轮42与固定到构造成向前和向后旋转的马达40的输出轴 上的蜗杆43啮合。采用该构造，该扭转装置构造成由向前和向后旋转的马达40绕着驱动 轴旋转该旋转板7。以此方式，除了由旋转运动施加机构12进行的背屈和底屈运动(图7中所示)， 以及竖直运动施加装置13进行的跷跷板状运动Bi、B2(图6b)之外，还可能进行相对于小 腿A3扭转上肢A5的扭转运动F。因此，可能刺激下背部A6和小腿A3的肌肉，尤其是内收 肌肉，从而可能更加有效地加强肌肉。另外，使用马达40由旋转板7产生的被动扭转使得 可能加强小腿A3的肌肉。而且，本实施方式中的被动运动机不包括水平滑动运动施加机构 11。然而，本实施方式中的被动运动机可以进一步包括水平滑动运动施加机构。上述实施方式示出了水平滑动运动施加机构1，它构造成移动左脚支撑1和右脚 支撑2，使得左脚支撑1和右脚支撑2沿着V形轨迹移动，以产生V形运动。然而，该水平滑 动运动施加机构11的运动不仅局限于此。也就是，仅需要水平滑动运动施加机构11对左脚支撑1和右脚支撑2产生水平运动，以在水平方向上移动左脚支撑1和右脚支撑2即可。 图8和图9示出了相应的实施方式。图8示出了左脚支撑1和右脚支撑2，它们在彼此平行方向上移动。该左脚支撑 1和右脚支撑2交替朝向前方向D和向后方向C移动。该左脚支撑1和右脚支撑2分别沿 着导轨60和导轨61移动。在本实施方式中，马达50设置有向前和向后旋转的输出轴51。 该输出轴51设置有主齿轮52。该主齿轮52与副齿轮53和副齿轮54啮合。该副齿轮53 和副齿轮54位于主齿轮52的两侧。左脚支撑1在其端面设置有与副齿轮53啮合的齿条 55。右脚支撑2在其端面设置有与副齿轮54啮合的齿条56。当马达50开始产生向前和向 后旋转时，左脚支撑1和右脚支撑2在前后方向上交替移动。因此，被动运动机适合用于使 用模拟滑雪训练。图9示出了左脚支撑1和右脚支撑2，它们受到驱动，以在横向E上水平地移动， 从而左脚支撑1和右脚支撑2朝向和远离彼此移动。该左脚支撑1和右脚支撑2分别沿着 导轨62和导轨63移动。该导轨62和导轨63构造成在横向E上对左脚支撑1和右脚支撑 2进行导引，从而左脚支撑1和右脚支撑2朝向和远离彼此移动。左脚支撑1和右脚支撑2 中的每一个都连接到连杆60的第一末端上。该连杆60将形状加工成具有偏菱形，并构造 成在横向上展开和收缩。该连杆60具有连接到液压缸61的活塞杆62上。当活塞杆如图 9b中那样延伸时，连杆60在横向上延伸。结果，左脚支撑1和右脚支撑2远离彼此移动。 相反，当活塞杆62返回时，连杆60在前后方向上延伸。结果，左脚支撑1和右脚支撑2朝 彼此移动。以此方式，该左脚支撑1和右脚支撑2在横向E上朝向和远离彼此移动。因此， 适合用于打开双腿的打开运动。图10至图12中的每一个都示出了再一实施方式。这些实施方式示出了竖直运动 施加机构的竖直运动施加装置14的例子。左脚支撑1和右脚支撑2各具有在竖直方向B 上的代表点。该竖直运动施加机构构造成将左脚支撑1的代表点相对于右脚支撑2的代表 点移动。也就是，该竖直运动施加装置构造成在竖直方向上移动左脚支撑1和右脚支撑2。 该竖直运动施加装置构造成移动左脚支撑1和右脚支撑2，使得左脚支撑1的高度相对于右 脚支撑2的高度移动。图10中的竖直运动施加装置14包括液压缸70和活塞杆71。基板6构造成绕着 支点13a摆动，从而基板6做跷跷板状移动。该基板6在其一端处设置有活塞杆71。当活 塞杆71延伸时，基板6绕着支点13a摆动。图10的箭头Bl和箭头B2示出了竖直运动施 加装置14的活塞杆71移动时右脚支撑2的运动。以此方式，左脚支撑1和右脚支撑2被 动做跷跷板状移动，从而左脚支撑1和右脚支撑2分别在B2和Bl方向上移动。图11的竖直运动施加装置14包括马达80和一对偏心凸轮81、82。在本实施方式 中，这两个偏心凸轮81和82固定到马达的输出轴80a上，并彼此间隔开。当偏心凸轮81 的向上突出尺寸Ll最大时，偏心凸轮82的向上突出尺寸L2最小。偏心凸轮81设置在左 脚支撑1下方。该偏心凸轮82设置在右脚支撑2下方。当马达80旋转输出轴80a时，偏 心凸轮81和偏心凸轮82中的每一个的旋转运动都转换成左脚支撑1和右脚支撑2中的每 一个的竖直运动。结果，左脚支撑1和右脚支撑2在竖直方向B1、B2上被动移动，从而左脚 支撑1和右脚支撑2做跷跷板状移动。应当注意的是，为了单独旋转偏心凸轮81和82，可 能采用图Ilc中所示的两个马达80A、80B。结果，左脚支撑1和右脚支撑2单独移动，或者
10随机移动，而不是像跷跷板那样在竖直方向上交替移动。在此情况下，可能在竖直方向上调 节左脚支撑1和右脚支撑2的速度、距离和正时。因此，左脚支撑1和右脚支撑2在竖直方 向上随机移动。结果，该左脚支撑1和右脚支撑2不可预测地和被动地移动。结果，可能增 强平衡运动的效果。图12的竖直运动施加装置14包括连杆90、91和连接杆92。连杆90和连杆91中 的每一个都将形状加工成具有偏菱形。连杆90和连杆91设置在横向上。连杆90、91构造 成朝竖直方向B展开和收缩，并分别设置在左脚支撑1和右脚支撑2下方。连杆90利用连 接杆92可回转地连接到连杆91上。连杆90的上端连接到液压缸95的活塞杆96上。当 活塞杆96在竖直方向上展开时，连杆90在竖直方向上延伸，同时连杆91在竖直方向上缩 短。相反，当活塞杆96在竖直方向上收缩时，连杆90在竖直方向上缩短，同时连杆91在竖 直方向上延伸。结果，左脚支撑1和右脚支撑2在竖直方向上交替移动，从而左脚支撑1和 右脚支撑2做跷跷板状移动。应当注意的是，可能采用单独的油压缸95和彼此分离的两个 连杆90、91。其中一个油压缸95连接到链杆90上，并且另一个油压缸连接到连杆91上，以 单独移动连杆90、91。结果，左脚支撑1和右脚支撑2在竖直方向上单独地和随机地移动。根据图10至图12的竖直运动施加装置14，作出这些解释。当图3a中所示水平 滑动运动施加机构11使左脚支撑1进行水平运动，以从向后方向C朝向前方向D移动左脚 支撑1时，竖直运动施加装置14与左脚支撑1的水平运动同步产生竖直运动，以将左脚支 撑1向下Bl移动。因此，使用者能够很容易地将使用者的重量施加到左脚支撑1上。类似 地，当图3a中所示的水平滑动运动施加机构11使右脚支撑2进行水平运动，以从向后方向 C朝向前方向D移动右脚支撑2时，竖直运动施加装置14与右脚支撑2的水平运动同步进 行竖直运动，以将右脚支撑2向下Bl移动。因此，使用者能够很容易地将使用者的重量施 加到右脚支撑2上。结果，使用者可能有效地进行平衡运动。另外，根据竖直运动施加装置14作出本实施方式的解释。当旋转运动施加机构12 使左脚支撑1 (右脚支撑2)进行旋转运动，以将左脚支撑1 (右脚支撑2)从向前倾斜姿态 移动到图4a中所示的向后倾斜姿态时，随着左脚支撑1 (右脚支撑2)移动到图5a中所示 向后倾斜姿态，竖直运动施加装置14将左脚支撑1(右脚支撑2)朝向下方向Bl移动。根 据该运动，使用者可能将使用者的重量很容易地施加到左脚支撑1(右脚支撑2)上。而且， 在此情况下，使用者的重量施加到膝盖A4的后侧。结果，股骨区域的前侧也收缩，从而可能 有效地进行踝关节的背屈。根据竖直运动施加装置14进行本实施方式的进一步解释。当旋转运动施加机构 12使左脚支撑1 (右脚支撑2)进行旋转运动，以将左脚支撑1 (右脚支撑2)从向后倾斜姿 态移动到图4a中所示向前倾斜姿态时，随着左脚支撑1 (右脚支撑2)移动到向前倾斜姿 态，竖直运动施加装置14将左脚支撑1(右脚支撑2)朝下方Bl移动。因此，使用者可能将 使用者的重量施加到左脚支撑1上。而且，使用者的重量施加到膝盖A4的前侧。因此，可 能收缩股骨区域的后侧。结果，使用者可能有效地将踝关节底屈。尽管特别参照上述实施方式描述了本发明，但是本发明不应局限于此，并应当解 释为包含各实施方式的单独特征的任意组合。
权利要求
一种站立式被动运动机，包括左脚支撑和右脚支撑，所述左脚支撑和所述右脚支撑构造成分别承载使用者的左脚和右脚；驱动单元，所述驱动单元构造成移动所述左脚支撑和所述右脚支撑，从而使所述左脚支撑和所述右脚支撑相对彼此运动；所述驱动单元包括水平运动施加机构和旋转运动施加机构中的至少一个，所述水平运动施加机构构造成使所述左脚支撑和所述右脚支撑水平运动，使得所述水平运动施加机构在水平方向上移动所述左脚支撑和所述右脚支撑，所述旋转运动施加机构构造成使所述左脚支撑和所述右脚支撑旋转运动，使得所述旋转运动施加机构将所述左脚支撑和所述右脚支撑沿着所述水平方向绕着水平轴线旋转，其中所述驱动单元包括竖直运动施加机构，所述竖直运动施加机构构造成使所述左脚支撑和所述右脚支撑竖直运动，使得所述竖直运动施加机构在竖直方向上移动所述左脚支撑和所述右脚支撑，并且所述竖直运动施加机构构造成使所述左脚支撑和所述右脚支撑与所述水平运动或所述旋转运动同步进行所述竖直运动。
2.如权利要求1所述的被动运动机，其中所述驱动单元构造成移动所述左脚支撑和所述右脚支撑使得所述左脚支撑与所述右 脚支撑互锁。
3.如权利要求1所述的被动运动机，其中所述竖直运动施加机构包括竖直运动施加装置，所述竖直运动施加装置构造成在所述 竖直方向上移动所述左脚支撑和所述右脚支撑，并且所述竖直运动施加装置构造成移动所述左脚支撑和所述右脚支撑，以改变所述左脚支 撑相对于所述右脚支撑的高度。
4.如权利要求1所述的被动运动机，其中所述左脚支撑和所述右脚支撑构造成能够绕垂直于水平平面的旋转轴线旋转。
5.如权利要求1所述的被动运动机，还包括旋转板，所述旋转板具有垂直于水平平面的旋转轴线，所述旋转板绕着所述旋转轴线旋转，所述左脚支撑和所述右脚支撑都连接到所述旋转板上，从而当所述旋转板旋转时，所 述左脚支撑和所述右脚支撑旋转，所述旋转轴线位于所述左脚支撑和所述右脚支撑之间。
6.如权利要求3所述的被动运动机，其中所述竖直运动施加装置构造成随着所述水平运动施加机构使所述左脚支撑和所述右 脚支撑水平运动以从向后到向前移动所述左脚支撑和所述右脚支撑，所述竖直运动施加装 置使所述左脚支撑和所述右脚支撑竖直运动以向下移动所述左脚支撑和所述右脚支撑。
7.如权利要求3所述的被动运动机，其中所述竖直运动施加装置构造成随着所述旋转运动施加机构使所述左脚支撑旋转运动 以将所述左脚支撑从向前倾斜姿态移动到向后倾斜姿态，所述竖直运动施加装置使所述左脚支撑竖直运动以向下移动所述左脚支撑，并且所述竖直运动施加装置构造成随着所述旋转运动施加机构使所述右脚支撑旋转运动 以将所述右脚支撑从向前倾斜姿态移动到向后倾斜姿态，所述竖直运动施加装置使所述右 脚支撑竖直运动以向下移动所述右脚支撑。
8.如权利要求3所述的被动运动机，其中所述竖直运动施加装置构造成随着所述旋转运动施加机构使所述左脚支撑旋转运动 以将所述左脚支撑从向后倾斜姿态移动到向前倾斜姿态，所述竖直运动施加装置使所述左 脚支撑竖直运动以向下移动所述左脚支撑，并且所述竖直运动施加装置构造成随着所述旋转运动施加机构使所述右脚支撑旋转移动 以将所述右脚支撑从向后倾斜姿态移动到向前倾斜姿态，所述竖直运动施加装置使所述右 脚支撑竖直运动以向下移动所述右脚支撑。
全文摘要
一种站立式被动运动机，包括左脚支撑、右脚支撑和驱动单元。该左脚支撑和右脚支撑构造成分别承载使用者的左脚和右脚。该驱动单元构造成移动左脚支撑和右脚支撑，从而使左脚支撑和右脚支撑相对彼此运动。所述驱动单元包括水平运动施加机构和旋转运动施加机构中的至少一个。所述水平运动施加机构构造成使左脚支撑和右脚支撑横向于左脚支撑和右脚支撑运动。该旋转运动施加机构构造成绕着左脚支撑和右脚支撑的水平轴线旋转左脚支撑和右脚支撑。该被动运动机还包括竖直运动施加机构，该竖直运动施加机构构造成使左脚支撑和右脚支撑竖向于该左脚支撑和右脚支撑运动。
文档编号A63B23/04GK101939064SQ20088012643
公开日2011年1月5日 申请日期2008年12月25日 优先权日2007年12月28日
发明者三原泉, 后藤孝夫, 四宫叶一, 小泽尚久, 越智和弘 申请人:松下电工株式会社