專利名稱：平衡訓(xùn)練機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平衡訓(xùn)練機(jī)，其用于訓(xùn)練受訓(xùn)者的平衡能力，通過(guò)使受訓(xùn)者以類似于騎馬的方式坐在座椅上且擺動(dòng)座椅，將訓(xùn)練負(fù)載施加給受訓(xùn)者。
背景技術(shù)：
近來(lái)，作為一種老幼皆宜的方便的訓(xùn)練器械，平衡訓(xùn)練機(jī)開(kāi)始流行，其不僅擴(kuò)展了到普通家用，甚至被用作了康復(fù)訓(xùn)練的醫(yī)療設(shè)備。例如，公開(kāi)號(hào)為2006-61672的日本早期公開(kāi)專利揭示了一種具有緊湊構(gòu)造的傳統(tǒng)平衡訓(xùn)練機(jī)，其中，座椅的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在座椅下面。
然而，具有緊湊構(gòu)造的該傳統(tǒng)平衡訓(xùn)練機(jī)具有下述缺點(diǎn)運(yùn)動(dòng)模式不充足，座椅的運(yùn)動(dòng)行程也有些小。因此，如果受訓(xùn)者慣于訓(xùn)練，則他或她可能感到不滿意。此外，為了通過(guò)有選擇地訓(xùn)練而增強(qiáng)人體的特定部位，則需要效能更好的平衡訓(xùn)練機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的平衡訓(xùn)練機(jī)，其在具有緊湊構(gòu)造的同時(shí)，能夠增加運(yùn)動(dòng)模式并且擴(kuò)大座椅的運(yùn)動(dòng)行程。
根據(jù)本發(fā)明的一方面的平衡訓(xùn)練機(jī)包括座椅，受訓(xùn)者坐在該座椅上；擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，其擺動(dòng)該座椅；可延伸收縮的機(jī)構(gòu)，其通過(guò)延伸或收縮，改變?cè)撟魏驮摂[動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的距離，以改變?cè)撟蔚臄[動(dòng)運(yùn)動(dòng)的行程；以及控制器，其控制該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)和該可延伸收縮的機(jī)構(gòu)。
根據(jù)此構(gòu)造，當(dāng)可延伸收縮的機(jī)構(gòu)被驅(qū)動(dòng)時(shí)，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)和座椅之間的距離可以延長(zhǎng)或縮短。例如，當(dāng)可延伸收縮的機(jī)構(gòu)延伸時(shí)，可以延長(zhǎng)座椅的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的行程，從而可以獲得能夠增加運(yùn)動(dòng)模式且擴(kuò)大座椅的運(yùn)動(dòng)行程的平衡訓(xùn)練機(jī)。此外，當(dāng)與擺動(dòng)機(jī)構(gòu)關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)可延伸收縮的機(jī)構(gòu)時(shí)，可以增加更多的座椅的運(yùn)動(dòng)模式。
在上述的平衡訓(xùn)練機(jī)中，優(yōu)選還包括支撐單元，其支撐該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，該擺動(dòng)結(jié)構(gòu)能夠圍繞預(yù)定轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；支撐架，其安置在地面上，并且支撐該支撐單元，該支撐單元能夠圍繞第一水平軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。該可延伸收縮的機(jī)構(gòu)包括第一傾斜機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在該支撐架和該支撐單元之間，并且在豎直平面內(nèi)改變?cè)摂[動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的傾斜角；以及第二傾斜機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)和該座椅之間，并且改變?cè)撟蔚膬A斜角。
根據(jù)此構(gòu)造，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)由于其本身的驅(qū)動(dòng)力，可以圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，座椅可以沿平衡訓(xùn)練機(jī)的寬度方向擺動(dòng)。此外，因?yàn)樵撝螁卧蓢@第一水平軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并且第一傾斜機(jī)構(gòu)設(shè)置在支撐架和支撐單元之間，所以擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線相對(duì)于水平線的角度可以改變，換句話說(shuō)，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線可以豎起或放下。此外，由于第二傾斜機(jī)構(gòu)設(shè)置在擺動(dòng)機(jī)構(gòu)和座椅之間，可以獨(dú)立于第一傾斜機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，改變座椅的姿勢(shì)。
在上述構(gòu)造中，優(yōu)選是該控制器控制驅(qū)動(dòng)彼此關(guān)聯(lián)的該第一傾斜機(jī)構(gòu)和第二傾斜機(jī)構(gòu)，以通過(guò)該第二傾斜機(jī)構(gòu)的延伸或收縮，補(bǔ)償由于該第一傾斜機(jī)構(gòu)的延伸或收縮產(chǎn)生的座椅的傾斜的至少一部分。
根據(jù)此構(gòu)造，例如，當(dāng)?shù)诙A斜機(jī)構(gòu)與第一傾斜機(jī)構(gòu)關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)時(shí)，座椅可以在保持其姿勢(shì)的情況下，被提升或下降。
在上述構(gòu)造中，優(yōu)選是該控制器控制驅(qū)動(dòng)該第一傾斜機(jī)構(gòu)，使該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的傾斜角在近似水平到近似豎直的范圍內(nèi)變化。
或者，優(yōu)選是該控制器控制驅(qū)動(dòng)彼此關(guān)聯(lián)的該第一傾斜機(jī)構(gòu)和該第二傾斜機(jī)構(gòu)，以改變?cè)摂[動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的傾斜角，以使該座椅的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)在圍繞水平軸線的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)和圍繞豎直軸線的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)之間變化，同時(shí)通過(guò)該第二傾斜機(jī)構(gòu)的延伸或收縮，補(bǔ)償由于該第一傾斜機(jī)構(gòu)的延伸或收縮產(chǎn)生的座椅的傾斜的至少一部分。
在上述構(gòu)造中，優(yōu)選是該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、以及分別通過(guò)該電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)齒輪和第二驅(qū)動(dòng)齒輪；該第一驅(qū)動(dòng)齒輪具有偏心軸，所述偏心軸在包括該平衡訓(xùn)練機(jī)的前后方向和豎直方向的第一豎直平面內(nèi)產(chǎn)生位移，由此，該座椅在該第一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)；該第二驅(qū)動(dòng)齒輪具有偏心軸，該偏心軸在包含該平衡訓(xùn)練機(jī)的寬度方向和豎直方向的第二豎直平面內(nèi)產(chǎn)生位移，從而，該座椅在該第二豎直平面內(nèi)擺動(dòng)。
根據(jù)此構(gòu)造，可以通過(guò)單個(gè)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力，產(chǎn)生座椅的沿寬度方向和前后方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。因此，可以簡(jiǎn)化擺動(dòng)機(jī)構(gòu)并使縮減其尺寸，因此，可以縮減采用了該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的平衡訓(xùn)練機(jī)的尺寸，且可以降低平衡訓(xùn)練機(jī)的成本。
此外，優(yōu)選是該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)具有一機(jī)構(gòu)，以將該第一豎直平面內(nèi)的移動(dòng)轉(zhuǎn)換成該座椅的形成橢圓形軌跡的運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)此構(gòu)造，當(dāng)與第一傾斜機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和/或第二傾斜機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)，驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，可以優(yōu)化地改變?cè)摍E圓形軌跡的形狀。
此外，優(yōu)選是相對(duì)于該座椅以連續(xù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)被提升時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，在該座椅被提升的同時(shí)，該主控制器使該電機(jī)的轉(zhuǎn)速變慢。
根據(jù)此構(gòu)造，可以采用具有小功率的緊湊型電機(jī)作為該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電機(jī)，從而可以降低平衡訓(xùn)練機(jī)的功率消耗和成本。
此外，優(yōu)選是該平衡訓(xùn)練機(jī)還包括偏移機(jī)構(gòu)，以使圍繞該轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)偏移。因此，可以提供該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線相對(duì)于支撐單元的角位置的偏移，從而擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，即座椅可以相對(duì)于基點(diǎn)，圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線擺動(dòng)，該基點(diǎn)相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線以預(yù)定角度傾斜。
盡管在所附的權(quán)利要求書(shū)中提出了本發(fā)明的新特征，從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中，可以更好地理解本發(fā)明。


下面將參考附圖描述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)注意的是，示出的所有附圖用于說(shuō)明本發(fā)明或其實(shí)施例的技術(shù)構(gòu)思，其中圖1是側(cè)視圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的平衡訓(xùn)練機(jī)的整體構(gòu)造；圖2是圖1所示的平衡訓(xùn)練機(jī)的平面圖；圖3是側(cè)視圖，其示出了平衡訓(xùn)練機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)造；圖4是沿圖3中A-A線的剖視前視圖；圖5是從圖1中右后側(cè)看去的分解立體圖，其示出了平衡訓(xùn)練機(jī)的構(gòu)造；圖6是立體圖，其示出了去除座椅和蓋子的平衡訓(xùn)練機(jī)的構(gòu)造；圖7是分解立體圖，其示出了座椅的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)造；
圖8是右視圖，其示出了擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)造；圖9是側(cè)視圖，其示出了座椅中心、偏心軸中心和導(dǎo)軸中心之間關(guān)系，以及座椅中心的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡；圖10是平面圖，其示出了當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)齒輪和第二驅(qū)動(dòng)齒輪的齒數(shù)比是1∶1時(shí)、并且當(dāng)沿前后方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)設(shè)定與沿寬度方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)一致都在0度時(shí)，座椅中心的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡；圖11是曲線圖，其示出了在圖10所示的情況下、沿前后方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位和沿寬度方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位之間的關(guān)系；圖12是平面圖，其示出了當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)齒輪和第二驅(qū)動(dòng)齒輪的齒數(shù)比是1∶1時(shí)、并且當(dāng)沿前后方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)設(shè)定與沿寬度方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)相差90度時(shí)，座椅中心的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡；圖13是曲線圖，其示出了在圖12所示的情況下、沿前后方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位和沿寬度方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位之間的關(guān)系；圖14是平面圖，其示出了當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)齒輪和第二驅(qū)動(dòng)齒輪的齒數(shù)比是1∶2時(shí)、并且當(dāng)沿前后方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)設(shè)定與沿寬度方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)一致都在0度時(shí)，座椅中心的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡；圖15是示出在圖14所示的情況下、沿前后方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位和沿寬度方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位之間的關(guān)系的曲線圖；圖16是平面圖，其示出了當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)齒輪和第二驅(qū)動(dòng)齒輪的齒輪比是1∶2時(shí)、并且當(dāng)沿前后方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)設(shè)定與沿寬度方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)相差180度時(shí)，座椅中心的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡；圖17是曲線圖，其示出了在圖16所示的情況下、沿前后方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位和沿寬度方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位之間的關(guān)系的；圖18是平面圖，其示出了當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)齒輪和第二驅(qū)動(dòng)齒輪的齒數(shù)比是1∶2時(shí)、并且當(dāng)沿前后方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)設(shè)定與沿寬度方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)相差90度時(shí)，座椅中心的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡；圖19是曲線圖，其示出了在圖18所示的情況下、沿前后方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位和沿寬度方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位之間的關(guān)系的；圖20是平面圖，其示出了當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)齒輪和第二驅(qū)動(dòng)齒輪的齒數(shù)比是1∶2時(shí)、并且當(dāng)沿前后方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)設(shè)定與沿寬度方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)相差270度時(shí)，座椅中心的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡；圖21是曲線圖，其示出了在圖20所示的情況下、沿前后方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位和沿寬度方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位之間的關(guān)系；圖22是平面圖，其示出了當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)齒輪和第二驅(qū)動(dòng)齒輪的齒數(shù)比是2∶1時(shí)、并且當(dāng)沿前后方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)設(shè)定與沿寬度方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)一致都在0度時(shí)，座椅中心的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡；圖23是側(cè)視圖，其示出了當(dāng)用于使擺動(dòng)機(jī)構(gòu)傾斜的第一傾斜機(jī)構(gòu)延伸時(shí)，座椅中心、和偏心軸中心及導(dǎo)軸中心之間關(guān)系、以及座椅中心的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的軌跡；圖24是示意圖，其示出了用于對(duì)比的圖9所示情況下和圖23所示情況下的座椅中心軌跡；圖25是側(cè)視圖，其示出了當(dāng)用于傾斜座椅的第二傾斜機(jī)構(gòu)延伸時(shí)，座椅中心、和偏心軸中心及導(dǎo)軸中心之間關(guān)系、以及座椅中心在延伸第二傾斜機(jī)構(gòu)之前及之后的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的軌跡；圖26是側(cè)視圖，其示出了當(dāng)通過(guò)延伸第一和第二傾斜機(jī)構(gòu)使擺動(dòng)機(jī)構(gòu)傾斜而座椅不傾斜時(shí)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)各部分的位移；圖27是平面圖，其示出了與圖14相比，相應(yīng)于擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的傾斜，座椅中心的軌跡變化；圖28是平面圖，其示出了由于擺動(dòng)機(jī)構(gòu)向左偏移而使座椅中心的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)點(diǎn)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)移；圖29是平面圖，其示出了由于擺動(dòng)機(jī)構(gòu)向右偏移而使座椅中心的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)點(diǎn)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)移的平面圖；圖30是方框圖，其示出了平衡訓(xùn)練機(jī)的電構(gòu)造；圖31是方框圖，其示出了平衡訓(xùn)練機(jī)的主控制電路的電構(gòu)造；以及圖32是示意圖，用于描述通過(guò)平衡訓(xùn)練機(jī)的主控制器、對(duì)用于擺動(dòng)座椅的電機(jī)的控制變化。
具體實(shí)施例方式
參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的平衡訓(xùn)練機(jī)。圖1示出了根據(jù)第一實(shí)施例的平衡訓(xùn)練機(jī)1的整體構(gòu)造。圖2是平衡訓(xùn)練機(jī)1的平面圖。圖3示出了平衡訓(xùn)練機(jī)1的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)造。圖4是沿圖3的A-A線的剖視前視圖。圖5是從右后側(cè)看去的圖1的平衡訓(xùn)練機(jī)1的分解立體圖。
平衡訓(xùn)練機(jī)1包括座椅2和支撐架4等，該座椅大致呈馬背形或馬鞍形，用于使受訓(xùn)者坐于其上；該支撐架設(shè)置在地面5上，支撐著座椅2。座椅2構(gòu)造成具有座椅基座2a和安裝到座椅基座2a上的墊子2b。
從座椅2的兩前側(cè)垂下一對(duì)腳鐙7(為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，在圖2至圖5中將其省略)。每一腳鐙7包括用于使受訓(xùn)者放置他或她的腳尖的踏腳板7a、通過(guò)諸如螺釘?shù)裙潭ㄔ谧位?a的勾掛件7b、以及將踏腳板7a和勾掛件7b相連接的連接件7c。當(dāng)形成在連接件7c上端的勾掛孔7e與設(shè)置在勾掛件7b下端的銷7d相配合時(shí)，連接件7c可以擺動(dòng)。踏腳板7a具有多個(gè)排成一排的調(diào)節(jié)孔7g，從而，可通過(guò)將設(shè)置在連接件下端的銷7f與其中一個(gè)調(diào)節(jié)孔7g相配合，調(diào)節(jié)腳鐙7的長(zhǎng)度(或踏腳板7a的高度)。
座椅2還包括設(shè)置在靠近座椅前端的支撐基座2c。扶手8設(shè)置在支撐基座2c上的靠近座椅2前端的部分。扶手8具有半圓形的把手8a。把手8a的兩端8b和8c向內(nèi)彎曲，以便可轉(zhuǎn)動(dòng)地支持在支撐基座2c上。因此，受訓(xùn)者可以通過(guò)將把手8a從座椅上豎起，而握住把手8a的遠(yuǎn)離受訓(xùn)者自己的一側(cè)。在支撐基座2c的上表面形成相應(yīng)于把手8a形狀的存放槽，以使得可以通過(guò)放平把手8a，而將把手8a放入座椅2的支撐基座2c內(nèi)。在支撐基座2c上安裝有操作電路板9a，并且支撐基座2c上還安裝有用以封裝電路板9a的前面板9b，由此構(gòu)造為操作單元9。
支撐架4包括安裝基座4a，其安置在地面5上；立柱4b，其豎立在安裝基座4a上；覆蓋件4c、4d，其分別覆蓋安裝基座4a的前后頂部；以及覆蓋件4e，其覆蓋立柱4b。安裝基座4a構(gòu)造成左框架4f和右框架4g通過(guò)位于靠近安裝基座4a前端的部分上的連接框架4h和處于安裝基座4a中心部分的連接桿4i彼此連接。調(diào)節(jié)器4j螺紋連接到左框架4f和右框架4g的位于安裝基座4a的前端和后端的底面上，該調(diào)節(jié)器使得能夠相對(duì)于地面5調(diào)節(jié)安裝基座4a的高度或水平。
在左框架4f和右框架4g的靠近安裝基座4a后端的內(nèi)表面上還設(shè)有一對(duì)小腳輪4k。因此，當(dāng)設(shè)置在安裝基座4a后端的調(diào)節(jié)器4j的突出量降低，并且安裝基座4a的前端部被提起時(shí)，可通過(guò)在地面5上滾動(dòng)小腳輪4k移動(dòng)平衡訓(xùn)練機(jī)1?；蛘撸?dāng)設(shè)置在安裝基座4a后端的調(diào)節(jié)器4j的突出量增加，以使小腳輪不與地面5接觸時(shí)，平衡訓(xùn)練機(jī)1可以被水平且穩(wěn)固地保持在地面5上，而不晃動(dòng)。因此，即使當(dāng)受訓(xùn)者在上面，座椅2進(jìn)行擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，也可穩(wěn)固地保持?jǐn)[動(dòng)機(jī)構(gòu)3和座椅2。
立柱4b包括一對(duì)支撐柱4m、4n，所述支撐柱形成為從其側(cè)面看呈大致三角形形狀，以便支撐由于擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3、座椅2和受訓(xùn)者體重產(chǎn)生的載荷。支撐柱4m、4n的下端分別固定在左框架4f和右框架4g的大致中心部分。軸承4p安裝在靠近各支撐柱4m和4n頂端的部分上。在支撐柱4m和4n中至少一個(gè)的三角形的大致中心，形成凹進(jìn)部4q，以使得進(jìn)行電流供應(yīng)和對(duì)平衡訓(xùn)練機(jī)1進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的主電路板4r可容納在其內(nèi)。構(gòu)成立柱4b的這些元件由覆蓋件4e覆蓋，并且介于覆蓋件4e頂端和座椅2底端之間的空間由可收縮的覆蓋件2d覆蓋。
圖6示出了從左側(cè)看去的平衡訓(xùn)練機(jī)1的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)造，其中該平衡訓(xùn)練機(jī)1去除了座椅2、覆蓋件4c、4d和4e。圖7是該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分解立體圖。圖8是該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的右視圖。
平衡訓(xùn)練機(jī)1的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3，其用于沿平衡訓(xùn)練機(jī)1的前后方向(X方向)擺動(dòng)座椅2；偏移機(jī)構(gòu)6，其用于使擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0偏移；第一傾斜機(jī)構(gòu)12，其設(shè)置在支撐架4和支撐單元11之間，用于在豎直平面內(nèi)改變擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0的角位移θ(參見(jiàn)圖26)；以及第二傾斜機(jī)構(gòu)20，其設(shè)置在擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3和座椅2、或座椅基座19之間，用于改變座椅2的傾斜角。
支撐單元11支撐著擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3，該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)可圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0轉(zhuǎn)動(dòng)。支撐架4支撐著支撐單元11，該支撐單元可圍繞第一水平軸線T1轉(zhuǎn)動(dòng)。支撐單元11包括一對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)板11a、11b，從其側(cè)面看去，各轉(zhuǎn)動(dòng)板具有彎曲如狗后腿的形狀；第一軸支撐板(shaft bearing plate)11c，其在轉(zhuǎn)動(dòng)板11a、11b的后端部11m連接轉(zhuǎn)動(dòng)板11a、11b；第二軸支撐板11d，其在轉(zhuǎn)動(dòng)板11a、11b的中心部分11n連接轉(zhuǎn)動(dòng)板11a、11b；以及升降器支撐板11e，其在轉(zhuǎn)動(dòng)板11a、11b的底部11o連接轉(zhuǎn)到板11a、11b。這些支撐板11c、11d、11e分別焊接到轉(zhuǎn)動(dòng)板11a、11b上。
在轉(zhuǎn)動(dòng)板11a、11b的前端部11k，一對(duì)軸襯11f壓裝到轉(zhuǎn)動(dòng)板11a、11b上，所述軸襯的每一個(gè)均具有內(nèi)螺紋。由于穿過(guò)設(shè)置在支撐柱4m、4n上的兩軸承(bearing)4p的螺栓4s螺紋連接到軸襯11f的內(nèi)螺紋，所以支撐單元11圍繞連接兩軸承4p的中心的第一水平軸T1，可轉(zhuǎn)動(dòng)地支持軸承4p。
支架11h固定在升降器支撐板11e的中心，以使得諸如延伸和收縮升降器等第一傾斜機(jī)構(gòu)12設(shè)置在支架11h和支撐架4的安裝基座4a的連接桿4i之間。因此，沿平衡訓(xùn)練機(jī)1的前后方向的支撐單元11的傾斜角可相應(yīng)于第一傾斜機(jī)構(gòu)12的延伸和收縮而改變。
第一軸支撐板11c和第二軸支撐板11d設(shè)置成以預(yù)定距離彼此相對(duì)，并且軸承11i、11j分別壓裝在其中心。這些軸承11i、11j支撐著擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3，以使其圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0進(jìn)行擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，下面將進(jìn)行詳細(xì)描述。
第一傾斜機(jī)構(gòu)12包括汽缸12a；活動(dòng)件12b，其可相對(duì)于汽缸12a延伸和收縮；齒輪箱12c，其設(shè)置在汽缸12a的上部；電機(jī)12d，其驅(qū)動(dòng)齒輪箱12c；以及高度檢測(cè)單元12e。汽缸12a的下端通過(guò)連接桿4i樞接于支撐基座4a上，以圍繞水平軸線擺動(dòng)?；顒?dòng)件12b包括例如滾珠螺桿等，并且活動(dòng)件12b的上端關(guān)于支架11h和銷子12k樞轉(zhuǎn)，以圍繞水平軸線擺動(dòng)。齒輪箱12c中的齒輪(未示出)的內(nèi)表面形成有內(nèi)螺紋，所述內(nèi)螺紋與活動(dòng)件12b的滾珠絲杠螺紋相連接，并且該齒輪通過(guò)固定在電機(jī)12d的輸出軸上的蝸桿驅(qū)動(dòng)，以使得活動(dòng)件12b可從汽缸12a內(nèi)伸出或收縮到汽缸12a內(nèi)。
高度檢測(cè)單元12e包括狹縫板(slit plate)12g，其通過(guò)連接件12f連接到活動(dòng)件12b的下端；傳感器12h，其檢測(cè)狹縫板12g的位移，由此能夠測(cè)量升降器支撐板11e的高度，即支撐單元11的傾斜角。連接件12f從狹縫12i插入汽缸12a內(nèi)，并且通過(guò)螺釘12j連接到活動(dòng)件12b的下端。
擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3具有緊湊構(gòu)造，以便可以容納在由轉(zhuǎn)動(dòng)板11a、11b和支撐板11c、11d、11e隔出的空間內(nèi)。參考圖7和圖8，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3包括容置在外殼3f內(nèi)的電機(jī)13、第一驅(qū)動(dòng)齒輪14、第二驅(qū)動(dòng)齒輪15、導(dǎo)軸16等。外殼3f構(gòu)造為由螺釘3e將側(cè)板3c、3d固定到前蓋3a和后蓋3b上。
第一驅(qū)動(dòng)齒輪14、第二驅(qū)動(dòng)齒輪15和導(dǎo)軸16借助軸承3m、3n、3o圍繞水平軸線樞轉(zhuǎn)，所述軸承分別裝配到具有軸承孔3g、3h、3i的凹進(jìn)部3j、3k、3l中。
第一驅(qū)動(dòng)齒輪14具有與蝸桿13b嚙合的蝸輪14a，該蝸輪具有最大直徑。蝸桿13b壓裝到電機(jī)13的輸出軸13a上。支架13c通過(guò)焊接或類似方式固定到電機(jī)13。支架13c具有形成在其側(cè)板13d、13e上的螺紋孔13f，并且在側(cè)板3c、3d上形成與螺紋孔13f相應(yīng)的插入孔3p。因此，電機(jī)以如下方式固定到擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3上，即使得穿過(guò)插入孔3p的上述螺釘3e螺紋連接到螺紋孔13f。
銷13g設(shè)置在每一側(cè)板13d、13e上的與電機(jī)13的重心G有一定距離的位置。當(dāng)通過(guò)容置第一驅(qū)動(dòng)齒輪14、第二驅(qū)動(dòng)齒輪15、導(dǎo)軸16和電機(jī)13而裝配外殼3f時(shí)，首先要將這些銷13g安裝到形成在側(cè)板3c、3d上的銷孔3q中。在裝配外殼3f后，電機(jī)13可以通過(guò)處于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14和導(dǎo)軸16之間的空間內(nèi)的銷13g和銷孔13g擺動(dòng)。如圖8所示，當(dāng)裝配后的外殼3f通過(guò)諸如夾具等定位，且當(dāng)工人松開(kāi)對(duì)電機(jī)13的支撐時(shí)，由于相應(yīng)于電機(jī)13的自重F1的力F2，蝸桿13b與蝸輪14a嚙合。在擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3中，蝸桿13b從下面與蝸輪14a接觸。在此狀態(tài)下，當(dāng)工人使螺釘3e配合、以將電機(jī)13固定到側(cè)板3c、3d上時(shí)，可最佳且自動(dòng)地調(diào)節(jié)蝸輪13b和蝸桿14a之間的間隙。
裝配時(shí)，銷13g和銷孔3q的位置可以基于電機(jī)13的重量、力F2和外殼3f的位姿而選擇，其中力F2是降低蝸桿13b和蝸輪14a之間的間隙所必需的。例如，假定電機(jī)13沿水平方向裝配到外殼上，從銷孔3q到電機(jī)13的重心G的距離用符號(hào)D1表示，從銷孔3q到相應(yīng)于蝸桿13b與輸出軸13a上的蝸輪14a嚙合位置的點(diǎn)的距離用符號(hào)D2表示，建立等式F1×D1＝F2×D2。
根據(jù)此構(gòu)造，可以避免對(duì)蝸桿13b和蝸輪14a之間的間隙的繁瑣調(diào)節(jié)。此外，也不需要使用用于調(diào)節(jié)間隙的諸如調(diào)節(jié)螺釘?shù)忍厥庠约坝糜谑┘訅毫Φ穆菪龔椈?，從而可以降低平衡?xùn)練機(jī)1的制造成本。再者，即使當(dāng)由于驅(qū)動(dòng)載荷增加或由于螺釘3e變松或途中震動(dòng)，而產(chǎn)生使蝸桿13b和蝸輪14a之間的間隙擴(kuò)大的力時(shí)，力F2作用在蝸桿13b上，以縮減間隙，從而可以降低由于間隙產(chǎn)生的噪聲。
或者，銷13g可以設(shè)置在側(cè)板3c、3d上，銷孔3q可形成在支架13c的側(cè)板13d、13e上。此外，在蝸桿13b從上面與蝸輪14a嚙合的情況下，銷13g應(yīng)當(dāng)設(shè)置在與電機(jī)13的重心G相對(duì)于輸出軸13a相對(duì)的位置，從而可以無(wú)需調(diào)節(jié)該間隙。
電機(jī)13的驅(qū)動(dòng)力通過(guò)蝸桿13b傳遞到第一驅(qū)動(dòng)齒輪14。如圖7所示，在第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的兩端形成有一對(duì)偏心軸14c、14d。偏心軸14c、14d分別與形成在提升桿17、18的中心部17j、18j的軸承孔17a、18a配合。因此，電機(jī)13的驅(qū)動(dòng)力通過(guò)偏心軸14c、14d傳遞到提升桿17、18。
提升桿17、18設(shè)置在外殼3f的外側(cè)。如圖7和圖8所示，從其側(cè)面觀看，提升桿17、18分別曲折形成。提升桿17、18的底端部17b、18b具有大致L形狀，并且軸承孔17a、18a分別設(shè)置在相應(yīng)于L形狀的端部的位置。提升桿17、18的自由端17c、18c從底端部17b、18b的L形狀的端部?jī)A斜延伸。
在提升桿17、18的L形狀的拐角部，分別形成長(zhǎng)導(dǎo)槽17d、18d。另一方面，導(dǎo)軸16具有形成在其兩端的連接凸起16a、16b，并且連接凸起16a、16b分別與長(zhǎng)支撐件17e、18e配合，長(zhǎng)支撐件17e、18e進(jìn)一步插入長(zhǎng)導(dǎo)槽17d、18d。因此，提升桿17、18可以相對(duì)于導(dǎo)軸16沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，而不能沿水平方向運(yùn)動(dòng)。因此，由導(dǎo)軸16限制了提升桿17、18相對(duì)于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的轉(zhuǎn)動(dòng)。
這里，如圖9所示，假定座椅2的中心P1和導(dǎo)軸16的中心P3之間的距離由符號(hào)H1表示，第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的中心P2和導(dǎo)軸16的中心P3之間的距離由符號(hào)H2表示，偏心軸14c、14d的偏心量或偏心行程由符號(hào)H3表示。由于座椅2的中心P1設(shè)置在連接第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的中心P2和導(dǎo)軸16的中心P3的線T10上，即使當(dāng)偏心軸14c、14d圍繞第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的中心P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，座椅2的中心P1沿豎直方向的位移也是偏心量H3的大致兩倍。相比之下，座椅2的中心P1沿水平方向的位移擴(kuò)展到H3×H1/H2。當(dāng)距離H1大于距離H2的兩倍時(shí)，相應(yīng)于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的偏心軸14c、14d的轉(zhuǎn)動(dòng)，座椅2的中心運(yùn)動(dòng)，畫(huà)出橢圓形軌跡R1，該橢圓軌跡具有從其側(cè)面觀看的沿水平方向的長(zhǎng)軸。當(dāng)連接中心的線T10傾斜時(shí)，座椅2的中心位移沿水平方向和豎直方向的分配延伸或縮減，從而橢圓形軌跡的長(zhǎng)軸和短軸的比例可以變化。
此外，在偏心軸14c、14d的兩端形成外螺紋14e，所述偏心軸穿過(guò)軸承3m和提升桿17、18的軸承孔17a、18a，并且螺母3r螺紋連接到外螺紋14e，從而保持第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的偏心軸14c、14d與提升桿17、18的軸承孔17a、18a相配合。
導(dǎo)軸16具有與軸承3o內(nèi)徑相對(duì)應(yīng)的外徑，從而導(dǎo)軸16可以沿其水平中心軸線滑動(dòng)。然而，導(dǎo)軸16的兩端，即連接凸起16a、16b分別通過(guò)長(zhǎng)支撐件17e、18e與長(zhǎng)導(dǎo)槽17d、18d配合，由此，導(dǎo)軸16沿水平方向的運(yùn)動(dòng)受到了限制。
可以采用公知的扭折機(jī)構(gòu)(kink mechanism)取代導(dǎo)軸16和長(zhǎng)導(dǎo)槽17d、18d，以反復(fù)移動(dòng)提升桿17、18。此外，導(dǎo)槽17d、18d的形狀也不僅局限于長(zhǎng)直形，其可以被修改，例如相應(yīng)于座椅2所需軌跡的圓弧形或具有不同半徑的圓弧的組合。此外，導(dǎo)槽17d、18d可以沿水平方向形成或沿預(yù)定方向傾斜。
于是，如圖25所示，當(dāng)座椅2的中心P1和導(dǎo)軸16的中心P3之間的距離由符號(hào)H1表示，第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的中心P2和導(dǎo)軸16的中心P3之間的距離由符號(hào)H2表示時(shí)，并且偏心軸14c、14d的偏心量或偏心行程由符號(hào)H3表示，如圖25所示，偏心量H3擴(kuò)展到H3×H1/H2。當(dāng)連接這些中心的線T10傾斜時(shí)，行程沿水平方向和豎直方向的分配可以變化，從而偏心量H3可以被延伸或縮減。
具有內(nèi)螺紋的各軸襯17f、18f壓裝到提升桿17、18的自由端部17c、18c。另一方面，供安裝座椅2的座椅基座19具有一對(duì)支架19a、19b，并且軸承19c、19d壓裝到支架19a、19b的靠近后端的部分上。分別穿過(guò)軸承19c、19d的螺栓19e、19f螺紋連接到軸襯17f和18f的內(nèi)螺紋上。因此，座椅基座19的后端19h可圍繞第二水平軸線T2樞轉(zhuǎn)。另一方面，支架19g固定在座椅基座19的前端部19j上。支架19g和提升桿17、18的自由端部17c和18c鏈接到諸如可延伸和收縮升降器等第二傾斜機(jī)構(gòu)20。
第二傾斜機(jī)構(gòu)20與上述第一傾斜機(jī)構(gòu)12的構(gòu)造類似，并且包括汽缸20a，活動(dòng)件20b，其可相對(duì)于汽缸20a延伸和收縮；齒輪箱20c，其設(shè)置在汽缸20a的上部；電機(jī)20d，其驅(qū)動(dòng)齒輪箱20c；以及高度檢測(cè)單元20e。均具有內(nèi)螺紋的一對(duì)軸襯20f壓裝到汽缸20a的靠近兩側(cè)面底端的部分上。另一方面，一對(duì)軸承17g、18g分別壓裝在提升桿17、18的靠近前端部分。穿過(guò)軸承17g、18g的螺栓17h、18h螺紋連接到軸襯20f，從而第二傾斜機(jī)構(gòu)20的下端可圍繞連接軸承17g、18g的第三水平軸線T3樞轉(zhuǎn)。
活動(dòng)件20b包括諸如滾珠螺杠等，支架20g固定在活動(dòng)件20b的上端。支架20g可通過(guò)銷20h，圍繞水平軸線相對(duì)于座椅基座19的支架19g樞轉(zhuǎn)?；顒?dòng)件20b的滾珠絲杠螺紋連接到形成于設(shè)置在齒輪箱20d內(nèi)的齒輪(未示出)的內(nèi)表面上的內(nèi)螺紋。當(dāng)通過(guò)固定在電機(jī)20d的輸出軸的蝸桿驅(qū)動(dòng)該齒輪時(shí)，活動(dòng)件20b可從汽缸20a伸出或收縮到汽缸20a內(nèi)，因此，座椅基座19圍繞上述第二水平軸線T2轉(zhuǎn)動(dòng)。換句話說(shuō)，安裝在座椅基座19上的座椅2的傾斜角在包括平衡訓(xùn)練機(jī)1前后方向的豎直平面內(nèi)變化。高度檢測(cè)單元20e測(cè)量與支架20g連接的狹縫板20i的位移，以便檢測(cè)座椅基座19前端的高度，即，座椅基座19的傾斜角。
在上述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3中，通過(guò)蝸桿13b傳遞到第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的電機(jī)13的驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)具有較小直徑的齒輪14b進(jìn)一步傳遞到第二驅(qū)動(dòng)齒輪15。在第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的端部形成有偏心軸15b。穿過(guò)設(shè)置在側(cè)板3c的軸承3n的偏心軸15b安裝到設(shè)置在偏心桿21一端部的旋轉(zhuǎn)軸承21a上。在偏心軸15b的端部形成有外螺紋15c，并且螺母21b螺紋連接到外螺紋15c，從而偏心軸15b不會(huì)從旋轉(zhuǎn)軸承21a拔出。第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的另一端也形成有外螺紋15d，并且螺母3s螺紋連接到外螺紋15d，從而第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的另一端不會(huì)從驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的外殼3f上脫落。
旋轉(zhuǎn)軸承21a具有球面軸承面，并且在偏心桿21的另一端設(shè)置有類似的旋轉(zhuǎn)軸承21c。形成在驅(qū)動(dòng)軸22的端部的偏心軸22a插入旋轉(zhuǎn)軸承21c，并且E形環(huán)22b與偏心軸22a的端部配合，從而偏心軸22a不會(huì)從旋轉(zhuǎn)軸承21c中拔出。驅(qū)動(dòng)軸22的中心部22c借助軸承11n樞轉(zhuǎn)，該軸承壓裝到形成在轉(zhuǎn)動(dòng)板11a的后端部的孔11m中。在驅(qū)動(dòng)軸22的另一端形成有外齒22d。
外齒22d與形成在齒輪23內(nèi)表面的內(nèi)齒23a嚙合。齒輪23設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)板11的外側(cè)。在驅(qū)動(dòng)軸22的與偏心軸22a相對(duì)的端部形成有外螺紋22e，并且螺母22f螺紋連接到外螺紋22e，從而齒輪23與驅(qū)動(dòng)軸22一體連接并隨其一起轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪23與壓裝到電機(jī)24的輸出軸24a上的蝸桿24b嚙合。電機(jī)24通過(guò)固定件25固定在轉(zhuǎn)動(dòng)板11a外側(cè)形成的凹部中。
通過(guò)編碼器26檢測(cè)齒輪23的轉(zhuǎn)動(dòng)角。如圖6所示，編碼器26檢測(cè)以均勻間隔形成在齒輪23一端面上的參考穴23c，并且相應(yīng)于對(duì)每一參考穴23c的檢測(cè)，輸出信號(hào)。通過(guò)計(jì)算在齒輪23的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中從編碼器26輸出的信號(hào)的數(shù)量，可以檢測(cè)偏心桿21的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的基點(diǎn)，下面將進(jìn)行詳細(xì)描述。
上述偏心桿21、驅(qū)動(dòng)軸22、齒輪23、電機(jī)24等構(gòu)成偏移機(jī)構(gòu)6。偏移機(jī)構(gòu)6設(shè)置在支撐單元11上。
前蓋3a和后蓋3b的下端形成為彼此平行。均具有內(nèi)螺紋的軸襯3x、3y分別壓裝在前蓋3a和后蓋3b的靠近下端的部分的中心。穿過(guò)軸承11j、11i的螺栓11x、11y螺紋連接到軸襯3x、3y，從而連接到外殼3f上，即，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3可以圍繞連接軸承11j、11i的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0可轉(zhuǎn)動(dòng)地保持。當(dāng)?shù)诙?qū)動(dòng)齒輪15轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于偏心軸15b和偏心桿21的作用，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0擺動(dòng)。在擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，即使第二擺動(dòng)機(jī)構(gòu)6的電機(jī)24未被驅(qū)動(dòng)，偏心桿21也會(huì)移動(dòng)，以靠近和遠(yuǎn)離側(cè)板3c。然而，由于旋轉(zhuǎn)軸承21a、21c，偏心桿21不會(huì)從第二驅(qū)動(dòng)齒輪15和驅(qū)動(dòng)軸22上脫離。
當(dāng)?shù)诙[動(dòng)機(jī)構(gòu)6的電機(jī)24被驅(qū)動(dòng)時(shí)，齒輪23和一體固定到齒輪23上的驅(qū)動(dòng)軸22通過(guò)電機(jī)24的驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)。由于偏心桿21的下端通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸承21c與驅(qū)動(dòng)軸22的偏心軸22a配合，偏心桿21的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的基點(diǎn)沿箭頭Z示出的豎直方向(Z方向)上下移動(dòng)。因此，可以提供擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0相對(duì)于支撐單元11的角位置的偏移，從而擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3，即，座椅2可以相對(duì)于基點(diǎn)(basic point)圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0擺動(dòng)，該基點(diǎn)相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線傾斜預(yù)定角度。下面將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)描述。此外，由于偏心軸22a通過(guò)蝸桿24b和齒輪23驅(qū)動(dòng)，因而可以防止由于載荷而產(chǎn)生的傾斜角的改變。
在如上述構(gòu)造的平衡訓(xùn)練機(jī)1中，當(dāng)電機(jī)13被驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的偏心軸14c、14d、提升桿17、18以及導(dǎo)軸16的作用，座椅2沿前后方向(方向X)和豎直方向(方向Z)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而當(dāng)從其側(cè)面觀看時(shí)，座椅2的運(yùn)動(dòng)變成橢圓形軌跡R1，如圖9所示。由于支撐供安裝座椅2的座椅基座19的提升桿17、18通過(guò)單個(gè)的第一驅(qū)動(dòng)齒輪14驅(qū)動(dòng)，因而可以通過(guò)將沿豎直方向(Z方向)的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)添加到沿前后方向(X方向)的前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使座椅2運(yùn)動(dòng)畫(huà)出橢圓形軌跡R1，因而能增加訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)模式。此外，可以使用于執(zhí)行座椅2的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3簡(jiǎn)化并使其尺寸減小。再者，由于上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步添加到傳統(tǒng)的前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，可以刺激受訓(xùn)者的自主神經(jīng)，并增強(qiáng)受訓(xùn)者的腿部肌肉。另外，由于從側(cè)面觀看座椅2運(yùn)動(dòng)畫(huà)出圓形軌跡或橢圓形軌跡，所以由于擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)而對(duì)人體造成的負(fù)擔(dān)可以平穩(wěn)變化，由此能在減少對(duì)人體造成的損害的同時(shí)，增強(qiáng)訓(xùn)練的效果。
于是，當(dāng)假定第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的齒輪14b與第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的齒輪15a的齒數(shù)比設(shè)置為1∶1時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)齒輪14與第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的轉(zhuǎn)動(dòng)速度比也是1∶1。此外，如圖11所示，假定由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的沿前后方向(X方向)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)設(shè)定(timing)與由于第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的沿箭頭Y示出的寬度方向(下文中縮寫為Y方向)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)在0度一致，換句話說(shuō)，第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的偏心軸14c、14d的相位與第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的偏心軸15b的相位一致，座椅2的中心的運(yùn)動(dòng)軌跡變成直線L11，如圖10所示。在圖10和圖11中的點(diǎn)“a”至“e”示出了擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)中的座椅2的中心P1的位置。當(dāng)由于第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位比由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位延遲180度時(shí)，僅座椅2的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的方向不同，而座椅2的中心的運(yùn)動(dòng)軌跡變成直線。
或者，如圖12所示，假定第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的偏心軸14c、14d的相位與第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的偏心軸15b的相位相差1/4周期，即90度，由于偏心桿21的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，從上面觀看座椅2的中心的軌跡變成了橢圓形軌跡L12。圖13示出了在圖12所示的例子中，由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14和第二驅(qū)動(dòng)齒輪15產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的波形。圖12和圖13分別示出了由于第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位比由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)延遲90度的情況。即使當(dāng)由于第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位比由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位提前90度，即，延遲270度時(shí)，座椅2的中心的軌跡變成起點(diǎn)不同的橢圓形軌跡。
當(dāng)由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位和由于第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位之間的差不是上述提到的情況時(shí)，座椅2的中心的軌跡是由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14產(chǎn)生的沿前后方向的位移和由于第二驅(qū)動(dòng)齒輪15產(chǎn)生的沿寬度方向的位移、以該相位差的比例計(jì)算的合成。
另一方面，當(dāng)假定第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的齒輪14b與第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的齒輪15a的齒數(shù)比設(shè)定為1∶2，第一驅(qū)動(dòng)齒輪14與第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的轉(zhuǎn)動(dòng)速度比變成2∶1。此外，假定由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)設(shè)定與由于第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)在0度一致，如圖14所示，座椅2的中心形成軌跡L21，該軌跡類似于無(wú)窮大符號(hào)形或側(cè)置的8字形。圖15示出了在圖14所示的例子中，由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14和第二驅(qū)動(dòng)齒輪15產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的波形。
當(dāng)假定由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)設(shè)定與由于第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)相差180度，如圖16所示，座椅2的中心形成軌跡L22，該軌跡類似于無(wú)窮大符號(hào)圖形或側(cè)置的8字圖形。圖17示出了在圖16所示的例子中，由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14和第二驅(qū)動(dòng)齒輪15產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的波形。將圖14和圖16對(duì)比，座椅2的中心形成的軌跡L21、L22的方向彼此相反。
當(dāng)假定由于第二驅(qū)動(dòng)齒輪15產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位比由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位延遲90度時(shí)，如圖18所示，座椅2的中心的軌跡L23變成大致倒V形。圖19示出了在圖18所示的例子中，由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14和第二驅(qū)動(dòng)齒輪15產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的波形。
當(dāng)假定由于第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位比由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相位提前90度時(shí)，即，延遲270度，如圖20所示，座椅2的中心的軌跡L24變成大致V形。圖21示出了在圖20所示的例子中，由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14和第二驅(qū)動(dòng)齒輪15產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的波形。
此外，當(dāng)假定第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的齒輪14b與第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的齒輪15a的齒數(shù)比設(shè)定為2∶1，第一驅(qū)動(dòng)齒輪14與第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的轉(zhuǎn)動(dòng)速度比變成1∶2。此外，假定由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)設(shè)定與由于第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)在0度一致，如圖22所示，座椅2的中心形成軌跡L3，類似于8字圖形。
應(yīng)當(dāng)注意的是，這里假定偏心軸22a設(shè)置于不產(chǎn)生擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0的角位置的偏移的位置，其中該偏心軸是偏心桿21的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的基點(diǎn)。如果產(chǎn)生了擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3的角位置發(fā)生偏移，軌跡L1、L21、L22、L23、L3出現(xiàn)在沿偏移方向轉(zhuǎn)移的位置，下面將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)描述。此外，應(yīng)當(dāng)注意的是，假定轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0為水平的。下面將描述當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0傾斜時(shí)，座椅2的中心軌跡。
當(dāng)提升桿17、18的導(dǎo)槽17d、18d沿豎直方向定向時(shí)，對(duì)座椅2的中心軌跡進(jìn)行了上述考量。那么，當(dāng)假定僅第一傾斜機(jī)構(gòu)12延伸，第二傾斜機(jī)構(gòu)20不延伸也不收縮，座椅2相對(duì)于支撐單元11前傾，并且因此，由于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的偏心軸14c、14d、提升桿17、18和導(dǎo)軸16的作用，如圖23所示，從側(cè)面看座椅2的中心P1的軌跡變成前傾的橢圓形軌跡R2。在這種情況下，擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的沿前后方向的分量和擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的沿豎直方向的分量來(lái)回地轉(zhuǎn)換。當(dāng)座椅2傾斜至大于預(yù)定角度時(shí)，與圖9所示的軌跡R1相比，雖然圖24中示出的座椅2的中心的水平方向的位移行程從W1降低到W1’，但是座椅2的中心的沿豎直方向的位移行程從W2增加到W2’。因此，座椅2的中心的軌跡的尺寸或形狀可以變化。
或者，可以通過(guò)延伸或收縮第二傾斜機(jī)構(gòu)20，改變座椅2的傾斜角。當(dāng)?shù)诙A斜機(jī)構(gòu)20延伸時(shí)，如圖25所示，座椅2的中心和導(dǎo)軸16的中心之間的距離H1延伸到距離H1’，其中，座椅2的中心是座椅基座19的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的中心，導(dǎo)軸16的中心是由于擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3產(chǎn)生的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的基點(diǎn)。在導(dǎo)槽17d、18d沿豎直方向定向時(shí)，座椅2的沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)行程W2固定，與第二傾斜機(jī)構(gòu)20的延伸或收縮無(wú)關(guān)。相比之下，座椅2的沿水平方向或沿前后方向的運(yùn)動(dòng)行程W1變化，即，延伸到行程W1’。至于座椅2的沿寬度方向的運(yùn)動(dòng)行程，轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0和座椅2的中心之間的距離變化，從而沿寬度方向的行程變化，其中，轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0是擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的基點(diǎn)，座椅2的中心是座椅基座19的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的中心。
根據(jù)第一傾斜機(jī)構(gòu)12和/或第二傾斜機(jī)構(gòu)20的延伸或收縮，可以改變座椅2的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的行程。此外，第二傾斜機(jī)構(gòu)20延伸得越長(zhǎng)，座椅2的前端離轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0越遠(yuǎn)，由此，可以增大座椅2圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)(轉(zhuǎn)圈和偏轉(zhuǎn))的行程。雖然年老或體弱的受訓(xùn)者通過(guò)降低擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)速度使用傳統(tǒng)的平衡訓(xùn)練機(jī)，但是根據(jù)本發(fā)明的平衡訓(xùn)練機(jī)1可以相應(yīng)于年老或體弱的受訓(xùn)者而改變擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的行程，因此用戶可以輕松地使用平衡訓(xùn)練機(jī)1。或者，根據(jù)本發(fā)明的平衡訓(xùn)練機(jī)1可以相應(yīng)于體質(zhì)增強(qiáng)后的受訓(xùn)者，延伸擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的行程。這樣，根據(jù)本發(fā)明的平衡訓(xùn)練機(jī)1可以根據(jù)受訓(xùn)者的體形、身體條件、年齡、性別、體力等提供適合受訓(xùn)者的訓(xùn)練，從而可以使該平衡訓(xùn)練機(jī)的訓(xùn)練效果優(yōu)化。
此外，當(dāng)?shù)谝粌A斜機(jī)構(gòu)12和第二傾斜機(jī)構(gòu)20彼此聯(lián)合反復(fù)延伸和收縮時(shí)，座椅2可以根據(jù)隨著其擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的軌跡和/或行程的變化而上下運(yùn)動(dòng)，從而可以增加平衡訓(xùn)練的變化，且增強(qiáng)平衡訓(xùn)練的真實(shí)感覺(jué)，由此可以獲得能使受訓(xùn)者保持興趣的運(yùn)動(dòng)選項(xiàng)。
此外，如圖26所示，通過(guò)使第一傾斜機(jī)構(gòu)12和第二傾斜機(jī)構(gòu)20彼此聯(lián)合反復(fù)延伸和收縮，可以改變處于包括沿前后方向(X方向)和豎直方向(Z方向)的平面中的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0的傾斜角，而不改變座椅2或座椅基座19的角度。在圖26中，實(shí)線表示支撐單元11、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3、提升桿17、18和座椅基座19的基礎(chǔ)狀態(tài)，其中，轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0具有相對(duì)于地面5的傾斜角θ，θ＝45度；雙點(diǎn)劃線表示由標(biāo)號(hào)虛線所示的上述部件的移動(dòng)狀態(tài)，其中，轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0大致豎直地豎立。當(dāng)?shù)谝粌A斜機(jī)構(gòu)12從基礎(chǔ)狀態(tài)收縮時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0朝向水平線傾斜。或者，當(dāng)?shù)谝粌A斜機(jī)構(gòu)12從基礎(chǔ)狀態(tài)延伸時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0朝向豎直線傾斜。
當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0從前后方向(X方向)靠近豎直方向(Z方向)時(shí)，換句話說(shuō)，當(dāng)傾斜角θ變大時(shí)，由于第二驅(qū)動(dòng)齒輪15和偏心桿21造成的座椅2的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，在沿寬度方向(Y方向)的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)(轉(zhuǎn)圈)和圍繞豎直軸線的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)之間變化(當(dāng)座椅2的中心位于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0時(shí)，其變成偏轉(zhuǎn))。因此，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的沿前后方向的分量可以轉(zhuǎn)換為沿豎直方向的分量。因此，平衡訓(xùn)練機(jī)1可以在更廣泛地改變擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的模式，且可隨著擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)模式的改變而改變擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的行程，從而可以獲得適于受訓(xùn)者鍛煉身體部位的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的模式。平衡訓(xùn)練機(jī)1能夠保持用戶興趣，其具有良好的可用性。
這里，表1中給出了隨著傾斜角θ變化的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的角度變化的例子。擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的角度由于第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的偏心軸15b的偏心量、偏心桿21的長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0和驅(qū)動(dòng)軸22的中心之間的距離等而變化。
表1


轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0從水平方向(θ＝0°)向豎直方向(θ＝90°)靠得越近，座椅2的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)從沿寬度方向的轉(zhuǎn)圈變化為圍繞豎直軸線的偏轉(zhuǎn)。例如，當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)齒輪14的齒輪14b與第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的齒輪15a的齒數(shù)比設(shè)定為1∶2時(shí)，類似于無(wú)窮大符號(hào)或側(cè)置的8字形的座椅2的中心的軌跡L21變小，如圖27的標(biāo)號(hào)L21’所示。然而，作為變化，由標(biāo)號(hào)V1和V2表示的扭動(dòng)運(yùn)動(dòng)添加到了座椅2的運(yùn)動(dòng)中。此扭動(dòng)運(yùn)動(dòng)相應(yīng)于第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的偏心軸14c、14d的相位和第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的偏心軸15b的相位之間的差而變化。于是，假定第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的偏心軸14c、14d的0°相位與第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的偏心軸15b的0°相位在基點(diǎn)P0一致，其中，在該基點(diǎn)處座椅2的中心位移為0。座椅2沿寬度方向轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)得越大，座椅2朝向要轉(zhuǎn)圈的方向扭動(dòng)得越大，如標(biāo)號(hào)V1所示?；蛘?，座椅2的中心返回到基點(diǎn)P0越近，座椅2的扭動(dòng)運(yùn)動(dòng)量越小，如標(biāo)號(hào)V2所示。因此，可以增強(qiáng)平衡訓(xùn)練機(jī)1的訓(xùn)練效果。
相比之下，假定在第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的齒輪14b與第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的齒輪15a的齒輪比設(shè)定為1∶2的條件下，第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的偏心軸14c、14d的180°相位與第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的偏心軸15b的0°相位一致。座椅2的中心的軌跡為圖16示出的無(wú)窮大符號(hào)形或8字形的軌跡L22。座椅2沿寬度方向轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)得越大，座椅2沿與標(biāo)號(hào)V2所示的轉(zhuǎn)圈相反的方向扭動(dòng)得就越大。或者，座椅2的中心返回到基點(diǎn)P0越近，座椅2的扭動(dòng)運(yùn)動(dòng)量越小，如標(biāo)號(hào)V1所示。在這種情況下，可以柔和地進(jìn)行訓(xùn)練。
在圖20所示的座椅2的中心的V形軌跡L24的情況中，座椅2沿寬度方向轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)得越大，座椅2朝向轉(zhuǎn)圈方向扭動(dòng)得就越大，如標(biāo)號(hào)V1所示。
此外，座椅2離地面5的高度可以通過(guò)傾斜彼此聯(lián)合的第一傾斜機(jī)構(gòu)12和第二傾斜機(jī)構(gòu)20進(jìn)行改變，以便消除由于所述傾斜機(jī)構(gòu)延伸或收縮造成的座椅2的傾斜。因此，可以為了適應(yīng)受訓(xùn)者的身高或便于受訓(xùn)者上下座椅2而調(diào)節(jié)座椅2的高度，而不需要設(shè)置任何提升或降低座椅2的附加機(jī)構(gòu)。
例如，當(dāng)通過(guò)傾斜座椅2的訓(xùn)練，增加受訓(xùn)者身體的局部部位的訓(xùn)練效果時(shí)，由于第一傾斜機(jī)構(gòu)12的延伸或收縮產(chǎn)生的座椅2的傾斜角的變化不必要通過(guò)第二傾斜機(jī)構(gòu)20的延伸或收縮消除。座椅2可以在傾斜至預(yù)定角度的條件下擺動(dòng)。
當(dāng)在將被轉(zhuǎn)動(dòng)90度的狀態(tài)下、座椅2安裝在座椅基座19上時(shí)，座椅2的通過(guò)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)變成沿寬度方向的往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)和沿豎直方向的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的合成。從平衡訓(xùn)練機(jī)1的前或后表面觀看，座椅2的中心的軌跡變成橢圓形軌跡。由于第二驅(qū)動(dòng)齒輪15和偏心桿21產(chǎn)生的座椅2的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)變成沿寬度方向的仰俯運(yùn)動(dòng)。或者，座椅2可以從后到前安裝在座椅基座19上。這樣，座椅2到擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3的方向可以根據(jù)訓(xùn)練目的任意選擇。
另一方面，雖然齒輪23通過(guò)電機(jī)24的驅(qū)動(dòng)力而轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)一體連接到齒輪23上的驅(qū)動(dòng)軸22的偏心軸22a朝向其最低位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，即，偏心桿21的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的基點(diǎn)位于下死點(diǎn)時(shí)，以及當(dāng)偏心軸22a運(yùn)動(dòng)到其最高位置，即，偏心桿21的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的基點(diǎn)位于上死點(diǎn)時(shí)，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3產(chǎn)生圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0的最大偏移。
當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0的傾斜角θ近似等于0度(θ≈0)，并且座椅2的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)具有扭動(dòng)運(yùn)動(dòng)(偏轉(zhuǎn))的分量，如圖28或圖29所示，座椅2的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的基點(diǎn)從點(diǎn)P0轉(zhuǎn)移到點(diǎn)P0’。圖28示出了偏心軸22a向下拉偏心桿21，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3向左偏移的情況。圖29示出了偏心軸22a向上拉偏心桿21，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3向右偏移的情況。此外，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0的傾斜角θ等于0度(θ＝0)，并且座椅2的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)不具有扭動(dòng)運(yùn)動(dòng)(偏轉(zhuǎn))的分量時(shí)，沿前后方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的中心軸線V11向左或向右轉(zhuǎn)移，如圖27的標(biāo)號(hào)V11’所示。
因此，座椅2的中心的軌跡可以圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0傾斜，從而轉(zhuǎn)動(dòng)軸線右側(cè)的轉(zhuǎn)圈角度、偏轉(zhuǎn)角度和沿前后方向的位移可以與左側(cè)的不同。因此，可以局部增強(qiáng)受訓(xùn)者身體的側(cè)肌或內(nèi)收肌，從而可以有效地增強(qiáng)體能，并且可以訓(xùn)練受訓(xùn)者的平衡感。
當(dāng)電機(jī)24連續(xù)驅(qū)動(dòng)時(shí)，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0的傾斜連續(xù)變化，從而訓(xùn)練模式可以多樣化，由此可以實(shí)現(xiàn)能夠保持用戶興趣且具有良好可用性的平衡訓(xùn)練機(jī)。
如上所述，假定第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的偏心軸14c、14d的0°相位與第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的偏心軸15b的0°相位一致。此外，選擇第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的偏心軸14c、14d的0°相位為下死點(diǎn)。另外，選擇蝸桿13b的螺距，使得蝸桿13b可以通過(guò)從作為電機(jī)13的載荷的座椅基座19施加的力而轉(zhuǎn)動(dòng)。
根據(jù)此構(gòu)造，當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)齒輪14的偏心軸14c、14d的相位采用除了上述0°之外的任選角度時(shí)，即使停止電機(jī)13的電力供應(yīng)，產(chǎn)生座椅2的沿前后方向和豎直方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)齒輪14也可以由于座椅2和受訓(xùn)者的重量而轉(zhuǎn)動(dòng)，由此，電機(jī)13和產(chǎn)生沿寬度方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)齒輪也轉(zhuǎn)動(dòng)。選擇第一驅(qū)動(dòng)齒輪14的相位和第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的相位，使得當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)齒輪14的偏心軸14c、14d到達(dá)下死點(diǎn)，即，座椅2的中心位于最低位置時(shí)，座椅2的中心也位于前后方向和寬度方向的中心。因此，通過(guò)切斷電力，座椅2自然向下運(yùn)動(dòng)，并且停在最低位置(沿Z方向)，該位置位于前后方向(X方向)和寬度方向(Y方向)的運(yùn)動(dòng)的中心。
這樣，平衡訓(xùn)練機(jī)1可以不需要使用任何傳感器和復(fù)雜的控制，即能停在起始位置，從而便于受訓(xùn)者的上下，受訓(xùn)者可以以良好的姿勢(shì)坐在座椅2上，由此可以給受訓(xùn)者提供平衡的訓(xùn)練。
此外，可以相應(yīng)于電機(jī)13、第一驅(qū)動(dòng)齒輪14和第二驅(qū)動(dòng)齒輪15的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，沿順時(shí)針?lè)较蚝湍鏁r(shí)針?lè)较蚯懈钗仐U13b的齒形。在本實(shí)施例中，蝸桿13b的齒形沿如下方向切割以使得沿將蝸桿13b壓裝到電機(jī)13的輸出軸13a的方向，從蝸輪14a將力施加到蝸桿13b。因此，可以防止由于受訓(xùn)者的重量使得座椅向下時(shí)，蝸桿13b從電機(jī)13的輸出軸13a脫離，由此可以防止座椅的突然下落。
圖30示出了平衡訓(xùn)練機(jī)1的電構(gòu)造的方框圖。主電路板4r的主控制電路41相應(yīng)于來(lái)自操作電路板9a的操作電路91的信號(hào)，控制驅(qū)動(dòng)如下電機(jī)諸如DC無(wú)刷電機(jī)等電機(jī)13，其用于擺動(dòng)座椅2；諸如DC電機(jī)等電機(jī)12d，其用于使第一傾斜機(jī)構(gòu)12延伸或收縮，以沿前后方向傾斜擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3；諸如DC電機(jī)等電機(jī)20d，其用于延伸或收縮第二傾斜機(jī)構(gòu)20，以使座椅2相對(duì)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3傾斜；以及諸如DC電機(jī)等電機(jī)24，其用于沿寬度方向傾斜擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3。由高度檢測(cè)單元20e檢測(cè)電機(jī)20d使座椅基座19(或座椅2)相對(duì)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3的參考點(diǎn)的傾斜量。高度檢測(cè)單元12e檢測(cè)電機(jī)12d使支撐單元11相對(duì)于立柱4b的傾斜量，即，轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0的傾斜角θ。編碼器26檢測(cè)電機(jī)24使擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3相對(duì)于支撐單元11的傾斜量。高度檢測(cè)單元12e、20e和編碼器26的輸出被輸入到主控制器41。
圖31示出了主控制電路41的電結(jié)構(gòu)方框圖。例如通過(guò)供電電路52，將由插頭51輸入的商用AC電力轉(zhuǎn)換成140V、100V、15V、12V和5V的DC電力。轉(zhuǎn)換的每一DC電力供應(yīng)到主控制電路41的每一電路中。在主控制電路41中，包括微處理器53a的主控制器53控制平衡訓(xùn)練機(jī)1的全部操作。例如，主控制器53在操作單元9的諸如LCD(液晶顯示器)等監(jiān)視器顯示裝置上，顯示信息等等，并且通過(guò)操作單元驅(qū)動(dòng)電路54，接收例如相應(yīng)于來(lái)自操作電路91的用戶的操作的信號(hào)。與相應(yīng)于用戶操作的信號(hào)、通過(guò)傳感器信號(hào)處理電路55輸入的電機(jī)的角位置和轉(zhuǎn)速的信號(hào)、通過(guò)傳感器驅(qū)動(dòng)電路56、57、58輸入的高度檢測(cè)單元12e、20e和編碼器26的檢測(cè)結(jié)果的信號(hào)相對(duì)應(yīng)，主控制器53通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路59驅(qū)動(dòng)用于擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的電機(jī)13，并且通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路60驅(qū)動(dòng)用于傾斜的電機(jī)12d、20d、24。
應(yīng)當(dāng)注意的是，如圖32所示，當(dāng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)12d改變轉(zhuǎn)動(dòng)軸線T0的傾斜角θ時(shí)，主控制器53可以轉(zhuǎn)換用于產(chǎn)生座椅2的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的電機(jī)13的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。此外，相對(duì)于在座椅2以連續(xù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)被提升時(shí)電機(jī)13的轉(zhuǎn)速，在座椅2被提升時(shí)主控制器53可以使電機(jī)13的轉(zhuǎn)速變慢。
通過(guò)轉(zhuǎn)換電機(jī)13的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，可以使座椅2沿相反的軌跡運(yùn)動(dòng)，使得受訓(xùn)者無(wú)需反向坐在座椅上，即可以體驗(yàn)不同于電機(jī)13沿正常方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的訓(xùn)練。這樣，可以增強(qiáng)受訓(xùn)者不經(jīng)常使用的身體部分的肌肉。
此外，通過(guò)在座椅2提升時(shí)使電機(jī)13的轉(zhuǎn)速變慢，并且在座椅2降低時(shí)使電機(jī)13的速度加快，可以降低電機(jī)13所需的最大扭矩，這樣，緊湊型電機(jī)可以用作產(chǎn)生座椅2的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的電機(jī)13，由此可以縮小擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3的尺寸。此外，通過(guò)在座椅2提升時(shí)使電機(jī)13的轉(zhuǎn)速變慢，并且在座椅2降低時(shí)使電機(jī)13的速度加快，即使座椅2沿豎直方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的行程相同，也可以增加由于在腳鐙7上的腳重量產(chǎn)生的負(fù)擔(dān)。
本申請(qǐng)基于在2006年5月26日在日本遞交的日本專利申請(qǐng)2006-146596和2006-145542，其內(nèi)容合并于此作為參考。
雖然以舉例的方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了全面描述，應(yīng)當(dāng)理解的是，各種明顯的變化和改型對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言都是顯而易見(jiàn)的。因此，除非所述變化和改型脫離了本發(fā)明的范圍，其應(yīng)當(dāng)理解為包括在本發(fā)明內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種平衡訓(xùn)練機(jī)(1)，包括座椅(2)，受訓(xùn)者坐在該座椅上；擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)，其擺動(dòng)該座椅(2)；可延伸收縮的機(jī)構(gòu)(12、20)，其通過(guò)延伸或收縮，改變?cè)撟?2)和該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)之間的距離，以改變?cè)撟?2)的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的行程；以及控制器(41、53)，其控制該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)和該可延伸收縮的機(jī)構(gòu)(12、20)。
2.如權(quán)利要求1所述的平衡訓(xùn)練機(jī)，還包括支撐單元(11)，其支撐該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)，該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)能夠圍繞預(yù)定轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(T0)轉(zhuǎn)動(dòng)；支撐架(4)，其可安置在地面(5)上，并且支撐該支撐單元(11)，該支撐單元(11)能夠圍繞第一水平軸線(T1)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且其中該可延伸收縮的機(jī)構(gòu)(12、20)包括第一傾斜機(jī)構(gòu)(12)，其設(shè)置在該支撐架(4)和該支撐單元(11)之間，并且在豎直平面內(nèi)改變?cè)摂[動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(T0)的傾斜角(θ)；以及第二傾斜機(jī)構(gòu)(20)，其設(shè)置在該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)和該座椅(2)之間，并且改變?cè)撟?2)的傾斜角。
3.如權(quán)利要求2所述的平衡訓(xùn)練機(jī)，其中該控制器(41)控制驅(qū)動(dòng)彼此關(guān)聯(lián)的該第一傾斜機(jī)構(gòu)(12)和該第二傾斜機(jī)構(gòu)(20)，以通過(guò)該第二傾斜機(jī)構(gòu)的延伸或收縮，補(bǔ)償由于該第一傾斜機(jī)構(gòu)(12)的延伸或收縮而產(chǎn)生的座椅(2)的傾斜的至少一部分。
4.如權(quán)利要求2所述的平衡訓(xùn)練機(jī)，其中該控制器(41)控制驅(qū)動(dòng)該第一傾斜機(jī)構(gòu)(12)，使該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(T0)的傾斜角(θ)在近似水平到近似豎直的范圍內(nèi)變化。
5.如權(quán)利要求2所述的平衡訓(xùn)練機(jī)，其中該控制器(41)控制驅(qū)動(dòng)彼此關(guān)聯(lián)的該第一傾斜機(jī)構(gòu)(12)和第二傾斜機(jī)構(gòu)(20)，以改變?cè)摂[動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(T0)的傾斜角(θ)，使該座椅(2)的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)在圍繞水平軸線的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)和圍繞豎直軸線的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)之間變化，同時(shí)通過(guò)該第二傾斜機(jī)構(gòu)的延伸或收縮，補(bǔ)償由于該第一傾斜機(jī)構(gòu)(12)的延伸或收縮產(chǎn)生的座椅(2)的傾斜的至少一部分。
6.如權(quán)利要求1所述的平衡訓(xùn)練機(jī)，其中該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)包括電機(jī)(13)、以及分別通過(guò)電機(jī)(13)的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)齒輪(14)和第二驅(qū)動(dòng)齒輪(15)；該第一驅(qū)動(dòng)齒輪(14)具有偏心軸(14c、14d)，所述偏心軸在包含該平衡訓(xùn)練機(jī)(1)的前后方向(X方向)和豎直方向(Z方向)的第一豎直平面內(nèi)產(chǎn)生位移，從而，該座椅(2)在該第一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)；以及該第二驅(qū)動(dòng)齒輪(15)具有偏心軸(15b)，該偏心軸在包含該平衡訓(xùn)練機(jī)(1)的寬度方向(Y方向)和豎直方向(Z方向)的第二豎直平面內(nèi)產(chǎn)生位移，從而，該座椅(2)在該第二豎直平面內(nèi)擺動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的平衡訓(xùn)練機(jī)，其中該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)具有一機(jī)構(gòu)(16、17、18、19)，以將該第一豎直平面內(nèi)的移動(dòng)轉(zhuǎn)換成該座椅(2)的形成橢圓形軌跡(R1)的運(yùn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求6所述的平衡訓(xùn)練機(jī)，其中相對(duì)于在該座椅(2)以連續(xù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)被提升時(shí)的該電機(jī)(13)的轉(zhuǎn)速，在該座椅(2)被提升時(shí)，該主控制器(41、53)使該電機(jī)(13)的轉(zhuǎn)速變慢。
9.如權(quán)利要求1所述的平衡訓(xùn)練機(jī)，還包括偏移機(jī)構(gòu)(6、21、22、23、24)，其使該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)圍繞該轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(T0)偏移。
全文摘要
在平衡訓(xùn)練機(jī)(1)中，沿前后方向(X方向)和寬度方向(Y方向)擺動(dòng)座椅(2)的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)圍繞預(yù)定轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(T0)可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在支撐單元(11)上。豎起或放下轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(T0)的第一傾斜機(jī)構(gòu)(12)設(shè)置在支撐單元(11)和支撐架(4)之間?？裳a(bǔ)償座椅(2)的姿勢(shì)的第二傾斜機(jī)構(gòu)(20)設(shè)置在座椅(2)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)之間。通過(guò)彼此獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)、第一傾斜機(jī)構(gòu)(12)和第二傾斜機(jī)構(gòu)(20)，可以延長(zhǎng)或縮短座椅的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的行程?；蛘?，通過(guò)彼此關(guān)聯(lián)地驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)、第一傾斜機(jī)構(gòu)(12)和第二傾斜機(jī)構(gòu)(20)，可以改變座椅(2)的運(yùn)動(dòng)軌跡。
文檔編號(hào)A61H1/00GK101077451SQ20071010454
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月26日
發(fā)明者中西隆介 申請(qǐng)人:松下電工株式會(huì)社