專利名稱：運動輔助裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種借助外部物理方法來輔助使用者身體運動的運動輔助裝置。
背景技術：
常規(guī)上已經(jīng)提供了一種允許進行輕松的戶外運動的運動裝置。例如，日本未審專 利申請公開No. 2004-261256和日本未審專利申請公開No. 2004-267724分別公開了運動輔 助裝置。每個運動輔助裝置具有支撐使用者的腳的腳踏板和用來擺動腳踏板的驅(qū)動單元。老年人希望鍛煉他們的肌肉以保持平衡站立，而不會摔倒。但是，上述傳統(tǒng)的運動 輔助裝置僅僅是允許腳進行簡單的屈伸運動以改善血液循環(huán)，因此在毫不費力且有效地鍛 煉肌肉以保持平衡站立方面，需要進行改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮上述問題而設計，目的是提供一種運動輔助裝置，這種裝置能借助外 部物理途徑刺激使用者的腳并毫不費力且有效地鍛煉肌肉以保持平衡站立。為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明構造為一種運動輔助裝置，該裝置具有構造成支撐使 用者的腳的腳支撐部2 ；和多個促動器，分別設置在腳支撐部2的上表面上的與使用者的腳 的腳掌接觸的區(qū)域上，每個促動器構造成具有能夠垂直移動的頂部，其中，促動器布置成彼 此協(xié)同地運動。根據(jù)該運動輔助裝置，即使難于進行劇烈運動的老年人也可以站在這些促 動器上并保持站立姿勢，以便在保持站立姿勢平衡的同時刺激雙腳的肌肉群并毫不費力且 有效地鍛煉用于站立的肌肉。優(yōu)選地，這些促動器在每個區(qū)域內(nèi)布置成面狀，從而接觸使用者的每個腳的整個 腳掌。通過這種方式，促動器可以作用于每個腳的整個腳掌。優(yōu)選地，這些促動器布置成接觸至少使用者腳趾的腳掌。通過這種方式，使用者不 僅可以使至少使用者的腳背屈，而且還可以使使用者的腳趾彎曲和屈伸。還優(yōu)選的是，促動 器布置成接觸至少使用者腳的足弓的腳掌。在這種情況下，至少使用者的腳可以彎成弓形。 還優(yōu)選的是，促動器布置成接觸至少使用者腳的腳趾和腳后跟的腳掌。在這種情況下，使用 者可以使腳背屈(dorsiflex)或跖屈(plantarflex)。此外，優(yōu)選地，促動器布置成具有產(chǎn)生變化的凹凸圖案的頂部。通過這種方式，可 以交替地切換凹凸圖案，以向使用者施加各種刺激。優(yōu)選地，促動器是氣囊5的形式。這允許向腳掌施加柔和的壓力，并且在氣囊不膨 脹時緊湊存放，以使其不會造成妨礙。此外，優(yōu)選地，腳支撐部2具有分別用于接收使用者的左腳和右腳的左腳支持臺 2a和右腳支持臺2b，并且，設置有驅(qū)動單元3，以使左腳支持臺2a和右腳支持臺2b移動。 這允許將使用者在促動器上保持平衡的同時刺激雙腳的肌肉群并毫不費力且有效地鍛煉 用于站立的肌肉的上述輔助運動與通過使左腳和右腳沿著預定軌跡運動來刺激使用者腿 部的各肌肉群的另一輔助運動結(jié)合起來。
為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明可以構造為一種運動輔助裝置，該裝置具有支撐使用 者的左腳的左腳支持臺2a ；支撐使用者的右腳的右腳支持臺2b ；驅(qū)動單元3，構造成使左腳 支持臺2a和右腳支持臺2b移動；和彈性構件，設置在左腳和右腳支持臺2a和2b中每一個 的上表面上，以接觸使用者的腳的腳掌。根據(jù)該運動輔助裝置，可以通過使左右腳沿著預定軌跡移動來刺激使用者腿部的 各肌肉群。此外，在運動過程中，彈性構件產(chǎn)生的反作用力可以破壞使用者的平衡。因此， 即使認為難于進行劇烈運動的老年人也可以站在該彈性構件上并保持站立姿勢，從而在保 持站立姿勢平衡的同時刺激雙腳的肌肉群并毫不費力且有效地鍛煉用于站立的肌肉。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的運動輔助裝置的一個示例的平面圖；圖2A是示出運動輔助裝置的操作的側(cè)視圖，圖2B是示出運動輔助裝置的操作的 側(cè)視圖，圖2C也是示出運動輔助裝置的操作的側(cè)視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的運動輔助裝置的另一示例的主要部分的分解透視圖；圖4是上述運動輔助裝置的主要部分的平面圖；圖5是運動輔助裝置的后方的主要部分的橫截面圖；圖6是運動輔助裝置的主要部分的橫截面圖；圖7A是運動輔助裝置的驅(qū)動單元的功能說明圖，圖7B也是運動輔助裝置的驅(qū)動 單元的功能說明圖；圖8是示出運動輔助裝置的右手側(cè)的主要橫截面圖；圖9是運動輔助裝置的主要部分的透視圖；圖IOA是運動輔助裝置的主要部分的操作說明圖，圖IOB也是運動輔助裝置的主 要部分的操作說明圖；圖IlA是運動輔助裝置的另一構造的主要部分的操作說明圖，圖IlB是運動輔助 裝置的另一構造的主要部分的操作說明圖；和圖12是示出運動輔助裝置在使用中時腳的位置的說明圖。
具體實施例方式下面根據(jù)附圖中所示的實施例來描述本發(fā)明。圖1和2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例 的運動輔助裝置的一個示例。本實施例的運動輔助裝置是在使用者保持站立姿勢時支撐使 用者的雙腳的立式運動輔助裝置。該運動輔助裝置具有腳支撐部2，構造成支撐使用者的 腳；多個氣囊5，分別設置在腳支撐部2的上表面上的與使用者的腳掌接觸的區(qū)域上；和換 氣泵送設備(ventilation pumping device)(未示出)，用于使這些氣囊5膨脹和收縮。腳支撐部2的上表面具有寬度足夠的平的表面，以允許使用者把腳放置于其上并 穩(wěn)定地保持使用者的站立姿勢。在腳支撐部2中，用于放置左右腳的位置標記有腳的圖案。 所述多個氣囊5布置在平面中以基本上覆蓋整個標記區(qū)域。所述多個氣囊5以矩陣形式縱向和橫向布置。氣囊5包括用于五個腳趾的腳趾氣 囊5a、一對前腳掌氣囊5b、兩對中部腳掌氣囊5c和一對后腳掌氣囊5d。腳趾氣囊5a橫向 設置，以與使用者的腳趾接觸。前腳掌氣囊5b橫向設置，以與使用者的前腳掌接觸。中部
4腳掌氣囊5c縱向和橫向設置，以與使用者的足弓接觸。后腳掌氣囊5d橫向設置，以與使用 者的腳后跟接觸。
，也可以采用其它構造作為這些促動器。在其它構造的一個示例中，自由地 垂直滑動的凸起構件設置成與每個腳掌的預定部位接觸，從而被驅(qū)動以垂直移動。在采用 該凸起構件的這種構造中，優(yōu)選的是，使用利用馬達和齒輪而使凸起構件垂直滑動的促動 器，特別是在承受使用者體重的部分。通過泵送設備的換氣來控制這些氣囊5，以使它們協(xié)調(diào)地工作。每個氣囊5被驅(qū) 動以改變其頂部的高度，使得多個氣囊5可以形成多個可自由變化的凹凸圖案。使用者將 他/她的腳的腳掌放在該變化的凹凸圖案上并保持站立姿勢，從而在保持站立姿勢平衡的 同時，刺激雙腳的肌肉群，并不費力氣且有效地訓練用于站立的肌肉。當凹凸圖案設定成使得前側(cè)的氣囊5膨脹得更大(例如，使得腳趾氣囊5a、前腳掌 氣囊5b、中部腳掌氣囊5c和后腳掌氣囊5d的頂部的垂直位置的高度以此順序降低)時，腳 掌放在凹凸圖案上的使用者的每只腳處于背屈狀態(tài)(見圖2A)。此外，當凹凸圖案設定成使 得后側(cè)的氣囊5膨脹得更大(例如，使得腳趾氣囊5a、前腳掌氣囊5b、中部腳掌氣囊5c和 后腳掌氣囊5d的頂部的垂直位置的高度以此順序增加)時，腳掌放在凹凸圖案上的使用者 的每只腳處于跖屈狀態(tài)(見圖2B)。當位于縱向方向上的中心部的中部腳掌氣囊5c膨脹而使其頂部顯著向上突出 時，腳掌放在凹凸圖案上的使用者的每只腳彎成弓形(見圖2C)。由于所述多個腳趾氣囊5a、前腳掌氣囊5b、中部腳掌氣囊5c和后腳掌氣囊5d成 對地設置在左右兩側(cè)，所以，當使成對的頂部的垂直位置之間存在差異時，可以(向腳)施 加內(nèi)部或外部傾斜。例如，在用于放置左腳的氣囊5a、5b、5c和5d中，當左手側(cè)的頂部的垂 直位置設定成比右手側(cè)的頂部的垂直位置低時，外部傾斜可以加至左腳。當右手側(cè)的頂部 的垂直位置設定成比左手側(cè)的頂部的垂直位置低時，內(nèi)部傾斜可以加至左腳。在用于放置右腳的氣囊5a、5b、5c和5d中，當右手側(cè)的頂部的垂直位置設定成比 左手側(cè)的頂部的垂直位置低時，外部傾斜可以加至右腳。當左手側(cè)的頂部的垂直位置設定 成比右手側(cè)的頂部的垂直位置低時，內(nèi)部傾斜可以加至右腳。對于這種凹凸圖案，可以構想出并適當設定各種組合。當使用者將他/她的腳放 置在凹凸圖案上并保持站立姿勢時，泵送設備使氣囊5自動地膨脹和收縮，并交替地切換 凹凸圖案。因此，甚至是認為難以進行劇烈運動的老年人也可以在保持站立姿勢平衡的同 時刺激雙腳的肌肉群，并不費力且有效地鍛煉用于站立的肌肉。不一定要設置全部所示示例的氣囊5。氣囊5需要具有至少腳趾氣囊5a，用于與 腳趾接觸。全部的腳趾氣囊可以構造成膨脹以使使用者的腳背屈?？商娲兀總€腳趾氣 囊可以構造成單獨地膨脹以使每個腳趾跖屈。此外，氣囊5可以具有至少中部腳掌氣囊5c
5以與足弓接觸。中部腳掌氣囊5c構造成膨脹，以允許腳彎成弓形。此外，氣囊5可以具有至少腳趾氣囊5a和后腳掌氣囊5d，以分別與使用者的腳趾 和腳后跟接觸。在該構造中，不僅可以使腳趾氣囊5a膨脹而讓腳背屈，而且還可以使后腳 掌氣囊5d膨脹而讓腳跖屈。圖3至12示出根據(jù)本發(fā)明實施例的運動輔助裝置的另一示例。要指出，省略了 對與上述示例的構造相同的構造的詳細描述，在下面僅詳細描述不同于以上示例的特征構造。在本實施例的運動輔助裝置中，利用支撐使用者的左腳和右腳的左腳支持臺2a 和右腳支持臺2b來形成用于支撐使用者的腳的腳支撐部2。左腳支持臺2a和右腳支持臺 2b的踏板21 (下面描述)具有布置于其中的氣囊5a、5b、5c和5d。在除了圖3和9的附圖 中，省略了氣囊5a、5b、5c和5d的圖示。該實施例的運動輔助裝置具有用于使左腳支持臺2a和右腳支持臺2b往復運動的 驅(qū)動單元3，其中，左腳支持臺2a和右腳支持臺2b設置成與氣囊5a、5b、5c和5d的膨脹和 收縮協(xié)同操作。這允許將使用者在由氣囊5a、5b、5c和5d形成的凹凸圖案上保持站立姿勢 平衡的同時刺激肌肉群的示例中所描述的輔助運動與通過使左腳和右腳沿著預定軌跡往 復運動來刺激使用者腿部的各肌肉群的另一輔助運動結(jié)合起來。下面詳細描述左腳支持臺 2a、右腳支持臺2b和用于使左腳支持臺2a和右腳支持臺2b往復運動的驅(qū)動單元3。在該實施例中，基座板Ia設置為放在地板上的底座，如圖3和4所示。雖然所示 出的基座板Ia是長方體的形狀，但是對基座板Ia的外部形狀并沒有特別的限制。為了簡 化下面的描述，當基座板Ia放置在地板上時，基座板Ia的上表面與地板表面平行。因此， 圖3和4中所示的垂直位置就是該運動輔助裝置處于使用中時得到的垂直位置。上板Ib布置在基座板Ia上，并且，通過將基座板Ia和上板Ib連接在一起而形成 殼體1。用于支撐使用者的左腳和右腳的左腳支持臺2a和右腳支持臺2b、以及用于使左腳 支持臺2a和右腳支持臺2b的位置移動的驅(qū)動單元3布置在基座板Ia上。要指出，圖3和 圖4中示出的箭頭X的方向均表示前方。其它附圖中的箭頭X也表示前方。左腳支持臺2a和右腳支持臺2b分別通過開口窗1 la、1 Ib露出，兩個開口窗11a、 lib設置為厚度方向上的通孔的形式。每個開口窗IlaUlb開設為矩形的形狀。但是，在開 口窗IlaUlb中，沿著較長方向的中心線朝殼體1的縱向方向傾斜，并且，在殼體1的前端 側(cè)，中心線之間的距離大于在后端側(cè)的。如圖5所示，滑動凹槽12開設在每個開口窗IlaUlb的寬度方向上的兩側(cè)，以面 對每個開口窗IlaUlb的內(nèi)側(cè)。形成在踏板罩22中的凸緣部22a可滑動地插入到每個滑 動凹槽12中。踏板罩22與用于放置腳掌的踏板21 —起構成左腳支持臺2a和右腳支持臺 2b，并且該踏板罩22具有形成為矩形筒狀的主體22a。凸緣部22b沿著位于主體22a的一 側(cè)的開口表面(上表面)在主體22a的整個周邊上延伸。附接板22c—體形成在踏板罩22 的主體22a內(nèi)側(cè)的下部。主體22a形成為使得其較長方向和寬度方向小于開口窗l(fā)la、llb。凸緣部22b形 成為使得其較長方向和寬度方向大于開口窗l(fā)la、llb。此外，每個滑動凹槽12與底部之間 的距離大于凸緣部22b與前端之間的距離。因此，踏板罩22可以在寬度方向和較長方向上 在滑動凹槽12的范圍內(nèi)移動。
每個踏板21形成為略小于踏板罩22的主體22a的內(nèi)周邊的矩形板。踏板21還 形成為供使用者放置他/她的整個腳的足夠大的尺寸。折疊成倒C形的罩構件21a、21b — 體形成于踏板21的下表面周邊部。沿著踏板21的寬度方向分開的一對軸承21c在由踏板 21的下表面上的罩構件21a、21b包圍的部分中與踏板21 —體形成。具有向上開口的大致倒C形的橫截面的軸承板23固定到設置在踏板罩22中的附 接板22c的上表面。設置在踏板21中的軸承21c抵靠軸承板23的每個支腿件23a的外表 面。此外，設置了穿過軸承板23的兩個支腿件23a和兩個軸承21c的軸部24。因此，軸部 24沿著踏板21的寬度方向設置，并且使踏板21能夠圍繞軸部24轉(zhuǎn)動，以便其在較長方向 上的前部和后部相對于踏板罩22垂直地運動。設置上述的罩構件21a、21b是為了防止在 踏板21相對于踏板罩22轉(zhuǎn)動時在踏板21的下表面與踏板罩22之間形成間隙。具有開放的下表面且橫截面基本上為倒C形的托架41附接到設置在踏板罩22中 的附接板22c的下表面。兩個輪子42附接到托架41的每個支腿件41a的外側(cè)表面。兩個 導軌43在基座板Ia的上表面中固定到每個左腳支持臺2a和右腳支持臺2b，并且，托架41 放置在導軌43上，使得輪子42在設置于導軌43的上表面上的導軌凹槽3a中滾動。用于 防止輪子42脫出導軌凹槽43a的防脫軌板44設置在每個導軌43的上表面上(見圖6)。順便提及，每個導軌43的較長方向不同于設置在殼體1中的開口窗IlaUlb的較 長方向。如上所述，在開口窗IlaUlb中，在殼體1的前端側(cè)，每條中心線沿著較長方向的 傾角大于在后端側(cè)的。每個導軌43的較長方向也在殼體1的縱向方向上以相同的方式傾 斜。每個導軌43設置成具有比每個開口窗IlaUlb更大程度地偏離殼體1的縱向方 向的縱向方向。例如，當每個開口窗IlaUlb的縱向方向偏離殼體1的縱向方向30度時，導 軌43設置成其縱向方向偏離殼體1的縱向方向45度。換句話說，導軌43的較長方向設置 在這樣的方向在腿放置在左腳支持臺2a和右腳支持臺2b上且腿的中心線與開口窗11a、 lib的較長方向一致時，即使在通過使左腳支持臺2a和右腳支持臺2b沿著導軌43移動來 改變腿的位置時，也不會有剪切力作用在膝關節(jié)上。要指出，本實施例示出了左腳支持臺2a 和右腳支持臺2b按照期望在縱向方向與水平方向結(jié)合起來的移動路徑上移動的示例。然 而，取決于導軌43的布置方向，左腳支持臺2a和右腳支持臺2b可以在縱向方向或水平方 向上移動。根據(jù)上述構造，左腳支持臺2a和右腳支持臺2b可以沿著每個導軌43的較長方向 往復運動。由于每個導軌43的較長方向相對于開口窗IlaUlb在較長方向上的中心線傾 斜，因此踏板21和踏板罩22在與縱向方向相交的方向上在開口窗IlaUlb內(nèi)移動。換句 話說，托架41、輪子42、導軌43和防脫軌板44用作限制左腳支持臺2a和右腳支持臺2b的 移動路徑的引導部4。如圖7所示，用于使左腳支持臺2a和右腳支持臺2b移動的驅(qū)動單元3具有驅(qū)動 源31，產(chǎn)生驅(qū)動力；系統(tǒng)分隔部32，用于將驅(qū)動力分到兩個系統(tǒng)中，從而將驅(qū)動力傳遞到左 腳支持臺2a和右腳支持臺2b ；和往復驅(qū)動部33，通過利用驅(qū)動力，使托架41沿著每個導軌 43往復運動。本實施例采用了圖7A中所示的驅(qū)動力由系統(tǒng)分隔部32分離且分離后的驅(qū)動 力傳遞到往復驅(qū)動部33的構造。然而，如圖7B所示，由往復驅(qū)動部33獲得的用于往復驅(qū) 動的驅(qū)動力可以被系統(tǒng)分隔部32分到兩個系統(tǒng)中。
進一步具體描述驅(qū)動單元3。采用旋轉(zhuǎn)馬達(以下簡稱為“馬達”，附圖標記為31) 作為驅(qū)動源31，并且系統(tǒng)分隔部32耦接到馬達31的輸出軸31a。系統(tǒng)分隔部32具有耦接到馬達31的輸出軸31a的蝸桿(第一齒輪)32a、以及與 蝸桿32a嚙合的一對蝸輪(第二齒輪)32b。蝸桿32a和兩個蝸輪32b存放在固定于基座板 Ia的齒輪箱34中。齒輪箱34包括上表面具有開口的齒輪盒34a ；和布置成覆蓋齒輪盒 34a的開口表面的蓋板34b。用于支承蝸桿32a的在縱向方向上的兩端部的一對軸承32c 附接在齒輪盒34a與蓋板34b之間。由齒輪盒34a和蓋板34b保持的旋轉(zhuǎn)軸35插入到每個蝸輪32b中，并且，蝸輪32b 和旋轉(zhuǎn)軸35彼此連接，以便旋轉(zhuǎn)軸35與蝸輪32b —起旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)軸35的上端部，形成 具有非圓形橫截面(附圖中是矩形)的連接部35a。馬達31位于設置在齒輪盒34a中的開口接收部34c和固定到基座板Ia的開口接 收板13a上，并通過布置成覆蓋齒輪盒34a的蓋板34b和連接到開口接收板13a的保持板 13b固定到基座板la。如圖8所示，往復驅(qū)動部33具有曲柄板36，曲柄板36的一個端部連接到旋轉(zhuǎn)軸 35的連接部35a ；和曲柄桿38，曲柄桿38通過曲軸37連接到曲柄板36。曲軸37的一個端 部固定到曲柄板36，而曲軸37的另一端部由軸承38a保持，軸承38a由曲柄桿38的一個端 部保持。換句話說，曲柄桿38的一個端部連接到曲柄板36，從而可以轉(zhuǎn)動。曲柄桿38的另 一端部利用軸構件38b連接到托架41。曲柄桿38的另一端部連接到托架41，從而可以轉(zhuǎn) 動。從以上描述的構造可知，曲柄桿38用作用于將蝸輪32b的扭矩轉(zhuǎn)換為托架41的 往復運動的轉(zhuǎn)換機構。曲柄桿38設置在每個蝸輪32b中，并且托架41設置在每個左腳支 持臺2a和右腳支持臺2b中。因此，曲柄桿38用作用于將蝸輪32b的扭矩轉(zhuǎn)換為每個左腳 支持臺2a和右腳支持臺2b的往復運動的轉(zhuǎn)換機構。如上所述，由于移動路徑由輪子42和導軌43限制，因此隨著蝸輪32b旋轉(zhuǎn)，托架 41沿著導軌43的較長方向往復移動。即，馬達31的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由蝸桿32a和蝸輪32b傳遞到 曲柄板36。然后，托架41借助連接到曲柄板36的曲柄桿38而沿著每個導軌43進行往復 直線運動。因此，連接到托架41的踏板罩22沿著導軌43往復運動，使得每個左腳支持臺 2a和右腳支持臺2b在每個導軌43的縱向方向上往復運動。在本實施例中，左腳支持臺2a和右腳支持臺2b由驅(qū)動單元3彼此協(xié)同地驅(qū)動，這 是因為，驅(qū)動力由蝸桿32a和蝸輪32b分入兩個系統(tǒng)中，并且根據(jù)系統(tǒng)而用作左腳支持臺2a 和右腳支持臺2b的驅(qū)動力。這里，每個蝸輪32b與蝸桿32a嚙合的位置改變180度，因此， 當左腳支持臺2a位于其運動范圍的后端時，右腳支持臺2b位于其運動范圍的前端。左腳 支持臺2a的運動范圍的后端對應于左腳支持臺2a的運動范圍的右端。右腳支持臺2b的 運動范圍的前端對應于右腳支持臺2b的運動范圍的右端。因此，左腳支持臺2a和右腳支 持臺2b在相同的水平方向上移動。從以上描述的構造可以理解，左腳支持臺2a與右腳支持臺2b之間的運動的相位 差可以根據(jù)蝸桿32a與蝸輪32b嚙合的位置而適當?shù)卦O置。通過站在左腳支持臺2a和右 腳支持臺2b上而在站立位置使用運動輔助裝置時，可以如本實施例中那樣設置180度的相 位差，以便平衡能力差的使用者可以使用該運動輔助裝置，因為需要使用者的重心發(fā)生較少的縱向移動。相反，在沒有設置相位差時，使用者的重心需要在縱向方向上移動。因此， 該運動輔助裝置不僅對鍛煉腿部的肌肉群有用，而且對鍛煉下背的肌肉群也有用。由于設置在左腳支持臺2a和右腳支持臺2b中的踏板21可以相對于踏板罩22圍 繞軸部24轉(zhuǎn)動，因此每個踏板21的前端部的高度與后端部的高度可以彼此不同，如圖9所 示。換句話說，通過使放在踏板21上的腳的各腳尖高度不同于腳后跟的高度，可以使踝關 節(jié)背屈和跖屈。這里，為了使踏板21圍繞軸部24的轉(zhuǎn)動與沿著導軌43的往復運動相關聯(lián)，至少 局部地具有傾斜表面14a的引導表面14沿著踏板21的移動路徑形成在基座板Ia中，如圖 10所示。此外，抵靠引導表面14的仿形凸起部25設置在踏板21的下表面上。在所示的 示例中，相對于基座板Ia的上表面以固定角度傾斜的傾斜表面14形成在引導表面14的整 個長度上，但是對引導表面14的形狀沒有特別的限制，而只需要引導表面14的一部分具有 傾斜表面14a。仿形凸起部25的前端的材料和形狀可以進行選擇，以便減小與引導表面14 的摩擦系數(shù)，并且，在本實施例中，仿形凸起部25的前端處設置有在引導表面14上滾動的 棍子25a。如上所述，由于設置了抵靠引導表面14的仿形凸起部25，所以當左腳支持臺2a和 右腳支持臺2b隨著馬達31的旋轉(zhuǎn)而往復運動時，從而當仿形凸起部25抵靠設置在引導表 面14上的傾斜表面14a時，踏板21相對于基座板Ia的角度隨著踏板21圍繞軸部24轉(zhuǎn)動 而改變。因此，可以使踝關節(jié)背屈和跖屈。在上述示例中，要指出，基座板Ia設置有引導表面14，踏板21設置有仿形凸起部 25。然而，如圖11所示，可以通過使踏板21設置有引導表面14并使基座板Ia設置有仿形 凸起部25來實現(xiàn)相同的操作。在上述的構造示例中，驅(qū)動單元3的系統(tǒng)分隔部32構造成，采用蝸桿32a和蝸輪 32b來實現(xiàn)馬達31的輸出軸31a和與蝸輪32b —起旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸35的正交角度之間的扭 矩傳遞并用于減速。然而，可以采用皮帶來實現(xiàn)馬達31的輸出軸31a與旋轉(zhuǎn)軸35的正交 角度之間的扭矩傳遞。在這種情況下，通過使用由皮帶纏繞的帶輪來代替蝸輪32b，可以省 去蝸桿32a。此外，在以上所述的構造示例中，馬達31的輸出軸31a沿著基座板Ia的上表面設 置，但是當輸出軸31a設置成與基座板Ia的上表面垂直時，可以不通過蝸桿32a和蝸輪32b 的組合，而是通過正齒輪的組合來實現(xiàn)扭矩傳遞和系統(tǒng)分隔。在這種構造中，可以用帶輪來 代替正齒輪，并且可以利用皮帶在帶輪之間傳遞扭矩。順便提及，通過站立在裝置上而使用該裝置時，在左腳支持臺2a和右腳支持臺2b 停止在其初始位置時，左腳和右腳放置在左腳支持臺2a和右腳支持臺2b上，然后啟動驅(qū)動 單元3的操作。如圖12所示，左腳支持臺2a和右腳支持臺2b的較長方向Dx例如相對于 縱向方向(箭頭X的方向)設置成約9度，以便當站立在左腳支持臺2a和右腳支持臺2b 上時，使用者可以自然站立，而無需扭曲使用者的腿部。在初始位置，左腳支持臺2a和右腳支持臺2b對于縱向方向來講處于相同位置。 換句話說，在初始位置，左腳支持臺2a和右腳支持臺2b在水平方向上位于一條直線上。因 此，一旦使用者站在處于初始位置的左腳支持臺2a和右腳支持臺2b上，從使用者的重心向 下垂直畫出的直線穿過左腳支持臺2a和右腳支持臺2b之間的大致中間。
從上述構造可以看出，在驅(qū)動單元3的操作開始時，左腳支持臺2a的位置和右腳 支持臺2b的位置在縱向方向上發(fā)生改變，因此由于這種位置上的縱向變化而使它們在水 平方向上的位置發(fā)生變化。左腳支持臺2a和右腳支持臺2b沿著導軌43在直線上往復運 動。左腳支持臺2a和右腳支持臺2b在與腳的縱向方向不同的方向上移動。例如，每個左 腳支持臺2a和右腳支持臺2b形成為在相對于殼體1的縱向方向偏離45度的方向上移動。 該移動距離例如設定為20mm。如上所述，在左腳支持臺2a和右腳支持臺2b沿著導軌43往復運動的同時，踏板 21圍繞軸部24轉(zhuǎn)動。當踏板21向前移動時，仿形凸起部25爬上引導表面14的傾斜表面 14a,因此，在左腳支持臺2a和右腳支持臺2b的前端位置踝關節(jié)發(fā)生背屈，在左腳支持臺2a 和右腳支持臺2b的后端位置踝關節(jié)發(fā)生跖屈。軸部24的位置設置在腳后跟的腳掌附近， 并且跖屈和背屈的角度設定為相對于作為基準表面的基座板Ia的上表面為約10度。左腳支持臺2a和右腳支持臺2b的縱向位置與跖屈和背屈的關系可以與上述示例 中描述的關系相反。此外，相對于基準表面的跖屈和背屈的角度可以改變。這種操作可以 通過適當?shù)卦O定引導表面14的形狀容易地實現(xiàn)。如上所述，該實施例的運動輔助裝置允許將使用者在由氣囊5a、5b、5c和5d形成 的凹凸圖案上保持站立姿勢平衡的同時刺激肌肉群的示例中所描述的輔助運動與通過利 用驅(qū)動單元3使左腳和右腳沿著預定軌跡往復運動來刺激使用者腿部的各肌肉群的另一 輔助運動結(jié)合起來。作為這些輔助運動的結(jié)合，存在各種組合。換句話說，在保持站立姿勢并通過利用 氣囊5a、5b、5c和5d使腳背屈、跖屈、彎成弓形、向內(nèi)傾斜和向外傾斜的同時刺激雙腳的肌 肉群的輔助運動，以及通過使左腳支持臺2a和右腳支持臺2b往復運動而刺激雙腳肌肉群 的另一輔助運動，以及屈曲(buckling)和背屈運動，可以通過各種方式進行組合。在通過驅(qū)動單元3使左腳支持臺2a和右腳支持臺2b往復運動以使使用者的腳在 前端位置背屈并在后端位置跖屈、同時使用者的腳通過由氣囊5a、5b、5c和5d形成的凹凸 圖案而保持背屈狀態(tài)的情況下，由凹凸圖案產(chǎn)生的背屈狀態(tài)可以抵消在后端位置的跖屈狀 態(tài)，使得腳基本上是水平的，并且腳可以在前端位置明顯背屈。另一方面，在通過驅(qū)動單元3 使左腳支持臺2a和右腳支持臺2b往復運動、同時借助凹凸圖案保持使用者的腳處于屈曲 狀態(tài)的情況下，由凹凸圖案導致的屈曲狀態(tài)可以抵消在前端位置的背屈狀態(tài)，使得腳基本 上是水平的，并且腳可以在后端位置明顯屈曲。以此方式交替地切換輔助運動，可以通過氣 囊5a、5b、5c和5d的換氣來容易地實現(xiàn)。在上述其它示例的運動輔助裝置中，氣囊5a、5b、5c和5d可以不膨脹或收縮。換 句話說，在上述構造中，氣囊5a、5b、5c和5d用作垂直地驅(qū)動它們的頂部的促動器，并且每 個氣囊5a、5b、5c和5d設置成向使用者的每個腳掌主動地施加外力。另一方面，代替使氣 囊5a、5b、5c和5d吸入空氣或排出空氣，每個氣囊5a、5b、5c和5d可以隨著腳掌踏壓氣囊 而被動地向使用者的每個腳掌施加外力(反作用力)。而且在這種情況下，每個氣囊5a、5b、5c和5d在運動過程中被動施加的反作用力 可以通過各種方式打破使用者的平衡。為此，即使認為難于進行劇烈運動的老年人也可以 站在氣囊5上并保持站立姿勢，以在保持(站立姿勢)平衡的同時刺激雙腳的肌肉群并毫 不費力且有效地鍛煉用于站立的肌肉。對于圖中示出的氣囊5a、5b、5c和5d來說，不必提供多個氣囊5，因此可以在與每個腳掌接觸的部分中僅提供一個氣囊。如上所述，由于外力(反作用力)被動地施加于使用者，所以可以以相同的方式設 置彈性構件，而不是上述的氣囊5。作為這里要設置的彈性構件，任何彈性構件都適用，只要 其可以在使用者的每個腳掌的壓力作用下彈性變形并因此施加反作用力即可。例如，由海 綿或其它起泡材料(泡沫材料)制成的彈性構件適合使用。要指出，本發(fā)明的實施例僅僅是示例，顯然，在本發(fā)明的技術構思的范圍內(nèi)，本發(fā) 明可以以各種方式再現(xiàn)、改動或變化。
權利要求
一種運動輔助裝置，包括腳支撐部，構造成支撐使用者的腳；和多個促動器，分別設置在與使用者的腳的腳掌接觸的區(qū)域上，每個所述促動器構造成其頂部能夠垂直地移動；其中，所述促動器布置成彼此協(xié)同地運動。
2.如權利要求1所述的運動輔助裝置，其中，所述促動器布置在平面中，以接觸使用者 的每個腳的整個腳掌。
3.如權利要求1所述的運動輔助裝置，其中，所述促動器布置成接觸至少使用者腳趾 的腳掌。
4.如權利要求1所述的運動輔助裝置，其中，所述促動器布置成接觸至少使用者腳的 足弓的腳掌。
5.如權利要求1所述的運動輔助裝置，其中，所述促動器布置成接觸至少使用者腳的 腳趾和腳后跟的腳掌。
6.如權利要求1所述的運動輔助裝置，其中，所述促動器布置成其頂部產(chǎn)生變化的凹 凸圖案。
7.如權利要求1所述的運動輔助裝置，其中，所述促動器是氣囊的形式。
8.如權利要求1-7中任一項所述的運動輔助裝置，其中，所述腳支撐部包括分別用于 接收使用者的左腳和右腳的左腳支持臺和右腳支持臺，并且其中，設置驅(qū)動單元，以使左腳 支持臺和右腳支持臺移動。
9.一種運動輔助裝置，包括左腳支持臺，用于支撐使用者的左腳；右腳支持臺，用于支撐使用者的右腳；驅(qū)動單元，構造成使左腳支持臺和右腳支持臺移動；和彈性構件，設置在左腳支持臺和右腳支持臺中每一個的上表面上，以接觸使用者的腳 的腳掌。
全文摘要
一種運動輔助裝置，用于通過借助物理作用在外部刺激腳部，在平衡的同時自然且有效地鍛煉腿部支撐力。該運動輔助裝置包括支撐基座(2)，供使用者的腳放置；和多個氣囊(5)，布置在支撐基座(2)的上表面的與使用者的腳掌接觸的各部分處，使得頂部可以自由地上下運動，其中所述多個氣囊(5)布置成協(xié)同地操作。
文檔編號A63B23/08GK101909703SQ200880123660
公開日2010年12月8日 申請日期2008年10月24日 優(yōu)先權日2007年10月31日
發(fā)明者后藤孝夫, 四宮葉一, 小澤尚久, 越智和弘, 道盛章弘 申請人:松下電工株式會社