发明名称 脚部训练装置
摘要 脚部训练装置具有设置于固定位置的基座,支承使用者身体一部分的支承部,设置于基座与支承部之间的结合机构,结合机构将支承部可动地与基座相结合,藉由使用者的脚部位置与重心位置的相对位置的变位,让使用者的自重作用于脚部的负荷发生变化;而且还对支承部的可动方向进行了限制,至少在脚部承受的负荷增加时,使用者的脚部位置与重心位置的相对位置的变位方向被限制在膝关节的屈伸方向。这样,便可以有效地为使用者提供一种膝关节负担较小的运动。
申请公布号 TWI254627 申请公布日期 2006.05.11
申请号 TW093114366 申请日期 2004.05.21
申请人 松下电工股份有限公司 发明人 小泽尚久;四宫叶一;越智和弘;豊海百合贡;石野幸一;河本实
分类号 A61B5/11 主分类号 A61B5/11
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 1.一种脚部训练装置,其特征在于包含下列结构: 基座,设置于固定位置; 支承部,藉由让使用者自重的至少一部分作用于包 括大腿部在内的脚部,支承使用者身体的一部分; 以及 结合机构,使上述支承部可动地与上述基座相结合 ,藉由使用者的脚部位置与重心位置的相对位置的 变位,让使用者的自重作用于脚部的负荷产生变化 ,至少在脚部受到的负荷增加时,使用者的脚部位 置与重心位置的相对位置的变位方向被大致限制 在膝关节的屈伸方向。 2.如申请专利范围第1项所述之脚部训练装置,其特 征在于上述支承部包含让使用者搁脚的踏板。 3.如申请专利范围第1项所述之脚部训练装置,其特 征在于上述支承部包含让使用者保持坐着状态的 保持装置。 4.如申请专利范围第1项所述之脚部训练装置,其特 征在于上述支承部包含让使用者保持悬挂状态的 保持装置。 5.如申请专利范围第1项所述之脚部训练装置,其特 征在于上述结合机构对上述支承部的可动方向进 行限制,使得使用者的脚部位置与臀部位置之间的 距离大致一定。 6.如申请专利范围第3项所述之脚部训练装置,其特 征在于上述保持装置包含支承使用者臀部的座椅 部件,上述座椅部件藉由结合机构可摆动地结合于 上述基座。 7.如申请专利范围第6项所述之脚部训练装置,其特 征在于包含使上述座椅部件摆动的驱动装置。 8.如申请专利范围第2项所述之脚部训练装置,其特 征在于上述踏板藉由上述结合机构可在相对于基 座的水平方向与垂直方向中至少一个方向移动。 9.如申请专利范围第8项所述之脚部训练装置,其特 征在于上述结合机构包含设置于踏板下方的弹簧 部件。 10.如申请专利范围第1项所述之脚部训练装置,其 特征在于上述支承部包括保持使用者的臀部的座 椅部件,以及让使用者搁脚的踏板,上述座椅部件 藉由结合机构可摆动地结合于基座,脚部训练装置 还具有使上述踏板的动作与上述座椅部件的摆动 同步的连动装置。 11.如申请专利范围第10项所述之脚部训练装置,其 特征在于具有让上述座椅部件摆动的第1驱动装置 ,驱动上述踏板的第2驱动装置,控制上述第1驱动装 置与上述第2驱动装置使其同步的控制装置。 12.如申请专利范围第11项所述之脚部训练装置,其 特征在于上述控制装置让上述座椅部件在相对于 上述基座为垂直姿势的位置与相对于垂直姿势为5 度以下的倾斜姿势的位置之间往复摆动运动,同时 还对上述座椅部件与上述踏板的动作进行控制,使 得这时使用者的膝角度保持在40度以内,上述座椅 部件1秒钟内的往复摆动运动的往复次数在2次以 下。 13.如申请专利范围第6项所述之脚部训练装置,其 特征在于上述座椅部件包含藉由结合机构结合于 基座的立柱,设置于该立柱上端部、支承使用者臀 部的鞍座,以及将该鞍座结合于上述立柱、使上述 鞍座能相对于上述立柱做平行移动与转动中至少 一种移动的连接装置。 14.如申请专利范围第13项所述之脚部训练装置,其 特征在于上述连接装置使上述鞍座可相对于上述 立柱往复(seesaw)运动。 15.如申请专利范围第13项所述之脚部训练装置,其 特征在于上述连接装置让上述鞍座能在与上述立 柱的轴方向交叉的面内滑动。 16.如申请专利范围第15项所述之脚部训练装置,其 特征在于具有使上述鞍座相对于上述立柱滑动移 动的鞍座驱动装置。 17.如申请专利范围第13项所述之脚部训练装置,其 特征在于上述立柱能在其长度方向自由伸缩,脚部 训练装置包含能使得上述立柱进行伸缩的立柱驱 动装置。 18.如申请专利范围第13项所述之脚部训练装置,其 特征在于上述立柱能在其长度方向自由伸缩,脚部 训练装置还包含让使用者搁脚的踏板,控制上述座 椅部件摆动的第1驱动装置,使其与驱动上述踏板 的第2驱动装置,提供立柱伸缩运动的第3驱动装置, 以及使上述鞍座在与上述立柱轴方向交叉的面内 滑动的第4驱动装置中至少一个同步的控制装置。 19.如申请专利范围第1项所述之脚部训练装置,其 特征在于具有计测与代谢量有关的生理计测値的 计测装置,从计测装置的输出计算出代谢量的评价 装置,向使用者提供负荷的负荷提供装置,以及根 据评价装置提供的代谢量并藉由负荷提供装置对 施加给使用者的负荷进行控制的控制装置。 20.如申请专利范围第19项所述之脚部训练装置,其 特征在于上述评价装置以被上述负荷提供装置引 起其运动的肌肉的体积与在进行上述运动时肌肉 中的红肌纤维的体积中任何一个为加权系数,对生 理计测値进行加权,将加权后的生理计测値用作代 谢量。 21.如申请专利范围第1项所述之脚部训练装置,其 特征在于具有检测反映使用者的自重中作用于脚 部的负荷用的、安装在支承部的负重感测器,以及 将该负重感测器检测出的负荷的随时变化即时通 知使用者的负重变化通知装置。 22.如申请专利范围第10项所述之脚部训练装置,其 特征在于上述连动装置使上述踏板的动作与上述 座椅部件的摆动同步,使脚踏在上述踏板上的同时 坐在座椅部件的使用者的重心位置移动时,上述使 用者的膝关节弯曲角度在45度以内。 23.如申请专利范围第10项所述之脚部训练装置,其 特征在于上述连动装置使上述踏板的动作与上述 座椅部件的摆动同步,让上述使用者的重心位置移 动时,使用者的膝关节弯曲角度保持一定。 24.如申请专利范围第10项所述之脚部训练装置,其 特征在于选择性地提供使上述踏板的动作与上述 座椅部件的摆动同步,让脚踏在上述踏板上的同时 坐在上述座椅部件的使用者的重心位置移动时,上 述使用者的膝关节弯曲角度在45度以内的第1运动 模式,以及使上述踏板的动作与上述座椅部件的摆 动同步,使得上述使用者的重心位置移动时,上述 使用者的膝盖的弯曲角度基本上保持一定的第2运 动模式,上述脚部训练装置还具有选择上述第1运 动模式与上述第2运动模式中任何一个模式的选择 装置。 25.如申请专利范围第1项所述之脚部训练装置,其 特征在于具有输入使用者资料用的输入装置,根据 上述输入装置输入的资料算出上述使用者对支承 部施加的压力的适当范围的运算装置,检测上述使 用者对支承部实际施加的压力用的压力感测器,向 使用者显示上述运算装置提供的适当范围以及上 述压力感测器检测出的实际压力値的显示装置。 26.如申请专利范围第1项所述之脚部训练装置,其 特征在于具有输入使用者资料用的输入装置,根据 上述输入装置输入的资料算出上述使用者对支承 部施加的压力的适当范围的运算装置,检测上述使 用者对支承部实际施加的压力用的压力感测器,以 及为了将上述压力感测器检测出的实际压力但保 持在适当范围内而对结合机构进行反馈控制的控 制装置。 27.如申请专利范围第4项所述之脚部训练装置,其 特征在于上述保持装置包含让使用者的身体保持 悬挂状态的身体保持部件,以及让使用者搁脚的踏 板,上述身体保持部件藉由结合结构可摆动地结合 在基座上,上述脚部训练装置还包括在上述身体保 持部件摆动的同时也使上述踏板动作的连动装置 。 28.如申请专利范围第27项所述之脚部训练装置,其 特征在于上述身体保持部件包含保持使用者腰部 用的腰部保持具,以及可轴方向伸缩的使用者悬挂 部件。 29.如申请专利范围第27项所述之脚部训练装置,其 特征在于具有使上述身体保持部件摆动的驱动装 置。 30.如申请专利范围第27项所述之脚部训练装置,其 特征在于具有使上述身体保持部件摆动的第1驱动 装置,驱动上述踏板的第2驱动装置,对上述第1驱动 装置与第2驱动装置进行同步控制的控制装置。 图式简单说明: 图1是本发明第1实施方式的脚部训练装置的简图 。 图2A-图2C是脚部训练装置的动作说明图。 图3A与图3B是踏板可动时的脚部训练装置的另一种 动作说明图。 图4A与图4B是踏板固定时的脚部训练装置的另一种 动作说明图。 图5A与图5B是座椅部件摆动运动时的鞍座动作说明 图。 图6是座椅部件摆动运动时,鞍座的另一种动作说 明图。 图7A与图7B是表示本实施方式的鞍座连接装置的变 更例的简图。 图8A与图8B是表示本实施方式的鞍座连接装置的另 一种变更例的简图。 图9是表示本实施方式的鞍座连接装置的又一种变 更例的简图。 图10是表示肌代谢计测结果的图表。 图11是表示糖代谢计测结果的图表。 图12是表示膝痛的官能评价结果的图表。 图13是表示运动条件与积分肌肉电位之间关系的 图表。 图14是表示踏板的自重率与座椅部件的摆动运动 反覆次数之间关系的图表。 图15是表示运动条件与踏板的自重率之间关系的 图表。 图16A与图16B是表示座椅部件的结合机构的变更例 的简图。 图17是表示脚部训练装置的控制部的方框图。 图18是表示相对负重与肌代谢量之间的关系的图 表。 图19是表示本发明的脚部训练装置的变更例的简 图。 图20是用于提出代谢量大的动作方式的动作决定 装置的方框图。 图21是本发明第2实施方式的脚部训练装置的简图 。 图22是表示脚部训练装置的结合机构的立体图。 图23A与图23B是脚部训练装置的动作说明图。 图24A是表示本发明的第3实施方式的脚部训练装置 的踏板与座椅部件的连动装置的简图,图24B是表示 踏板结构的立体图。 图25是表示脚部训练装置的踏板的第1变更例的简 图。 图26是表示脚部训练装置的踏板的第2变更例的简 图。 图27是表示脚部训练装置的踏板的第3变更例的简 图。 图28是表示脚部训练装置的踏板的第4变更例的简 图。 图29是表示脚部训练装置的踏板的第5变更例的简 图。 图30A与30B是本发明第4实施方式的脚部训练装置的 简图。 图31是表示脚部训练装置的变更例的简图。 图32是本发明的第5实施方式的脚部训练装置的简 略立体图。 图33A是脚部训练装置的结合机构的动作说明图,图 33B是表示踏板的位置与结合机构的运动轨迹之间 关系的附图。 图34A与图34B是本发明的第6实施方式的脚部训练装 置的简略立体图与俯视图。 图35A-图35C是脚部训练装置的驱动装置的简略侧视 图、俯视图与主视图。 图36A与图36B是表示对身高不同使用者进行座椅部 件位置调整的简图。 图37是表示脚部训练装置的踏板的变更例的简图 。
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