專利名稱：被動(dòng)鍛煉設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及被動(dòng)鍛煉設(shè)備，在使用者的腳底放在腳凳上且使用者的臀部由座椅支 撐裝置的情況下，該被動(dòng)鍛煉設(shè)備驅(qū)動(dòng)并移動(dòng)座椅，由此改變由自重作用在使用者腿上的重量。
背景技術(shù)：
在使用者的腳底放在腳凳的腳踏板部件上且使用者的臀部由座椅支撐裝置的情 況下，所涉被動(dòng)鍛煉設(shè)備通常通過(guò)座椅驅(qū)動(dòng)器移動(dòng)座椅，并上下移動(dòng)腳踏板部件以大致穩(wěn) 定其相對(duì)于座椅的位置(見(jiàn)日本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)No. 2005-58733和No. 2007-89650)。在被 動(dòng)鍛煉設(shè)備中，能夠改變由自重作用在使用者腿上的重量來(lái)收縮和放松大腿區(qū)域的肌群， 而幾乎不會(huì)彎曲和拉伸膝部——這給使用者造成負(fù)擔(dān)。腳凳的每個(gè)腳踏板部件通過(guò)配設(shè)有 腳凳驅(qū)動(dòng)器的伸長(zhǎng)縮放機(jī)構(gòu)而被上下移動(dòng)。但該縮放機(jī)構(gòu)的問(wèn)題在于其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)會(huì)增加 生產(chǎn)成本。因此，為了簡(jiǎn)化用來(lái)上下移動(dòng)腳凳的機(jī)構(gòu)并降低生產(chǎn)成本，本發(fā)明想到了制作介 于腳凳的底部和腳踏板部件之間的彈性裝置。然而，使用者的體型各異，因此由于腿部等部 分的重量差異而使得施加于每個(gè)腳凳的負(fù)載量不同，造成對(duì)腳踏板部件的下壓感覺(jué)不同。 因此，被動(dòng)鍛煉設(shè)備存在不能確保穩(wěn)定的使用感覺(jué)的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明根據(jù)前述問(wèn)題而構(gòu)思，目的是提供能夠這樣的被動(dòng)鍛煉設(shè)備，其不論使用 者之間的體型差異如何，均能保證穩(wěn)定的使用感覺(jué)，從而避免對(duì)腳踏板部件的下壓感覺(jué)發(fā)
生變化。為了解決上述問(wèn)題，被發(fā)明的被動(dòng)鍛煉設(shè)備包括座椅2，其構(gòu)造成用以擱置使用 者M(jìn)的臀部；左右腳凳3，構(gòu)造成用以擱置坐在座椅2上的使用者M(jìn)的左右腳底；以及座椅 驅(qū)動(dòng)器5，構(gòu)造成用以改變座椅2的位置從而改變由使用者M(jìn)施加于座椅2和腳凳3的負(fù)載 平衡，由此改變作用在腿上的使用者自重。每個(gè)腳凳3包括腳踏板部件4，腳底放置在腳 踏板部件4上，同時(shí)腳底可以被上下移動(dòng)；彈性裝置6，其構(gòu)造成用以將腳踏板部件4向上 偏壓；以及偏壓調(diào)節(jié)器7，其構(gòu)造成用以調(diào)節(jié)彈性裝置6的彈性系數(shù)。
本發(fā)明中，用于向上偏壓腳踏板部件4的每個(gè)彈性裝置6的彈性系數(shù)由偏壓調(diào)節(jié) 器7響應(yīng)于使用者間的體型差異進(jìn)行調(diào)節(jié)。(對(duì)于腿部等較重的使用者M(jìn)設(shè)定相對(duì)較高的 彈性系數(shù)，而對(duì)于腿部等較輕的使用者M(jìn)設(shè)定相對(duì)較低的彈性系數(shù)。)由此不論使用者之間 體型的差異如何，均能夠確保大致穩(wěn)定的使用感覺(jué)。優(yōu)選地，本發(fā)明的被動(dòng)鍛煉設(shè)備包括體重輸入部件8，其構(gòu)造成用以輸入使用者 的體重；調(diào)整驅(qū)動(dòng)器9，其構(gòu)造成用以驅(qū)動(dòng)偏壓調(diào)節(jié)器7從而分別調(diào)節(jié)彈性裝置6的彈性系 數(shù)；以及控制器，其構(gòu)造成用以響應(yīng)于通過(guò)體重輸入部件輸入的體重而對(duì)調(diào)整驅(qū)動(dòng)器9實(shí) 施驅(qū)動(dòng)控制。
本發(fā)明中，使用者M(jìn)僅需通過(guò)體重輸入部件8輸入自身體重，控制器基于體重自動(dòng)設(shè)定每個(gè)彈性裝置6的彈性系數(shù)。因此，就能確保被動(dòng)鍛煉設(shè)備1的方便性。優(yōu)選地，本發(fā)明的被動(dòng)鍛煉設(shè)備包括體重檢測(cè)器10，其構(gòu)造成用以檢測(cè)坐著的 使用者的體重；調(diào)整驅(qū)動(dòng)器9，其調(diào)整驅(qū)動(dòng)器構(gòu)造成用以驅(qū)動(dòng)偏壓調(diào)節(jié)器7從而分別調(diào)節(jié)彈 性裝置6的彈性系數(shù)；以及控制器，其控制器構(gòu)造成用以響應(yīng)于通過(guò)體重檢測(cè)器10檢測(cè)到 的體重而對(duì)調(diào)整驅(qū)動(dòng)器9實(shí)施驅(qū)動(dòng)控制。在本發(fā)明中，在使用者M(jìn)坐著的情況下，體重檢測(cè)器10檢測(cè)使用著的體重而控制 器基于檢測(cè)到的體重自動(dòng)設(shè)定每個(gè)彈性裝置6的彈性系數(shù)。因此，能夠確保被動(dòng)鍛煉設(shè)備 1的方便性。 在本發(fā)明的被動(dòng)鍛煉設(shè)備中，優(yōu)選地，所述彈性裝置6布置在所述腳踏板部件4與 所述腳凳3的底部5之間的多個(gè)彈簧構(gòu)件11。所述多個(gè)彈簧構(gòu)件11包括未連接彈簧構(gòu)件 Ila,該未連接彈簧構(gòu)件Ila具有在自然狀態(tài)中不與所述底部5或所述腳踏板部件4相連的 未連接端11^。所述偏壓調(diào)節(jié)器7包括能夠在連接于或不連接于所述未連接彈簧構(gòu)件Ila 的未連接端Ila1及所述底部5或所述腳踏板部件4的狀態(tài)間切換的構(gòu)件。本發(fā)明中，能夠簡(jiǎn)化每個(gè)具有偏壓調(diào)節(jié)器7的腳凳3，從而可以降低被動(dòng)鍛煉設(shè)備 1的生產(chǎn)成本。
圖IA示出了一個(gè)實(shí)施方式中的一種被動(dòng)鍛煉設(shè)備中的腳凳的腳踏板部件的透視 平面圖；圖IB是沿圖IA的A-A線的剖視圖；圖2是被動(dòng)鍛煉設(shè)備的側(cè)視圖；圖3是被動(dòng)鍛煉設(shè)備的平面圖；圖4是被動(dòng)鍛煉設(shè)備的分解立體圖；圖5是上述設(shè)備的座椅驅(qū)動(dòng)器的分解立體圖；圖6是座椅驅(qū)動(dòng)器的側(cè)視圖；圖7A示出了一個(gè)實(shí)施方式中的一種被動(dòng)鍛煉設(shè)備中的腳凳的腳踏板部件的透視 平面圖；圖7B是沿圖7A的B-B線的剖視圖；圖8是改進(jìn)的示例，其彈簧的布置與上述設(shè)備不同；圖9是一個(gè)實(shí)施方式中的一種被動(dòng)鍛煉設(shè)備的側(cè)視圖；以及圖10是一個(gè)實(shí)施方式中的一種被動(dòng)鍛煉設(shè)備的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式以下將基于附圖中示出的實(shí)施方式來(lái)闡述本發(fā)明。本發(fā)明第一實(shí)施方式中的一種被動(dòng)鍛煉設(shè)備1具有放在諸如地板的固定位置上 的設(shè)備基體20，如圖a和3所示，并且在基體20上設(shè)有座椅支撐裝置21和手柄柱30。座 椅支撐裝置21的頂緣配設(shè)有用于支撐使用者M(jìn)的臀部的座椅2。手柄柱30的頂緣配設(shè)有 手柄31，使用者M(jìn)在有需要時(shí)可以抓握該手柄31。腳凳3——其頂面用作腳踏板部件4——安置于設(shè)備基體20中座椅支撐裝置21與手柄柱30之間的位置。兩個(gè)腳凳3沿左右方向 并排放置，且腳踏板部件4上面放著使用者M(jìn)的左右腳底，從而調(diào)整左右腳的放置位置。
座椅支撐裝置21是用于使座椅2擺動(dòng)的座椅驅(qū)動(dòng)器50，以及用于使座椅2和座椅 驅(qū)動(dòng)器50相對(duì)于設(shè)備基體20上下移動(dòng)的升降機(jī)構(gòu)60。座椅驅(qū)動(dòng)器50和升降機(jī)構(gòu)60的構(gòu) 造在后文說(shuō)明。當(dāng)臀部坐在座椅2的接觸面2a上且腳底放在腳凳3的腳踏板部件4上時(shí)，座椅驅(qū) 動(dòng)器50用驅(qū)動(dòng)源使座椅2擺動(dòng)以改變臀部的位置，從而改變作用在使用者M(jìn)的腿上的使用 者自重。即，當(dāng)使用者M(jìn)的體重以分散在臀部和腿上的方式受到支撐時(shí)，臀部的位置被改 變，從而增大或減小由座椅2或腳凳3支撐的使用者自重，進(jìn)而改變作用在腿上的重量。此時(shí)，當(dāng)膝部彎曲一定角度時(shí)，如果由座椅2支撐的體重的百分比減少，則作用在 使用者M(jìn)大腿區(qū)域上的負(fù)載增加，好像做下蹲練習(xí)時(shí)彎曲膝部那樣?？墒湛s大腿區(qū)域中的 肌群。即，當(dāng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)源使座椅2擺動(dòng)時(shí)，并非通過(guò)使用者M(jìn)的主動(dòng)鍛煉而是通過(guò)被動(dòng)鍛煉 來(lái)反復(fù)拉緊和放松大腿區(qū)域中的肌群。簡(jiǎn)而言之，能夠通過(guò)用座椅驅(qū)動(dòng)器50使座椅2擺動(dòng) 來(lái)鍛煉大腿區(qū)域中的肌群。優(yōu)選地，應(yīng)將擺動(dòng)方向設(shè)定為防止剪切力作用在膝關(guān)節(jié)上。在使用者M(jìn)的臀部由 座椅2的接觸面2a支撐的情況下，當(dāng)使用者M(jìn)的雙腳處于自然位置時(shí)，腳尖側(cè)之間的距離 大于腳跟側(cè)之間的距離，如圖3所示。兩腳之間的張開(kāi)角θ 2可以由腳下的腳凳3的位置 確定。因此，當(dāng)腳放在腳凳3上時(shí)，座椅2可以沿著穿過(guò)兩腳的腳跟和腳趾的中心線方向擺 動(dòng)，從而能夠在不在膝關(guān)節(jié)上作用剪切力的情況下進(jìn)行鍛煉。即，當(dāng)座椅2在擺動(dòng)范圍內(nèi)從 后端位置向前移動(dòng)時(shí)，提供了其向右前方移動(dòng)的一段時(shí)間和向左前方移動(dòng)的一段時(shí)間。由 此使用者的自重可以作用在左右腿的大腿區(qū)域而不在膝關(guān)節(jié)上作用剪切力。在圖1的示例中，座椅2的頂面，即接觸面2a大致容納在水平平面中，但是期望與 使用者M(jìn)的臀部接觸的接觸面2a應(yīng)在座椅2的擺動(dòng)方向上向前下方傾斜，因?yàn)橛糜谝鸫?腿區(qū)域肌群收縮的鍛煉是通過(guò)改變作用在使用者M(jìn)腿上的使用者自重實(shí)現(xiàn)的。S卩，期望在 座椅2的前端部中，用于支撐使用者M(jìn)的右臀部的區(qū)域應(yīng)向右前方斜向下傾斜，而用于支撐 使用者M(jìn)的左臀部的區(qū)域應(yīng)向左前方斜向下傾斜。在這種構(gòu)造中，當(dāng)座椅2在擺動(dòng)范圍內(nèi) 從后端位置向前移動(dòng)時(shí)，可容易地增加作用在腿上的重量，從而能夠增強(qiáng)鍛煉效果。操作顯示裝置32定位在手柄柱30頂緣上的手柄31的中央位置。操作顯示裝置 32執(zhí)行對(duì)座椅驅(qū)動(dòng)器50和升降機(jī)構(gòu)60的操作員引導(dǎo)，關(guān)于運(yùn)動(dòng)量的大致指示等。使用者 M可以通過(guò)抓握手柄31而穩(wěn)定其上身。以下將詳細(xì)說(shuō)明座椅支撐裝置21的構(gòu)造。如圖4所示，座椅支撐裝置21具有立 于設(shè)備基體20上的中空支架22，且升降機(jī)構(gòu)60的底端頭部放在支架22內(nèi)。升降機(jī)構(gòu)60 具有升降基體61，該升降基體61可以相對(duì)于支架22上下滑動(dòng)，且座椅驅(qū)動(dòng)器50安裝在升 降基體61的頂緣上。因此，座椅驅(qū)動(dòng)器50及座椅2可以相對(duì)于設(shè)備基體20移動(dòng)。支架22的中心線是直線，且相對(duì)于豎直方向向后傾斜(S卩，向上并向后傾斜)?？?通過(guò)使升降基體61在支架22內(nèi)滑動(dòng)而相對(duì)于豎直方向沿著支架22的中心線在直線上調(diào) 節(jié)座椅2的接觸面2a的位置。換言之，座椅2的接觸面2a的位置可以沿豎直方向調(diào)節(jié)并 同時(shí)也沿前后方向調(diào)節(jié)，并且其位置越靠上則越靠后。在本示例的構(gòu)造中，支架22的中心 線與設(shè)備基體20具有大約75°的角度Φ。
順便提及，升降基體61通過(guò)包括驅(qū)動(dòng)器馬達(dá)63的升降驅(qū)動(dòng)器62而上下移動(dòng)。除 驅(qū)動(dòng)馬達(dá)63外，升降驅(qū)動(dòng)器62還具有固定于設(shè)備基體20的柱形固定構(gòu)件64及可移動(dòng)構(gòu) 件65，該可移動(dòng)構(gòu)件65包括能夠以螺紋連接方式安裝在固定構(gòu)件64上的滾珠絲杠(ball screw) 0可移動(dòng)構(gòu)件65適于通過(guò)減慢驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(63)的旋轉(zhuǎn)速度以使可移動(dòng)構(gòu)件65旋轉(zhuǎn) 從而相對(duì)于固定構(gòu)件64伸出和縮回。升降基體61附接于可移動(dòng)構(gòu)件65的頂緣，并且隨可 移動(dòng)構(gòu)件的伸出和縮回而相對(duì)于固定構(gòu)件64上下移動(dòng)。
升降基體61具有底座61a，座椅驅(qū)動(dòng)器50安裝在該底座6Ia上。底座61a的下表 面上設(shè)有一對(duì)引導(dǎo)板61b。升降驅(qū)動(dòng)器62中的可移動(dòng)構(gòu)件65的頂緣耦接于底座61a的下 表面?zhèn)?。滾輪61c也附接在每個(gè)引導(dǎo)板61b的側(cè)表面上。滾輪61c由設(shè)置在支架22內(nèi)部 的軌道部件22a引導(dǎo)，因而升降基體61可以相對(duì)于支架22順暢地移動(dòng)。在此構(gòu)造中，設(shè)有 傳感器，用于檢測(cè)可移動(dòng)構(gòu)件65相對(duì)于固定構(gòu)件64的伸縮距離。馬達(dá)63的旋轉(zhuǎn)被控制為 使得傳感器的檢測(cè)值與響應(yīng)于操作顯示裝置32的輸入而指示的目標(biāo)值相符。但是由于這 并非要點(diǎn)，此構(gòu)造的進(jìn)一步闡釋被省略。管狀升降外罩66附接于升降基體61的底座61a。在升降驅(qū)動(dòng)器的擴(kuò)展和收縮范 圍內(nèi)，升降外罩66的下部與支架22的側(cè)表面重疊，這即使在升降驅(qū)動(dòng)器擴(kuò)展至極限時(shí)也能 夠防止升降基體61暴露于外部。由織物柔性材料形成的機(jī)構(gòu)外罩67也附接于升降基體61 的底座61a。機(jī)構(gòu)外罩67覆蓋在底座61a和座椅2之間，從而防止座椅驅(qū)動(dòng)器50暴露于外 部。座椅驅(qū)動(dòng)器50參見(jiàn)圖5和6進(jìn)行說(shuō)明。座椅驅(qū)動(dòng)器50是用于使座椅2及升降基 體61的底座61a擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)。樞轉(zhuǎn)支撐板5Ia和5Ib立于底座6Ia頂面的前后部，且座椅 驅(qū)動(dòng)器50在樞軸52a和52b處以可樞轉(zhuǎn)的方式附接于樞轉(zhuǎn)支撐板51a和51b。樞軸52a和 52b布置在同一軸線上的前后側(cè)。座椅驅(qū)動(dòng)器50繞樞軸52a和52b轉(zhuǎn)動(dòng)，因此耦接于座椅 驅(qū)動(dòng)器50的座椅2可以沿左右方向(圖4中箭頭N所示方向)擺動(dòng)。座椅驅(qū)動(dòng)器50包括位于前后兩側(cè)的兩個(gè)框架板53a和53b?？蚣馨?3a和53b通 過(guò)左右框架側(cè)板54a和54b而耦接。連桿55和56的下端在樞軸55a和56a處以可樞轉(zhuǎn)的 方式附接于框架側(cè)板54a和54b，從而繞左右方向上的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。前后連桿55和56的上端 在樞軸55b和56b處以可樞轉(zhuǎn)的方式附接于支撐板57。后連桿56的上端以可樞轉(zhuǎn)的方式 附接于固定在支撐板57上的支承板57a而非直接附接于支撐板57。支撐板57的移動(dòng)范圍被調(diào)整為使得支撐板57的前端部能夠在以樞軸55a為中心 的圓弧上運(yùn)動(dòng)，而支撐板57的后端部能夠在以樞軸56a為中心的圓弧上運(yùn)動(dòng)。后連桿56形 成為比前連桿56尺寸大，且支撐板57的前端部和后端部的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑彼此不同。因此，支撐 板57的頂面傾角隨支撐板57前后移動(dòng)而改變。具體地，如果圖6中的位置是前后方向移 動(dòng)范圍的后端位置，隨著向前移動(dòng)支撐板57的前端部相對(duì)于后端部下降，使頂面的傾角變 大。相反地，當(dāng)其從前端位置向后移動(dòng)時(shí)，隨著向前移動(dòng)支撐板57的前端部相對(duì)于后端部 上升，使頂面的傾角變小。即，座椅2可以沿前后方向移動(dòng)(圖4中箭頭X所示方向)。盡 管圖4示出了直線運(yùn)動(dòng)，但由于前后方向上的傾角發(fā)生變化，所以這實(shí)際上成為沿前后方 向的直線運(yùn)動(dòng)以及轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的復(fù)合位移?？蚣軅?cè)板54a和54b保持有馬達(dá)71，該馬達(dá)71是用于使支撐板57相對(duì)于底座61a 擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)源。馬達(dá)71豎直放置，因而其輸出軸向上突出。蝸桿72耦接于馬達(dá)71的輸出軸?？蚣軅?cè)板54a和54b支撐第一軸73和第二軸74使它們能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)，且第一軸73設(shè) 有與蝸桿72嚙合的蝸輪75。第一軸73還設(shè)有齒輪76，該齒輪76與設(shè)于第二軸74的齒輪 77嚙合。與第一軸73協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)的偏心曲柄78附接于73的兩端。分別地，臂連桿79的一 端由偏心曲柄78以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐，另一端由向前連桿55的左右側(cè)伸出的軸銷55c以 可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐。在此構(gòu)造中，如果馬達(dá)71轉(zhuǎn)動(dòng)因而第一軸73轉(zhuǎn)動(dòng)，則前連桿55通過(guò)偏心曲柄78 和臂連桿79而繞樞軸55a沿前后方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且支撐板57的前部繞樞軸55a沿前后方 向(圖4中箭頭X所示方向)擺動(dòng)。由于后連桿56繞樞軸56a轉(zhuǎn)動(dòng)，所以支撐板57沿前 后方向移動(dòng)，從而使頂面的傾角發(fā)生變化。另一方面，偏心銷74a從第二軸74的一端伸出。偏心桿80的一端由偏心銷74a 以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐，而另一端聯(lián)接到附接于底座61a的連接配件81，所以偏心桿80能夠 擺動(dòng)。偏心銷74a和偏心桿80可設(shè)置在座椅驅(qū)動(dòng)器50的左側(cè)或右側(cè)。在此構(gòu)造中，如果馬達(dá)71轉(zhuǎn)動(dòng)且第二軸74通過(guò)第一軸73而轉(zhuǎn)動(dòng)，則通過(guò)偏心銷 74a和偏心桿80而改變偏心銷74a在底座61a上方的高度位置，因此支撐板57繞樞軸52a 和52b從一側(cè)擺動(dòng)到另一側(cè)(圖4中的箭頭N指出的方向)。
順便提及，馬達(dá)71為直流(DC)無(wú)刷馬達(dá)等，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)63也使用直流馬達(dá)。驅(qū)動(dòng) 馬達(dá)63裝在由框架板53a和53b、框架側(cè)板54a和54b、底座61a和支撐板57圍出的空間 中，且齒輪76和77也裝在這個(gè)空間中。因此，座椅驅(qū)動(dòng)器50很緊湊。座椅驅(qū)動(dòng)器50大致使座椅2向右前方向下移動(dòng)和向左前方向下移動(dòng)。然而，在齒 輪76與77的齒數(shù)比和偏心曲柄78與偏心銷74a的相位差構(gòu)造合適的情況下，座椅2可能 有V形運(yùn)動(dòng)軌跡(沿左右方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次的同時(shí)沿前后方向往復(fù)兩次)。另外，座椅2也 可以有W形運(yùn)動(dòng)軌跡(沿左右方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次的同時(shí)沿前后方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)四次)，“8”字 形運(yùn)動(dòng)軌跡(沿左右方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次的同時(shí)沿前后方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次，其中后端位置偏 向右側(cè)和左側(cè))，等。操作顯示裝置32被操作并指導(dǎo)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)63和馬達(dá)71驅(qū)動(dòng)和停止。即，操作顯示 裝置32設(shè)有操作部分，用于指導(dǎo)馬達(dá)71驅(qū)動(dòng)和停止并指導(dǎo)馬達(dá)71的旋轉(zhuǎn)速度。由此可以 指定鍛煉時(shí)間和鍛煉強(qiáng)度?？刂破?未示出)將操作顯示裝置32的操作和顯示部分與馬達(dá)71和驅(qū)動(dòng)器馬達(dá) 63的操作聯(lián)系起來(lái)。如果坐在座椅2上的使用者M(jìn)通過(guò)座椅驅(qū)動(dòng)器50而驅(qū)動(dòng)并移動(dòng)座椅2，則由使用 者M(jìn)施加于座椅2和腳凳3的負(fù)載平衡被改變，從而能夠改變作用在腿上的重量。特別地， 在下垂姿態(tài)即座椅2的前側(cè)下降的情況下，使用者M(jìn)的重心位置前移，從而增加由自重作用 在腿上——包括使用者M(jìn)的大腿區(qū)域——的負(fù)載。在傾斜姿態(tài)即座椅2傾向使用者M(jìn)的左 右任一側(cè)的情況下，由使用者自重產(chǎn)生的負(fù)載主要作用在座椅2傾斜側(cè)的腿上。根據(jù)這些 組合，改變了作用在使用者M(jìn)腿上的使用者自重，從而能夠有效地鍛煉腿部肌肉。在被動(dòng)鍛煉設(shè)備1中，為了促進(jìn)有膝痛的使用者M(jìn)大腿區(qū)域的肌群收縮而不使膝 部疼痛，要求膝部的彎曲角度θ工保持合適的角度。用于保持合適的膝部彎曲角度而進(jìn)行的 鍛煉是這樣的，在下蹲練習(xí)中，從動(dòng)作膝部預(yù)先彎曲預(yù)定角度起，作用在大腿區(qū)域上的重量 發(fā)生變化。期望膝關(guān)節(jié)與踝關(guān)節(jié)在豎直方向上相合以增強(qiáng)作用在大腿區(qū)域上的負(fù)載。艮口，假定腳凳3持續(xù)支撐正在使用的使用者M(jìn)的腳，這可以如下操作根據(jù)使用者M(jìn)的腿長(zhǎng)適當(dāng) 而延伸支架22，并由此適當(dāng)設(shè)定座椅2的豎直位置；穩(wěn)定腳踏板部件4和被驅(qū)動(dòng)及移動(dòng)的 座椅2的相對(duì)位置。順便提及，操作顯示裝置32中通過(guò)操作用于升降座椅2的操作部分來(lái) 設(shè)定座椅2的豎直位置。如圖1所示，腳凳3附接于固定在設(shè)備基體20上的底部5，因而腳踏板部件4能夠 通過(guò)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(未示出)而沿豎直方向移動(dòng)。腳凳3還設(shè)有彈性裝置6，用于將腳踏板部件 4向上偏壓。如果座椅2的位置通過(guò)座椅驅(qū)動(dòng)器50而移動(dòng)，則由使用者M(jìn)施加于座椅2和 腳凳3的負(fù)載平衡被改變，且使用者M(jìn)克服彈性裝置6的偏壓而自然地適當(dāng)下壓腳踏板部 件4。因此，腳踏板部件4沿豎直方向移動(dòng)以便穩(wěn)定與座椅2的位置關(guān)系。因此，預(yù)期使用 者M(jìn)能夠在幾乎不彎曲和拉伸膝部的情況下鍛煉腿部。彈性裝置6具有使被使用者M(jìn)壓下 的腳踏板部件4向上復(fù)位的功能。在使用者M(jìn)施加于腳凳3的負(fù)載平衡增加的情況下，使用者M(jìn)試圖通過(guò)壓下腳踏 板部件4來(lái)支撐身體。對(duì)腳踏板部件4的下壓力包括對(duì)應(yīng)于使用者M(jìn)的體型(體重)的腿 部等的重量，并根據(jù)使用者M(jìn)之間的體型差異而變化。被動(dòng)鍛煉設(shè)備1被設(shè)計(jì)成不論使用 者之間的體型差異如何，均能夠確保穩(wěn)定的使用感覺(jué)，從而避免對(duì)腳踏板部件的下壓感覺(jué) 發(fā)生變化。S卩，每個(gè)腳凳3設(shè)有偏壓調(diào)節(jié)器7，其能夠調(diào)節(jié)彈性裝置6的彈性系數(shù)。腳凳3形 成有介于腳踏板部件4與腳凳3的底部5之間的多個(gè)(如三個(gè))彈簧構(gòu)件11。多個(gè)彈簧構(gòu) 件11包括多個(gè)(如兩個(gè))各具有未連接端Ila1的未連接彈簧構(gòu)件11a。未連接端Ila1在 沒(méi)有外力作用于其上的自由狀態(tài)下不連接于底部5或者腳踏板部件4 (在實(shí)施方式中，腳踏 板部件5)。 偏壓調(diào)節(jié)器7能夠在連接于與不連接于所述未連接彈簧構(gòu)件1 Ia的未連接端1 Ia1 和所述底部5兩者，或所述未連接彈簧構(gòu)件Ila的未連接端Ila1和所述腳踏板部件4兩者 (在實(shí)施方式中，未連接端Ila1與底部5兩者)的狀態(tài)之間切換。特別地，如圖1所示，三個(gè)彈簧構(gòu)件11在前(腳尖側(cè))_后(腳跟側(cè))方向上相隔 一定距離并排放置并懸掛在腳踏板部件4的下表面上。所有彈簧構(gòu)件11上端都連接于腳 踏板部件4。前端彈簧構(gòu)件11的下端連接于底部5。但其它彈簧構(gòu)件11的長(zhǎng)度均設(shè)定成 使其本身的下端在自由狀態(tài)下不連接于底部5。即，這些彈簧構(gòu)件11就是前述的未連接彈 簧構(gòu)件11a，下端即前述的未連接端11 。滑動(dòng)構(gòu)件12具有與未連接彈簧構(gòu)件11的未連接端Ila1和底部5的頂面之間的 空間寬度大致相同的厚度，并通過(guò)軌道形引導(dǎo)部件13而放置在底部5的頂面上，使其可以 沿前后方向滑動(dòng)。滑動(dòng)構(gòu)件12由從腳凳3向后伸出的手柄狀彈性操作部件14形成。如果 使用者M(jìn)用彈性操作部件14將滑動(dòng)構(gòu)件12向前滑動(dòng)從而使未連接彈簧構(gòu)件11的未連接 端Ila1接觸滑動(dòng)構(gòu)件12的頂面，則未連接彈簧構(gòu)件11可以耦接于腳踏板部件4及底部5。 根據(jù)滑動(dòng)構(gòu)件12，能夠通過(guò)前方滑動(dòng)量來(lái)選擇耦接于腳踏板部件4及底部5的未連接彈簧 構(gòu)件Ila的數(shù)量。因此，如果使用者M(jìn)通過(guò)操縱滑動(dòng)構(gòu)件12選擇了耦接于腳踏板部件4及底部5的 未連接彈簧構(gòu)件11的數(shù)量，則使用者M(jìn)可以調(diào)節(jié)并設(shè)定彈性裝置6的總彈性系數(shù)。因此， 通過(guò)根據(jù)使用者M(jìn)之間的體型差異借助偏壓調(diào)節(jié)器7來(lái)調(diào)節(jié)向上偏壓腳踏板部件4的彈性裝置6的彈性系數(shù)，不論使用者M(jìn)之間的體型差異如何，均能夠確保大致穩(wěn)定的使用感覺(jué)。 即，對(duì)于腿部等較重的使用者M(jìn)設(shè)定相對(duì)較高的彈性系數(shù)，而對(duì)于腿部等較輕的使用者M(jìn)設(shè) 定相對(duì)較低的彈性系數(shù)，等等。以下描述第二實(shí)施方式中的一種被動(dòng)鍛煉設(shè)備。與第一個(gè)實(shí)施方式中類似的元件 使用了相同的附圖標(biāo)記，以下將描述與第一個(gè)實(shí)施方式不同的情況。圖7示出了第二實(shí)施方式，即腳凳3的另一個(gè)示例，使用了可伸展的基體構(gòu)件15 代替了前述滑動(dòng)構(gòu)件12，用作能夠在連接于與不連接于未連接端Ila1和底部5的狀態(tài)之間 進(jìn)行切換的構(gòu)件。每個(gè)可伸展的基體構(gòu)件15包括能夠接觸未連接彈簧構(gòu)件11的未連接端 Ila1的上壁15a。上壁15a通過(guò)平行連桿機(jī)構(gòu)而安置于底部5的頂面上，并能夠上下移動(dòng)。 上壁15a設(shè)有從腳凳3沿左右方向向外伸出的手柄狀彈性操作部件14。上壁15a根據(jù)未連 接彈簧構(gòu)件Ila的各個(gè)位置而設(shè)置。第二實(shí)施方式可以達(dá)到與第一實(shí)施方式類似的效果。在第一和第二實(shí)施方式中，構(gòu)成彈性裝置6的彈簧構(gòu)件11以直線形式布置在腳凳 3沿前后方向的中心線上。然而如圖8所示，彈簧構(gòu)件11也可以在平面圖中以諸如三角形 形式的任意形式布置。在視圖8中，一個(gè)彈簧構(gòu)件11定位在腳凳3的前部，兩個(gè)未連接彈 簧構(gòu)件Ila沿左右方向并排布置在腳凳3的后部。每個(gè)可伸展基體構(gòu)件15的彈性操作部 件14從腳凳3向后伸出。圖9示出了第三實(shí)施方式。該實(shí)施方式具有構(gòu)造成用以輸入使用者M(jìn)的體重的體 重輸入 部件8。每個(gè)偏壓調(diào)節(jié)器7設(shè)有用于調(diào)節(jié)彈性裝置6的彈性系數(shù)的調(diào)整驅(qū)動(dòng)器9?？?制器構(gòu)造成用以響應(yīng)于通過(guò)體重輸入部件8設(shè)定的體重而對(duì)每個(gè)調(diào)整驅(qū)動(dòng)器9實(shí)施驅(qū)動(dòng)控 制。例如，操作顯示裝置32可包括體重輸入部件8。例如，調(diào)整驅(qū)動(dòng)器9可由諸如馬達(dá)、螺 線管等的驅(qū)動(dòng)源16和機(jī)械部分1形成，該機(jī)械部分17驅(qū)動(dòng)并滑動(dòng)所述滑動(dòng)構(gòu)件12或者驅(qū) 動(dòng)并上下移動(dòng)可伸展的基體構(gòu)件15。然而，也可以適用其它構(gòu)造。在此實(shí)施方式中，使用者M(jìn)只需通過(guò)體重輸入部件8輸入使用者自身體重，控制器 會(huì)基于輸入的體重而自動(dòng)地設(shè)定通過(guò)調(diào)整驅(qū)動(dòng)器9由偏壓調(diào)節(jié)器7調(diào)節(jié)的每個(gè)彈性裝置6 彈性系數(shù)。由此就能夠避免前述實(shí)施方式中那樣每次使用都要由手動(dòng)操作通過(guò)偏壓調(diào)節(jié)器 7來(lái)設(shè)定每個(gè)彈性裝置6的彈性系數(shù)之麻煩，從而確保了被動(dòng)鍛煉設(shè)備1的方便性。圖10示出了第四實(shí)施方式。此實(shí)施方式具有體重檢測(cè)器10，用于檢測(cè)坐著的使用 者M(jìn)的體重。每個(gè)偏壓調(diào)節(jié)器7設(shè)有調(diào)整驅(qū)動(dòng)器7，用于調(diào)節(jié)彈性裝置6的彈性系數(shù)?？?制器構(gòu)造成用以響應(yīng)于由體重檢測(cè)器10檢測(cè)到的體重對(duì)每個(gè)調(diào)整驅(qū)動(dòng)器9實(shí)施驅(qū)動(dòng)控制。 例如，體重檢測(cè)器10可由安置在座椅2和兩個(gè)腳凳3上的重量傳感器IOa形成。如果重量 傳感器IOa檢測(cè)到來(lái)自使用者M(jìn)的臀部和腳底的各個(gè)重量，就可以由這些重量求和來(lái)得出 使用者M(jìn)的體重。在此實(shí)施方式中，在使用者M(jìn)坐著的情況下，體重檢測(cè)器10檢測(cè)使用者M(jìn)的體重， 且控制器基于檢測(cè)到的體重自動(dòng)地設(shè)定通過(guò)調(diào)整驅(qū)動(dòng)器9由偏壓調(diào)節(jié)器7調(diào)節(jié)的每個(gè)彈性 裝置6的彈性系數(shù)。由此就能夠避免前述實(shí)施方式中那樣每次使用都要由手動(dòng)操作通過(guò)偏 壓調(diào)節(jié)器7來(lái)設(shè)定每個(gè)彈性裝置6的彈性系數(shù)之麻煩，從而確保了被動(dòng)鍛煉設(shè)備1的方便 性。
權(quán)利要求
被動(dòng)鍛煉設(shè)備，包括座椅，所述座椅構(gòu)造成用以擱置使用者的臀部；右腳凳和左腳凳，所述右腳凳和左腳凳構(gòu)造成用以擱置坐在所述座椅上的所述使用者的右腳和左腳；及座椅驅(qū)動(dòng)器，所述座椅驅(qū)動(dòng)器構(gòu)造成用以改變所述座椅的位置以改變由所述使用者施加于所述座椅和所述腳凳的負(fù)載平衡從而改變作用在腿上的所述使用者的自重，其中，每個(gè)腳凳包括腳踏板部件，腳底放置在所述腳踏板部件上，同時(shí)腳底能夠被上下移動(dòng)；彈性裝置，所述彈性裝置構(gòu)造成將所述腳踏板部件向上偏壓；以及偏壓調(diào)節(jié)器，所述偏壓調(diào)節(jié)器構(gòu)造成用以調(diào)節(jié)所述彈性裝置的彈性系數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)鍛煉設(shè)備，包括體重輸入裝置，所述體重輸入裝置構(gòu)造成用以輸入所述使用者的體重； 調(diào)整驅(qū)動(dòng)器，所述調(diào)整驅(qū)動(dòng)器構(gòu)造成用以驅(qū)動(dòng)所述偏壓調(diào)節(jié)器從而分別調(diào)節(jié)所述彈性 裝置的彈性系數(shù)；以及控制器，所述控制器構(gòu)造成用以響應(yīng)于通過(guò)所述體重輸入部件輸入的所述體重而對(duì)所 述調(diào)整驅(qū)動(dòng)器實(shí)施驅(qū)動(dòng)控制。
3.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)鍛煉設(shè)備，包括體重檢測(cè)器，所述體重檢測(cè)器構(gòu)造成用以檢測(cè)坐著的使用者的體重； 調(diào)整驅(qū)動(dòng)器，所述調(diào)整驅(qū)動(dòng)器構(gòu)造成用以驅(qū)動(dòng)所述偏壓調(diào)節(jié)器從而分別調(diào)節(jié)所述彈性 裝置的彈性系數(shù)；以及控制器，所述控制器構(gòu)造成用以響應(yīng)于通過(guò)所述體重檢測(cè)器檢測(cè)到的所述體重而對(duì)所 述調(diào)整驅(qū)動(dòng)器實(shí)施驅(qū)動(dòng)控制。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的被動(dòng)鍛煉設(shè)備，其中，所述彈性裝置包括布置在所述腳踏板部件與所述腳凳的底部之間的多個(gè)彈簧構(gòu)件，所述多個(gè)彈簧構(gòu)件包括未連接彈簧構(gòu)件，所述未連接彈簧構(gòu)件具有在自然狀態(tài)下不連 接于所述底部或所述腳踏板部件的未連接端，其中，所述偏壓調(diào)節(jié)器包括能夠在連接于與不連接于所述未連接彈簧構(gòu)件的所述未連 接端和所述底部?jī)烧?，或者所述未連接彈簧構(gòu)件的所述未連接端和所述腳踏板部件兩者的 狀態(tài)之間進(jìn)行切換的構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供被動(dòng)鍛煉設(shè)備，其不論使用者之間的體型差異如何，均能夠確保穩(wěn)定的使用感覺(jué)，從而避免對(duì)腳踏板部件的下壓感覺(jué)發(fā)生變化。該設(shè)備具有座椅2，其用于擱置使用者M(jìn)的臀部；左右腳凳3，用于擱置坐在座椅2上的使用者M(jìn)的左右腳底；以及座椅驅(qū)動(dòng)器5，用于改變座椅2的位置從而改變使用者M(jìn)施加于座椅2和腳凳3的負(fù)載平衡，由此改變作用在腿上的使用者的自重。每個(gè)腳凳3包括腳踏板部件4，腳底放置在腳踏板部件上，同時(shí)腳底可以被上下移動(dòng)；彈性裝置6，用于將腳踏板部件4向上偏壓；以及偏壓調(diào)節(jié)器7，用于調(diào)節(jié)彈性裝置6的彈性系數(shù)。
文檔編號(hào)A63B23/08GK101842070SQ20088011419
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2008年10月24日 優(yōu)先權(quán)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 申請(qǐng)人:松下電工株式會(huì)社