專利名稱：運動輔助裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及促進使用者的腳部運動的運動輔助裝置，特別是一種對腳部施加被動 運動的運動輔助裝置。
背景技術：
已提出通過被動運動來獲得運動效果的各種運動輔助裝置，這種被動運動不是使 用者自發(fā)地發(fā)揮肌肉力量，而是向使用者的身體施加外力來使使用者的肌肉群伸縮，作為 以腳部為對象且供使用者以直立狀態(tài)下使用的裝置，提出了以變形性膝關節(jié)癥的預防、步 行訓練為目的的模擬步行運動的裝置(例如參照專利文獻1)。專利文獻1所記載的步行體驗裝置，是通過步行板水平驅動裝置來驅動左右一對 的步行板，同時還具備使步行板在前后方向轉動以改變腳的高度位置、腳掌的傾斜角度的 結構，這種結構還能進行左右旋轉以改變腳的朝向，通過這些能夠進行被動運動。專利文獻1 日本特開平10-55131號公報但是，上述專利文獻1所記載的裝置中，沒有設置防止使用者因失去平衡而跌倒 的把持棒，同時還存在不能直接容易地進行被動運動的開始、停止、種類、強弱等的切換這 樣的操作的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于這種問題而作出的，其解決的課題在于提供一種被動式的運動輔助 裝置，能夠防止使用者由于失去平衡而跌倒，還能進行被動運動的開始、停止、種類、強弱的 切換等操作。本發(fā)明的運動輔助裝置，其特征在于，具備被動運動發(fā)生機構和防止使用者跌倒 的把持棒，并且在上述把持棒上設置進行被動運動的開始、停止或切換的開關，上述被動運 動發(fā)生機構具備左右一對的腳踏板、和腳踏板轉動驅動部，其中上述左右一對的腳踏板分 別載置使用者的左右腳，上述腳踏板轉動驅動部伴隨上述往復滑動移動，使上述兩腳踏板 的前端側與后端側的高度位置關系變化。此外，可以具備在上表面設置左右一對的腳踏板的基臺，從左右的腳踏板起或從 基臺的左右兩側起分別突出設置能用左右雙手把持的左右的把持棒，在上述左右兩側的把 持棒上設置開關。此外，可以通過使把持棒相對基臺自如移動地進行被動運動的方式設置。此外，可以通過對設在左右兩側的把持棒上的開關進行操作，來開始進行被動運動。此外，可以通過對設在把持棒上的開關進行操作，來使被動運動中的腳踏板的往 復滑動移動或轉動的行程變化。此外，設在左右兩側的把持棒上的開關是進行不同種類的被動運動的開關。此外，在把持棒的與基臺或腳踏板的連接部分、或在把持棒的中途部分設置彈性體或粘性體。本發(fā)明的運動輔助裝置具備把持棒，通過使用者抓取把持棒，能夠防止由于失去 平衡而跌倒，還能通過抓取的把持棒，進行被動運動的開始、停止、被動運動的種類、強弱的 切換，從而能夠容易地、直接地且可靠地進行這些操作。此外，從左右一對的腳踏板被配置在上表面的基臺或從左右腳踏板，突出設置能 分別用左右雙手把持的左右把持棒，并在該左右兩側的把持棒上設置開關，從而能用雙手 分別抓取左右把持棒，使穩(wěn)定感增加，同時使開關操作的自由度增加。此外，通過操作設在左右兩側的把持棒上的開關，開始進行被動運動，所以能夠防 止因誤操作而使被動運動開始。此外，通過操作設在把持棒上的開關，使被動運動的腳踏板的往復滑動移動或轉 動的行程變化，所以在抓取把持棒的狀態(tài)下，能夠根據(jù)開關的操作，調節(jié)被動運動的強弱。此外，可以使把持棒相對基臺自如移動，從而不僅進行基于腳踏板的被動運動，還 進行基于把持棒的被動運動、將這些組合的被動運動。此外，可以為了進行不同種類的被動運動，在抓取把持棒的狀態(tài)下，使設在左右兩 側的把持棒上的開關切換被動運動的種類。此外，可以在把持棒的與基臺或與腳踏板的連接部分、或在把持棒的中途部分設 置彈性體或粘性體，所以在使把持棒移動時產(chǎn)生反力、阻力，朝向使用者發(fā)生負荷，從而能 進行鍛煉。


圖1為表示本發(fā)明實施方式的一個例子的外觀的立體圖。圖2為表示上一圖的腳踏板和腳踏板驅動機構的透視俯視圖。圖3為表示上一圖的腳踏板驅動機構的動作的說明圖。圖4為表示其他例子的外觀的立體圖。圖5為表示另一其他例子，(a)為表示外觀的立體圖，(b)為主要部分側視圖。圖6為把持棒驅動機構的一個例子的說明圖。圖7為把持棒驅動機構的其他例子的說明圖。圖8為把持棒驅動機構的另一其他例子的說明圖。圖9為把持棒驅動機構的另一其他例子的說明圖。圖10(a) (b)為說明把持棒和腳踏板的動作的時序圖。附圖標記說明1腳踏板；2腳踏板驅動機構；3基臺；4把持棒；41把手；5開 關；62粘性體。
具體實施例方式下面，基于附圖所表示的實施方式對本發(fā)明進行說明，圖示例所涉及的運動輔助 裝置具備基臺3，其在上表面設有左右一對的腳踏板1、1 ；腳踏板驅動機構2，其作為被動 運動發(fā)生機構配設在上述基臺3內，承擔對上述腳踏板1、1的驅動；以及防止使用者跌倒的 把持棒4，使用者將左右腳放到上述腳踏板1、1后站立，在該狀態(tài)下運行腳踏板驅動機構2， 使腳踏板1、1動作，從而對使用者的腳部進行被動運動。
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上述腳踏板1、1具有能夠載置使用者整個腳掌的尺寸，其上表面使用增大摩擦系 數(shù)的材料或形狀，伴隨腳踏板驅動機構2向前后左右方向的往復滑動動作，使腳踏板1的前 端側和后端側的位置關系變化，從而針對載置于腳踏板1的使用者的腳，反復進行使其腳 尖側下降的跖屈(plantar flexion)動作和使腳尖側上升的背屈(dorsi flexion)動作。 使腳踏板1、1進行該動作的腳踏板驅動機構2示于圖2及圖3。這里表示的腳踏板驅動機構2，是包含使腳踏板1的前端側和后端側的高度位置 關系變化的腳踏板轉動驅動部的機構，在底板20(或基臺3的底板)的左右上表面分別固 定有導軌21、21，各導軌21、21上分別安裝有底部具備沿著導軌21自如滑動的滑觸頭部的 滑塊22。另外，在各滑塊22的上表面?zhèn)仍O有旋轉軸23，通過該旋轉軸23平板狀的腳踏板 1繞著旋轉軸23自如轉動地被支承。此外，這些腳踏板1、1是其一端(后端)側和底板20 通過連桿20而連結的。另外，連桿24的一端和底板20的連結部及連桿24的另一端和腳 踏板1的連結部分別設有萬向接頭30、30。底板20上的左右的滑塊22、22之間，設置有驅動用的馬達25，其輸出軸60a上設 有蝸桿26，一對蝸輪27、27配設在蝸桿26的左右。均與上述蝸輪26嚙合的蝸輪27、27分 別具備偏心軸28、28，該偏心輪28通過連接桿29與上述連桿24連結。另外，具備偏心軸 28的蝸輪27和上述連桿24，在上述導軌21的長度方向位于分離的位置，連接這兩者的連 接桿29的一端和偏心軸28的連結部及連接桿29的另一端與連桿24的連結部也設有萬向 接頭30、30。腳踏板驅動裝置2是通過用于控制被動運動發(fā)生裝置的控制電路(未圖示)來進 行控制。此時，通過馬達25經(jīng)由蝸桿26及渦輪27使偏心軸28旋轉時，與偏心軸28 —起構 成曲柄機構的連接桿29使連桿24進行以其底板20側的萬向接頭30為中心的擺動動作。 在該擺動動作中，通過與導軌21的長度方向一致的成分的移動，滑塊22、22及腳踏板1進 行沿著導軌21方向的往復滑動動作。這里，在圖示例子中不是將左右導軌21、21平行地設置，而是使前端側(腳踏板1 上載置腳時腳尖側所處的位置)的導軌21、21之間的間隔寬于后端側的間隔而設在底板20 上，在由此構成V字形配置的導軌21、21上分別安裝的滑塊22及腳踏板1在向前方側移動 時以向側方擴展的方式移動。順便提一下，圖示例中的構成V字形配置的兩導軌21、21的張開角a設定為大致 90°。這是為了在腳踏板1上載置腳的狀態(tài)下移動腳踏板1時，使作用于膝部的剪切力不 會變得太大，優(yōu)選的是使上述底板20能夠相對基臺3移動，以使上述張開角a可變。此外，由于連桿24的擺動動作，連桿24和腳踏板1的連結部還在上下方向移動， 與此同時，腳踏板1還進行以旋轉軸23為中心的轉動，用連接桿29連結偏心軸28和連桿 24，以在上述滑動動作的行程的中程使腳踏板1成為水平狀態(tài)，而在上述行程的一端使連 接有連桿24的腳踏板1的后端側被頂起，在上述行程的另一端使腳踏板1的后端側被拉 下。因此，腳踏板1在沿著導軌21進行滑動動作的同時，還進行向前方側移動時腳尖 側下降，向后方側移動時腳后跟側下降的轉動動作。也就是說，在本例子中，腳踏板驅動機 構2構成兼?zhèn)淠_踏板轉動驅動部的機構。
此外，從圖2也可以明確，構成腳踏板1的轉動中心的旋轉軸23被設在與腳踏板 1的長度方向正交的方向且相比腳踏板1的長度方向中央靠后端的位置，同時旋轉軸23的 軸向不與導軌21的長度方向正交，而是位于腳踏板1的前端側(腳尖側)相比導軌21向 內側擺動的方向。這里，兩腳踏板1、1的間隔是其前端側相比后端側寬，該張開角0被設定在10 30°的范圍。因此，使用者在直立時能使腳部的肌肉群弛緩的狀態(tài)(放松的狀態(tài))將腳載 置到腳踏板1、1上。此外，利用腳踏板驅動機構2驅動左右腳踏板1、1，被設定為使與蝸桿26嚙合的一 對蝸輪27、27上設置的偏心軸28的位置偏離，以在右腳側的腳踏板1前進時，左腳側的腳 踏板1后退，而左腳側的腳踏板1前進時，右腳側的腳踏板1后退，即彼此以相反相位動作。 這兩個腳踏板1、1的移動，由于與蝸桿26嚙合的兩個蝸輪27、27而向左右分攤動力擺動， 所以總是同步進行。除此之外，可以在腳踏板1上設置用于固定腳的帶子之類的腳固定機構，來防止 腳的位置偏離。在使用如上述那樣構成的運動輔助裝置來進行運動時，只要在抓取把持棒4的狀 態(tài)下，在左右腳踏板1、1上載置左腳和右腳后站立，投入在操作面板4上設置的動作開關5， 使上述腳踏板驅動機構2工作，左右腳踏板1、1就能如上述那樣以相反相位進行朝向前后 左右的移動，同時進行腳踏板1前進時前端側下降，而后退時后端側下降的轉動動作。因此，在腳踏板1、1上載置腳的使用者，對照腳踏板1的移動向前后且左右移動 腳，同時通過腳踏板1的轉動，在腳關節(jié)上施加跖屈和背屈的動作。在該情況下，由于左右 腳踏板1、1持180°的相位差沿前后左右移動，所以在腳踏板1、1上站立的使用者沿前后方 向的重心移動較少，因此即使是平衡感不好的使用者，也不會因腳踏板1的移動而失去平與上述腳踏板1、1沿前后左右方向的相反相位的移動相伴的腳位置的變化，成為 與步行運動接近的位置變化，所以至少能使小腿部的肌肉群與步行時相同地伸縮。此外，在 前后移動時的后端位置，腳位置相比使用者的重心成為后方，所以能在端位置使臀部的肌 肉從大腿部的后側起繃緊。通常的步行運動，主要是使腳位置沿前后方向移動，但是還合成朝向左右方向的 移動的動作的情況下，與只在前后移動或只在左右移動的情況相比，使用者的軀干扭曲，其 結果是，能給內臟帶來刺激，同時能給小腿部和大腿部的更多的肌肉群(內收肌、股直肌、 股內側肌、股外側肌、股二頭肌、半腱肌、半膜肌等)帶來刺激，所以雖然是被動運動且為輕 負荷，但是肌肉所攝取的糖量變多，所以能夠期待2型糖尿病的改善效果。另外，在上述背屈時由于阿基里斯腱伸長，所以能夠擴大腳踝的可動范圍，跖屈時 通過在腳尖施加力而能減輕拇外翻。此外，通過反復進行跖屈和背屈，能使使以腓腸肌、比 目魚肌為主的小腿部的肌肉群進行伸縮，這些肌肉群的伸縮能使腳部的靜脈環(huán)流增加，消 除腳部的浮腫。對于由上述動作開關5的投入而產(chǎn)生的腳踏板驅動機構2的動作，除通過動作開 關5的再次投入來進行停止之外，可以經(jīng)過預先設定的時間時停止，還可以將動作時間設 為使用者能夠對其調節(jié)。
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左右腳踏板1、1在前后左右的滑動動作的相位差，從上述腳踏板驅動機構2的結 構可知，由于通過設在蝸輪27上的偏心軸28的位置來決定，也就是說對應蝸輪27和蝸桿 26的嚙合位置來決定，所以通過該嚙合位置的變更，能夠設定任意的相位差，還能容易地使 兩腳踏板1、1以相同相位移動。在以相同相位移動的情況下，使用者產(chǎn)生前后的重心移動， 所以不僅僅單純地使腳部的肌肉群運動，還能使保持平衡的腰背部等的肌肉群運動。把持棒4用于防止使用者跌倒，并從基臺3或腳踏板1朝向上方突出設置。在圖1 所示例子中，從基臺3的前部的左右方向中央部朝向上方以能用左右雙手把持的方式突出 設置，在把持棒4的上端部設有用于把持的把手41。在該把持棒4上，設有對被動運動的開始、停止、被動運動的種類、強弱進行切換 的開關5。開關5可以構成為，如圖1所示從把持棒4的上端朝向上方突出設置向下方按壓 的按壓扣，或如圖4所示朝向側方突出設置按壓扣。此外，開關5可以使用各種部件，如薄 片狀的操作部、具備靜電電容檢測機構的操作部等等。通過具備上述的把持棒4，能夠使使用者抓取把持棒4，防止因失去平衡而跌倒， 并且，能夠通過抓取著的把持棒4來對被動運動的開始、停止、被動運動的種類、強弱進行 切換，從而能夠容易地、直接地且可靠地進行這些操作。此外，可以在把持棒4的與基臺3或與腳踏板1的連接部分、或在把持棒4的中途 部分設置彈性體61或粘性體62。作為彈性體61，例如舉出圖4所示那樣的螺旋彈簧，作為 粘性體62舉出圖1所示那樣的油減震器，但不做特別的限定。由此，在使把持棒4移動時 產(chǎn)生反力、阻力，向使用者發(fā)生負荷，從而能進行鍛煉。此外，對于把持棒4，可以從左右腳踏板1、1或從基臺3的前部的左右兩側分別突 出設置左右把持棒4，在圖5所示例子中，從左右腳踏板1分別進行了突出設置。在該例子 中，由于能夠分別抓取左右把持棒4，所以穩(wěn)定感增加。而且，由于可以在左右兩側的把持棒 4上設置開關5，所以開關操作的自由度增加。此外，在該情況下，對在左右兩側的把持棒4上設置的開關5進行操作，使被動運 動開始時，能夠防止因誤操作引起被動運動開始。下面，對將把持棒4相對基臺3移動自如地構成的情況進行說明。在將把持棒4從腳踏板1突出設置的情況下，如圖10 (a)所示那樣腳踏板1相對 基臺3轉動時，把持棒4也與腳踏板1同步地移動。此外，如圖10 (b)所示那樣腳踏板1相對基臺3轉動時，也可想到把持棒4與腳踏 板1以相反相位移動的情況。在將把持棒4設在基臺3的情況下，通過把持棒驅動機構6來使把持棒4驅動，為 此對使把持棒4轉動的情況、向上下方向移動的情況、向前后方向或左右方向移動的情況 進行說明。在使把持棒4轉動的情況下，如圖6所示，使把持棒驅動機構6的馬達(未圖示) 驅動并經(jīng)由減速器(未圖示)向曲軸61傳遞旋轉力，從而使曲柄臂62旋轉。在曲柄臂62 的前端的曲柄銷63上連結有連桿64的一端，并且連桿64的另一端與把持棒4的中途部分 連結。把持棒4的下端部被樞支承在基臺3上，通過曲柄臂62的旋轉而經(jīng)由連桿64轉動。在使把持棒4向上下方向移動的情況下，如圖7所示，使把持棒驅動機構6的馬達 60驅動并經(jīng)由減速器(符號G表示齒輪箱)使曲軸61及曲柄臂62旋轉。曲柄臂62的前端被樞支承在把持棒4的下端部，伴隨曲柄臂62的旋轉，把持棒4上下移動。符號62a為 結合曲柄臂62的前端和把持棒4的下端部的結合部件。作為使把持棒4向前后方向或左右方向移動的情況的一個例子，有如圖8所示那 樣，使設在馬達60的輸出軸60a上的齒輪與小齒輪65嚙合，通過小齒輪65的旋轉來使齒 條66向移動方向移動。然后，在該齒條66固定把持棒4的下端部，從而伴隨馬達60的旋 轉，使把持棒4向前后方向或左右方向移動。此外，作為使把持棒4向前后方向或左右方向移動的情況的其他例子，有如圖9所 示，使把持棒驅動機構6的馬達60驅動并經(jīng)由減速器使曲軸61及曲柄臂62旋轉。曲柄臂 62的前端被樞支承在沿著前后方向或左右方向配置的導向件67自如移動的移動部件68 上，在該移動部件68上固定把持棒4的下端部。伴隨曲柄臂62的旋轉，使把持棒4向前后 方向或左右方向移動。按照以上的結構，通過將把持棒4相對基臺3自如移動地設置，不僅能夠進行基于 上述腳踏板1的被動運動，還能進行基于把持棒4的被動運動、將這些組合的被動運動。此外，可以以改變腳踏板1的往復滑動移動或轉動的行程的方式進行調節(jié)，或改 變把持棒4的轉動、上下方向的移動、前后方向或左右方向的移動。由此，能在抓取把持棒 4的狀態(tài)下，根據(jù)開關5的操作，對被動運動的強弱進行調節(jié)。此外，可以通過根據(jù)開關5的操作來對基于腳踏板1的被動運動、基于把持棒4的 被動運動、將這些組合的被動運動的種類進行切換。由此，能在抓取把持棒4的狀態(tài)下，切 換被動運動的種類。
權利要求
一種運動輔助裝置，其特征在于，具備被動運動發(fā)生機構和防止使用者跌倒的把持棒，并且在所述把持棒上設置進行被動運動的開始、停止或切換的開關，所述被動運動發(fā)生機構具備左右一對的腳踏板、和腳踏板轉動驅動部，其中所述左右一對的腳踏板分別載置使用者的左右腳，所述腳踏板轉動驅動部伴隨所述往復滑動移動，使所述兩腳踏板的前端側與后端側的高度位置關系變化。
2.根據(jù)權利要求1所述的運動輔助裝置，其特征在于， 具備在上表面設置左右一對的腳踏板的基臺，從左右的腳踏板起或從基臺的左右兩側起分別突出設置能用左右雙手把持的左右的 把持棒，在所述左右兩側的把持棒上設置開關。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的運動輔助裝置，其特征在于， 通過使把持棒相對基臺自如移動地進行被動運動的方式設置。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的運動輔助裝置，其特征在于，通過對設在左右兩側的把持棒上的開關進行操作，來開始進行被動運動。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的運動輔助裝置，其特征在于，通過對設在把持棒上的開關進行操作，來使被動運動中的腳踏板的往復滑動移動或轉 動的行程變化。
6.根據(jù)權利要求2至4中任一項所述的運動輔助裝置，其特征在于， 設在左右兩側的把持棒上的開關是進行不同種類的被動運動的開關。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的運動輔助裝置，其特征在于，在把持棒的與基臺或腳踏板的連接部分、或在把持棒的中途部分設置彈性體或粘性體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種被動式的運動輔助裝置，其能夠防止使用者由于失去平衡而跌倒，還能立即進行對被動運動的開始、停止、種類的切換等操作。其具備被動運動發(fā)生機構和防止使用者跌倒的把持棒，并且在該把持棒上設置進行被動運動的開始、停止或切換的開關，上述被動運動發(fā)生機構具有左右一對的腳踏板和腳踏板轉動驅動部，其中上述左右一對的腳踏板供分別載置使用者的左右腳，上述腳踏板轉動驅動部伴隨上述往復滑動移動，使上述兩腳踏板的前端側與后端側的高度位置關系變化。
文檔編號A63B23/08GK101980683SQ20088012838
公開日2011年2月23日 申請日期2008年3月31日 優(yōu)先權日2008年3月31日
發(fā)明者后藤孝夫, 小澤尚久, 白澤直人 申請人:松下電工株式會社