运动辅助装置

申请号 CN200880112429.2 申请日 2008-10-24 公开(公告)号 CN101835446A 公开(公告)日 2010-09-15
申请人 松下电工株式会社; 发明人 四宫叶一; 小泽尚久; 后藤孝夫; 越智和弘;
摘要 本 发明 提供一种运动辅助装置,通过改变脚的方向,可以大幅改变作用在脚上的负荷与作用在臀部的负荷的比例。其中,在 基台 (10)上设有分别放置使用者(M)左右两脚的两个脚 支撑 台(2)、以及作为分别限制所述各脚支撑台(2)的移动路径的引导部的 导轨 部(17),所述导轨部(17)使所述脚支撑台(2)分别在大致前后方向移动自由,并且伴随沿着脚支撑台(2)的移动路径的移动,使脚支撑台(2)绕大致前后方向的轴、大致左右方向的轴、或大致上下方向的轴旋转。
权利要求

1.一种运动辅助装置,其特征在于,
基台上设有:分别放置使用者左右两脚的两个脚支撑台、以及分别限制各所述脚支撑台的移动路径的引导部,所述引导部使所述脚支撑台分别向大致前后方向自由移动,并且,伴随脚支撑台沿移动路径的移动,使脚支撑台绕大致前后方向的轴、大致左右方向的轴、或大致上下方向的轴旋转。
2.如权利要求1所述的运动辅助装置,其特征在于,
作为脚支撑台具备左脚支撑台及右脚支撑台,将脚支撑台的移动路径形成为大致八字形,以使左脚支撑台越向前方越位于左外侧并且使右脚支撑台越向前方越位于右外侧,其中还具备如下机构,所述机构,在使左脚支撑台沿移动路径向左斜前方移动时,使右脚支撑台沿移动路径向左斜后方移动,在使左脚支撑台沿移动路径向右斜后方移动时,使右脚支撑台沿移动路径向右斜前方移动。

说明书全文

运动辅助装置

技术领域

[0001] 本发明涉及利用他动运动让使用者腿部的肌肉伸缩的运动辅助装置。

背景技术

[0002] 以往,已知有各种利用他动运动的运动辅助装置,使用者不必自发地发挥肌肉而是通过对使用者的身体给与外力而使肌肉群伸缩,达到运动效果。已知的这种运动辅助装置是通过关节的屈伸促进与该关节相关连的肌肉群的伸缩。该运动辅助装置通过使座椅部位置变化,改变使用者的体重中由座椅部支撑的比例,从而改变作用在腿部的自重。
[0003] 通过这样的动作,与使全部体重作用在使用者腿部时相比,可减轻负荷,并且几乎不必伴随膝盖的屈伸而进行大腿部的肌肉收缩,由此,例如即使像糖尿病患者那样具有膝盖痛的使用者,也可以实现大腿部的肌肉群强化,并且,由于大腿部的肌肉群体积大,可期待通过伴随肌肉收缩的糖代谢,帮助生活习惯病的改善。此外,通过使用驱动源使座椅部变位,使用者不必自发地发挥肌肉力就可以进行他动性运动,因此,减轻负荷,即使运动能力低的使用者也能够使用。
[0004] 具有上述结构的运动辅助装置,作用在脚上的负荷及作用在臀部的负荷的比例与膝关节的弯曲度对应变化,由此,作用在大腿部肌肉群的负荷变化。专利文献1所示的装置,是将脚放置在脚放置部并被固定定位的装置,所以,由于只能根据膝关节弯曲角度的变化来改变负荷的比例,而膝关节的弯曲角度(小腿和脚背所成的角度)几乎不变,因此,负荷的比例变化存在局限性。
[0005] 专利文献1:(日本)特开2007-89650号公报

发明内容

[0006] 本发明就是鉴于上述现有问题而形成的,其目的在于提供一种运动辅助装置,其通过改变脚关节的弯曲角度等脚的方向,可以使作用在脚上的负荷与作用在臀部的负荷的比例发生大的变化。
[0007] 本发明提供一种运动辅助装置,其特征在于,在基台上设有:分别放置使用者左右两脚的两个脚支撑台、以及分别限制各所述脚支撑台的移动路径的引导部,并且,在基台上突出设置有放置使用者臀部的座椅部,所述引导部使所述脚支撑台分别向大致前后方向移动自由,并且,伴随脚支撑台沿移动路径的移动,使脚支撑台绕大致前后方向的轴、大致左右方向的轴、或大致上下方向的轴旋转。
[0008] 此外,作为脚支撑台具备左脚支撑台及右脚支撑台,将脚支撑台的移动路径形成为大致八字形,以使左脚支撑台越向前方越位于左外侧并且使右脚支撑台越向前方越位于右外侧,其中还具备如下机构,所述机构,在使左脚支撑台沿移动路径向左斜前方移动时,使右脚支撑台沿移动路径向左斜后方移动,在使左脚支撑台沿移动路径向右斜后方移动时,使右脚支撑台沿移动路径向右斜前方移动。
[0009] 本发明的运动辅助装置,能够改变脚关节的弯曲角度,使脚的方向改变,以使从体重的30~40%施加于放置在脚支撑台的脚上的状态变为施加体重的10%左右的状态,从而使作用于放置在脚支撑台的脚上的负荷与作用于臀部的负荷的比例大幅变化。
[0010] 此外,由于作为脚支撑台具备左脚支撑台及右脚支撑台,将脚支撑台的移动路径形成为大致八字形,以使左脚支撑台越向前方越位于左外侧并且使右脚支撑台越向前方越位于右外侧,其中还具备如下机构,所述机构,在使左脚支撑台沿移动路径向左斜前方移动时,使右脚支撑台沿移动路径向左斜后方移动,在使左脚支撑台沿移动路径向右斜后方移动时,使右脚支撑台沿移动路径向右斜前方移动,因此,减少了使用者的前后方向的重心移动,从而,即使平衡能力降低的使用者也能够使用。附图说明
[0011] 图1A是本发明实施方式的要部(脚支撑台及基台)的一例的纵侧剖面图,图1B是其平面图,图1C是其正面剖面图;
[0012] 图2A是本发明实施方式的要部的另一例的纵侧剖面图,图2B是其平面图,图2C是其正面剖面图;
[0013] 图3是本发明实施方式的要部的概略侧面图;
[0014] 图4是本发明实施方式的要部的概略平面图;
[0015] 图5是本发明实施方式的要部的分解立体图;
[0016] 图6是用于本发明实施方式的要部的座椅驱动部的分解立体图;
[0017] 图7是用于本发明实施方式的要部的座椅驱动部的侧面图;
[0018] 图8是表示另一实施方式的平面图;
[0019] 图9是表示另一实施方式的分解立体图;
[0020] 图10是表示另一实施方式的后方看到的要部剖面图;
[0021] 图11是表示另一实施方式的要部剖面图;
[0022] 图12A是用于另一实施方式的驱动装置的功能说明图,图12B是用于该实施方式的驱动装置的功能说明图;
[0023] 图13是另一实施方式的右侧看到的要部剖面图;
[0024] 图14是另一实施方式的要部立体图;
[0025] 图15是表示另一实施方式的使用时的脚位置的说明图。
[0026] 标记说明
[0027] 10 基台
[0028] 15 空洞
[0029] 16 槽
[0030] 17 导轨
[0031] 17a 前侧导轨部
[0032] 17b 后侧导轨部
[0033] 18 移动空间
[0034] 19 槽
[0035] 2 脚支撑台
[0036] 2a 左脚支撑台
[0037] 2b 右脚支撑台
[0038] 21 座椅部
[0039] 25 下垂部
[0040] 25a 前侧下垂部
[0041] 25b 后侧下垂部
[0042] 26 横棒部
[0043] 27 复位机构
[0044] 3 驱动装置
[0045] 4 引导部
[0046] 50 座椅驱动部
[0047] 60 升降机构部
[0048] HD 手柄
[0049] M 使用者

具体实施方式

[0050] 下面,对本发明的一实施方式基于图1~图7进行说明。
[0051] 如图3、图4所示,本实施方式具有放置在地面等的一定位置的基台10,在基台10上设有:上端部具备支撑使用者M臀部的座椅部91的座椅支撑台90、以及上端部具备使用者M根据需要用手把持的手柄HD的手柄柱HP。在基台10上的座椅支撑台90和手柄柱HP之间的部位设有以上面为脚放置面分别放置使用者M左右脚的脚支撑台2(左脚支撑台2a、右脚支撑台2b)。关于左脚支撑台2a及右脚支撑台2b将在后面进行详述。
[0052] 在座椅支撑台90上设有:使座椅部91摆动的座椅驱动部50、使座椅部91和驱动部50相对基台10升降的升降机构部60。关于座椅驱动部50及升降机构部60的构成将在后面叙述。
[0053] 座椅驱动部50通过使用驱动源使座椅部91相对于使用者M摆动来改变臀部的位置,由此,改变作用在使用者M腿上的自重,所述使用者M处于将臀部放在座椅部91的接触面91a上、并且将脚掌放在脚支撑台2的脚放置面上的状态。换言之,在将使用者M的体重分散支撑在臀部和腿部的状态下,通过改变臀部的位置来增减由臀部支撑的自重,结果是改变作用在腿部的自重。
[0054] 在此,以膝关节弯曲规定角度时,由座椅部91支撑体重的比例减少,与进行下蹲运动将膝关节弯曲时一样,作用在使用者M大腿部的负荷增加,能够使大腿部的肌肉群进行肌肉收缩。换言之,通过驱动源使座椅部91摆动时,不是使用者M自发的运动而是通过他动性的运动反复使大腿部的肌肉群的紧张和松弛。即,座椅驱动部50使座椅部91摆动,由此,主要可实现大腿部肌肉群的运动。
[0055] 座椅部91的摆动方向,优选的是按照膝关节不受剪切力作用的方式进行设定。在由座椅部91的接触面91a支撑使用者M臀部的状态下,如图4所示,使用者M的脚为脚尖侧的距离大于脚跟侧的距离的自然姿态,两脚间的分开角度θ2可以由将脚放在脚支撑台2上的位置确定。于是,通过使座椅部91沿着脚放在脚支撑台2上时的连结各脚的脚跟和脚尖的中心线的方向摆动,可以使膝关节不受剪切力作用而运动。即,座椅部91在摆动范围内从后端位置向前方移动时,通过设定向斜右前方移动的期间和斜左前方移动的期间,可以使膝关节不受到剪切力作用,而使自重分别作用在左右腿的大腿部。
[0056] 另外,在图3所示的例中,座椅部91的上面即接触面91a是大致平面,但优选的是,通过改变作用在使用者M腿部的自重,进行激发大腿部肌肉群的肌肉收缩的运动,因此,与使用者M的臀部相接触的接触面91a朝向座椅部91摆动的方向的前方向下倾斜。即,优选的是,座椅部91的前端部的支撑使用者M右臀部的部位向斜右前方向下倾斜,支撑使用者M左臀部的部位向斜左前方向下倾斜。这样的形状时,座椅部91从摆动范围的后端位置向前方移动时,容易使作用在腿部的自重增加,能够提高运动效果。
[0057] 在手柄柱HP的上端部,在手柄HD的中央部设有操作显示装置DP,在操作显示装置DP进行有关座椅驱动部50及升降机构部60的动作的指示操作、或者有关运动量的标准的显示等。另外,只要把持手柄HD,就能够让使用者M的上半身的位置稳定。
[0058] 对座椅支撑台90的结构进一步详细地进行说明。如图5所示,座椅支撑台90具有竖起设置于基台10上的中空的支撑部92,支撑部92的内部收纳有升降机构部60的下端部。升降机构部60具有相对支撑部92可滑动升降的升降基座61,在升降基座61的上端部装载座椅驱动部50。因此,座椅驱动部50与座椅部91一起相对于基台10可移动。
[0059] 在此,支撑部92的中心线为直线且相对于上下方向后倾(即,朝向后方向上倾斜),升降基座61在支撑部92内滑动,由此,座椅部91的接触面91a相对于上下方向在沿支撑部92的中心线的一直线上进行位置调节。换言之,座椅部91的接触面91a在上下方向进行位置调节,同时,在左右方向也进行位置调节,并且越位于上方就越位于后方。关于支撑部92的中心线相对基台10所成的角度,将在后面叙述。
[0060] 此外,升降基座61由具备驱动电机63的升降驱动部62进行升降驱动。作为升降驱动部62,可以采用如下结构,即,除驱动电机63以外,具备被固定在基台10上的柱状的固定部件64、以及具有与固定部件64螺合的滚珠丝杠的可动部件65,通过将驱动电机63的旋转减速而使可动部件65旋转,使可动部件65相对于固定部件64进退。升降基座61安装在可动部件65的上端部,伴随可动部件65相对固定部件64的进退而升降。
[0061] 升降基座61具备装载座椅驱动部50的台座61a,在台座61a的下面设有一对引导板61b。升降驱动部62的可动部件65的上端部被结合在台座61a的下面侧。此外,在各引导板61b的外侧面安装有辊61c,通过由设在支撑部92内侧的轨道部92a来引导辊61c,使升降基座61相对于支撑部92顺滑移动。另外,虽然具备以下结构,即,设置检测可动部件65相对于固定部件64的进退量的传感器,以使传感器的检测值与按照来自操作显示装置DP的输入所指示的目标值一致的方式,控制驱动电机63的旋转,但由于该结构并非主要部分,所以省略其说明。
[0062] 在升降基座61的台座61a上安装有筒状的升降罩66。升降罩66的下端部在升降驱动部62伸缩的范围与支撑部92的外侧面重复,由此,即使在升降驱动部62伸长到最大的状态下,升降基座61也不会露在外部。此外,在升降基座61的台座61a上还安装有由布状的柔软材料形成的机构部罩67。机构部罩67覆盖在台座61a和座椅部91之间,由此来防止座椅驱动部50向外部露出。
[0063] 下面,使用图6及图7对座椅驱动部50进行说明。座椅驱动部50与升降基座61的台座61a一起构成使座椅部91摆动的机构,其由竖起设置于台座61a的上面的前后一对轴支撑板51a、51b和轴部52a、52b轴支撑。前后的轴部52a、52b配置在同轴上,通过座椅驱动部50绕轴部52a、52b转动,使得被结合在座椅驱动部50的座椅部91可进行左右方向(图5中用箭头N表示的方向)的摆动。
[0064] 座椅驱动部50具备前后一对框架板53a、53b,两框架板53a、53b经由左右一对框架侧板54a、54b相结合。在两框架侧板54a、54b上,用轴部55a、56a轴支撑绕左右方向的轴转动的前联杆55和后联杆56的下端部,前联杆55和后联杆56的上端部由轴部55b、56b轴支撑于台板57上。其中,后联杆56的上端部不是被直接轴支撑在台板57,而是被轴支撑在固定于台板57上的轴承板57a。
[0065] 限制台板57的移动范围,使台板57的前端部在以轴部55a为中心的圆弧上移动,使台板57的后端部在以轴部56a为中心的圆弧上移动。其中,后联杆56的尺寸形成为比前联杆55长,由于台板57的前端部和后端部的旋转半径不同,台板57伴随前后移动而改变上面的倾斜角度。具体地说,当将图7的位置设定为前后方向的移动范围的后端位置时,伴随向前方的移动,台板57的前端部相对后端部相对下降,从而增大上面的倾斜角度。相反,从前端位置向后方移动时,台板57的前端部相对后端部相对地上升,从而减小上面的倾斜角度。即,座椅部91能够进行前后方向(图5中用箭头X表示的方向)的移动。图5中表示直线移动,但实际上由于前后方向的倾斜角度变化,成为复合了前后方向的直进移动和旋转移动的变位。
[0066] 用于使台板57相对台座61a摆动的驱动源即电机71由两框架侧板54a、54b保持。此外,电机71以输出轴向上突出的方式纵向设置。蜗杆72与电机71的输出轴结合。框架侧板54a、54b支撑第一轴73和第二轴74,在第一轴73上设有与蜗杆72啮合的蜗轮
75。在第一轴73上还设有齿轮76,齿轮76与设在第二轴74上的齿轮77啮合。
[0067] 在第一轴73的两端部分别安装有与第一轴73一起旋转的偏心曲轴78。在各偏心曲轴78上分别轴支撑摇臂联杆79的一端部,各摇臂联杆79的另一端部分别由突出设置于前联杆55的左右的轴销55c轴支撑。
[0068] 根据该结构,当电机71旋转而第一轴73旋转时,前联杆55通过偏心曲轴78及摇臂联杆79绕轴部55a沿前后方向往返移动,台板57的前部绕轴部55a前后方向(图5中用箭头X表示的方向)摆动。此外,由于后联杆56绕轴部56a旋转,从而台板57伴随前后方向的移动可改变上面的倾斜角度。
[0069] 另一方面,在第二轴74的一端部竖起设置有偏心销74a,偏心杆80的一端部被偏心销74a轴支撑。偏心杆80的另一端部摆动自由地与安装在台座61a上的连结件81相连结。偏心销74a及偏心杆80也可以任意设置在座椅驱动部50的左右的其中一方。
[0070] 根据该结构,当电机71旋转使第二轴74经由第一轴73旋转时,利用偏心销74a及偏心杆80,偏心销74a相对于台座61a的高度位置改变,结果,台板57绕轴部52a、52b左右(图5中用箭头N表示的方向)摆动。
[0071] 另外,电机71使用直流电刷电机等,驱动电机63也使用直流电机。在此,驱动电机63配置在由框架板53a、53b;框架侧板54a、54b;台座61a和台板57围成的空间,齿轮75~77也配置在同一空间,因此,座椅驱动部50变得很紧凑。
[0072] 座椅驱动部50基本上使座椅部91向右前下方和左前下方移动。但是,上述的结构中,通过适当地设定齿轮76、77的齿轮比及偏心曲轴78和偏心销74a的相位差,除了本实施方式那样将座椅部91的移动轨迹设计为V形(在左右往返移动一次期间,前后往返两次)之外,也可以设计为W形(在左右往返移动一次期间,前后往返四次)、8字形(在左右往返移动一次期间,前后往返两次,且后端位置向左右偏的轨迹)等。
[0073] 驱动电机63及电机71的运转、停止由操作显示装置DP的操作来指示。即,操作显示装置DP设有进行电机71的运转、停止的指示及电机71的转速速度的指示的操作部,可以指定运动时间或运动强度。此外,按照膝关节的弯曲角度达到合适角度的方式设有使座椅部91升降的操作部。设于操作显示装置DP的操作部及显示部、与电机71及驱动电机63的动作的关联在未图示的控制电路进行。
[0074] 接着,对脚支撑台2(左脚支撑台2a、右脚支撑台2b)进行说明。如图1所示,左脚支撑台2a及右脚支撑台2b利用设于基台10的引导部4限制左脚支撑台2a及右脚支撑台2b各自的移动路径。引导部4使所述左脚支撑台2a及右脚支撑台2b分别沿大致前后方向移动自由,并且,伴随沿着脚支撑台2的移动路径的移动,使脚支撑台2绕大致前后方向的轴、或绕大致左右方向的轴、或绕大致上下方向的轴旋转。
[0075] 在使脚支撑台2绕大致前后方向的轴旋转的情况下,如本实施方式,当左脚支撑台2a及右脚支撑台2b分别移动到移动路径的前端部时,按照左脚支撑台2a及右脚支撑台2b的前端部比后端部位于下方而倾斜的方式引导,并且,左脚支撑台2a及右脚支撑台2b分别移动到移动路径的后端部时,按照左脚支撑台2a及右脚支撑台2b的前端部与后端部成为大致水平的方式进行引导。基台10的成为配设左脚支撑台2a及右脚支撑台2b移动路径的部分的内部设为空洞15,在空洞15的上壁贯通形成有以大致前后方向为长度方向的槽16。此外,本实施方式中,将左脚支撑台2a的移动路径设计为越向前方越位于左外方那样的倾斜,并且,将右脚支撑台2b的移动路径设计为越向前方越位于右外方那样的倾斜,平面看成为大致八字形,沿该移动路径形成槽16。下面,为了方便,将平面看倾斜的移动路径的长度方向设定为前后方向。
[0076] 左脚支撑台2a及右脚支撑台2b,分别自下面的前半部的中央部向下方突出设置有前侧下垂部25,并且,自后半部的中央部向下方突出设置有后侧下垂部25。下垂部25插进槽16,其下端部位于基台10内部的空洞15内,并且,在下垂部25的下端部,在空洞15内形成有长度比槽16的宽度长的横棒部26,该横棒部26的长度方向成为槽16的宽度方向。此外,在沿着基台10的移动路径的空洞15的底面设有作为引导部4的导轨部17,且分别设置有引导前侧的横棒部26的前侧导轨部17a和引导后侧的横棒部26的后侧导轨部17b。
[0077] 导轨部17在内部收纳横棒部26并根据横棒部26的前后位置将其上下位置定位在规定位置,本实施方式中,设计为大致箱状,并且内部具有横棒部26在前后方向上移动自由的移动空间18,在移动空间18的上壁面,沿着该移动空间18的长度方向(移动方向)在前后方向上贯通形成有槽19。所述槽19的宽度形成为比横棒部26的长度短,并且,形成为比下垂部25的该槽19的宽度方向的长度稍长,下垂部25插进槽19而进入移动空间18内,其下端部的横棒部26位于移动空间18内,不会从槽19中脱出。而且,前侧导轨部17a使得移动空间18按照越向前方越位于下方的方式倾斜,从而使得横棒部26移动方向按照越向前方越位于下方的方式向前斜下方倾斜。后侧导轨部17b使得移动空间18成为大致水平,从而使得横棒部26的移动方向成为前后大致水平的方向,并且后侧导轨部17b的移动空间18的上下位置与前侧导轨部17a的移动空间18的后端部的上下位置相同。
[0078] 由此,当左脚支撑台2a、右脚支撑台2b分别向移动路径的前方移动时,前侧的横棒部26向下方下降,而后侧的横棒部26维持上下方向,因此,左脚支撑台2a、右脚支撑台2b按照前端部比后端部更位于下方的方式倾斜,左脚支撑台2a、右脚支撑台2b位于移动路径的后端部时,前侧的横棒部26和后侧的横棒部26的上下位置相同,左脚支撑台2a、右脚支撑台2b成为大致水平。
[0079] 此外,在各脚支撑台2上设有向后方施力的弹簧构成的复位机构27,对各脚支撑台2的上面向下施加的力为标准体重的10%左右(40~60kgf),脚支撑台2通过复位机构27而位于移动路径的后端部,呈大致水平。
[0080] 在上述的运动辅助装置中,座椅部91的移动轨迹呈现平面看为V形,即,座椅部91,从移动轨迹的后端位置开始,沿着左脚支撑台2a的移动路径向左斜前方移动,并且进行返回到原来的后端位置的摆动运动,接着,沿着右脚支撑台2b的移动路径向右斜前方移动,并且进行返回到原来的后端位置的摆动运动,通过重复这些运动,左右交替进行V形摆动运动。而且,伴随所述座椅部91的V形的摆动运动,使用者M的包括脚的身体也进行平面看V形摆动,伴随脚的摆动,放置脚的脚支撑台2也前后摆动。当脚支撑台2前后摆动时,如上所述,脚支撑台2移动到移动路径的前端部时,按照脚支撑台2的前端部比后端部更位于下方的方式倾斜,脚关节的弯曲角度(小腿与脚背成的角度)扩大,体重的30~40%施加于放在该脚支撑台2的脚上。此外,当脚支撑台2移动到移动路径的后端部时,脚支撑台2的前端部与后端部成为相同高度,脚关节的弯曲角度变小,体重的10%左右施加于放在该脚支撑台2的脚上。
[0081] 根据这样的结构,通过改变脚关节的弯曲角度,可以从体重的30~40%施加于放在脚支撑台2的脚上的状态变化为体重的10%左右施加于放在脚支撑台2的脚上的状态,能够大幅改变作用在脚上的负荷与作用在臀部的负荷的比例。
[0082] 此外,作为引导部4的另一例,没有特别图示,但在使脚支撑台2绕大致左右方向的轴旋转时,导轨部17的移动空间18(移动路径)越向前方,左右的倾斜越大,越向后方,左右的倾斜越小,移动空间18的后端部左右几乎不倾斜而成为大致水平。进一步加以说明,在左右的各导轨部17,前侧导轨部17a和后侧导轨部17b相同,但左脚支撑台2a的导轨部17和右脚支撑台2b的导轨部17的与移动空间18的长度方向垂直的截面形状成左右相反的关系。本例中,越向移动空间18的前方,外侧与内侧相比越位于下方。即,在左脚支撑台2a的导轨部17的情况下,移动空间18的底面的右端部在移动空间18全长上呈一定的高度,并且,移动空间18的底面的左端部越向移动空间18的前方,比右端部越位于下方,移动空间18的后端部达到与右端部相同的高度。在右脚支撑台2b的导轨部17的情况下,移动空间18的底面的左端部在移动空间18全长上呈一定的高度,并且,移动空间18的底面的右端部越向移动空间18的前方,比左端部越位于下方,移动空间18的后端部达到与左端部相同的高度。
[0083] 由此,当左脚支撑台2a、右脚支撑台2b分别向移动路径的前方移动时,前侧的横棒部26和后侧的横棒部26一起向左斜下方倾斜、向右斜下方倾斜。此外,本例中,在各脚支撑台2上设有向后方施力的弹簧构成的复位机构27,在各脚支撑台2的上面向下施加的力为标准体重的10%左右(40~60kgf),脚支撑台2通过复位机构27而位于移动路径的后端部,呈大致水平。
[0084] 而且,伴随座椅部91的平面看V形的摆动运动,使用者M的包含脚的身体也进行V形摆动,伴随脚的摆动,放置有脚的脚支撑台2也前后摆动,脚支撑台2移动到移动路径的前端部时,左脚支撑台2a向左斜下方倾斜,同时,右脚支撑台2b向右斜下方倾斜,脚关节的弯曲角度变化,体重的30~40%施加于放在该脚支撑台2的脚上。此外,脚支撑台2移动到移动路径的后端部时,脚支撑台2的前端部和后端部成为同高且为水平,脚关节的弯曲角度变小,体重的10%左右施加于放在该脚支撑台2的脚上。
[0085] 本例中,和上例同样,也可以通过改变脚关节的弯曲角度,从体重的30~40%施加于放在该脚支撑台2的脚上的状态变化为体重的10%施加于放在该脚支撑台2的脚上的状态,能够大幅改变作用在脚上的负荷及作用在臀部的负荷的比例。
[0086] 此外,本例中,左脚支撑台2a、右脚支撑台2b向移动路径的前方移动的过程中,分别向左斜下方倾斜、向右斜下方倾斜,但也可以将倾斜方向设计为左右相反。由此,可以根据内八字脚或外八字脚、X形腿或O形腿施加适当的负荷。
[0087] 此外,作为引导部4的另一例,如图2所示,使脚支撑台2绕大致上下方向的轴旋转时,在左右的各导轨部17,将前侧导轨部17a和后侧导轨部17b的移动空间18的倾斜方向设定为左右相反。进一步加以说明,在各导轨部17,前侧导轨部17a越向移动空间18的前方,移动空间18越向左右的一方偏斜,并且,后侧导轨部17越向移动空间18的前方,移动空间18越向左右的另一方偏斜。由此,各脚支撑台2越向前方,前侧的横棒部26及下垂部25越向左右的一方偏斜,并且,后侧的横棒部26及下垂部25越向左右的另一方偏斜,各脚支撑台2绕上下方向的轴旋转。
[0088] 此外,在左右的各导轨部17,前侧导轨部17a和后侧导轨部17b两方相互左右相同或相反。由此,可以根据使用者M的脚选择如下方式,即,作为第一方式,左脚支撑台2a越向前方,前侧的横棒部26及下垂部25越向右侧偏斜,同时,后侧的横棒部26及下垂部25越向左侧偏斜(以下称为右旋),并且,右脚支撑台2b越向前方,前侧的横棒部26及下垂部25越向左侧偏斜,同时,后侧的横棒部26及下垂部25越向右侧偏斜(以下称为左旋);作为第二方式,左脚支撑台2a成为左旋,并且右脚支撑台2b成为右旋;作为第三方式,左脚支撑台2a成为右旋,并且右脚支撑台2b成为右旋;作为第四方式,左脚支撑台2a成为左旋,并且右脚支撑台2b成为左旋。
[0089] 本例中,也可以通过改变脚的朝向,大幅改变作用于放在脚支撑台2的脚上的负荷与作用在臀部的负荷的比例。
[0090] 下面,根据图8~图15对另一实施方式进行说明。本实施方式中,在基台10上设有分别放置使用者M左右两脚的两脚支撑台2、分别限制所述各脚支撑台2的移动路径的引导部4的结构的基础上,还具备驱动脚支撑台2的驱动装置3。
[0091] 如图8及图9所示,基台10通过由基座板1a及上板1b构成的外罩1构成外壳。虽然基座板1a图示出长方体状,但对基座板1a的外周形状没有特别限制。以下,为了简化说明,设定为在将基座板1a放置在地面上的状态下,基座板1a的上面与地面平行。因此,图9中的上下为使用时的上下。
[0092] 在基座板1a的上方配设有上板1b,通过将基座板1a和上板1b结合而形成外罩1。在基座板1a上配置有分别放置使用者M左右脚的左脚支撑台2a及右脚支撑台2b、和分别使左脚支撑台2a及右脚支撑台2b的位置移动的驱动装置3。以下的说明中,将图8及图9中箭头X的方向设定为前方。此外,在其他图中记载有箭头X的情况下,其方向也为前方。
[0093] 在上板1b上,在厚度方向贯通设有使左脚支撑台2a及右脚支撑台2b分别露出的两个开口窗11a、11b。各开口窗11a、11b分别开口形成为矩形。各开口窗11a、11b沿长度方向的中心线相对于外罩1的前后方向倾斜,两中心线之间的距离形成为在外罩1的前端侧比在后端侧大。
[0094] 如图10所示,在各开口窗11a、11b的宽度方向的两侧部,以面临开口窗11a、11b内侧的方式开设有滑动槽12。在滑动槽12中可滑动地插入形成于脚放置罩22的凸缘部22b。脚放置罩22与用于使用者M放脚的脚放置板21一起构成左脚支撑台2a及右脚支撑台2b,其具有形成为矩形筒状的主体部22a,凸缘部22b沿着主体部22a的一方的开口面(上面)横跨主体部22全周而延伸设置。在脚放置罩22的主体部22a的内侧,在下部一体形成有安装板22c。
[0095] 主体部22a形成为长度方向的尺寸及宽度方向的尺寸比开口窗11a、11b的尺寸大,凸缘部22b形成为长度方向的尺寸及宽度方向的尺寸比开口窗11a、11b的尺寸大。此外,滑动槽12的底部间的距离形成为比凸缘部22b的前端缘间的距离大。因此,脚放置罩22在宽度方向在滑动槽12的范围内可移动,并且在长度方向也可以移动。
[0096] 脚放置板21形成为比脚放置罩22的主体部22a的内周缘稍小的矩形板状,从而形成为能够放置使用者M的脚整体的尺寸。此外,脚放置板21的上面采用增大摩擦系数的材料乃至形状。在脚放置板21的下面周部一体设置有分别弯折成コ字形的罩体21a、21b。在脚放置板21的下面被罩体21a、21b包围的部位与脚放置板21一体设置有在脚放置板21的宽度方向分开的一对轴承21c。
[0097] 在设于脚放置罩22的安装板22c的上面固定有向上方开放的截面コ字形的轴承板23。设于脚放置板21的轴承21c与轴承板23的各支片23a外侧面抵接。进而,还设有穿过轴承板23的两支片23a及两轴承21c的轴部24。因此,轴部24沿脚放置板21的宽度方向配置,脚放置板21能够相对于脚放置罩22以长度方向的前后进行上下移动的方式绕轴部24转动。上述的罩体21a、21b是为了在脚放置板21相对于脚放置罩22转动时防止在脚放置板21的下面与脚放置罩22之间产生间隙而设置的。
[0098] 在设于脚放置罩22的安装板22c的下面安装有向下面开放的截面コ字形的台车41。在台车41的两支片41a的外侧面各安装有两个车轮42。在基座板1a的上面对于左脚支撑台2a和右脚支撑台2b分别固定有两根轨道43,台车41被放置在轨道43上,以使车轮42在设于轨道43上面的轨道槽43a中转动。此外,为了防止车轮42从轨道槽43a脱落,在轨道43上面固定有轮防脱板44(参照图11)。
[0099] 另外,轨道43的长度方向设定为与设于外罩1的开口窗11a、11b的长度方向不同的方向。如上所述,开口窗11a、11b的长度方向的中心线按照在外罩1的前端侧比后端侧大的方式倾斜,轨道43的长度方向相对于外罩1的前后方向也同样地倾斜。
[0100] 但是,轨道43相对于外罩1的前后方向的角度比开口窗11a、11b还大。例如,如果相对于外罩1的前后方向的角度在开口窗11a、11b的长度方向设定为30度,则轨道43的长度方向设定为45度等。即,轨道43的长度方向设定为如下的方向,即,在将脚放在左脚支撑台2a及右脚支撑台2b上,使脚的中心线与开口窗11a、11b的长度方向一致的状态下,即使通过使左脚支撑台2a及右脚支撑台2b沿轨道43移动而使脚的位置改变,对膝关节也不会作用剪切力的方向。另外,本实施方式中,作为优选的动作表示了左脚支撑台2a及右脚支撑台2b在前后方向和左右方向复合的移动路径中进行移动的例子,但也可以与配置轨道43的方向相比,使左脚支撑台2a及右脚支撑台2b在前后方向或左右方向移动。
[0101] 根据上述的结构,由于左脚支撑台2a及右脚支撑台2b能够沿轨道43的长度方向进行往返移动,轨道43的长度方向相对于开口窗11a、11b的长度方向的中心线倾斜,因此,脚放置板21及脚放置罩22在开口窗11a、11b中在相对于长度方向交叉的方向移动。即,上述的台车41、车轮42、轨道43和轮防脱板44作为限制左脚支撑台2a及右脚支撑台2b的移动路径的引导部4发挥作用。
[0102] 如图12所示,使左脚支撑台2a及右脚支撑台2b移动的驱动装置3具有:产生驱动力的驱动源31、按照分别向左脚支撑台2a及右脚支撑台2b传递驱动力的方式分离成两个系统的系统分离部32、以及使用驱动力使台车41沿轨道43往返移动的往返驱动部33。在本实施方式中,如图12A所示,采用了利用系统分离部32将驱动力进行分离,将分离后的驱动力传递到往返驱动部33的结构,如图12B所示,也可以由系统分离部32将由往返驱动部33得到的往返驱动的驱动力分离成两个系统。
[0103] 对驱动装置3进一步具体地进行说明。驱动源31采用旋转电机(以下简称为电机,使用标记31),系统分离部32连结在电机31的输出轴31a上。
[0104] 系统分离部32具备:连结在电机31的输出轴31a上的蜗杆(第一齿轮)32a、与蜗杆32a啮合的一对蜗轮(第二齿轮)32b。蜗杆32a及两个蜗轮32b被收纳于固定在基座板1a上的齿轮箱34内。齿轮箱34由上面具有开口的齿轮箱体34a、以及覆盖在齿轮箱体34a的开口面的盖板34b形成。在齿轮箱体34a和盖板34b之间安装有支撑蜗杆32a的长度方向的两端部的一对轴承32c。
[0105] 在蜗轮32b插进由齿轮箱体34a和盖板34b保持的旋转轴35,将蜗轮32b和旋转轴35结合,以使旋转轴35伴随蜗轮32b的旋转而旋转。在旋转轴35的上端部形成有截面形成为非圆形(图示例中为矩形)的结合部35a。
[0106] 电机31被装载在设于齿轮箱体34a的缺口部(口受部)34c和固定于基座板1a上的缺口板(口受板)13a上,利用覆盖在齿轮箱体34a上的盖板34b和与缺口板13a结合的压板13b固定在基座板1a上。
[0107] 如图13所示,往返驱动部33具备:一端部与旋转轴35的结合部35a结合的曲柄板36、经由曲轴37与曲柄板36结合的曲柄杆38。曲轴37的一端部被固定在曲柄板36上,另一端部由被保持在曲柄杆38一端部的轴承38a保持。即,曲柄杆38的一端部相对于曲柄板36转动自由地结合。曲柄杆38的另一端部利用轴体38b与台车41结合,曲柄杆38的另一端部相对于台车41转动自由地结合。
[0108] 根据上述的结构可以看出,曲柄杆38作为将蜗轮32b的旋转力转换为台车41的往返移动的转换机构发挥作用。由于曲柄杆38按照每个蜗轮32b设置,台车41分别设置在左脚支撑台2a和右脚支撑台2b,因此,曲柄杆38作为将蜗轮32b的旋转力分别转换为左脚支撑台2a和右脚支撑台2b的往返移动的转换机构发挥作用。
[0109] 如上所述,台车41由车轮42和轨道43限制移动路径,因此,伴随蜗轮32b的旋转,台车41沿轨道43的长度方向往返移动。即,电机31的旋转经由蜗杆32a及蜗轮32b传递到曲柄板36,进而,通过与曲柄板36结合的曲柄杆38使台车41在沿着轨道43的直线上进行往返移动。其结果,与台车41结合的脚放置罩22沿轨道43往返移动。即,左脚支撑台2a和右脚支撑台2b在轨道43的长度方向上往返移动。
[0110] 本实施方式中,利用蜗杆32a和两个蜗轮32b将驱动力分离成两个系统,在每个系统中用作左脚支撑台2a和右脚支撑台2b的驱动力,因此,利用驱动装置3关联驱动左脚支撑台2a和右脚支撑台2b。在此,使各蜗轮32b与蜗杆32a啮合的位置相差180度,因此,当左脚支撑台2a位于移动范围的后端时,右脚支撑台2b位于移动范围的前端。左脚支撑台2a在移动范围的后端为左脚支撑台2a的移动范围的右端,右脚支撑台2b的移动范围的前端为右脚支撑台2b的移动范围的右端,因此,在左右方向上,左脚支撑台2a及右脚支撑台
2b向相同的方向移动。
[0111] 另外,根据上述的结构可以看出,可以根据蜗杆32a和蜗轮32b啮合的位置,适当地施予左脚支撑台2a和右脚支撑台2b在移动中的相位差。如本实施方式,只要施予180度的相位差,就可以减少使用者M在前后方向的重心移动,因此,即使是平衡能力降低的使用者M也可以使用。或者,如果不具有相位差,就会产生使用者M的前后方向的重心移动,因此,不仅对腿部的肌肉群的运动,而且对用于保持平衡能力的腰背部等的肌肉群的运动也起作用。
[0112] 另外,由于设于左脚支撑台2a及右脚支撑台2b的脚放置板21相对于脚放置罩22可以绕轴部24转动,因此,如图14所示,能够改变脚放置板21的前端部和后端部的高度位置。即,通过改变放在脚放置板21上的脚的脚尖和脚跟的高度位置,可以进行脚关节的脚底弯曲和脚背弯曲。
[0113] 另外,在使用装置时,在左脚支撑台2a及右脚支撑台2b处于停止位置的初始位置,左右脚分别放在左脚支撑台2a和右脚支撑台2b上,将脚放置在左脚支撑台2a及右脚支撑台2b上,开始驱动装置3的运转。如图15所示,左脚支撑台2a及右脚支撑台2b的长度方向Dx配置为相对于前后方向(箭头X方向)例如成9度左右的角度,将脚放置在左脚支撑台2a及右脚支撑台2b上时,在使用者M的腿部不会产生扭转。
[0114] 在初始位置,左脚支撑台2a及右脚支撑台2b在前后方向位于相同位置。即,在初始位置,左脚支撑台2a及右脚支撑台2b并排在左右方向的一直线上。因此,在初始位置,使用者M放在左脚支撑台2a及右脚支撑台2b上时,从使用者M的重心沿铅直方向向下的直线在左脚支撑台2a和右脚支撑台2b之间通过大致中央。
[0115] 根据上述的结构可以看出,驱动装置3开始运转时,使左脚支撑台2a及右脚支撑台2b分别在前后方向改变位置,并且,伴随前后方向的位置变化,左右方向的位置也发生变化。其中,左脚支撑台2a及右脚支撑台2b在沿着轨道43的一直线上往返移动,左脚支撑台2a及右脚支撑台2b向与脚的前后方向不同的方向移动。例如,向相对于外罩1的前后方向成45度的方向移动。其移动距离例如设定为20mm等。
[0116] 在本实施方式中,关于在基台10上设有空洞15及槽16、作为引导部4在空洞15的底面设有导轨部17的结构;以及在脚支撑台2上设有下垂部25及横棒部26和复位机构27的结构,与上实施方式中的说明、图1及图2所示的结构是同样的。
[0117] 在本实施方式中,除上述实施方式的效果以外,由于在使左脚支撑台2a沿移动路径向左斜前方移动时,则使右脚支撑台2b沿移动路径向左斜后方移动,而使左脚支撑台2a沿移动路径向右斜后方移动时,则使右脚支撑台2b沿移动路径向右斜前方移动,因此,可以减少使用者M的前后方向的重心移动,因此,即使是平衡能力降低的使用者M也可以使用。
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