CN101031341B

CN101031341B - 摇动型运动装置

Info

Publication number: CN101031341B
Application number: CN2005800331732A
Authority: CN
Inventors: 中西隆介
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2025-09-22
Also published as: JP2006101982A; WO2006038471A1; KR20070051368A; TW200631622A; KR100865215B1; JP3846499B2; TWI270394B; CN101031341A

Abstract

摇动型运动装置(1)，包括，马达(10a、10b)、以及将该马达(10a、10b)的转动输出轴(12a、12b)的转动运动转换为使用者就座的座椅的摇动运动的驱动装置，该驱动装置，包括，支撑设置在基座(8)上的可动架台(6)，使其围绕在前后方向上予以倾斜的前后倾斜轴(9)进行转动往复移动的第1支撑装置；支撑固定于座椅(2)的底座(4)，使其介由联动构件(5a、5b)可围绕设置在可动架台(6)上的左右轴(7a)、(7b)进行转动往复移动的第2支撑装置；将马达(10a)的转动输出轴(12a)的转动运动，介由第2支撑装置转换为底座(4)沿前后方向的直线往复移动及围绕左右轴的转动往复移动的第1驱动部(13a)；将马达(10b)的转动输出轴(12b)的转动运动，介由第1支撑装置转换为底座(4)围绕前后方向轴的转动往复移动及围绕上下方向轴的转动往复移动的第2驱动部(13b)。

Description

摇动型运动装置

技术领域

本发明涉及一种在使用者就座于座椅的状态下，通过摇动该座椅以付予上述使用者运动负荷的摇动型运动装置。

背景技术

在使用者就座于座椅的状态下，通过摇动该座椅以付予上述使用者运动负荷的摇动型运动装置，作为一种老少均可利用的简便的运动器具，从当初的体育俱乐部正向一般的家庭普及。作为该种摇动型运动装置的典型的以往技术，已知的有例如下列专利文献1、2。

其中，专利文献1的技术是一种有关使用6轴平行机构(parallel mechanism)等来实现一系列的摇动方式的腰痛预防训练装置。

另外，专利文献2的技术是一种有关以小型的驱动装置来实现座椅沿前后方向的直线往复移动、围绕前后轴的转动往复移动、围绕左右轴的转动往复移动等3个动作的平衡训练装置。

然而，专利文献1的技术中，由于具有6个驱动源且要个别地控制各驱动源，因此便需要个别地控制各驱动源的动作时机、速度、动作范围等，因而需要非常复杂的操控。另外，由于设有6个驱动源，因此，便会出现易趋向大型化且成本高的问题。

另外，专利文献2的技术中，由于只有座椅沿前后方向的直线往复移动、围绕前后方向轴的转动往复移动以及围绕左右方向轴的转动往复移动的3个动作，因而动作单调，因此，希望在取得更大的健身效果方面有所改善。此外，要锻炼的身体部位，因使用者而异，而以专利文献2的技术，无法分不同部位对身体进行锻炼。

本发明的目的在于，提供一种小型且价廉但动作多样化且可分不同部位对身体进行锻炼从而取得更大健身效果的摇动型运动装置。

专利文献1：日本专利公告特公平06-65350号

专利文献2：日本专利公开公报特开2004-216072号

发明内容

本发明的摇动型运动装置，包括，驱动源、以及将该驱动源的转动输出轴的转动运动转换为使用者就座的座椅的摇动运动的摇动机构，上述驱动源，具有第1驱动源和第2驱动源，上述摇动机构，包括，支撑设置在基座上的可动架台，使其可围绕在前后方向上予以倾斜的前后倾斜轴进行转动往复移动的第1支撑装置；支撑固定于座椅的底座，使其介由联动构件可围绕设置在上述可动架台上的左右轴进行转动往复移动的第2支撑装置；将上述第1驱动源的转动输出轴的转动运动，介由上述第2支撑装置转换为底座沿前后方向的直线往复移动及围绕左右轴的转动往复移动的第1转换装置；将上述第2驱动源的转动输出轴的转动运动，介由上述第1支撑装置转换为底座围绕前后方向轴的转动往复移动及围绕上下方向轴的转动往复移动的第2转换装置；使用者可进行操作的操作单元；对应上述操作来控制上述第1驱动源和第2驱动源的各项动作的控制单元，上述第1转换装置，包括第1左右轴，设置在上述可动架台上，通过上述第1驱动源的转动输出轴的转动力予以转动驱动；曲柄臂，其底端与上述第1左右轴的端部在偏心位置连接，其顶端与上述联动构件的中间部位转动可能地予以连接，上述第2转换装置，包括第2左右轴，设置在上述可动架台上，通过上述第2驱动源的转动输出轴的转动力予以转动驱动；偏心连杆，其底端转动自如地支撑在上述基座上，其顶端与上述第2左右轴的端部在偏心位置连接，所述摇动型运动装置进一步包括检出上述第1左右轴与上述第2左右轴的转速的传感器，以及预先存储了第1以及第2驱动源的对应于模仿骑马的多种运动模式的运作时机的存储器，上述控制单元，通过被检出的上述第1左右轴和上述第2左右轴的转速，按照上述存储器中存储的运动模式，控制上述第1驱动源与第2驱动源的动作。

附图说明

图1为表示涉及本发明第1实施方式的摇动型运动装置的整体结构的侧视图。

图2为图1所示的摇动型运动装置的驱动部的放大侧视图。

图3为图2所示的驱动部的俯视图。

图4为图2所示的驱动部的正视图。

图5为表示控制系统的模式图。

图6为可选择的第1模式的示意图。

图7为可选择的第2模式的示意图。

图8为可选择的第3模式的示意图。

图9为可选择的第4模式的示意图。

图10为可选择的第5模式的示意图。

图11为可选择的第6模式的示意图。

图12为可选择的第7模式的示意图。

图13为可选择的第8模式的示意图。

具体实施方式

本发明的摇动型运动装置，包括，驱动源、以及将该驱动源的转动输出轴的转动运动转换为使用者就座的座椅的摇动运动的摇动机构，上述驱动源具有第1驱动源和第2驱动源，上述摇动机构，包括，支撑设置在基座上的可动架台，使其可围绕在前后方向上予以倾斜的前后倾斜轴进行转动往复移动的第1支撑装置；支撑固定于座椅的底座，使其介由联动构件可围绕设置在上述可动架台上的左右轴进行转动往复移动的第2支撑装置；将上述第1驱动源的转动输出轴的转动运动，介由上述第2支撑装置转换为底座沿前后方向的直线往复移动及围绕左右轴的转动往复移动的第1转换装置；将上述第2驱动源的转动输出轴的转动运动，介由上述第1支撑装置转换为底座围绕前后方向轴的转动往复移动及围绕上下方向轴的转动往复移动的第2转换装置。

采用本发明，通过第1支撑装置，可支撑设置在基座上的可动架台，使其围绕在前后方向上予以倾斜的前后倾斜轴进行转动往复移动；通过第2支撑装置，可支撑固定于座椅的底座，使其介由联动构件围绕设置在上述可动架台上的左右轴进行转动往复移动。而且，通过第1转换装置，可将第1驱动源的转动输出轴的转动运动，介由上述第2支撑装置转换为底座沿前后方向的直线往复移动及围绕左右轴的转动往复移动；通过第2转换装置，可将第2驱动源的转动输出轴的转动运动，介由上述第1支撑装置转换为底座围绕前后方向轴的转动往复移动及围绕上下方向轴的转动往复移动。由此，采用本发明，由于可在专利文献2所记载的以往的3个动作的基础上追加1个动作而成为4个动作，且在实现运动的多样化的同时，使每个使用者可各自对要进行锻炼的身体部位进行选择，因此可取得比以往的装置更大的健身效果。

上述第1转换装置，可包括，设置在上述可动架台上，通过上述第1驱动源的转动输出轴的转动力予以转动驱动的第1左右轴；底端与上述第1左右轴的端部在偏心位置连接，且其顶端与上述联动构件的中间部位转动可能地予以连接的曲柄臂。

上述第2转换装置，可包括，设置在上述可动架台上，通过上述第2驱动源的转动输出轴的转动力予以转动驱动的第2左右轴；底端转动自如地支撑在上述基座上，且其顶端与上述第2左右轴的端部在偏心位置连接的偏心连杆。

本发明的摇动型运动装置，还可包括，使用者可进行操作的操作单元；对应该操作来控制上述第1驱动源和第2驱动源的各项动作的控制单元。

图1是表示涉及本发明一实施例的摇动型运动装置1的整体结构的示意图。该摇动型运动装置1包括，使用者就座的具有模仿了马背或马鞍形状的座椅2；设置在该座椅2内，作为摇动该座椅2的摇动机构的驱动装置3；升降座椅2的后部的升降机构50；支撑座椅2和驱动装置3的脚部60；外罩80；控制器100；选择开关101。

图2为表示摇动型运动装置1的驱动装置3的放大侧视图，图3为其俯视图，图4为其正视图。图2～图4中，安装有上述座椅2的底座4，介由联动构件5a、5b前后摇动可能地支撑在可动架台6上(相当于第2支撑装置)，可动架台6左右摇动可能地支撑在向后下方倾斜的基座8上(相当于第1支撑装置)，并且底座4与可动架台6之间收容有驱动部13。联动构件5a、5b，其中5a为设置在底座4的左右两侧的前联动构件；5b为设置在底座4的宽度方向中央部位的后联动构件。前联动构件5a的上端部，轴支撑在设置于底座4的前端部的上轴销4a上，前联动构件5a的下端部，轴支撑在设置于可动架台6的侧板16的前端部的下轴销7a上。另外，后联动构件5b的上端部，轴支撑在设置于底座4的后端部的上轴销4b上，后联动构件5b的下端部，轴支撑在设置于可动架台6的侧板16的后端部的下轴销7b上。前后的各个下轴销7a、7b，构成支撑联动构件5a、5b，使其可围绕左右方向的Y轴线进行转动的左右轴，由此，底座4便可围绕左右轴7a、7b沿图2中箭头M所示的前后方向进行转动往复移动。

基座8的两端部，如图2及图4所示，竖立设置有轴支板24。可动架台6的两端部，分别垂直设置有与轴支板24相对的连接板25。此外，连接板25，相对于轴支板24，通过平行于基座8而呈倾斜状态的前后倾斜轴9转动可能地予以连接。前后倾斜轴9，设置在基座8的中央部位的前后两处，支撑可动架台6，使其可围绕该前后倾斜轴9进行转动，由此，底座4便可围绕前后倾斜轴9沿着图4中箭头N所示的左右方向进行转动往复移动，并且也可沿着图3中箭头P所示的左右方向进行转动往复移动。

另一方面，驱动部13，包括，2台马达(相当于第1、第2驱动源)10a及10b；将马达10a的输出转轴12a的转动运动以及马达10b的输出转轴12b的转动运动分别转换为底座4沿前后方向X的直线往复移动、围绕左右轴7a及7b的转动往复移动、围绕虚拟的前后方向轴的转动往复移动及围绕虚拟的上下方向轴的转动往复移动，并可组合这4个动作来驱动座椅2的2个驱动部13a及13b。本实施例的马达10a、10b被纵向设置在基座8上所设置的可动架台6内，它们的转动输出轴12a、12b的突出方向均为向上。

第1驱动部13a，用于产生前后方向的直线往复移动及围绕左右轴7a、7b的转动往复移动(相当于第1转换装置)。第2驱动部13b，用于产生围绕前后轴的转动往复移动及围绕上下轴的转动往复移动(相当于第2转换装置)。第1驱动部13a，如图2及图3所示，包括：经由马达齿轮11a及第1齿轮14与转动输出轴12a连接的第1轴17(相当于第1左右轴)；与第1轴17在偏心位置连接的偏心曲柄19；一端与偏心曲柄19连接，另一端与设置在前联动构件5a的轴销5c予以轴连接的联动臂20。第1轴17的两端部分别转动可能地支撑在可动架台6上，通过偏心曲柄19相对于第1轴17进行的偏心圆周运动，前联动构件5a介由联动臂20沿前后方向X进行往复移动。由此，连接于联动构件5的底座4亦即座椅2，便可沿着图1及图2中箭头M所示的方向进行摇动。偏心曲柄19与联动臂20构成曲柄臂。

另外，第2驱动部13b，如图3及图4所示，包括，经由马达齿轮11b及第2齿轮15与转动输出轴12b连接的第2轴18(相当于第2左右轴)；一端与第2轴18的端部在偏心位置连接，另一端与基座8转动可能地予以连接的偏心连杆21。第2轴18的两端部转动可能地支撑在可动架台6上。偏心连杆21设置在可动架台6的左侧或者右侧的任意一方(图3及图4中为右侧)。该偏心连杆21的上端部21a，如图4所示，通过轴销29与第2轴18的端部在偏心位置连接，偏心连杆21的下端部21b通过轴销28与固定在基座8上的L型连接件27转动可能地予以连接。由此，通过第2轴18的转动，并通过偏心连杆21的上端部所进行的偏心圆周运动，底座4亦即座椅2，如图4中箭头N所示，便围绕前后方向轴进行转动往复移动，并且如图3中箭头P所示也可围绕上下方向轴进行转动往复移动。

此外，通过控制马达10a、10b的运作时机，介由上述驱动系统可实现模仿骑马时的常步、快步等多种运动模式(后述)。图5为表示摇动型运动装置1的上述驱动系统中包含有控制系统的模式图。该控制系统，通过选择开关101(相当于操作单元)、存储器102、驱动器103a及103b、传感器104a及104b、升降机构50分别与进行各种控制的控制器100(相当于控制单元)电连接而构成。选择开关101，用于选择运动模式，如图1所示，其设置在座椅2的前侧，以使进行该选择的使用者在就坐状态下易于操作。存储器102，预先存储了马达10a、10b的对应于各种运动模式的运作时机。驱动器103a、103b，接受来自控制器100的指令信号，进行马达10a、10b的启动停止及转动中的速度调整。传感器104a、104b，检测第1轴17和第2轴18的转速。这些传感器104a、104b，如图2及图3所示，例如用编码器(encoder)可非接触地对两轴17、18进行检测。升降机构50，根据需要进行配合各种运动模式的升降动作。

以下，对摇动型运动装置1的动作进行说明。

若选择开关101被按压，控制器100便从预先存储于存储器102的各种模式中读取使用者所选择的一个模式，向驱动器103a、103b发出对应于该模式的指令信号。收到来自驱动器103a的信号后，从马达10a的一方突出的转动输出轴12a便进行转动，于是，通过马达齿轮11a与第1齿轮14的啮合，第1轴17便进行转动。第1轴17的转速由传感器104a测出，被反馈到控制器100。

另外，收到来自驱动器103b的信号后，从马达10b的一方突出的转动输出轴12b便进行转动，于是，通过马达齿轮11b与第2齿轮15的啮合，第2轴18便进行转动。第2轴18的转速由传感器104b测出，被反馈到控制器100。由此，马达10a、10b的对应于各种运动模式的各项动作可受到稳定的控制。

若第1轴17进行转动，连接于该第1轴17端部的偏心曲柄19便进行偏心圆周运动，介由联动臂20，前联动构件5a便以前侧的左右轴7a为中心沿着前后方向X进行转动。此时，由于后联动构件5b协同地围绕后侧的左右轴7b进行转动，因此，底座4亦即座椅2便沿着前后方向X进行往复移动及摇动。另一方面，通过第2轴18的转动，偏心连杆21的上端部进行偏心圆周运动，底座4亦即座椅2便围绕前后轴9进行转动往复移动。

以下，参照图6～图13，就使用者可选择的各种运动模式的例子(第1～第8模式)进行说明。这里，各图中的(a)表示前后方向的直线往复运动；(b)表示围绕前后X轴的(左右)转动往复移动；(c)表示(a)与(b)的组合运动。

首先，作为第1模式，如图6(a)(b)所示，当前后方向的直线往复运动的频率为左右方向的转动往复移动的2倍，相位差为0时，如(c)所示，可产生∞字形的运动。此时，控制器100，设定马达10a的转速为马达10b的转速的2倍，且设定马达10a、10b两者之间不存在时间差。

作为第2模式，如图7(a)(b)所示，当前后方向的直线往复运动的频率为左右方向的转动往复移动的2倍，相位差为-(1/2)T时，如(c)所示，可产生V字形的运动。此时，控制器100，设定马达10a的转速为马达10b的转速的2倍，且设定马达10a、10b两者之间的时间差为-(1/2)T。

作为第3模式，如图8(a)(b)所示，当前后方向的直线往复运动的频率为左右方向的转动往复移动的4倍，相位差为0时，如(c)所示，可产生∞∞字形的运动。此时，控制器100，设定马达10a的转速为马达10b的转速的4倍，且设定马达10a、10b两者之间不存在时间差。

作为第4模式，如图9(a)(b)所示，当前后方向的直线往复运动的频率为左右方向的转动往复移动的1/2倍，相位差为0时，如(c)所示，可产生8字形的运动。此时，控制器100，设定马达10a的转速为马达10b的转速的1/2倍，且设定马达10a、10b两者之间不存在时间差。

作为第5模式，如图10(a)(b)所示，当停止左右方向的转动往复移动时，如(c)所示，可产生1字形的运动。此时，控制器100，仅使马达10a运作。

作为第6模式，如图11(a)(b)所示，当停止前后方向的直线往复移动时，如(c)所示，可产生一字形的运动。此时，控制器100，仅使马达10b运作。

作为第7模式，如图12(a)(b)所示，当前后方向的直线往复移动的频率与左右方向的转动往复移动的相同，相位差为(∏/2)T时，如(c)所示，可产生O字形的运动。此时，控制器100，设定马达10a的转速与马达10b的转速相同，且设定马达10a、10b两者之间的时间差为(∏/2)T。

作为第8模式，如图13(a)(b)所示，当停止前后方向的直线往复移动和左右方向的转动往复移动时，理所当然地如(c)所示，不产生运动。此时，控制器100，使马达10a、10b不进行运作。

如上所述，采用本实施方式1，设置在基座8上的可动架台6，可围绕在前后方向上予以倾斜的前后倾斜轴9转动往复移动地受到支撑(相当于第1支撑装置)，固定于座椅2的底座4，介由联动构件5a、5b，可围绕设置在上述可动架台6上的左右轴7a、7b转动往复移动地受到支撑(相当于第2支撑装置)。而且，通过第1驱动部13a，可将马达10a的转动输出轴12a的转动运动，介由上述第2支撑装置转换为底座4沿前后方向的直线往复移动及围绕左右轴的转动往复移动；同时，通过第2驱动部13b，可将马达10b的转动输出轴12b的转动运动，介由上述第1支撑装置转换为底座4围绕前后方向轴的转动往复移动及围绕上下方向轴的转动往复移动。因此，采用本实施方式1，可在专利文献2中所记载的以往的3个动作的基础上追加1个动作而成为4个动作；在实现运动的多样化的同时，通过选择任意的运动模式，使各个使用者易于对要锻炼的身体部位进行选择，因此可取得比以往的装置更大的健身效果。另外，由于作为驱动源的马达10a、10b为2个，因此可实现控制的容易化及低成本化。并且，由于减小了驱动装置3的设置空间因而还可实现小型化。

上述实施方式中，作为可选择的运动模式，例举了8种模式，不过，亦可追加其它的模式，反之，亦可减少模式的数量。

另外，上述实施方式中，若使用者按压选择开关101，控制器100便对应该选择来控制马达10a、10b的各项动作，不过，亦可以手动单纯地开关两马达10a、10b。即使在此情况下，各个使用者仍可对进行要锻炼的身体部位进行选择。此外，马达10a、10b可正转或逆转。

另外，上述实施方式中，前后倾斜轴9的倾斜方向为向后下方倾斜，不过，亦可向前下方倾斜。此外，若在上述实施方式1的4种动作的基础上，组合上述升降机构50的前后倾斜角度可变功能，并与各项动作同期来控制前后左右的倾斜角度，那么，还可实现更为复杂的运动，从而可取得更大的健身效果。此外，当然也可以与脚部60的伸缩运动进行组合。

产业上的利用可能性

如上所述，本发明适用于在使用者就座于座椅的状态下，通过摇动该座椅以付予上述使用者运动负荷的摇动型运动装置。

Claims

1.一种摇动型运动装置，包括，驱动源、以及将该驱动源的转动输出轴的转动运动转换为使用者就座的座椅的摇动运动的摇动机构，其特征在于：

上述驱动源，具有第1驱动源和第2驱动源，

上述摇动机构，包括，

第1支撑装置，支撑设置在基座上的可动架台，使其可围绕在前后方向上予以倾斜的前后倾斜轴进行转动往复移动；

第2支撑装置，支撑固定于座椅的底座，使其介由联动构件可围绕设置在上述可动架台上的左右轴进行转动往复移动；

第1转换装置，将上述第1驱动源的转动输出轴的转动运动，介由上述第2支撑装置转换为底座沿前后方向的直线往复移动及围绕左右轴的转动往复移动；

第2转换装置，将上述第2驱动源的转动输出轴的转动运动，介由上述第1支撑装置转换为底座围绕前后方向轴的转动往复移动及围绕上下方向轴的转动往复移动；

使用者可进行操作的操作单元；

对应上述操作来控制上述第1驱动源和第2驱动源的各项动作的控制单元，

上述第1转换装置，包括，

第1左右轴，设置在上述可动架台上，通过上述第1驱动源的转动输出轴的转动力予以转动驱动；

曲柄臂，其底端与上述第1左右轴的端部在偏心位置连接，其顶端与上述联动构件的中间部位转动可能地予以连接，

上述第2转换装置，包括，

第2左右轴，设置在上述可动架台上，通过上述第2驱动源的转动输出轴的转动力予以转动驱动；

偏心连杆，其底端转动自如地支撑在上述基座上，其顶端与上述第2左右轴的端部在偏心位置连接，

所述摇动型运动装置进一步包括检出上述第1左右轴与上述第2左右轴的转速的传感器，以及预先存储了第1以及第2驱动源的对应于模仿骑马的多种运动模式的运作时机的存储器，

上述控制单元，通过被检出的上述第1左右轴和上述第2左右轴的转速，按照上述存储器中存储的运动模式，控制上述第1驱动源与第2驱动源的动作。

2.如权利要求1所述的摇动型运动装置，其特征在于，还包括用于升降上述座椅的后部的升降机构，上述控制单元进行配合上述运动模式的升降动作。

3.如权利要求1所述的摇动型运动装置，其特征在于，上述控制单元，可以改变相对于上述围绕前后方向轴的转动往复移动的上述前后方向的直线往复运动的频率，以及上述前后方向的直线往复运动与上述围绕前后方向轴的转动往复移动的相位差。

4.如权利要求1所述的摇动型运动装置，其特征在于，上述控制单元用以下8种模式中的至少一种模式使上述座椅运动：上述前后方向的直线往复运动的频率为上述围绕前后方向轴的转动往复移动的2倍，相位差为0的第1模式；上述前后方向的直线往复运动的频率为上述围绕前后方向轴的转动往复移动的2倍，相位差为-(1/2)T的第2模式；上述前后方向的直线往复运动的频率为上述围绕前后方向轴的转动往复移动的4倍，相位差为0的第3模式；上述前后方向的直线往复运动的频率为上述围绕前后方向轴的转动往复移动的1/2倍，相位差为0的第4模式；上述前后方向的直线往复运动进行时，上述围绕前后方向轴的转动往复移动停止的第5模式；上述前后方向的直线往复运动停止时，进行上述围绕前后方向轴的转动往复移动的第6模式；上述前后方向的直线往复运动的频率与上述围绕前后方向轴的转动往复移动相同，相位差为(п/2)T的第7模式；以及，上述前后方向的直线往复运动停止时，上述围绕前后方向轴的转动往复移动停止的第8模式。