CN101983048A - 锻炼辅助设备 - Google Patents

Abstract

一种锻炼辅助设备，包括：踏板(2)，使用者的脚可以放置在所述踏板上；踏板驱动装置(5)，所述踏板驱动装置用于使踏板(2)运动，并且用于由此使放置在踏板上的脚进行锻炼；以及运动允许范围调节装置，所述运动允许范围调节装置用于扩大由所述踏板驱动装置根据作用在踏板(2)上的负载确定的踏板(2)的运动允许范围。当使用者故意增加作用于踏板(2)上的负载时，踏板(2)的运动允许范围就会被扩大。

Description

锻炼辅助设备

技术领域

本发明涉及一种用于促进使用者的腿部锻炼的锻炼辅助设备，尤其是涉及一种对腿部施加被动运动的锻炼辅助设备。

背景技术

已经提出了多种锻炼辅助设备，在这些锻炼辅助设备中通过被动运动产生锻炼效果，在被动运动中，使用者不主动地发挥肌肉的力量，而是外力作用于使用者，从而使得使用者的肌肉伸展和收缩。所提出的用于锻炼腿部(其中使用者站立)的设备的例子包括模拟行走锻炼且用于行走训练和/或防止膝关节炎的设备(例如专利文献1和专利文献2)。

在专利文献1中公开的训练设备中，分别放置左脚和右脚的一对踏板被施加结合了前、后、左、右线性往复运动的运动，因此使得使用者进行类似溜冰的运动，其中，左、右踏板在前后方向上的相位差以及左、右踏板在左右方向上的相位差可以设置在0度到360度的范围内。在刚刚启动后，相位差是180度，然后该相位差变化以拉长左、右脚在该同一前后方向上运动的时间。驱动装置使每个踏板执行上述运动。因此，其左脚和右脚站立在踏板上的使用者无需主动地或积极地进行锻炼。而是腿部随着踏板的运动进行被动训练。

在专利文献2公开的行走训练设备中，一对左、右行走板由行走板水平驱动装置驱动，并且所述左、右行走板还在前后方向上摇摆以改变脚的高度位置和/或脚底的倾斜角度。所述行走板还可以向左右摇摆以改变脚的方位。

专利文献1：JP 2003-290386A

专利文献2：JP 10-55131A

本发明解决的技术问题

专利文献1中公开的设备设计为在溜冰运动的基础上将肌肉训练集中在股直肌和绳肌上，其中在所述溜冰运动中，脚的位置和人体重心的位置彼此偏离。因此，通过将踏板支承于万向节上来使踏板的倾斜角度可自由地改变，以伸展和收缩小腿的肌肉，例如腓肠肌和比目鱼肌。相应地，如果使用者的腿部的肌肉力量很小，则在使用中就不可能完成稳定的训练。此外，在溜冰运动的过程中，膝盖通常会承受很大的负载，因此即使该设备能够进行防止膝关节炎的锻炼，但是在膝痛的情况下，该设备可能也不再能够使用。

专利文献2中公开的设备设计了模拟行走运动，在该模拟行走运动中，腿部肌肉以与在行走过程中相同的方式伸展和收缩。因此，该设备在促进静脉循环方面是有好处的。然而，膝关节上的负载与在行走过程中的负载是相当的，因此由于使用者膝痛，该设备也可能变得不能够使用。

因此，一种可以促使小腿肌肉的伸展和收缩并且促进腿部静脉的血液循环以尤其用于康复目的而不会引起任何膝痛的设备是非常期望的。为了满足这些要求，已经提出了减小踏板的运动允许范围，或者将踏板的允许运动方向设置为减少膝盖上的负载的方向，由此仅对使用者的腿部施加所谓的“被动运动”。

只能进行被动运动是存在问题的，那就是当使用者想要进行主动运动时，他/她却不能实行。当然，可以将踏板的运动允许范围和/或踏板的运动允许方向形成为能够调节的，以使得使用也能够者进行主动运动。但是，在这种情况下，希望仅仅进行被动运动的使用者在扩大的运动允许范围内可能要结束锻炼，这在某些情况下会给使用者带来很大的负担。

根据上面所述，本发明的目的是提供一种锻炼辅助设备，其能够通过根据使用者的意愿扩大踏板的运动允许范围以增加使用者进行的锻炼量。

用于解决问题的方案

本发明的设备具有：使用者的脚可以放置在其上的踏板；用于使踏板运动并且由此使放置在踏板上的脚进行锻炼的踏板驱动装置；以及运动允许范围调节装置，该运动允许范围调节装置用于扩大由踏板驱动装置根据作用在踏板上的负载确定的运动允许范围。

所述踏板驱动装置使一对左、右踏板往复地滑动，其中使用者的左、右脚分别放置在该左、右踏板上。运动允许范围调节装置可以被用作用于扩大踏板的往复滑动范围的装置。另外，踏板驱动装置通过改变踏板的前端侧和后端侧之间的高度位置关系使得放置于踏板上的脚进行跖屈和背屈运动。运动允许范围调节装置可以被用作用于扩大踏板的前端侧和后端侧之间的高度位置关系的变化范围的装置。进一步，踏板驱动装置可以使得一对左、右踏板往复地滑动，其中使用者的左、右脚可以分别放置在该左、右踏板上，并且踏板驱动装置可以通过改变踏板的前端侧和后端侧之间的高度位置关系使得放置于踏板上的脚进行跖屈和背屈运动。运动允许范围调节装置可以扩大踏板的往复滑动范围和踏板的前端侧和后端侧之间的高度位置关系的变化范围中的至少一个范围。

优选地，踏板通过旋转轴可转动地安装到被可滑动地支承的滑动单元上；踏板驱动装置具有往复运动施加构件和联接到踏板上的从动构件，所述踏板驱动装置构造成使得从动构件使踏板绕着其旋转轴转动，其中所述从动构件接收由往复运动施加构件产生的往复运动，并且将往复运动传递给踏板。尤其是，可以合适地使用由连杆和往复运动施加构件形成的踏板驱动装置作为所述踏板驱动装置，其中该连杆的一个端部联接到踏板上，该连杆的另一个端部可转动地联接到固定点上，所述往复运动施加构件使得连杆往复地转动，所述踏板驱动装置构造成使得踏板在滑动方向上执行往复运动，并且使得在踏板和连杆之间的联接点的高度由于往复运动施加构件导致的连杆的转动而变化。在这种情况下，可以使用用于使连杆的长度可变的装置作为运动允许范围调节装置。

踏板通过旋转轴可转动地安装到被滑动支承的滑动单元上；踏板驱动装置可以由往复运动施加构件和凸轮机构形成，所述凸轮机构联接至踏板上，并且将由往复运动施加构件产生的往复运动传递给踏板，所述踏板驱动装置构造成使所述凸轮机构响应于由往复运动施加构件在滑动方向上产生的往复运动改变其与踏板的联接点的高度。

在往复运动施加构件是曲柄机构的情况中，运动允许范围调节装置可以设置为使曲柄机构中的连接杆的长度可变。

优选地，设置有用于检测踏板上的负载的负载检测装置以及控制装置，所述控制装置用于在由负载检测装置检测到的并且根据由踏板驱动装置产生的踏板的运动而变化的负载值连续多次超过阈值时，使运动允许范围调节装置扩大运动允许范围。

优选地，设置有用于显示运动允许范围调节装置已经扩大了运动允许范围的显示装置。此外，优选地设置有基座，踏板设置在该基座的顶面上，踏板驱动装置设置在该基座的内部，踏板设置成在其整个运动允许范围内总是高于基座的顶面。

在本发明的锻炼辅助设备中，即使踏板驱动装置通过对放在踏板上的脚仅仅施加被动运动来驱动踏板，但是当站立于踏板上的使用者在脚上用力从而使踏板上的负载增加时，踏板的运动允许范围也会扩大。结果，除了被动运动外，使用者还可以进行主动运动(自主运动)，而不存在任何安全问题。

所述踏板驱动装置可以使一对左、右踏板往复地滑动，其中使用者的左、右脚可以分别放置在该左、右踏板上，运动允许范围调节装置可以扩大踏板的往复滑动的范围。那么，由于由施加在踏板上的增加的负载而导致的滑动运动的扩大的运动允许范围，使得可以通过踏板的滑动来伸展和收缩大腿和小腿的肌肉，以及增加作用于肌肉上的负载。

踏板驱动装置可以通过改变踏板的前端侧和后端侧之间的高度位置关系使得放置在踏板上的脚进行跖屈和背屈运动，运动允许范围调节装置可以扩大踏板的前端侧和后端侧之间的高度位置关系的变化范围。那么，因为通过增加施加在踏板上的负载进一步促进了跖屈和背屈，因此可以对踝关节施加跖屈和背屈运动，并且扩大踝关节的运动允许范围。

当踏板驱动装置和运动允许范围调节装置具有上述两种结构时，上述的两种效果可以同时达到。

进一步，踏板可以通过旋转轴可转动地安装到被滑动支承的滑动单元上；踏板驱动装置可以由往复运动施加构件和联接到踏板上的从动构件形成，所述踏板驱动装置构造成使得从动构件使踏板绕着其旋转轴转动，其中所述从动构件接收由往复运动施加构件产生的往复运动，并且将往复运动传递给踏板。那么，就可能实现一种简单的用于将滑动运动和使踝关节进行跖屈和背屈运动的运动作用到踏板上的机构。

尤其是，踏板可以通过旋转轴可转动地安装到被滑动支承的滑动单元上；踏板驱动装置可以由连杆和所述往复运动施加构件形成，该连杆的一个端部联接到踏板上，该连杆的另一个端部可转动地联接到固定点上，所述往复运动施加构件使得连杆往复地转动，所述踏板驱动装置构造成使得踏板在滑动方向上执行往复运动，并且使得在踏板和连杆之间的联接点的高度由于往复运动施加构件导致的连杆的转动而变化。那么，就可能实现一种简单的用于将滑动运动和使踝关节进行跖屈和背屈运动的运动作用到踏板上的机构。这里，如果运动允许范围调节装置设置为使连杆的长度可变，则踏板的运动允许范围可以根据作用在踏板上的负载被容易地扩大。

踏板通过旋转轴可转动地安装到被滑动支承的滑动单元上；踏板驱动装置可以具有往复运动施加构件和凸轮机构，所述往复运动施加构件在滑动方向上往复地驱动踏板，所述凸轮机构联接到踏板上，所述凸轮机构随着踏板的滑动升高和降低它与踏板的联接点，所述踏板驱动装置构造成使所述凸轮机构响应于由往复运动施加构件在滑动方向上产生的往复运动改变其与踏板的联接点的高度。那么，就可能实现一种简单的用于将滑动运动和使踝关节进行跖屈和背屈运动的运动作用到踏板上的机构。

同样地，在往复运动施加构件是曲柄机构的情况下，踏板运动允许范围也可以根据作用在踏板上的负载被容易地扩大，运动允许范围调节装置设置为使曲柄机构中的连接杆的长度可变。

在设置有用于检测作用在踏板上的负载的负载检测装置以及控制装置的锻炼辅助设备中，可以减少对由于使用者无意识的运动而可能使踏板运动允许范围扩大的关注，因此也可以获得更高的安全性，其中，所述控制装置用于在由负载检测装置检测到的并且根据由踏板驱动装置产生的踏板的运动而变化的负载值连续多次超过阈值时，使运动允许范围调节装置扩大运动允许范围。

通过设置用于显示运动允许范围调节装置已经扩大了运动允许范围的显示装置可以容易地检查运动允许范围调节装置是否已经扩大了运动允许范围。

在这里，还设置有基座，踏板设置在该基座的顶面上，踏板驱动装置设置在该基座的内部，其中，踏板设置成在其整个运动允许范围内总是高于基座的顶面。这样，即使使用者的脚从踏板上离开，也能够防止脚不会楔入到踏板和基座之间。

附图说明

图1是图示本发明的实施方式的实例的外观的透视图；

图2是图示该实施方式中的踏板和踏板驱动装置的透视平面图；

图3是图示踏板驱动装置的操作的说明性视图；

图4A是该实施方式中的连杆的示意性截面图；

图4B是该连杆的另一个实例的示意性截面图；

图5是在该实施方式中的负载检测装置的输出电压的时间图表；

图6是涉及解释该实施方式中的运动允许范围的操作流程图；

图7A-7D是图示踏板驱动装置的另一实例的操作的说明性视图；

图8是该实施方式的局部截面图。

附图标记的含义

1基座

2踏板

3扶手

4操作面板

5踏板驱动装置

具体实施方式

下面将基于在附图中示出的实施方式对本发明予以阐述。在附图中示出的锻炼辅助设备包括：基座1，在该基座的顶面上设置有一对左、右踏板2，2；从基座1上立起的左、右扶手3，3；利用扶手3，3设置在基座1的前侧处的操作面板4；以及设置在基座1的内部的踏板驱动装置5，该踏板驱动装置5驱动踏板2，2。使用者抓住左、右扶手3，3，并将左脚和右脚放置到各踏板2，2上站立。在这种状态下，操作踏板驱动装置5以使踏板2，2运动，由此使用者的腿被动地进行锻炼。

踏板2，2的尺寸形成为使得能够将使用者的脚的整个脚底放置于其上。在踏板2，2的顶面中使用具有高摩擦系数的材料和/或形状。踏板2的后端侧和前端侧的高度位置关系根据由踏板驱动装置5在前、后、左、右方向上产生的往复滑动运动而改变。因此，放置在踏板2上的使用者的脚被重复地执行脚趾侧下降的跖屈运动和脚趾侧上升的背屈运动。图2和图3示出了产生踏板2，2的上述运动的踏板驱动装置5。

除了将前、后、左、右的滑动运动施加到踏板2上，此处示出的踏板驱动装置5操作以改变踏板2的前端侧和后端侧之间的高度位置关系。导轨51，51被固定到基板50(或基座1的底板)的顶面的左部分和右部分上。在每个导轨51上安装有滑块52，所述滑块在其底部包括可以沿着导轨51滑动的滑动部分。在每个滑块52的顶面侧上设置有旋转轴53。板状的踏板2由旋转轴53可转动地支承在该旋转轴53的周围。每个踏板2，2的一个端部(后端部)通过连杆54联接到基板50上。在每个连杆54的一个端部与基板50之间的联接部处，以及在每个连杆54的另一个端部与每个踏板2之间的联接部处分别设置有万向节60，60。

在基板50的左、右滑块52，52之间设置有驱动电机55，该驱动电机55的输出轴设置有蜗杆56。一对蜗轮57设置在蜗杆56的左侧和右侧上。蜗轮57，57与蜗杆56啮合，并且各自包括相应的偏心轴58，58。每个偏心轴58通过连接杆59联接到连杆54上。连杆54与设有偏心轴58的蜗轮57在导轨51的纵向上彼此间隔开地布置。在偏心轴58与连接连杆54和蜗轮57的连接杆59的一个端部之间的联接部处，以及在每个连杆54与连接杆59的另一个端部之间的联接部处也设置有相应的万向节60，60。

当通过电机55经由蜗杆56和蜗轮57使偏心轴58旋转时，与偏心轴58一起构成曲柄机构的连接杆59使连杆54围绕设置在连杆54的基板50侧处的万向节60做摇摆运动。由于摇摆运动的与导轨51的纵向一致的运动分量，滑块52，52和踏板2沿着导轨51在该方向上进行往复滑动运动。

在附图中示出的实例中，左导轨和右导轨51，51彼此不平行地设置。而是，左导轨和右导轨51，51以这样的方式设置在基板50中，从而在导轨51，51的前端(当脚放在踏板2上时脚趾的位置)处的导轨51，51之间的间距的比在后端处的间距宽。安装在相应的以V-形布置设置的导轨51，51上的踏板2和滑块52在向前运动时以向侧向伸展的方式运动。

在附图的实例中的以V-形布置设置的两条导轨51，51的开口角α设置为在大约90°-135°的范围内，以防止当踏板2和放置在其上的脚一起运动时过大的剪切力作用到膝上。优选地，通过使基板50能够相对于基座1运动，所述开口角α是可改变的。

所述连杆54的摇摆运动使得连杆54和踏板2之间的联接部上下运动，响应于此，踏板2围绕旋转轴53转动。偏心轴58和连杆54通过连接杆59联接成使得在滑动运动行程的中间，踏板2位于水平状态，在该行程的一端，踏板2的后端侧(连杆54连接到该后端侧上)上升，在该行程的另一端，所述踏板2的后端侧下降。

结果，当踏板2向前运动时，该踏板也进行旋转运动，由此脚趾侧下降，而当踏板2向后运动(同时踏板2沿着导轨51进行滑动运动)时，脚跟侧下降。

如图2所示，旋转轴53(踏板2围绕该旋转轴转动)沿垂直于踏板2的纵向的方向分别设置在距离踏板2的后端比距离踏板2的纵向中心近的位置处。所述旋转轴53还定位成使得每个旋转轴53的轴向不垂直于相应导轨51的纵向，从而使得踏板2的前端侧(脚趾侧)比导轨51设置得更向内。

两个踏板2，2之间的间距在该两个踏板的前端侧处比在它们的后端侧处大。开口角β设置为10°-30°的范围。因此，使用者可以将脚放在两个踏板2，2上，同时在腿部肌肉处于放松的状态下站立。

左、右踏板2，2通过踏板驱动装置5的驱动被设定为变换设置在与蜗杆56啮合的一对蜗轮57中的偏心轴58的位置，从而结果是，当右脚侧上的踏板2向前运动时，左脚侧上的踏板2后退，而当左脚侧上的踏板2向前运动时，右脚侧上的踏板2后退，也就是，左、右踏板2，2通过踏板驱动装置5的驱动被设定为使两个踏板以彼此相反的相位运动。由于驱动力通过与蜗杆56啮合的两个蜗轮57被分配到左、右两侧上，因此两个踏板2，2的运动一直是同步的。

利用具有上述结构的锻炼辅助设备进行训练时，使用者将左脚和右脚放置在左、右踏板2，2上站立，同时抓住扶手3，并且打开设置在操作面板4上的操作开关。踏板驱动装置5于是被启动，由此左、右踏板2进行如上所述的向前、后、左、右的反相位运动，并且进行旋转运动，其中在前进的过程中前端侧下降，在后退的过程中后端侧下降。

因此，其脚放置在踏板2上的使用者随着踏板2的运动使脚向前后以及向左右运动，同时通过踏板2的转动将跖屈和背屈施加到踝关节上。由于左踏板和右踏板2，2以180度的相位差向前、后、左、右运动，因此站立于踏板2，2上的使用者的重心在前后方向上仅仅稍微地变化。因此，即使使用者的平衡功能被破坏，由于踏板2的运动使用者也几乎从来不会失去平衡。

由于每个踏板2，2在前、后、左、右方向上的相反相位的运动而导致的脚的位置的变化是类似于行走锻炼的位置变化的位置变化。因此，至少小腿的肌肉以与行走过程中相同的方式伸展和收缩。在前后运动中的后端位置处，脚位置处于比使用者的重心更靠后的位置。因此，在所述后端位置处，从大腿的后部到臀部的肌肉都会被拉紧。

在普通的行走锻炼中，脚位置主要在前后方向上运动。但是，与单独的前后运动或左右运动相比，当该运动与向左、右的运动结合在一起时，使用者的躯干便会发生扭转。结果，就变得可能刺激内部器官，同时使用者的平衡在多个方向上被更主动地打破了。因此，小腿和大腿上的更多肌肉(例如内收肌、股直肌、股内侧肌、股外侧肌、股二头肌、半腱肌和半膜肌)都可以被刺激。即使该锻炼是轻负载的被动锻炼，由肌肉摄取的糖也会因此增加。

在上述的背屈过程中，跟腱被拉伸。脚踝的活动允许范围也由此增加了。同样，由于在跖屈过程中力作用在脚趾上，因此拇趾外翻的状况也会得到缓解。重复的跖屈和背屈能够伸展和收缩小腿肌肉(主要是腓肠肌和比目鱼肌)。这些肌肉的伸展和收缩增强了腿部静脉的循环，并且能够消除腿部肿胀。

从上述踏板驱动装置5的结构中可以明显地看出，左、右踏板2，2的前、后、左、右的滑动运动的相位差由设置在蜗轮57中的偏心轴58的位置确定，也就是，由蜗轮57和蜗杆56的啮合位置确定。因此，改变该啮合位置能够设置任意的相位差，并且能够容易地使两个踏板2，2同步地运动。在同步运动的过程中，使用者的重心向前和向后移动。因此，不仅腿部肌肉得到了锻炼，而且例如为了保持平衡，腰背部区域也可以得到锻炼。

被动锻炼可以在抓住扶手3的同时实施。因此，使用者即使在失去平衡时也不会摔倒或者出现类似的情况。虽然如此，在附图的实例中，在扶手3上设置有使踏板驱动装置5的作用停止的紧急停止开关31，以提高在失去平衡情况下的安全性，从而，如果发生事故，抓住扶手3的手可以容易地推动紧急停止开关31。

在踏板2中还设置有包括例如压力传感器的负载检测装置S。当负载检测装置S在踏板驱动装置5驱动踏板2运动时没有检测到任何重量时，那么踏板驱动装置5就会被停止。这样，在脚由于失去平衡而离开踏板2的情况下，运动就会被自动地停止。

如图8中所示，在基座1的顶板10中设有开口11，踏板驱动装置5容纳在该基座1的内部。设置得比顶板10高的踏板2和设置在基座1的内部的踏板驱动装置5在开口11中联接。踏板2设置在这样一个高度处，从而使得踏板2的整体设置得在整个范围(包括下面描述的扩大范围)内总是高于顶板10，其中在所述整个范围内踏板2围绕旋转轴53转动。

因此，即使放置在踏板2上的脚从踏板2的顶面区域离开，该脚也不会楔入到踏板2和顶板10之间。如图8中所示，在每个踏板2的外边缘处还设置有裙部22以及围绕每个踏板2的滑盖24，该滑盖24随着踏板2的前、后、左、右的运动而在顶板10上滑动，由于这种结构，可以更加安全地使用该设备。通过在踏板2上设置用于固定脚的脚部固定装置(例如带子或类似物)也可以防止脚的位置的移动。

在使用踏板驱动装置5驱动踏板2的过程中，踏板2的围绕旋转轴53的转动范围(转动角度)和踏板2的滑动范围由往复运动施加装置中的偏心轴58的偏心度、连杆54的长度以及连杆54和连接杆59的联接位置确定，所述往复运动施加装置包括具有偏心轴58和连接杆59的曲柄机构。但是，如果随着踏板2的旋转更用力地蹬踏踏板2，踏板2的滑动范围和转动范围都被扩大。

通过将连杆54的长度形成为能够自由地调节来实现上述扩大。为了实现该长度调节，，每个连杆54可以包括例如两个由齿条-齿轮传动机构540(例如图4中所示的例子)联接的部件541，542，从而所述长度通过由电机543驱动的小齿轮的旋转被改变。代替齿条-齿轮传动机构，可以采用包括螺杆的机构，其中螺母旋拧在所述螺杆上。还可以采用螺线管或者致动器544，在该螺线管或者致动器内，一种电致伸缩聚合物被卷绕成管状形状，当在该电致伸缩聚合物上施加电压时，该电致伸缩聚合物伸展。只要能够改变上述长度，可以采用任何机构。

通常，连杆54保持在缩短状态。但是，当作用在踏板2上的负载通过使用者在踏上踏板2时在踏板2上施加的力增加时，连杆54被伸长。结果，踏板2的转动范围和滑动范围都被扩大。

在这里，作用在踏板2上的负载由上述负载检测装置S检测。如果由负载检测装置S检测到的负载值(电压值)超过阈值D，则控制电路驱动电机543来增加连杆54的长度，并且如果所述检测到的负载值没有超过阈值D，则控制电路驱动电机543以恢复连杆54的长度到原始长度，其中所述控制电路进行用于扩大踏板2的运动允许范围的控制(例如对电机543进行控制)，以及对踏板驱动装置5进行驱动控制，所述阈值D根据使用者的体重来设定。

如图5所示，由负载检测装置S检测到的负载根据踏板2的运动(尤其是旋转)变化。因此，这样进行控制，从而如果随着踏板2的转动在一个变化周期内，负载值的最大值连续多次超过阈值D，则连杆54的长度增大，以及如果该最大值没有连续多次超过阈值D，则连杆54的长度缩短。同时，踏板2运动允许范围的扩大显示在操作面板4的显示单元41上。负载值由于使用者的运动而发生波动。因此，“连续多次”被设定作为一个条件，以由此来防止所述运动允许范围意外地扩大的情况。图6示出了上述控制的流程图。

优选地，如图6所示，当连杆54缩短时，在显示单元41上显示被动模式，即仅仅执行被动锻炼，而当连杆54通过踏板2上的负载的作用伸长时，显示主动模式。

当使用者用力蹬踏踏板2多次时，脚的运动允许范围扩大，以用于滑动运动和跖屈和背屈运动。也就是说，脚和踏板2的运动一起运动的被动锻炼状态可以转换成使用者根据自己的意愿主动地使双脚运动的锻炼(主动锻炼)。

在上述实例中，运动允许范围调节装置通过长度可变的连杆54形成，该运动允许范围调节装置根据施加在踏板2上的负载来扩大踏板2的运动允许范围。但是，运动允许范围调节装置可以通过将曲柄机构中的连接杆59构造成像连杆54情况中那样的长度可变来实现。在附图中的实例中，最好还是，根据连接杆59长度的增加，踏板2的滑动范围和踏板2的转动范围可以在脚趾下降的方向上增加。

图7A-7D示出了踏板驱动装置5的另一个实例。在这里，使用凸轮盘61和联接板63，而不是上述实例中的各个连杆54。固定在基板50上的凸轮盘61包括沿前后方向和上下方向延伸的直槽状凸轮62。

联接板63包括矩形凸轮随动件64和轴65，所述矩形凸轮随动件64与联接板63形成为一体，并且沿着斜槽凸轮62可滑动地运动，所述轴65可转动地联接到每个踏板2的后端部上。如在上述的实例中，踏板2通过旋转轴53被可转动地支承在可滑动的滑块52上。连接杆68的一个端部通过轴66联接到联接板63上，该连接杆68的另一个端部联接到被可旋转地驱动的偏心轴67上。

当设置在联接板63下面的偏心轴67旋转时，连接杆68使得联接板63沿着凸轮62运动。如上所述，凸轮随动件64是矩形形状的，并固定到联接臂63上。因此，联接臂63在其上下运动的同时向前和向后地运动，同时保持图中所示的姿势。

结果，与踏板2的后端侧的上下运动同时地，踏板2也进行向前和向后的运动，所述踏板2的后端侧是踏板2和联接臂63相联接的联结点。当踏板2向前运动时，踏板2的后端侧上升，并且踏板2的前端侧(脚趾侧)下降。当踏板2向后运动时，踏板2的后端侧下降，并且踏板2的前端侧(脚趾侧)上升。还是在该实例中，踏板2的滑动方向不必与旋转轴53的轴向为非垂直关系。

通过使用用于曲柄机构中的连接杆68的相同的机构(图4中所示)可以以与上述实例中相同的方式增加滑动范围，其中曲柄机构包括连接杆68和偏心轴58。同样，通过将凸轮62构造成具有根据扩大的滑动范围的长度，以及通过将凸轮62的形状构造成使得凸轮62的扩展区域扩大踏板2的转动范围，可以增加转动范围。

在首先描述的采用连杆54的实例中，连接杆59可以联接到滑块52上，而不是联接到连杆54上。在这种情况下，每个连杆54的一个端部通过轴安装到基板50上，从而使得连杆54仅在一个平行于踏板2的滑动方向的方向上转动，如被导轨51限制那样。当踏板2和滑块52一起滑动时，联接基板50和踏板2的连杆54围绕连杆54的在基板50侧处的端部转动。踏板2被使得在连杆54和踏板2之间的连接点的高度的变化范围内转动。然而，在该实例中，当连接杆59的长度是可变时，踏板2的运动允许范围的扩大仅仅对滑动范围起作用，而当连杆54的长度是可变时，踏板2的运动允许范围的扩大仅仅对转动范围起作用。

Claims (12)

1.一种锻炼辅助设备，包括：

踏板，使用者的脚能够放置在所述踏板上；

踏板驱动装置，所述踏板驱动装置用于使所述踏板运动，并且用于由此使放置在所述踏板上的脚进行锻炼；以及

运动允许范围调节装置，所述运动允许范围调节装置用于扩大由所述踏板驱动装置根据作用在所述踏板上的负载确定的所述踏板的运动允许范围。

2.根据权利要求1所述的锻炼辅助设备，

其中，所述踏板驱动装置使分别放置使用者的左脚和右脚的一对左踏板和右踏板往复地滑动，以及

所述运动允许范围调节装置扩大所述踏板的往复滑动范围。

3.根据权利要求1所述的锻炼辅助设备，

其中，所述踏板驱动装置通过改变所述踏板的前端侧和后端侧之间的高度位置关系使放置在所述踏板上的脚进行跖屈和背屈运动，以及

所述运动允许范围调节装置扩大所述踏板的前端侧和后端侧之间的高度位置关系的变化范围。

4.根据权利要求1所述的锻炼辅助设备，

其中，所述踏板驱动装置使能够分别放置使用者的左脚和右脚的一对左踏板和右踏板往复地滑动，并且通过改变所述踏板的前端侧和后端侧之间的高度位置关系使放置在所述踏板上的脚进行跖屈和背屈运动，以及

所述运动允许范围调节装置扩大所述踏板的往复滑动范围和所述踏板的前端侧和后端侧之间的高度位置关系的变化范围中的至少一个范围。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的锻炼辅助设备，

其中，所述踏板通过旋转轴可转动地安装到被可滑动地支承的滑动单元上，以及

所述踏板驱动装置由往复运动施加构件和联接到所述踏板上的从动构件形成，所述踏板驱动装置构造成使得从动构件使所述踏板围绕该踏板的所述旋转轴转动，其中所述从动构件接收由所述往复运动施加构件产生的往复运动，并且将所述往复运动传递给所述踏板。

6.根据权利要求4或5所述的锻炼辅助设备，

其中，所述踏板通过旋转轴可转动地安装到被可滑动地支承的滑动单元上，以及

所述踏板驱动装置由连杆和往复运动施加构件形成，所述连杆的一个端部联接到所述踏板上，所述连杆的另一个端部可转动地联接到固定点上，所述往复运动施加构件使所述连杆往复地转动，所述踏板驱动装置构造成使得所述踏板在滑动方向上执行往复运动，并且使得所述踏板和所述连杆之间的联接点的高度由于由所述往复运动施加构件导致的所述连杆的转动而改变。

7.根据权利要求4或5所述的锻炼辅助设备，

其中，所述踏板通过旋转轴可转动地安装到被可滑动地支承的滑动单元上，以及

所述踏板驱动装置由往复运动施加构件和凸轮机构形成，所述凸轮机构联接到所述踏板上，并且所述凸轮机构将由所述往复运动施加构件产生的往复运动传递给所述踏板，所述踏板驱动装置构造成使得所述凸轮机构响应于由所述往复运动施加构件在滑动方向上产生的往复运动改变其与所述踏板的联接点的高度。

8.根据权利要求6所述的锻炼辅助设备，

其中，所述运动允许范围调节装置设置为使所述连杆的长度可变。

9.根据权利要求6或7所述的锻炼辅助设备，

其中，所述往复运动施加构件具有曲柄机构，以及

所述运动允许范围调节装置设置为使所述曲柄机构中的连接杆的长度可变。

10.根据权利要求1-9中的任一项所述的锻炼辅助设备，包括：

负载检测装置，所述负载检测装置用于检测作用在所述踏板上的负载；以及

控制装置，所述控制装置用于当由所述负载检测装置检测到的负载值连续多次超过闽值时使所述运动允许范围调节装置扩大所述运动允许范围，其中所述负载值根据由踏板驱动装置驱动的踏板的运动变化。

11.根据权利要求1-10中的任一项所述的锻炼辅助设备，包括：

显示装置，所述显示装置用于显示所述运动允许范围调节装置已经扩大了所述运动允许范围。

12.根据权利要求1-11中的任一项所述的锻炼辅助设备，包括：

基座，所述踏板设置在所述基座的顶面上，所述踏板驱动装置设置在所述基座的内部，其中，所述踏板设置成在其整个运动允许范围内总是高于所述基座的所述顶面。

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