CN101983050A - 锻炼辅助设备 - Google Patents

Abstract

一种锻炼辅助设备，其包括脚蹬、脚蹬驱动装置以及可运动范围变化装置。脚蹬设置用于分别支承使用者的脚。脚蹬驱动装置构造用以使脚蹬运动从而给在脚蹬上的脚提供锻炼。可运动范围变化装置构造成用以根据施加于脚蹬的重量而扩大脚蹬的可运动范围，由此给可运动范围增加附加的可运动范围，所述可运动范围由脚蹬驱动装置确定。可运动范围变化装置构造成当脚蹬位于附加的可运动范围中时产生阻力。可运动范围变化装置构造成将阻力施加于脚蹬，使得阻力抵消施加于脚蹬的重量。

Description

锻炼辅助设备

技术领域

本发明涉及一种锻炼辅助设备，其构造成给使用者的腿部提供锻炼。具体地，本发明涉及一种构造成给使用者的腿部提供被动锻炼的锻炼辅助设备。

背景技术

先前提供了一种锻炼辅助设备。该先前提供的锻炼辅助设备构造成向使用者的身体提供外部力从而给使用者的身体提供被动锻炼，由此该先前提供的锻炼辅助设备伸展和收缩使用者的肌肉。也就是说，使用者无需主动使用肌肉的力量。专利文献1和专利文献2公开了一些设备。专利文献1和2中的设备用于给使用者的腿部提供锻炼。该设备由处于站立姿势的使用者使用。该设备构造成允许使用者模拟步行锻炼，以便防止膝关节炎以及提供步态训练。

专利文献1中的训练设备包括一对用于支承使用者的左脚和右脚的脚蹬。在专利文献1的训练设备中，在前后方向上和左右方向上的线性往复运动被提供给左脚蹬和右脚蹬。因此，该训练设备允许使用者进行伪滑冰运动。在该训练设备中，左脚蹬和右脚蹬在左脚蹬与右脚蹬之间具有相位差。当左脚蹬和右脚蹬在前后方向上运动时，该相位差被设定在0度到360度的范围中。类似地，当左脚蹬和右脚蹬在左右方向上运动时，左脚蹬和右脚蹬在左脚蹬与右脚蹬之间具有范围从0度到360度的相位差。在该训练设备起动的初期，左右脚蹬之间的相位差设定为180度。接着，左右脚蹬之间的相位差变化，使得左右脚蹬运动到相同的前后方向的期间延长。左右脚蹬由驱动单元驱动。因此，将左右脚安放在左右脚蹬上的使用者无需主动或自主地锻炼。也就是说，当左右脚蹬运动时，左右脚蹬就会给腿部提供被动锻炼。

该专利文献中的走步模拟设备包括左支脚板、右支脚板以及支脚装置驱动单元。支脚装置驱动单元构造成用以使左右支脚板运动。而且，该走步模拟设备进一步包括用于使左右支脚板向前和向后转动的装置。因此，脚的高度以及脚底的倾斜度随着左右支脚板的转动而变化。而且，专利文献2中的左右支脚板构造成能够向左和向右转动以便改变脚的方向。

[专利文献1]日本专利申请公报No.2003-290386

[专利文献2]日本专利申请公报No.10-55131

发明内容

本发明所要解决的问题

专利文献1中的锻炼训练设备构造成通过使使用者的“脚的位置”和“重心的位置”移位而给使用者提供滑冰动作。换而言之，专利文献1中的锻炼训练设备制造用于促进后腿腱和股直肌肌肉生长。为了促进后腿腱和股直肌肌肉生长，需要使小腿肌肉——比如腓肠肌和比目鱼肌——伸展和收缩。为了使小腿肌肉伸展和收缩，该训练设备进一步包括平衡环。每一个脚蹬都由各自的一个平衡环支撑，由此每个脚蹬的倾斜角都自由变化。换而言之，该训练设备不能在腿部肌肉力量弱的使用者使用该训练设备时给该使用者提供稳定的锻炼。此外，通常，滑冰动作给膝部施加较大负载。因此，即使滑冰动作对于防止膝关节炎而言是有效的，但是很可能膝部疼痛的使用者难以使用该训练设备。

专利文献2中的走步模拟设备意于模拟步行动作，以便该走步模拟设备给腿部肌肉提供“类似于步行时的伸展和收缩的肌肉伸展和收缩”。因此，该走步模拟设备优选用于促进静脉的血液循环(静脉血流)。但是，该走步模拟设备给膝关节施加“负载，该负载与当使用者行走时所施加的负载的水平类似”。因此，膝部疼痛的使用者很难使用该走步模拟设备。

为此，需要走步模拟设备促进腿部肌肉的伸展和收缩从而促进静脉的血液循环(静脉血流)，同时该走步模拟设备不会引起膝部疼痛。强烈需要这种设备用于恢复静脉的血液循环(静脉血流)。针对这种需求，提出了具有能够在小的可运动范围内运动的脚蹬的走步模拟设备。而且，还提出了具有构造成朝用于减小施加于膝部的负载的方向运动的脚蹬的走步模拟设备。换而言之，提出了构造成仅给使用者的腿部提供被动锻炼的走步模拟设备。

然而，在这种构造成提供上述被动锻炼的走步模拟设备中，以上走步模拟设备无法给用户提供进一步的主动锻炼，即使使用者希望主动进行锻炼。毋庸置疑，能够通过调节脚蹬的可运动范围来响应使用者的需要。类似地，能够通过调节使脚蹬运动的方向来响应使用者的需要。但是，在这种情况下，有可能是仅需要被动锻炼的使用者使用脚蹬可运动范围大的走步模拟设备。结果，可能会给使用者施加大的负载。

本发明被实现用于解决上述问题。本发明的目标就是提供一种锻炼辅助设备，该锻炼辅助设备能够根据使用者的增加对其施加的运动量的期望来扩大脚蹬的可运动范围。

解决问题的手段

为了解决上述问题，锻炼辅助设备包括脚蹬、脚蹬驱动装置以及可运动范围变化装置。脚蹬构造成分别用以支承使用者的脚。脚蹬驱动装置构造用以驱动脚蹬，从而给在脚蹬上的脚提供锻炼。可运动范围变化装置构造用以根据施加于脚蹬的重量而扩大脚蹬的可运动范围，由此给可运动范围增加附加的可运动范围。所述可运动范围由脚蹬驱动装置确定。可运动范围变化装置构造成当脚蹬位于附加的可运动范围中时产生阻力。可运动范围变化装置构造成将阻力施加于脚蹬，使得阻力抵消施加于脚蹬的重量。

优选所述脚蹬驱动装置构造成使左脚蹬和右脚蹬在限定所述可运动范围的往复滑动范围内滑动和往复运动。所述可运动范围变化装置构造成使所述左脚蹬和所述右脚蹬的所述往复滑动范围扩大。类似地，还优选所述脚蹬驱动装置构造成使每个所述脚蹬的前端和每个所述脚蹬的后端在高度范围内运动，使得每个所述前端的高度相对于每个所述后端变化，由此所述脚蹬驱动装置给在所述脚蹬上的脚提供背屈锻炼和跖屈锻炼。类似地，还优选所述脚蹬驱动装置构造成使所述左脚蹬和所述右脚蹬在往复滑动范围内滑动和往复运动。所述脚蹬驱动装置还构造成使每个所述脚蹬的前端和每个所述脚蹬的后端运动，使得每个所述前端的高度相对于每个所述后端变化，由此所述脚蹬驱动装置给在所述脚蹬上的脚提供背屈锻炼和跖屈锻炼。所述可运动范围变化装置构造成使所述左脚蹬和所述右脚蹬的所述往复滑动范围以及每个所述脚蹬的所述前端和每个所述脚蹬的所述后端在高度方向上的可运动范围中的至少一个扩大。

优选所述锻炼辅助设备进一步包括能够滑动的滑动单元。每个所述脚蹬经由转轴附连于每个所述滑动单元，使得每个所述脚蹬能够绕所述转轴转动。所述脚蹬驱动装置包括往复运动施加构件和随动件构件。所述随动件构件连接于每个所述脚蹬。每个所述随动件构件都构造成将往复运动从所述往复运动施加装置传递至每个所述脚蹬。所述随动件构件构造成使每个所述脚蹬绕每个所述转轴转动。在这种情况下，更优选地，所述往复运动施加装置和所述随动件构件中的至少一个设有弹性构件，所述弹性构件限定为所述可运动范围变化装置。

优选所述锻炼辅助设备进一步包括能够滑动的滑动单元。每个所述脚蹬经由转轴附连于每个所述滑动单元，使得每个所述脚蹬能够绕所述转轴转动。所述脚蹬驱动装置包括连结部和往复运动施加构件。每个所述连结部都设有固定于每个所述脚蹬的第一端。每个所述连结部都设有枢转地固定于固定点的第二端。所述往复运动施加构件构造成使所述连结部转动。所述连结部构造成当所述往复运动施加构件使所述连结部转动时使所述脚蹬沿滑动方向往复运动。所述连结部构造成当所述往复运动施加构件使所述连结部转动时改变接头部的高度。所述接头部形成于每个所述脚蹬与每个所述连结部之间。在这种情况下，更优选地，所述可运动范围变化装置为连结部，所述连结部具有弹性构件，由此所述连结部具有能够改变的长度。

优选所述锻炼辅助设备进一步包括能够滑动的滑动单元。每个所述脚蹬经由转轴附连于每个所述滑动单元，使得每个所述脚蹬能够绕所述转轴转动。所述脚蹬驱动装置包括往复运动施加构件和凸轮机构。所述凸轮机构连接于所述脚蹬。所述凸轮机构构造成将由所述往复运动施加构件所产生的往复运动传递至所述脚蹬。所述往复运动沿着滑动方向。所述凸轮机构构造成当所述往复运动施加构件使凸轮机构往复运动时改变接头部的高度。所述接头部形成于每个所述脚蹬与所述凸轮机构之间。

另外，优选所述往复运动施加构件为曲柄机构，所述曲柄机构具有连杆。所述连杆设有弹性构件，由此所述连杆具有能够改变的长度。所述连杆限定所述可运动范围变化装置。

此外，所述锻炼辅助设备进一步包括底座。所述脚蹬设置在所述底座的上表面上。所述脚蹬驱动装置结合在所述底座中。所述可运动范围的整个区域在任意时刻都高于所述底座的所述上表面。

发明的效果

本实施方式中的锻炼辅助设备构造成用以在脚蹬驱动装置驱动脚蹬时给在脚蹬上的脚提供被动锻炼。然而，当在脚蹬上的使用者运用腿部肌肉从而增大施加于脚蹬的重量时，脚蹬的可运动范围扩大。另外，阻力也被施加于使用者的腿部，使得该阻力抵消了当脚蹬上的使用者运用腿部肌肉时所引起的重量。因此，这种构造使得除能够提供被动锻炼之外还能够提供主动锻炼(自主锻炼)。而且，还能够保持该锻炼辅助设备的安全性。

另外，在脚蹬驱动装置构造成使支承使用者左脚的左脚蹬和支承使用者右脚的右脚蹬往复运动和滑动、并且可运动范围变化装置构造成给脚蹬的往复滑动范围增加附加滑动范围的情况下，能够实现以下两个目的：一个目的是通过脚蹬的滑动而促进大腿区域和小腿区域的肌肉的伸展和收缩，而另一个目的是当重量被施加脚蹬时通过扩大滑动运动的可运动范围而增大施加于上述肌肉的负载。

另外，在脚蹬驱动装置构造成改变脚蹬的前端相对于脚蹬后端的高度以便给脚蹬提供背屈和跖屈锻炼、并且可运动范围变化装置构造成使脚蹬前端和脚蹬后端的高度的高度范围扩大的情况下，能够给脚蹬提供背屈和跖屈锻炼。另外，能够在施加于脚蹬的重量增大时促进背屈和跖屈，由此增大踝关节的可运动范围。

另外，通过采用上述脚蹬驱动装置和上述可运动范围变化装置能够获得上述两种效果。

另外，在脚蹬通过转轴附连于由转轴以可滑动方式支撑的滑动单元使得脚蹬能够绕转轴转动、脚蹬驱动装置包括耦联于脚蹬的随动件构件和往复运动施加构件、并且随动件构件构造成将由往复运动施加构件所产生的往复运动传递至脚蹬从而使脚蹬绕其转轴转动的情况下，能够容易地实现脚蹬的滑动以及脚蹬的转动。

另外，在脚蹬通过转轴附连于由转轴以可滑动方式保持的滑动单元从而能够绕转轴转动、脚蹬驱动装置包括设有固定于脚蹬的第一端和以可转动方式固定于往复运动施加构件的第二端的连结部、往复运动施加构件构造成通过连结部的转动而使脚蹬在滑动方向上往复运动、并且脚蹬与连结部之间的接头点的高度变化的情况下，能够实现提供踝关节的滑动运动、背屈运动和跖屈运动的运动，并且能够实现根据脚蹬的重量而扩大脚蹬的可运动范围。

而且，在脚蹬通过转轴附连于由转轴以可滑动方式保持的滑动单元从而脚蹬能够绕转轴转动、脚蹬驱动装置包括往复运动施加构件和构造用以将由往复运动施加构件所产生的往复运动传递至脚蹬的凸轮机构、并且凸轮机构构造成根据在滑动方向上的往复运动而改变脚蹬的接头点高度的情况下，能够实现所述机构被构造成容易地给踝关节提供滑动运动、背屈运动和跖屈运动。

另外，在往复运动施加构件通过曲柄机构实现、并且可运动范围变化构件为具有带有连杆的曲柄机构且连杆带有弹性构件使得连杆具有能够改变的长度的情况下，能够容易地根据施加于脚蹬的重量而增大脚蹬的可运动范围。

另外，在锻炼辅助设备进一步包括脚蹬安装于其上且脚蹬驱动装置结合于其中的底座、并且脚蹬的可运动范围的整个区域都高于底座的上表面的情况下，能够防止脚被底座和脚蹬卡住。

附图说明

图1示出本发明中的锻炼辅助设备的外部的立体图。

图2示出上述锻炼辅助设备的脚蹬和脚蹬驱动装置的透视平面图。

图3示出了上述锻炼辅助设备的脚蹬驱动装置的操作的说明图。

图4示出了上述锻炼辅助设备的连结部的示意性透视图。

图5示出了另一实施方式中的连杆的示意性透视图。

图6A示出了另一实施方式中的脚蹬驱动装置的操作的说明图。

图6B示出了另一实施方式中的脚蹬驱动装置的操作的说明图。

图6C示出了另一实施方式中的脚蹬驱动装置的操作的说明图。

图6D示出了另一实施方式中的脚蹬驱动装置的操作的说明图。

图7示出了上述锻炼辅助设备的局部横截面图。

附图标记说明

1底座

2脚蹬

3扶手

4操作面板

5脚蹬驱动装置

具体实施方式

下面，通过附图所示上述实施方式来说明本发明。图中的锻炼辅助设备包括左脚蹬2、右脚蹬2、底座1、扶手3(左扶手3和右扶手3)、操作面板4以及脚蹬驱动装置5。左脚蹬2和右脚蹬2设置在底座1上。扶手3从底座1向上延伸。操作面板4由扶手3保持，使得操作面板4位于底座1的前上侧部分处。脚蹬驱动装置5结合在底座1中。脚蹬驱动装置5构造用以操作脚蹬2。当使用者使用该锻炼辅助设备时，其首先将左右脚放在脚蹬2、2上从而站立在脚蹬2、2上，并抓持住左扶手3和右扶手3。然后，使用者起动脚蹬驱动装置5。通过这种方式，该锻炼辅助设备通过自身给使用者的腿部提供被动锻炼。

各个脚蹬2、2的尺寸构造成用于支承使用者的各个脚的整个脚底。脚蹬设有上表面，该上表面由具有高摩擦系数的材料制成。或者，脚蹬设有成形为具有高摩擦系数的上表面。当脚蹬驱动装置5使脚蹬在前后方向以及左右方向上往复运动和滑动时，脚蹬2的前端的高度相对于脚蹬2的后端变化。因此，脚蹬驱动装置重复提供使脚蹬2上的使用者的脚的脚趾压低的跖屈锻炼，并且还提供使脚蹬2上的使用者的脚的脚趾抬高的背屈锻炼。图2和图3中每一个均示出了构造成用以使脚蹬如上运动的脚蹬驱动装置5。

这些图中所示的脚蹬驱动装置5构造成使脚蹬2在前后方向和左右方向上滑动，并且还改变脚蹬2的前端相对于脚蹬2的后端的高度。基板50(或者底座1的底板)在其上表面的左侧设有导轨51，并且在其上表面的右侧也设有导轨51。各个导轨51都在其底部设有滑块52。每个滑块52都包括滑动器构件，该滑动器构件由每个导轨51以可滑动方式保持。每个滑块52都在其上侧设有转轴53。转轴53构造成用以保持呈板状的脚蹬2，使得脚蹬2分别能够绕转轴53转动。每个脚蹬2的一端(后端)与基板50通过连结部54连结。每个连结部的第一端与基板50通过限定出耦联部的万向节60连接。每个连结部54的第二端与每个脚蹬2也通过限定出耦联部的万向节60连接。

基板50装有驱动马达55。驱动马达55位于左侧滑块52与右侧滑块52之间。驱动马达55设有输出轴。该输出轴形成有蜗杆56。基板50进一步装有一对蜗轮57。其中一个蜗轮57位于蜗杆56的左侧，而另一个蜗轮57位于蜗杆56的右侧。两个蜗轮57、57都与蜗杆56啮合。每个蜗轮57都设有偏心轴58。偏心轴58与连结部54通过连杆59连接。具有偏心轴58的蜗轮57与连结部54在导轨51的纵向方向上隔开。连杆59的第一端与偏心轴58也通过限定出耦联部的万向节60连结。连杆59的第二端与连结部54也通过限定出耦联部的万向节60连结。

当马达55通过蜗杆56和蜗轮57使偏心轴58转动时，与偏心轴58协作而构成曲柄机构的连杆59提供使连结部54绕附连于基板50的万向节60摇摆的摇摆运动。该摇摆运动具有在分别对应于导轨51、51的纵向方向的方向上的运动分量。每个运动分量提供使每个滑块52和每个脚蹬2向沿着导轨51的方向往复运动和滑动的往复滑动运动。

图中示出左侧导轨51与右侧导轨51不平行。导轨51、51安装在基板50上，使得导轨51和51的前端之间的距离大于导轨51和51的后端之间的距离。因此，导轨51、51布置为呈V形。每个滑块52和每个脚蹬2都附连于各导轨51。因此，在每个滑块52和每个脚蹬2向前运动时，每个滑块52和每个脚蹬2侧向向外运动。

其中一个导轨51与另一个导轨51倾斜成α度角，由此导轨51布置为呈V形。角度α从等于或大于90度到等于或小于135度。导轨51的这种布置是基于用于防止大的剪切力施加于膝部的设计确定的。优选采用能够相对于底座1运动的基板50。这种构造使得能够改变角度α。

另外，连结部54的摇摆运动允许连结部54与脚蹬2之间的耦联部上下运动。连结部54与脚蹬2之间的耦联部的上下运动允许脚蹬2绕转轴53转动。当脚蹬2位于其滑动运动的行程的中间部分处时，脚蹬2变成水平的。当脚蹬2位于其行程的第一端时，脚蹬2的连接于连结部54的后端抬高。当脚蹬2位于其行程的与第一端相对的第二端时，脚蹬的连接于连结部54的后端压低。

另外，脚蹬2绕转轴转动。因此，当脚蹬2向前运动时，脚蹬的前端压低。此外，当脚蹬2向后运动时，脚蹬2的后端压低。

另外，如从图2明显可见，限定为脚蹬2的转动中心的转轴53沿与脚蹬2的纵向方向垂直的方向延伸。此外，限定为脚蹬2的转动中心的转轴53位于脚蹬2的纵向中心的后侧。而且，转轴53的轴向方向与导轨51的纵向方向不垂直，由此脚蹬2的前端(脚趾侧)位于导轨51的内侧部分。

脚蹬2、2布置成使得脚蹬2的前端之间的距离大于脚蹬2的后端。脚蹬2、2布置成成角度β。角度β等于10度到30度。因此，使用者能够将其脚放在脚蹬2、2上，同时使用者使其肌肉保持于放松状态。

另外，与蜗杆56啮合的其中一个蜗轮57的偏心轴58从与蜗杆56啮合的其中另一个蜗轮57的偏心轴58移离。左脚蹬2和右脚蹬2由脚蹬驱动装置驱动以运动，使得当右脚蹬2向前运动时，左脚蹬2向后运动。左脚蹬2和右脚蹬2由脚蹬驱动装置驱动以运动，使得当右脚蹬2向后运动时，左脚蹬2向前运动。也就是说，左脚蹬2以与右脚蹬2的相位相反的相位运动。左脚蹬2和右脚蹬2的运动通过动力实现，该动力由与蜗杆56啮合的两个蜗轮57、57分开。因此，右脚蹬2的运动与左脚蹬2的运动是同步的。

当使用者使用上述锻炼辅助设备时，使用者首先将其左脚和右脚分别放在左脚蹬2和右脚蹬2上并抓持住扶手3。然后，使用者开启操作面板4上的操作开关。于是，脚蹬驱动装置5被起动。当脚蹬驱动装置5起动时，左脚蹬2和右脚蹬2前后左右运动，使得左脚蹬2的运动相位与右脚蹬2的运动相位相反。另外，当每个脚蹬2向前运动时，每个脚蹬2的前端向下运动。当每个脚蹬2向后运动时，每个脚蹬2的后端向下运动。

因此，当使用者将其脚放在脚蹬2上时，使用者的脚就根据脚蹬2的运动而前后左右运动。另外，脚蹬2的转动给每个踝关节提供了跖屈运动锻炼和背屈运动锻炼。当脚蹬运动时，左脚蹬2的运动相位相对于右脚蹬2的运动相位偏移180度。因此，能够减少脚蹬2上的使用者的重心在前后方向上的移位。因此，即使平衡能力差的使用者使用该锻炼辅助设备，使用者随着由脚蹬2引起的运动而失去平衡的可能性也很小。

另外，其中一个脚蹬2以与当另一个脚蹬2前后左右运动时所产生的相位相反的相位前后左右运动，由此引起脚位置的变化。这种脚位置变化类似于步行锻炼。因此，至少小腿的肌肉以类似于步行锻炼那样伸展和收缩。另外，当脚蹬2在前后运动中位于后端位置时，脚的位置处在使用者重心的后方位置处。因此，当脚蹬2在前后运动中位于后端位置时，能够张紧“大腿肌群后侧肌肉”以及“臀部肌肉”。

在一般的步行锻炼中，每只脚都主要是前后运动。然而，优选是每只脚除前后运动之外还左右运动。与脚仅仅前后运动或脚仅仅左右运动的情况相比，在这种情况下，能够扭转躯干。躯干的扭转提供对内部器官的刺激。而且，躯干的扭转有利地打破了使用者在多个方向上的平衡。使用者在多个方向上的平衡的打破提供了对小腿以及大腿区域的肌肉(内收肌、股直肌、内侧広筋、内侧広筋、股二头肌、半腱肌、半膜肌)的刺激。尽管上述对肌肉的刺激是低负载的并且是被动锻炼，但是肌肉所消耗的糖的量增加。因此，预期能够改善2型糖尿病。

另外，当给每只脚提供背屈锻炼时，跟腱被拉伸。因此，脚踝的可运动范围扩大。此外，当给每只脚提供跖屈锻炼时，对各个脚趾施加负载。因此，能够减轻外翻足。此外，当给每只脚交替地提供背屈锻炼和跖屈锻炼时，导致诸如腓肠肌和比目鱼肌等小腿肌肉的伸展和收缩。小腿肌肉的伸展和收缩增加腿部的静脉血流动。因此，能够减轻腿部肿胀。

如从脚蹬驱动装置5的构造显而易见的，左脚蹬2与右脚蹬2之间在前后方向和左右方向上的相位差由蜗轮57的偏心轴的位置确定。也就是说，左脚蹬2与右脚蹬2之间在前后方向和左右方向上的相位差由各蜗轮57与蜗杆56啮合的啮合位置确定。因此，通过改变啮合位置设定期望的相位差。也就是说，能够容易地以与右脚蹬2的相位相等的相位运动左脚蹬2。当左脚蹬2以与右脚蹬2的相位相等的相位运动时，使用者的重心前后运动。因此，不仅能够提供对腿部肌肉的锻炼，而且能够提供对下背肌肉的锻炼，而这是使使用者保持平衡所需的。

使用者能够使用该锻炼辅助设备，从而在使用者抓持住扶手3的同时进行被动锻炼。因此，即使使用者可能失去平衡，但是仍然能够防止使用者从该锻炼辅助设备上跌倒。然而，为了提高使用者失去平衡时的安全性，扶手3设有紧急停止按钮31。每个紧急按钮31都构造用以停止脚蹬驱动装置5的操作。当某种意外事故发生时，容易通过抓持扶手3的手来推按紧急停止按钮31。

还优选地，脚蹬2设有重量检测开关S。该重量检测开关6由压力传感器实现。在这种情况下，脚蹬驱动装置5构造成当重量检测开关5在脚蹬驱动装置5驱动脚蹬2的情况下没有检测到重量时停止脚蹬2。因此，能够在脚因失去平衡而脱离脚蹬2时自动停止脚蹬驱动装置5。

如从图7显而易见的，结合脚蹬驱动装置5的底座1设有顶板10。顶板形成有开口11。脚蹬2布置成使得脚蹬2位于顶板10的上侧。在开口11中脚蹬2连结于脚蹬驱动装置5。而且，由脚蹬2绕其转动的转轴53所限定的转动区域的整个范围在任意时刻都高于顶板10。该转动范围包括附加的可运动区域，稍后将对其进行说明。

因此，即使在脚蹬2上的脚伸到脚蹬2的上表面之外，仍然能够防止脚卡在顶板10与底座1之间。另外，如图7所示，每个脚蹬2在其外围处都设有裙边22。底座1设有滑盖24。滑盖24围绕脚蹬2。滑盖24构造成当脚蹬2前后左右运动时相对于顶板10滑动。这样，能够安全地使用该锻炼辅助设备。还优选采用用于将脚保持于脚蹬2的脚保持装置。该脚保持装置通过用于保持脚的带子示例示出。

在通过脚蹬驱动装置5对脚蹬2的驱动中，确定了通过包括偏心轴58和连杆59的曲柄机构实现的往复运动施加装置的偏心轴58的偏心量。类似地，确定了连结部54的长度。确定了脚蹬2的滑动范围。确定了脚蹬53的以转轴53为中心的转动范围(转动角度)。当脚蹬随着脚蹬2的转动2而被强有力地踩踏时，脚蹬2的滑动范围以及转动范围扩大。而且当脚蹬2的滑动范围以及转动范围扩大时，阻力被产生并被施加于使用者的每只脚。

该构造通过图4中所示的连结部实现。也就是说，连结部54包括构件541、构件542以及螺旋拉伸弹簧543，螺旋拉伸弹簧543为弹性体。构件542经由螺旋拉伸弹簧543以可伸缩的方式附连于构件542。

在正常情况下，连结部54由于螺旋拉伸弹簧的偏压而处于最短状态。当在脚蹬驱动装置5使脚蹬2的前端压低的情况下使用者增大施加于脚蹬前端的重量时，连结部54克服螺旋卷簧543的弹簧偏压而伸长。也就是说，连结部54的长度增加。结果，脚蹬2的转动范围增大。而且，脚蹬2的滑动范围也增大。另外，螺旋拉伸弹簧5的偏压施加于脚蹬2。因此，在脚蹬2上的脚接受由螺旋拉伸弹簧所产生的阻力。

因此，对于使用者而言，当使用者强有力地踩踏脚蹬2时，在滑动运动中的脚的可运动范围增大。类似地，背屈运动和跖屈运动的可运动范围也增大。而且，与此同步地，给脚施加强大的阻力。也就是说，能够从“通过脚蹬2的运动被动地运动的脚的被动锻炼”转变成“通过使用者的意愿主动地运动的脚的主动锻炼”。而且，当使用者进行主动锻炼时，脚的可运动范围增大。另外，强大的阻力被施加于脚。因此，能够获得很好的锻炼效果。

另外，附加的可运动范围和阻力根据由使用者施加于脚蹬2的力来确定。因此，能够防止附加可运动范围的过度增大以及阻力的过度增大。

在以上实施方式中，可运动范围变化装置通过连结部54来实现。连结部54结合有螺旋拉伸弹簧543。连结部54构造成根据施加于脚蹬的重量来扩大脚蹬的可运动范围。连结部54构造成产生在附加可运动范围中抵消重量的阻力。然而，也能够采用包括连杆59的曲柄机构，其中连杆59的构造与连结部54的构造相同。也就是说，如图5所示，能够采用具有通过螺旋拉伸弹簧593连接的构件591和构件592的连杆59。同样在这种情况下，在图中的构造中，能够根据连杆59的长度给脚蹬的滑动范围增加附加的滑动范围。另外，能够在使脚蹬2的前端压低的方向上给转动范围增加附加的转动范围。

图6示出了脚蹬驱动装置5的另一实施方式。在该实施方式中，脚蹬驱动装置5包括凸轮板61和耦联板63，来代替上述实施方式中的连结部54。凸轮板61设有带槽凸轮62。带槽凸轮62从上侧向下延伸并从后侧向前延伸。

耦联板63包括凸轮随动件64。凸轮随动件64构造成沿着由斜槽限定的凸轮62以可滑动方式运动。凸轮随动件64成形为呈矩形形状。耦联板63设有能够转动的轴65。轴65连接于脚蹬2的后端。脚蹬2由滑块52通过转轴53支撑从而能够转动，类似于上述实施方式。另外，连杆68设有第一端，该第一端耦联于被转动的偏心轴67。连杆68设有与第一端相对的第二端，该第二端耦联于轴66。

通过这种构造，当位于耦联板63下侧的偏心轴67转动时，连杆68允许耦联板63沿着凸轮62运动。凸轮随动件64呈矩形形状，并固定于耦联板63。因此，当连杆68允许耦联板63沿着凸轮62运动时，耦联板63前后上下运动，同时耦联板63保持图中所示状态。

因此，当由连接板63与脚蹬2之间的接头部所限定的后端侧在竖直方向上运动时，脚蹬也前后运动。当脚蹬2向前运动时，脚蹬2的后端抬高，由此脚蹬2的前端(脚趾侧)压低。当脚蹬2向后运动时，脚蹬2的后端压低，由此脚蹬2的前端(脚趾侧)抬高。应当注意，脚蹬2的滑动方向与转轴53的轴向方向具有垂直关系并不重要。

类似于以上实施方式，能够采用图5中所示的具有连杆68和偏心轴58的曲柄机构。通过这种构造，能够增大脚蹬2的滑动范围。而且，该构造使得凸轮62能够具有与附加滑动范围相应的长度。另外，优选的是凸轮62具有用于增大脚蹬2的转动范围的附加范围。因此，能够给转动范围增加附加的转动范围。

在最先示出的使用连结部54的实施方式中，能够将连杆59连接于滑块52，而非连结部54。在这种情况下，连结部54的一端通过轴固定于基板50，使得连结部54在平行于由导轨限定的“脚蹬2的滑动方向”的方向上转动。基板50和脚蹬2通过连结部54连接。因此，当滑块52滑动并且脚蹬2也滑动时，连结部54绕其位于基板50一侧的一端转动。因此，当连结部54与脚蹬2之间的连接部的高度变化时，脚蹬2转动。但是，在该实施方式中，当采用图5中所示的连杆59时，脚蹬2的附加可运动范围仅增加给滑动范围。相对比地，当采用图5中所示的连结部54时，脚蹬2的附加可运动范围增加给转动范围。

在以上说明中，可运动范围变化装置通过弹性构件、特别是弹簧元件实现。因此，可运动范围变化装置构造成当施加于脚蹬2的重量增加时使由脚蹬驱动装置5确定的脚蹬的可运动范围扩大。另外，可运动范围变化装置构造成在附加范围中产生阻力。然而，可运动范围变化装置并不限于弹性构件。也就是说，能够采用构造成用以实现上述操作的多种构造。

Claims (12)

1.一种锻炼辅助设备，包括：

脚蹬，所述脚蹬分别构造成用以支承使用者的脚；

脚蹬驱动装置，所述脚蹬驱动装置构造成用以驱动所述脚蹬以便给在所述脚蹬上的脚提供锻炼；

可运动范围变化装置，所述可运动范围变化装置构造成用以根据施加于所述脚蹬的重量扩大所述脚蹬的可运动范围，由此给所述可运动范围增加附加可运动范围，所述可运动范围由所述脚蹬驱动装置确定，

所述可运动范围变化装置构造成当所述脚蹬位于所述附加可运动范围中时产生阻力，

所述可运动范围变化装置构造成给所述脚蹬施加所述阻力，使得所述阻力抵消施加于所述脚蹬的重量。

2.如权利要求1所述的锻炼辅助设备，其中，

所述脚蹬分别由用于支承使用者的左脚的左脚蹬和用于支承使用者的右脚的右脚蹬限定，

所述脚蹬驱动装置构造成使所述左脚蹬和所述右脚蹬在往复滑动范围内滑动和往复运动，并且

所述可运动范围变化装置构造成使所述左脚蹬和所述右脚蹬的往复滑动范围扩大。

3.如权利要求1所述的锻炼辅助设备，其中，

所述脚蹬驱动装置构造成使每个所述脚蹬的前端和每个所述脚蹬的后端运动，使得每个所述前端的高度相对于每个所述后端变化，由此所述脚蹬驱动装置给在所述脚蹬上的脚提供背屈锻炼和跖屈锻炼，

所述可运动范围变化装置构造成使每个所述脚蹬的所述前端和每个所述脚蹬的所述后端的可运动范围在高度方向上扩大。

4.如权利要求1所述的锻炼辅助设备，其中，

所述脚蹬分别由用于支承使用者的左脚的左脚蹬和用于支承使用者的右脚的右脚蹬限定，

所述脚蹬驱动装置构造成使所述左脚蹬和所述右脚蹬在往复滑动范围内滑动和往复运动，

所述脚蹬驱动装置还构造成使每个所述脚蹬的前端和每个所述脚蹬的后端运动，使得每个所述前端的高度相对于每个所述后端变化，由此所述脚蹬驱动装置给在所述脚蹬上的脚提供背屈锻炼和跖屈锻炼，

所述可运动范围变化装置构造成使所述左脚蹬和所述右脚蹬的所述往复滑动范围以及每个所述脚蹬的所述前端和每个所述脚蹬的所述后端在高度方向上的可运动范围中的至少一个扩大。

5.如权利要求1至4中任一项所述的锻炼辅助设备，其中，

所述锻炼辅助设备进一步包括能够滑动的滑动单元，

每个所述脚蹬经由转轴附连于每个所述滑动单元，使得每个所述脚蹬能够绕所述转轴转动，

所述脚蹬驱动装置包括往复运动施加构件和随动件构件，所述随动件构件连接于每个所述脚蹬，

每个所述随动件构件都构造成将往复运动从所述往复运动施加装置传递至每个所述脚蹬，并且

所述随动件构件构造成使每个所述脚蹬绕每个所述转轴转动。

6.如权利要求5所述的锻炼辅助设备，其中，

所述往复运动施加装置和所述随动件构件中的至少一个设有弹性构件，所述弹性构件限定为所述可运动范围变化装置。

7.如权利要求4、5和6中任一项所述的锻炼辅助设备，其中，

所述锻炼辅助设备进一步包括能够滑动的滑动单元，

每个所述脚蹬经由转轴附连于每个所述滑动单元，使得每个所述脚蹬能够绕所述转轴转动，

所述脚蹬驱动装置包括连结部和往复运动施加构件，

每个所述连结部都设有固定于每个所述脚蹬的第一端，

每个所述连结部都设有枢转地固定于固定点的第二端，

所述往复运动施加构件构造成使所述连结部转动，

所述连结部构造成用以在所述连结部被所述往复运动施加构件转动时使所述脚蹬沿滑动方向往复运动，并且

所述连结部构造成用以在所述连结部被所述往复运动施加构件转动时改变接头部的高度，

所述接头部形成于每个所述脚蹬与每个所述连结部之间。

8.如权利要求4、5和6中任一项所述的锻炼辅助设备，其中，

所述锻炼辅助设备进一步包括能够滑动的滑动单元，

每个所述脚蹬经由转轴附连于每个所述滑动单元，使得每个所述脚蹬能够绕所述转轴转动，

所述脚蹬驱动装置包括往复运动施加构件和凸轮机构，

所述凸轮机构连接于所述脚蹬，

所述凸轮机构构造成将由所述往复运动施加构件产生的往复运动传递至所述脚蹬，所述往复运动沿着滑动方向，

所述凸轮机构构造成用以在所述凸轮机构由于所述往复运动施加构件而进行往复运动时改变接头部的高度，

所述接头部形成于每个所述脚蹬与所述凸轮机构之间。

9.如权利要求7所述的锻炼辅助设备，其中，

所述可运动范围变化装置为连结部，所述连结部具有弹性构件，由此所述连结部具有能够变化的长度。

10.如权利要求5至8中任一项所述的锻炼辅助设备，其中，

所述往复运动施加构件为曲柄机构，所述曲柄机构具有连杆，

所述连杆设有弹性构件，由此所述连杆具有能够改变的长度，

所述连杆限定所述可运动范围变化装置。

11.如权利要求6、9和10中任一项所述的锻炼辅助设备，其中，

所述弹性构件为弹簧元件。

12.如权利要求1至11中任一项所述的锻炼辅助设备，其中，

所述锻炼辅助设备进一步包括底座，

所述脚蹬设置在所述底座的上表面上，

所述脚蹬驱动装置结合在所述底座中，

所述可运动范围的整个区域在任意时刻都高于所述底座的所述上表面。

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