TWI254627B - Leg training device - Google Patents

Description

1254627 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 既可以為解決運動不 部訓練的裝置的發日 L有膝痛的使用者進行有效的腳 【先前技術】 歷來，已知的、能做腳部運動的 車裝雄氧腳踏車），模擬跑步的 =)/，使用者藉由自發的努力進行腳部運動。另外，有 人&出了不需要使用者自發的努力，可以主動地 辅助裝置’如模擬乘馬運動的裝置(例如曰、本 專利早期公開之u_155836號公報）。 个 汗m述有氧腳踏車、辭麟運浦崎置時，由 於&者膝關_屈伸，膝關節要受到比使 =的作用，因此在使用者患有膝痛時是不能;= 面’使關擬乘馬運動的裝置時，因為使用者是坐 在座％上的，因此膝蓋沒有負擔，但是由於 =二=:部肌肉收縮的裝置，對腳： 進行有氧運動，減少身體脂肪，對改善近 增加傾向的生活習慣病很有效，另—方面，^相= ，肉產生積極的收縮，提高糖代謝，改進騰島H ^而改善W丨f病。要想藉由_1 缩有效地進行糖代 谢，使體積很大的大腿部肌肉產生收縮應當是很有兮的 13802pif 5 1254627 另一方面，糖尿病患者等多串 收縮而做下蹲等運動時就不^ ’南’為了使大腿部肌肉 極為-般的運動時，膝蓋的2士合即，是進行散步之類 化等問題，因此，想要運動會造成症狀惡 著強烈的要求。 …、法運動的人，對運動有 考慮到XI樣的情況，人們期待著 負擔，同時又能有效地進行腳部訓^裝置ί加重膝蓋的 【發明内容】 動，能有效地改善生活肉收縮的運 具體地說，本發明的腳心丨采衣置。 置於固定位置的基座，支承使用徵在於具有設 部，支承部可動地内的腳部的支承 部的負荷產生變化讓使用者的自重作用於腳 限制的結合機;化至:=受有:= 的腳部位置盥曹心办吳μ4 ^ j的負何增加時，使用者 在膝關節的屈伸方=對位置的變位方向被大致限制 承的tit 體重的—部分被支承部支 受到的負荷較輕。也内的使用者的腳部肌肉 雜大腿部肌肉進:對糖代謝 l38〇2pif 1254627 供一種合適_ 等造成的運動機能低下的使用者提 狀詈訓練m外，如果持續使用該訓練 預防/改善生活習慣病。還有，在本發明中， ㈣腳部位置與重心、位置的相對位置的變位方向可以 =限制在膝關節的屈伸方向，這就意味著可以將受到負荷 作方向=制在膝蓋的中心、與腳部的第二腳趾的聯結方向。 類上的負荷’即使對患有變形性膝關節症之 ^的膝關即痛的制者，也不會造成膝痛或症狀惡化，可 ，他們放心地腳部肌肉收縮麟。此外，可動地結合於 基f的支承部可以由讓使用者擱腳的踏板，讓使用者保拉 t狀態的保持|置以及讓使用者保㈣掛狀態的保持裝 的任何-種構成。還有，結合機構最好對支承部的^ 方向進行_，使得使用者的腳部位置與 的距離大致一定。 在上述的腳部訓練裝置中，如可動地結合於基座 =:部是踏板時’最好藉由可在踏板對基座的水平方向與垂 直方向中至少一個方向移動的結合機構進行結合。^ 在上述的腳部訓練裝置中，如可動地結合於基座的 ，部是讓細者簡坐著㈣的麟裝置時，該保持 =好含支承使用輕部的觸部件，錢部件最好藉由社 Μ幾構可擺動地結合於基座。在這種情況下，使用者體; 的-部分因為臀㈣在鱗料上得到支承，因此，在言 種情況下獅鋪部件就能給包括使时大腿部在内的= 部負荷’促進肌肉的收縮。此外’最好設有使座椅部件擺 138〇2pif 7 1254627 動的驅動裝置。在這種情況下，可以讓使用者不必主動地 :襄身體/轉’而是藉由對作用於使用者腳部的負荷大小進 行才:制’藉*被動的運動，促使肌肉收縮。因肌力低下而 V行有S]難的使用者’需要進行恢復運動的使用者進行腳 就變得非常转。科，較反额行同樣的運動， 3有驅動裝置在引導，就像做遊戲的感覺—樣，可愉快 地進行訓練。 持使用tr料練襄置中，支承部的結構最好包料 椅部件，合機構可擺動地結合於基座的月 擺動同步擺:腳r=藉 而變化’而膝蓋的彎曲角糾 最好設有使座椅部件 2弓區動二’驅動踏板的第2驅動源’對第1驅動源盥， =以=嶋置。採用购 改變作用於;心驅:=取提- rp*到的負荷大小，更加有效地促使大二:=肉 還有，座椅部件最好包括藉 立柱’設置於立权上端部、支承基= 13802pif 1254627 對r柱做平行移動與轉 動勺連接衣置。這樣，除了座椅部件的擺 藉由鞍座的移動加大使用者重心位置的變 向傾斜日士°，Λ立柱向使作用於使用者腳部的1荷增大的方 p、你〗彳以藉由鞍座的軸’改變使用者的重心位置， ==部的負荷進一步加大。此外，反過來，也可 =匕進一步減少作用於腳部的負荷的方向移動。 於立轉歸好是料㈣置錄聽持能相對 於立柱作在復（seesaw)運動。另 最好是讓鞍絲與立㈣軸方&又^難的平行移動， m憤有讓鞍鋪對於立㈣裝置。 上述座椅部件的腳部訓練裝置中，立柱 ^部訓練裝置最好包括能使得 ，進饤伸縮的立柱驅動裝置。採用這樣的可以 由立柱的伸縮，改變其長度，從而改變腠 調節作用於使用者腳部的負荷大小:即」’弓、又， 用者的腿長㈣使帛者的臀部位置。遇可以根據使 在本發明的另—個較佳實施方式的腳 立，可以在其長度方向自由伸縮’卿部訓、·^呈 有讓使用者搁腳的踏板，控制座椅部包、 置，使其與驅動踏板的第2驅動^件^動的第1驅動裝 的第3驅動裝置以及使鞍座在與供錄伸縮運動 動的第4驅動裝置中至少一個同 =叉=内 的結構’可以將第1驅動裝置與… 13802pif 9 1254627 個組合起來，提高了設計運動程式的自由度，可以根據 使用者的要求提供各種腳部訓練。 μ在上述的腳部訓練裝f中，S動裝置最好使踏板的動 *與座知口[5件的擺動同步，使腳踏在腳燈上的同時坐在座 ^件的使用者的重心位置移動時，使用者的膝關節彎曲 在45度以内。在患有變形性膝關節症之類的膝關節痛 日Ή用’也不會造成膝痛或症狀惡化。另外，連動裝 2踏板㈣作與賴部件的_同步，使得上述使用者 =心位置移動時，使用者的膝蓋的f曲角度基本上保持 逛有

Μ _腳部辑裝置最好具有使踏板的動作 部擺動同步，讓腳踏在腳蹬上的同時坐在座椅 , 的重心位置移動時’使用者的膝關節f曲角 牛料1運械式，具有㈣板義作與座椅 精的1_步’使得上述制者的重心、 膝—曲歧基本上騎—定的第2運莫

第1運動模式與第2運動模式中任何-個料 另外’腳部訓練裝置最好還具有計測與代 置的輸出計算出代謝量 广貝衣置’向使用者提供負荷的負荷提供裝置， 用供藉由負荷提供裂置對施加給使 2的負何進仃控制的控制裝置。在這種情況下，呼鮮 取好以被貞荷提供裝置引起其運__⑽積盘在進 13802pif 10 1254627 係數述3:=:的紅肌纖維的體積中任何-個為加權 作代謝量。^ 進行加權，將加權後的生理計測值用 用者的自卩爾最好還具有檢測反映使 重感測器，以及將負負荷用的、安裝在支承部的負 時通知使用者的負重變出的負荷的隨時變化即 知道作用於腳部的負重隨時的變化，可以ΐ 易士地對負何是否合適進行判斷。而且，可以在負荷太不二 調節’或者由使用者移動其身體位置，使使 用者仔w行輕貞荷的運動。 便便 最好還具錄人制者資料用的 二^廢:據輸，置輸入的資料算出使用者對支承部 “施加的= = = =裝置’檢測使用者對支承部 描徂㈣" 感測器，向使用者顯示運算裝置 ,'二罟2τ二祀!以及壓力感測器檢測出的實際壓力值的顯 :衣木用廷樣的結構’由於可以根據使用者的體重、 =、性別、有無疾病、病名、運動史等使用者固有的資 ^來，出適當的負荷範圍’因此可以讓每個使用者在音 識到自己取適當的負荷範_情況下進行腳部剑練。 -此外’聊部訓練裝置最好還具有輸入使用者資料用的 輸入裝根據輸人裝置輸人的資料算出使用者對支承部 施加的壓力的適當範_運料置，檢敎用者對支承部 實際施加的壓力用的壓力感測器，以及為了將壓力感測器 13802pif 1254627 際動值雜麵㈣結合 反饋&制的控制裝置。採用這樣的結構，由於 : 用者的體重、年齡、性別、有無 、、根據使 性來設定目標範圍，因此可以根據^ 重感測器求得的負重求出聊部夺’根據負 與體重之比’對該比值設定目標範圍，則不=重 體重差別如何，都可以設定適當的目 、使用， 反饋控制還可以提高腳部訓練時的安全性。$有，藉由 持裝置最二掛狀_ 部件’以及讓使用者擱腳：保==身體保持 結構可擺動地結合在基座上，藉由尸件藉由結合 部件擺動的同時也使踏板動作、，在身體保持 好包含保持使用者腰部用的腰部身體保持部件最 縮的使用者懸掛部件。在這以及可轴方向伸 不與师隐接接觸而進行爾= 另外，取好设有使身體保持部件擺 別是最好設有使身體保持部件擺動的^ 置，特 踏板的第2驅動源，對第丨驅動 驅動衣置，驅動 控制的控制裝置。 、第2驅動源進行同步 本發明的其他特徵與由此帶來的 說明的實施發明的最佳方式便可得到面將要 13802pif 12 1254627 【實施方式】 進行詳細說明。對本毛明的腳部训練裳置的較佳實施方式 <第1實施方式> 本發明的腳部訓練裝置，如 面的基座1 ’支承使用者臀部的座椅部 摘腳的踏板3。賴部件2細 y 用者 5裝在基座1上。在結八播 力糾由結合機構心 源的馬達6、7，馬達6、7由 /分職接著作為驅動 右一對，馬達7設置於各踏板卫3 4 1G控制’踏板3設左 座椅部件2具有立柱21，机 使用者臀部的鞍座22，以及將；:士人柱21上端部、支承 相對於立柱做平行移料轉動立柱、使較座能 23。鞍座的平面呈前端f 〉—種移動的連接部 比後端侧窄的三角形，#β 以鞍座22上時的前側） 如椅子形，馬鞍^可:!座22也可以為其他形狀，例 相連接。 _立柱21的下端部與結合機構4 的;ΤΜϋ貝彳方式中，結合機構4有前後方向蛊左右方Θ 的方疋轉軸，例如葬由+ 〜及右方向 可前後勘，並mf向峡轉㈣旋轉，立柱21 右方向的_在:=:::==包括左 實施方式中，結合機刀作左右方向的擺動。在本 任意方向擺動。構4用兩個馬達6’可以使立柱2!向 立柱21的下端部與上端部形成可伸縮的形狀。立桂21 13802pif 13 1254627 的長度方向的中間部設有 達8的轉動，可以改變立^、區動源的馬達8。藉由該馬 21與鞍座22連接的連接部的伸縮長度。另外，在立柱 9，該馬達9能讓難22彳 岐有作為轉源的馬達 踏板3 _結合機構5 21前後擺動。 51，踏板3裝在伸縮架51上。1人H基f 1上的伸縮架 動源的馬達7。藉由馬達7 ^為構5上也設有作為驅 使踏板3上下移動。轉動，可以讓伸縮架伸縮， 總之’座椅部件2可由馬達 板3可由馬達7驅動上 /别後左右擺動，踏 ^ ^ 22 8 方向的角度調整。因為座椅部 於立柱21的前後 各設兩個，所以可以！^由…與踏板3㈣馬達6、7 行組合。如上所Ld6個馬達的控制對上述動作進 控制部〗。控二 運動負荷_、6_9 為獲得適當的 :作藉由選擇適當的成套時，列資 心=2擺動。雖:==: 板3的是如下面所述，最好讓驅動踏 $違7與駆動鞍座22的馬读q由沾石, 座椅部件2的馬達6同步驅^達9中的至少—個與驅動 l38〇2pif 1254627 接下來，對上述腳部訓練裝置的使用方式進行說明。 在使用聊部訓練裝置時，在使用者坐在鞍座22上的狀態 :擔腳底與踏板3接觸。踏板3與鞍座22的位置關係可以 ==^=^调，難是糊_高度位置 ”立柱21的伸縮長度中的至少一個進行調節。 n者坐在鞍座22上的狀態下，座椅部件2 一開始 動J對於使用者腳部的的使用者的重 :稍坐在座椅部件2上時的重心位置是臀部 使椅部件2從垂直位置向前方傾斜時， 位置也向前方移動。這樣’使用者的自重甲 件2向的腳部的比例增加。此外，座椅部 荷主要對座椅者的自重產生的負 動，作用於腳部(特別是且猎由座椅部件2的擺 荷發生了變[咖地魏嫌腿侧 ==是也可以在不‘ 在踏板3上進行腳部訓練。 練裝m::::即痛等的場合’本實施方式的腳部訓 置盥使用^二°番2的擺動方向（即搁在踏板3上的腳的位 =:=:位置的相對位置的變位方向)由馬達6 動使传膝關郎的屈伸方向受到限制。也就是說，使得 13802pif 1254627 使用者的重心移動方向與借用本 ⑷是從上面看採取㈣節料方向平行 頭方向為屈伸方向）。例如，口要 的附圖，圖中的箭

V 使座椅部件2在_“伸方；^=卩=設定好能 繫列資料，結合機構4的動作便會達6的時間 向進行限制。另外，最好將座θ件:件2的擺動方 制，使得在驅動馬達6時，===可動範圍進行限 ^:度的朗。這樣’便=1=彳=，=展： :肉：：膝痛或症狀-，可 如上所述，為了限制膝關節的屈伸方向 件2的擺動方向與膝關節 椅部件2的擺動方向，還要確定踏板*不僅要控制座 尖的方向，腳的位置與腳尖的 :置與腳 ==本實施方式中，在踏板3 ==置來 與腳大的方向的標記（时未表示出）^位置 上踏板3，腳的位置與腳尖的方向便可確定了/。、^腳放 $踏板3上設有拖鞋樣裝置或涼㊁如 伸進去的裝置則效果更好。 域的可壤腳尖 =外’在進行只有—隻腳受到負荷⑽部 。 有龙踏板3上承著一隻腳。在這種狀 人，/、 使座椅部件2在分肅椅部件2上支&=機:臀4 13802pif 16 1254627 Γ的使用者M的各腳的第2腳趾的面内擺動。例 直的所7F ’在座椅料2相對於基座1呈大致垂 拓3 :座椅部件2承党的使用者Μ的體重比例比踏 美 1方面’如圖2Β所示’在座椅部件2相對於 二的#_、斜的狀態下，與圖2Α的情況相比，踏板3承 2、 Μ的體重比例增大。總之，比起圖2Α的狀態 二在，2 Β的狀態下’使用者μ的自重給大腳部的負荷 圖2Β的狀態下’使用者Μ的自重的一部分依然

Hir受著’因此與使用者的全部自重都成為負 部的下蹲運動相比，負荷還是輕的。這樣，藉 、:郎i於腳部的負荷，膝關節有病的使用者也同樣可 以^用通有，由於可以讓關節屈伸而又不扭曲關節，因 此可，防治膝關節疼痛增加與症狀惡化。 還有由於在本貝施方式中，為了搁兩隻腳而設置了 -對踏板3因此可以限制座椅部件2的擺動方向，讓每條 ，的腳的位置與重錄置的相對位置的變位方向都是膝關 節的屈伸方向。總之’使用者不是將大腿並攏將腳搁在踏 板上，而是在大腿稱稱分開的狀態下(例如圖2C)搁在踏板 上的。接下來，座椅部件2不作前後方向擺動，而是在相 對於基座1垂直豎立的位置與向前右方向或前左方向的傾 斜位置之間擺動。藉由這樣的動作，可以_條腿、一條腿 地施加負荷，可讓一條腿進行訓練時另一條腿得到休息。 在兩腿並攏站在踏板3上，將踏板3的動作關閉， 座椅部件2前後方向擺動，使作用於兩腿的負荷相同的場 13802pif 17 1254627 合，重心的移動方向只有前後方向了，因此裝置的結構可” 以簡化，有這樣的優點，但是在雙腳同時承受負荷時，一 隻腳的負荷不會超過體重的50〇/〇。因此，在有必要進一步 加大使用者腳部的負荷時，最好採用上述的本實施方式^ 腳部訓練方法。還有，兩腿並攏施加負荷時，因為左右的 肌力差或左右膝關節疼痛程度的不同，可能會造成作用於 一條腿的負荷大於另一條腿的情況，採用上述的本實施方 式，可以使每條腿都得到適當的負荷。 如上所述，踏板3可以相對於基座丨在上下方向移動， _ 踏板3的動作可控制成與座椅部件2的擺動同步(連動）， 也就是說，圖3Α表示的是座椅部件2處於垂直姿勢時的 踏板3的位置，圖3Β表示的是座椅部件2處於傾斜姿勢 時的踏板3的位置。從這些圖便可看清楚，在座椅部件2 處於傾斜姿勢時的踏板3的位置更靠下方。可以藉由將讓 座椅部件2傾斜的馬達6與讓踏板3升降的馬達7控制 同步來實現這樣的控制。 這樣，只要使踏板3向下方移動至座椅部件2相對於 基座1的傾斜角度變大，便可幾乎不改變膝關節的屈伸角 _ 度Θ而靠使用者的自重改變作用於腳部的負荷。也就是 說，可以在大腿肌肉接近等尺寸性伸縮的狀態下進行= 縮’在減少膝蓋負擔的同時進行肌肉收縮。而且，由於座 树邛件2與踏板3是由馬達6、7驅動的，所以使用者不用 主動地活動身體，只要隨著座椅部件2與踏板3的動作就 ' 可以有效地進行腳部訓練。 13802pif 18 ^54627 右二:m2從處於大致垂直姿勢的狀態向左 斜)一側的^ 3 處^椅部件2據細 地只對-停腿# 错由纪樣的動作，便可有效 向的腿以更大的=，=以給座椅部件2傾斜方 大也可以給腳二:ί :即使座椅部件2傾斜不 =還有也座椅部件二動; 反復f仃，也可以左右交互傾斜擺動。 ㈣還作為—種變更例’可以讓踏板3的位置固定， 由步控制’使得座椅部件2的傾斜角度盘 mtr動。也狀說，圖4A表示在座椅部件2 呈^致，直的狀態時立柱21的長度u’圖4B表示在座椅 部件2 f傾斜狀_立柱21的長度u，可 部件2處於傾斜狀態時立柱U的長度較長(u<L2)。在^ 種情況下，便可不實質性改變膝關節的屈伸角度θ 用者的自重改變作用於腳部的負荷。 下面對在不移動踏板的情況下座椅部件的較佳轨跡進 行更詳細的說明。在圖4Α與圖4Β中，立柱被延伸至膝笔 的角度不發生變化的長度’關於這時的延伸量與座椅部= 的傾斜角’只要將臀部控制在以腳與臀部間的距離，嚴格 地說是股關節與踝關節（腳踝）間的距離為半徑r，以踝關 節為圓心的圓弧形轨跡(在圖中，該角度範 」 中即可。在角度範圍α小時，圓弧轨跡：二= 13802pif 19 1254627 可以忽略其間的誤差。 在本實施方式中，鞍座22 傾斜角度也可以藉由馬達 、後方向 2相對於基座1的傾斜角度以^座^部件 傾斜角度進行變動與控制。也 、；桎21的 >4 f椅部件2相對於基座1呈大致_^ ^，在 車 =方向垂直相㈣平面大致與鞍座2 _柱21 圖5B所示’在座椅部件2傾斜時 而如 往復(seesaw)運動，讓鞍座22的前端部向連使鞍座 22的座椅面與同立柱21 11 k樣，鞍座 ^的大小隨座椅部件2:=面二= 靜大。也就是說，除了座椅部件2的傾斜角产外 ;義鞍^做上述的料，便可進-料大仙於腳‘的負 2^1/如隨著座椅部件2的傾斜角度的增大，讓鞍座 傾^^ 作相反的方向傾斜，便可針對座椅部件2的 傾斜增加、減少腳部受到的負荷。 •二，只要對馬達6_”的至少兩個進行同步控 便可澴膝關節的彎曲角度不發 重為大腿提供的負荇御仆至,μ 凋即使用者自 ^ I： — j目由進仃a可稭由控制部10進行γ 進仃付合使用者的運動機能或身體狀況的適當的動作。 吉太ttf說明中’踏板3是相對於基座1在上下方向（垂 平方!ίίϊ的，但是踏板3也可以相對於基座1平行(水 +方向)移動。例如’可以控制成座椅部件2的傾斜角度越 13802pif 20 1254627 ^踏板3與鋪部件2下端的水平 =彎曲肢不發生變化而改變施加給大賴=關 卜’也可i·切踏板3能相對於基座^ :=向上移動’讓座椅部件2的傾斜角度與踏= :置===，例如，可_板 菁常數的單-彈簧部t = 降量的彈 不同彈簧常數的多個彈簧來調€旦里大小，用具有 線性彈簧常數的可變剛性彈^ P、m 例如’使用具有非 彈簧常數的多個彈I的===以採用選擇具有相同 或負重目才m〜數辦來根據使用者的體重 ^負重目祕付適當的下降量， 外，還可以採用根據使用者的=、、：構都可以。此 藉由調節設置於踏板下部的氣；某，_負重量， 量的結構。還有，還可以根據踏來;，下降 下部的氣囊或氣管膨脹收縮來對踏板的位：:又置於踏板 還有，對於鞍座22而古，二=的位置進行控制。 21上端的前後方向的傾斜角声°，二3不改變相對於立柱 22在與立柱21白勺軸方向交又^疋如圖6所示’讓鞍座 滑動的結構。在該結構中，*内向—個方向（前後方向） ^ 2! 〇 t 22 越大，鞍座22越向前方滑2的傾斜角度 直狀態時的鞍座22的位❾，=▲表不座椅部件2處於垂 動，使得使用者接近站立狀/此使用者的臀部向前方移 立狀恕，作用於腳部的負荷增大。 13802pif 1254627 基座1的t'iS’ 1對座椅部件2相對於 種狀態進22相對於立柱21的位置等4 ^ 例如，在圖7A與圖⑺所示的結 22相對於立柱21的傾 稱T為了改餐鞍座 部件2之間竿又’在革欠座22與基座1的座椅 木。又有不會伸長的材料制的境繩24。另外，鞍 Γ相對於立柱21向前後方向傾斜的。還右，^ 的彈力’鞍座22的座椅面回歸至與立柱的： 的位置。圖M表示座椅部件2處於相it 基座1大致錄位斜·g，目7 f 神對於基座1傾斜位置時的狀態。這時，由於4广處 的則端部巧纜繩所繫，因此。如圖7B所示，鞍座f 端部克服彈簧的彈力向前傾斜。另外，如座椅部件卢前 圖7A所示的垂直狀態，鞍座22則因彈簧的彈力 = 原來位置，即鞍座22的座椅面與立柱的轴方向大二至 位置。還有，如果不用親而用長度一定的桿，=的 柱21的前端部給鞍座22彈簧的彈力也行。 、 立 此外，在鞍座22可相對於立柱21滑動的場合 讓鞍座22前端部的重量大於後端部的重 a取好 部件2從圖8A所示的垂直狀態移動至圖8B所示 態時，鞍座22便可因重錘25而向前方移動。 、斜狀 13802pif 22 1254627 接頭此2夕6卜、皇t圖9所示，立柱21與較座22也可以用球离 二=立大 固定在立柱21上時:?二是說’與鞍座22 時使用者腳部的負J。 4 座椅部件2傾斜 開發腳部訓練裝置的目的之一 糖代謝改善生活f慣病 1由促進使用者的 肉能源的葡萄糖，讓肌肉吸收作為肌 高血糖、高姨島素病，結能 中，有胰島素的作==在肌肉吸收葡萄糖的作用 ==二肌肉收縮產生的肌肉對葡萄糖的吸收量’ 二:=糖尿病患者的肌肉糖代謝* 從而改善糖尿病谢，可以對消耗剩餘的葡萄糖， 積大：肉要二縮產生糖代謝’需要讓體 纖維））產生肌肉收增，伸平起作用的紅肌纖維（慢肌 縮是很有效的。歷的肌肉產生肌肉收 部的内轉肌為中心的部糖、衣置可以增加以大腿 丨位的搪代謝’但是，大腿部的内轉 13802pif 23 1254627 肌與大腳部的伸肌群相比，體 肉收縮相比’其糖代謝^:較:大= ，時，在運動中，腳二在二 本上不刼地，而疋懸在空中的， 使用者用大腿部夾著座椅，在 === 練。腿;負荷大， 大越好二是可:;=::产4允許範圍内代謝量越 的負荷是有界限的，用者提供 擺動使用者的臀ί:;:=πτ’由於是藉由 的至少-部分作為負荷作用於 : 座椅部件2的傾斜角声日如口此負何的^間值與 代軸_‘量為 (im) ====== 起的角度表示，稱為‘‘膝=關置算 =角角;:為180度開始起算的值。：二 度〃膝角度加起來為180度。 月 在本貫施方式中，對肌肉代謝（乃至糖代 面4種計測，同時對膝痛進行下面 : 測的評價結果決定聊部訓練裝置的驅動二 13802pif 24 1254627 的驅動形態採射襄賴料2在相對於基座丨大致垂直的 二立置與傾斜位置之間往復移_形態。下面所說的往復次 ^是以座椅部件2從垂直姿勢到傾斜姿勢，再回歸垂直 =勢為-次’按-秒鐘往復的次數來定義的（單位： f此’往復次數越大，座椅部件2的動得越快。另外，自 ^率疋用％表示的作用於踏板3的負重與使用者的自重(體 婉==是’作用於踏板3的負重是隨著時間的經過而 ί的代椅部件卜次往返期間内的峰值作為負 返而Si :，由於該代表值也是隨座椅部件2的往 人不樣的’所以採用代表值的—分鐘平均值。 # _二、不了评價肌肉代謝乃至糖代謝的計測停件，# 2 表不了評價膝痛的計測條件。表i ^^表2 代謝評價的條株，斗、日丨1 θ ^ 3疋進仃肌肉 代謝用近紅外光^4==進行糖代謝的評價條件。肌肉 行計心==:=;:鉗夾法進 (下％歷來的裝置）時的情況進行了比較。m'u 13802pif 25 1254627 表1 pn 試驗者 計測1 1健康人3名 計測2 i康人5名 計測3 健康人3名 計測4 健康人2名 表2 自重率）U 20'40)-( 1 , 4〇 , 20)，（卜 40,4〇)，（〇·3,2〇,2〇)， (0·3’2〇’4〇)，(0·3,4〇,2〇)，(〇3, 40 ^ 40) 40，40) 1，4〇’40)，（1·43,4〇,4〇)，（143, i〇 > 60) , (2 >_40^6η^ , ，40，60) 接受試驗者 計測5 膝〇Α7名 、膝角度、自重率） ' * 一 " ———— (卜 10，20)，（1，1〇，40)，（ 1 20，20)，（ i，4〇，2〇)，（ ！，4〇， 40)，（0.3，1〇，20)，（〇·3，10， 40)，（卜 20，20)( 1，20，40)， (0.3，40，20)，（0.3，40，40)

官能評價 計測6 計測7 計測8 膝ΟΑ15名 健康人3名 膝OA5名 (1，40，40) 圖14的各條件 圖14的各條件 關於表1所示的 ，40，60〕 繼續15分鐘 ——-----_ 踝位置 肌肉電圖 踝位置 官能評價 繼續15分查 L -----— ' ----— 評價肌代謝的計測情況，在計測1中， 138〇2pif 26 1254627 看不到只給一條腿負荷時往復次數與膝角度的明顯差別， 只有自重率有明顯差別。在計測丨中，最大肌代謝達到歷 來的裝置的1.5倍。按計測2的條件，為歷來的裝置的12 倍。 在計測3中，肌代謝的計測結果如圖1〇所示，在圖1〇 中，（a):往復次數1為1Hz，膝角度為4〇度，自重率為 40%，（b) : 1.43Hz，40 度，40%，（c) : ! 43Hz，40 度，60%， (d) · 2Hz，4〇度，60%。從圖可以看出，在⑷的情況 下，可獲得歷來的裝置的3.1倍的負荷。也就是說，在計 測1中，往復次數在1Hz以下時，肌代謝沒有因往復次數 產生明顯差別，但是超過1 Hz時，便可見到肌代謝產生明 顯的差別。 在計測4巾，座椅部件2從腔骨相對於基座i直立的 位置開始擺動，獲得了歷來的裝置的135倍的糖代謝。圖 11之⑻表示的是歷來的裝置靜止時與運動時的糖代謝，圖 1_表不的是本發明的裝置靜止時與運動時的糖代謝。從 =:果可以看出採用歷來的裝置，運動時的糖代謝是 ° _本發明的I置，運動時的糖代謝是 =T白、」倍。也就是說，糖代謝的效果增加了 1.35倍。 出結論:肌代謝與糖代謝要求往復次數 達到2Hz，膝角度達到4()度，自重率達到6〇%。 度進'^價驗者的膝痛程度的臉部表情疼痛尺 夭到哭相的2〇個等級，給各表情打上分數。沒Ϊ疼t 138〇2pif 27 1254627 述擇关的分數(2〇分）’疼痛強烈時，選擇接近哭相的八 數(小於20分的分數）。 77 按計測5的條件進行評價，完全沒有發生膝痛，膝角 度也沒有看到明顯的差別。座椅部件2開始擺動時，脛骨 的位置處於相對於基座1垂直站立的場合與向前傾斜的^ 合沒有明顯的差別。但是，因往復次數與自重率的不同， 膝痛的程度略有差別。用臉部表情疼痛測試儀對使用本裝 置時(a)，在平坦面上行走時(b)以及走下臺階時(c)膝痛的程 度分別進行測試，結果如圖12所示。在(a)的場合的膝痛 比(c)的場合大幅度減少，比(b)的場合也有所減少。在圖 12所示的圖表中，各柱狀條上突出的柱狀條表示的是標準 偏差。 在計測6中，本實施方式的腳部訓練裝置的一次使用 時間是15分鐘，驗證了連續使用15分鐘，日後也不會產 生膝痛。在計測2中，是以脛骨直立位置作為開始位置的。 在計測6的條件下，在腳部訓練裝置的使用中，以及曰後 均沒有產生疼痛。 在計測7中，按表3所示的條件，分別對股直肌a， 外側廣肌B，内侧廣肌C，内轉肌d，腓腹肌e，前脛骨 肌F，股二頭肌G等肌肉電位進行計測。從計測結果求出 各肌肉的EMG(積分肌肉電位）1〇秒鐘的平均值，將該平均 值晝成曲線的結果如圖13所示。在表3中，“腳跟，，一欄 中的上的意思是指腳趾抬高，腳底傾斜的狀態。在該 傾斜狀態下，讓踏板3作10度傾斜。 13802pif 28 !254627

在圖14中， 腳跟比腳趾高時(運動條件2、4、6 2)/、腳趾與腳跟大致水平的狀態相比，在其他條件相 等的情況下，腳跟抬高，則腓腹肌與股二頭肌的肌肉收缩 增大。 另一方面，計測8進行的是計測的條件的官能評價， 除了腳跟抬高與不抬高外的不同外，其他條件均相等，結 果表明腳跟抬高時膝痛減少。腳跟抬高時之所以能有緩解 13802pif 29 1254627 膝^的效果，據推測可能是因為聊部前側的股四頭肌 碩肌兩面收?產生的阻抗作用使得膝關節的 /動被固疋，緩和了膝關節處的剪切力。 相i9中，與計測6 一樣’驗證了連續使用15分鐘， 產生膝痛。在計測9的條件下，在腳部訓練裝 以得出心a 均沒有赵軸。從這些計測結果可 =出—·要不產生膝痛要求往復次數Hz 度達到40度，自重率達到6〇%。 膝再 果根據表1與表2麻的制所獲得的結 果在膝角度為4〇度時，往復次數與自重率的條件同肌 谢、糖代謝、膝痛的官能評價之間的關係。 在圖Η中’橫轴為往復次數，豎軸為自重率。肌代謝、 糖代5射、膝痛的官能評價分別用記號(口 肌代謝與糖代_本發明的裝置與絲的裝置的倍數 就是說，在表1所示的計測中可以得出結論：要庐 ^戶“的肌代謝與糖代謝要求往復次數達到2Hz，膝角^ $ 7，自重率達到6〇%。根據表2所示的計測可ς 知道，在上述條件下，連續使用15分 =:因此，最好以上述的條件作為運動 ίΐΐΐ限值，如果肌代謝與糖代謝可以少一些的話，則 卿匕上面的值更小。圖14中斜線所示的範圍是 又付斤㈤代謝的範圍’而且是在膝痛的官能評價2G分滿分 13802pif 30 1254627 情況下得15分以上，連續& ，圍，因此推薦選;吏:^ 1.4-2Hz，自重率4G娜 即在復:人數 相對於基座1直立的位置即可。動的開始位置為腔骨 在上述的運動條件中，往德 件2的動作來進行控制 可^错由控制座椅部 與踏板3的位置關係二，由^⑽部件2 用於踏板3的使用者的負 因為自重率是作 移動方向變化時加速度:;用 === ^也加大’座椅部件2的傾斜角度越=== = , 自重率具有往復次數與傾斜角度兩束數。 二:=:重在幾+kg左右，在這樣窄小的範圍二 二面:=數可 :r=…定的權重=:== 就了使雜定值與自重率相對應。下式中的 度疋隶大傾斜角度。 、针角 讓往復斜角度） #ις朽又文化，對自重率進行測定的結 果如圖所不。圖15所示的計測是由8名沒有本發 :轉東裝置使用經驗的成人進行的，膝角度保持4〇声， 連績！分鐘保持對右腿的負重 數、傾斜角度、自重率）的關係為（14Ηζ、3度、 13802pif 1254627 (2Hz、、3 度、41.1%)，（2Hz、5 度、58·8%)。用這些數值， 、乂上式為回歸式’進行回歸分析，結果表明權重a、b分別 為8.9 8.1。也就是說，自重率可以用往復次數(最大)與傾 斜角度藉由下式求出。 (自重率㈤)’x(往復次數(Ηζ))+81χ(傾斜角度⑻） 自重率採用由上式確定的值，求得圖14的斜線部分中 的座，料2的傾斜角度為2.7-5.9，最好設定為3·5度。 也就疋。兒如膝角度為4〇度，座椅部件2的往復次數為 =Hz ’座椅部件的傾斜角度為3_5度，便可獲得所需的 二可以進行腳部训練而不致引發膝痛。 ，在鋪部件2上·態下的穩㈣，膝纽設定為^ 代謝與膝痛沒有差別，也可以設 疋在40度以下。 入 練=上看出’本發明可以提供—種聊部訓 ' q方法使用—種腳部訓練裝置，该F詈且; 使用者的坐姿的座椅n h衣置料置具有保持 部件擺動運動時腳的腳的踏板’在座椅 向被限制在膝關節的置的相對位置的變位方 是在膝角度㈣在⑼以下^續部靖的特徵是訓練 次數為M-施，座椅部件的擺動運動的往復 條件下進行的。則绫1 的傾斜角度在3-5度的範圍内的 件2在座椅部件 於垂直姿勢為5声以基庄上為垂直姿勢的位置與相對 動，同時還對座:部件的位置之間往復擺動運 件2與踏板3的動作進行控制’使得 13802pif 32 i254627 這時使用者的膝角度(從膝關 定广方- 個給控制部ω輸人負荷的目最好設置一 料板之類具有操作功能的輸入部(圖、:：二的鍵= 自重率給出，因為上述= z °田 部輸入了負荷的目標值與往復次 η座，的最大 目標值 座椅部件2使其讓作用於使用者的負重達到 Γ ㈣件2的峰欠數的錄範圍是丨錢2，負 率範圍是4_%，所以在輸人部輸入自重 最好將輸入部做成只能在這樣的範圍内 或^輸人輪2出該範圍時會發出警告 範圍時的自動修正功能的輪入部/❸十具有輸入值超出 個變更例，不用踏板3碟定腳的 腳趾^方* ^ °而用適當的感測器來檢’的位置與 腳趾的方向，柯㈣控制部1G來確定座椅部件2的擺動 13802pif 33 1254627 。：種感蜊器可以採用檢測 對腳的部分進行攝像的攝像 合成的感測器等。輝徕钱與圖像處理裝置組 由控制部1G進行的，因二^#1Q2^動範圍的限制是 腿長等資料的資料登錄裝置 而要有輪入使用者的 限制座椅部件2的可1 ^可以設置限制開關來 椅部件2的可動範圍。β "藉由機械擋塊來限制座 自重來改變作用擺動，靠使用者的 端為_心，相對於其e^了來取代以座椅部件2的下 如，可以採用如圖===的保持座椅部件2。例 於基座1呈大勒千古〃、圖所示的在座椅部件2相對 就是說，該結合 座椅部件的下端沿導執面的導軌46， 3來確定使用者的聊的位置盘腳趾^方方^.―樣，用踏板 連接其成1 μ ^ 罝”腳趾的方向。導執46設置於 2沿^ 走疋位置與踏板3的直線上，藉由座椅部件 其Λ &變❹者Μ的臀部與腳趾的距離， 屈伸。也就是說，藉由改變座椅部件 荷:在者Μ的自重改變作用於腳部的負 2向限制在膝關節的屈伸方向。還有，在本變更例中， ^件2的移動是設想由使用者Μ主動 但是 用驅動源讓座椅部件2移動。在圖16只對〆 條腿施加了負荷，但是也可以設置兩個 l38〇2pif 34 1254627 腿以負荷。其他的結構盥 外，由於可以改變腳的;上迷的實施方式一樣。另 座椅部件2與踏板3無 位置’因此 板3能相對於座椅部件2自由：:都蝴的，可以讓踏 :=吏_腳部(主要是大腿= 左右踏板3巾的-個部位。也就是說，要在作為 哭八二的座椅部件2與踏板3的至少—處設置負重感例 ^特別是，最好在各踏板3上分別設置負重感測器 ^樣的配置，便可以將負重感測器測出的負重的增 ^乍腳部受到的負荷。當然，只在鞍座22上設置負重^ 為可以將負重的減少量作為作用於腳部的負荷的基準。 一另外/最好如圖17所示，讓負重感測器u測出的負 重藉由貧訊顯示處理器12即時地在顯示部13上顯示出 來。在這種情況了，資訊顯示處理器12與顯示部13發 了負重變化通知裝置的功能，將負重感測器u測出的 (作用於使用者腳部的負荷）即時地在顯示部13上顯示 顯示部13的顯示形式除了顯示與負荷相當的數值外， 還可以用曲線起伏的曲線圖，⑽貞荷相對應的柱狀 長度變化，用具有半圓形顯示領域、以與負荷相對應的於 標的角度變化的進行顯*的貞荷料來顯*貞荷隨時間^ 過的，交化。但是，由於負荷是隨著時間每時每刻都在變 的’所以:i：好疋帛柱狀條或貞荷表顯示。帛柱狀條或負荷 13802pif 35 上254627 表來顯示就容易同時顯 口了能在視覺上顯示負重:變=== 到與負荷姆應的#音㈣t ·讓使用者聽 間發生的變化。用顯示部/雜在聽覺上通知負荷隨時 時間發生的變化通知使 了如’或用聲音將負荷隨 運動負荷衫合適料 使肖者能方便地對 進行調節，或者由使 以進行適當調節。 、賴位置，使貞何大小得 實際上’ 部::荷：存㊁著相_ ’ 各人的差雜大，^㈣是使时的自重， 人等對作用_田1卞肌代5射衫響很大。因此，本發明 部:荷==r =::;£;==的:= 1時的比率，^義代心是以安糾的肌代謝量為 肌代謝旦、，於腳部的負重為體重的20%與40%時， 較寬的^產生了明顯差別。在圖18中，表示肌代謝量的 、的柱狀條麵較窄的柱狀條表示的是偏差程度，即使 13802pif 36 ^254627 將决差考慮在内，也可以看出負荷的大小產生了明顯差 ^彳<上述的計測結果可以看出，可以不用人與人之間差 別幸父大的體重值，而用作用於腳部的負重與體重之比率， 不依靠使用者的體重差而建立起肌代謝量的對應關係。 此’最好求出負重感測器11求得的負重與資訊顯示 處理器12的輸入部14輸入的體重值的百分比，將該百分 比輪入顯示部13，作為來表示肌代謝量的基準。另外，由 於輪入部還可以輸入使用者的體重以外的屬性，所以除了 ，重還可以考慮年齡、性別等因素，確定運動負荷的合適 ^，’如將此範圍也在顯示部13顯示出來便可讓使用者在 適當的負荷(作用於腳部的負重與體重的比值)範圍内進行 運動三也就是說，可以讓使用者知道適當的負荷範圍，避 ^負f太不足。對於使用者的屬性確定的負荷的適當範 鬥’ Ϊ好事先做好與使用者的屬性相對應的負荷的適當範 "二貝Λί ’藉由輸入部14輸入使用者的屬性，然後自動 貝:庫#出負荷的適當範圍。採用這樣的結構，只要從 人使用者的屬性，便可從顯示部13顯示出適 的形Γ:亍顯用示可’ 負二用:3，感測器11測出的作用於腳部的 的結構。反饋處理;】:使用者的屬性輸入反饋處理部15 發出指令的魏，可m具有對驅動控制部1G的馬達6-9 測出的負重求出的腳邮:不馬達6 9將根據負重感測器11 13承党的負荷保持在規定的目標範圍 13802pif 37 1254627 内。也就是!兄’可以進行反饋控制，不需要使用者知道， 便可讓作用於使用者腳部的負荷維持在目標範圍内。還 有，目標|巳圍根據輸入部14輸入的使用者的屬性確定。與 貢訊顯不處理部12 —樣，在反饋處理部15也設有與使用 者的屬性相對應的負荷的目標範圍資料庫，可以在輸入部 Μ輸入使用者的屬性後在資料庫中進行查找，檢出目桿範 圍。這樣，便可根據使用者的體重、年齡、性別、有無疾 病、病名、運動史等屬性自動確定目標範圍，可以給出適 合於使用者的適當的負荷。對於目標範圍最好也使用負 相對於使用者體重的百分比，這樣可以不考慮使用者的體 重值，設定適當的目標範圍。 在設有反饋處理部15時，可以設置檢測仙於踏板3 的負重的負荷感測器（圖中未表示出），用負荷感測器的輪 =:十測自，率，在反饋處理部15對負荷感測器的輸出進行 視使彳于自重率不超出規定的目標範圍（即4〇%_6〇%)。 在負荷感測器測出的自重率超出了目標範圍時，便進行反 饋控制’藉由改變座椅部件2的最大傾斜角度，使 到目私範圍内。此外，在即使在調節範圍（最好是3-5产） 角度’負荷感測器檢出的自重率還是; ^彳不乾圍内時，便要對往復周期進行控制。可以在本给 !!方,的腳部訓練裝置的鞍座22上設置靠背。藉由設置： 月，可以防止使用者活動使重心的移動量變小。 所本實施方式的腳部訓練裝置的另—種變更例，如圖19 不’可以採用讓踏板3的上面向前方傾斜(例如，相對於 13802pif 38 1254627 基座1傾斜約10度)的結構。在這種情況下，因為可以有 效地，少膝關節受到的剪切力，因此可以在腳跟高於腳趾 的狀態下進行訓練。也可以不讓踏板3的上面傾斜，而在 #板3上可拆卸地&上傾斜部件’使得傾斜角度與傾斜 =向可以調節。在傾斜部件31的下前端部設置—個腳趾夹 持部32，作為防止位置移動的部件，防止 傾斜將負重作用於腳趾時，腳的位置發生移動:另： 果只對腳趾防止腳的移動，就會有較大的負重^於; 上面設置了防㈣ 具體地說，就是藉由在彳 凸條’增大摩擦係數，形成止滑部33，也可二= 身摩擦係數較大的材料來形成止滑部33。在心 二，4，將腳的位置固定的情況下’座椅部件二 制:=ί易;π的屈伸方向一致，這樣，‘ 以讓，⑽水==_板傾斜’例如可 又辦戶t明的羅圈（〇形)腿或内羅圈(χ形)腿之類狀m 人體左右的外側或内側 員膝關郎朝 時會發生疼痛。因此，人’知，轉關節時有 使用者，最好讓乂右—^讓衣置適合0形腿或X形腿的 。左右，向相互靠近或相：:：斜^ 外形^或X形腿的使用者弯曲膝關節時產生的疚^抑制 外，也可以將傾斜部件31可轉動地裝在踏板3上疼痛。另 13802pif 39 1254627 代謝量有關的生理值=種變更例最好還設有計顺 射里對應起來加以_存的動作控制裝置代 起其運動的肌肉的體積與被腳部卿: 權係數，、對紅肌纖維的體積中任何-個為加 用作代謝量 測值進行加權，將加權後的生理計測值 1本變更例中，在對腳部訓練裝置的動作 =化的㈣對與代謝量有關的生理計測值 2 , m；l 2式驅動腳部訓練裝置。T面’對代謝量大的動_ 的提取技術進行朗。在提取代謝量大的動作j ^ 用了圖2G所示的動作確定裝置。該裝 二二 訓練裝置所爾㈣6、7、8、軸彳=裝=部 動作控制裝置60與控制部一樣主要由微電腦 制裝置60不藉由儲存裝置等獲得動作方式，而3 控 制裝置中生成各種動作方式。另外，動作控制^=控 時儲存資訊的功能。雖然可以從預先設定的多個=有隨 中選擇動作方式，但是也可以腳部訓練裝置 方式 圍内不規義發钱作料。 許可範 另-方面’與代謝量有關的生理計測值用近 法測出的肌代謝量與肌肉收縮度中的任何—個。這 13802pif 40 1254627 =近紅外光譜法的例子進行說明。具體地說，如圖20所 · 近紅^分光1161作為計測裝置’可將近紅外線的發 測又光採針固定在大腿部。近紅外光譜法肌代謝量的計 線斤門★疋利用氧化血色素與脫氧血色素對近紅外 ’ :吸收程度的不同來求出血液中的含氧量(肌代謝量）變化 娃由於糖的燃燒必須有氧，所以肌代謝量可用糖代謝量 朁代。 壯罢將作為生理計測值的肌代謝量輸入評價裝置62，評價 长出’、女养日$的肌代謝量之比。由於近紅外分光器求⑩ ::J肌肉的部分氧消耗量，所以為了求出肌肉的全；肌 八。里、"平扣衣置要對肌肉體積設置加權係數，對近紅外 ^光器求出的部分肌代謝量進行加權。肌代謝量與肌肉的 小成正比，要求出肌肉的全部肌代謝量必須對肌肉的 積加權。 加權的服肉體積是指腳部訓練裝置使之運動的肌肉的 體積。但是’要對肌肉體積進行測量需要用刪(核磁 等大型裝置，很高的㈣，㈣麻煩，所以-般可φ 獻中已知的資料。例如。大腿部伸展肌群為·而， 轉肌群為25_即可。只要單㈣制肌代謝量相同 腿部伸展肌群的收縮可以比大内轉肌群的收縮產生的 全部的肌代謝量大2倍。也就是說，要增加肌代謝量最好 選擇使大腿部伸展肌群收縮的動作方式。評價裝置 · 動作方式評價的結果分別如表4、表5所示。 13802pif 1254627 表4 與安靜時的比率 紅肌纖維(體積） 體積X比率 股直肌 2.0 200 400.0 内側廣肌 2.5 130 325.0 外側廣肌 3.6 150 540.0 内轉肌 1.5 200 300.0 總代謝度 1565.0 表5 與安靜時的比率 紅肌纖維(體積） 體積X比率 股直肌 1.8 200 360.0 内側廣肌 2.0 130 260.0 外側廣肌 3.0 150 450.0 内轉肌 3.2 200 640.0 總代謝度 1710.0 從表4與表5的比較可以看出，與表5相對應的動作 方式的代謝量大，所以，從進行代謝量代的運動的觀點看， 最好選擇選擇與表5相對應的動作方式。 下面，對裝在腳部訓練裝置的儲存裝置（圖中未表示出） 中的最佳動作方式確定裝置的一個實例進行介紹。在用藉 由控制裝置驅動的腳部訓練裝置讓試驗者進行運動的同 時，用近紅外分光器對血液中的含氧量進行計測。這時， 對腳部訓練裝置進行控制，使其按所定時間（一定時間）間 隔完成多種動作方式，在動作方式開始與結束時對所定時 間裏得到的含氧量進行記錄。這樣測出的含氧量在評價裝 13802pif 42 1254627 置中加權’便可求出運動中的肌肉 的肌代謝量按不同時刻與動作方式 ^二求出 動作方式。將這樣獲得的動作方;儲 中’便可由腳部訓練裝置的控制部料用於實際。子衣置 二1:，動，她謝量對應起來，確定腳部，練 衣置的動作方式，使代謝量的值恰备。 、、 動作方式使人體獲得的能量在_^ ^ i、虽值是

謝量的值。人體所獲得㈣合所獲得的最大代 耗的雷力作Α、此里可以用例如腳部訓練裝置消 ，的^力作為代替值。如上所述，根據用動作確定 疋的動作方式驅動腳部訓練裝置/ 作^取罐 此外，在從肌電求生理計測值時，不用近紅外分光哭， =肌電計與動作控繼置連接，生理計測制—定時間 妓的積分值或與肌肉膨脹收縮時的—糾間内肌電的積 为值之比。另外’發生肌代謝的肌肉主要是紅肌纖維，所 以加榷時如果根據紅肌纖維的體積加權，便可更加正確地 評價腳部訓練裝置的運動時的肌代謝量。 動作控制裝置可以設定運動負荷的瞬間值的上限值， 在滿足不超過運動負荷瞬間值的上限值的條件下自動生成 動作方式。這時，對各馬達的動作進行適當變化，用多變 f分析技術或新電腦技術即時改變動作方式，使其達到最 ，值(在動作方式允許範圍内肌代謝量最大的值）的附近。 藉由^樣的㈣’便可較在縣貞荷瞬間值的上限值以 下的圍内的肌代謝量幾乎最大的動作方式。在上述的例

13802pif 43 1254627 中，是向代謝量變大的方向變化動作方式的，但是也可以 事先將代謝量的適當值設定為最大值以外的值，改變動作 方式使代謝量接近設定值。 <第2實施方式> 本實施方式的腳部訓練裝置，如圖21所示，是一種不 用驅動源，讓使用者主動地進行腳部訓練的裝置。具體地 說，實施方式1的結構是用馬達6-9作為驅動源，使用者 不是主動地使身體運動，而是被動地接受腳部訓練，在本 實施方式中，座椅部件2與踏板3分別藉由結合機構4、5 裝在基座1上，但是不設驅動源。將踏板3結合於基座1 的結合機構5與實施方式1 一樣，可用伸縮架51在上下方 向移動。另外，構成座椅部件2的立柱21可以自由伸縮， 結合於立柱21的鞍座22可以繞左右方向的軸(一個軸）向 前後方向傾斜。立柱21可以為調節鞍座22的高度而進行 伸縮，鞍座22設有在實施方式1中已說明過的重錘25與 球窩接頭26,從而可傾斜地得到支承。與實施方式1 一樣， 結合機構5之所以要設伸縮架51，是為了與座椅部件2的 傾斜角度變化連動，改變踏板3的高度位置。座椅部件2 與踏板3藉由構成結合機構4、5的曲軸、凸輪等的組合， 以機械方式連動。總之，結合機構4、5的結構能改變座椅 部件2相對於基座1的傾斜角度，改變踏板3的高度位置， 在使用本實施方式的腳部訓練裝置時，使用者必須積 極地(主動地)活動身體，腳踏在各踏板3上、坐在鞍座22 上的使用者將臀部朝前移動，向腳部使力時，座椅部件2 13802pif 44 1254627 1傾斜，這時踏板3向下移動，所以膝關節的 =伸角錢乎沒錢化，可簡岐用者的自重增大作用 彈負荷。在結合機構4、5可以内設回歸原位置 Ϊ二ί可以採用以使用者自身的腿力使其回歸的結構。 心踏L;:傾？方向由結合機構4限制在分別含鞍座22 料2的傾斜方向 關節==位师晴位置㈣魏叫限制在膝 圖22所示的是本實施方式所用的結合機⑽的一個例 2的ΐ機構4具有—個半球形的導向體4卜座椅部件 的下端可滑動地結合於導向體41上 另外還設有用彈力使座椅部件2的 ^ / 。 端位置用的重置彈簧43。採料=4向導向體41的上 nr# 、…、 、像的結構，座椅部件2的 座椅部件2二;二向角度便變大， uin^^ s . R& ^ 妁竦面為中心沿圓弧形的 軌道移動。另外，隨著座椅部件2的傾斜 ^ 才可口[Μ午2回卸原位。座椅部件2的秒

fJ ^/f.X « * ^ 42 £ I 面内’便可不增加膝關節的負擔而給聊部施了 '二° '， 壤導向内形成的，所以可以 邊vu在與基座丨平行的__ 位置轉動到座椅部件2的傾倒方向…传 用者便可—條腿、-條㈣承受負荷，使 13802pif 45 1254627 也可以4導向體41固定在-定位置，在與各踏板3相對應 的兩個面内形成導溝42。 作為本實施方式的變更例，可以將腳部訓練裝置的踏 省去。也就是說，如圖23八與圖23β所示，儘管設有 毒座柯。卩件2相對於基座1傾斜的結合機構4，但是省去 了踏板3。因此，使用者μ腳踩在設置基座丨的地上或基 座j上，坐在座椅部件2上所設的鞍座22上。如結合機構 4知用圖22所示的結構，便可限制座椅部件2的擺動方 向。、但是，由於沒有設置踏板3,就沒有了對準腳的位置 與腳趾方向同座椅部件2擺動方向的基準。所以在本實施 方式中，在結合機構4上設有可在與基座丨的上面平行的 面内相對於基座1轉動的方向支援板44,在方向支援板44 上標著箭頭形的標記45。標記45被包括在對圖22的說明 中提到的含結合機構4的導溝42的面内，因此，只要將腳 放在標記45的延長線上，便可使座椅部件2的起伏方向與 膝關節的屈伸方向一致。 例如，當座椅部件2從圖23A所示的相對於基座1呈 大致垂直的狀態，到圖23B所示的座椅部件2傾斜時，座 椅部件2的傾斜方向被導溝42限制，因此膝關節的屈伸方 向被包括在座椅部件2擺動方向的面内。另外，如採用圖 22所示的結合機構4,則可以將導向體41用作基座丨。在 這種情況下，最好在導向體41的周面上設置方向支援板 44 〇 13802pif 46 1254627 <第3實施方式> 在本實施方式的腳部訓練裳置 下= 多動:座椅部件2的下端部與踏板 距離就疋5兄，如圖24A與圖24B所示，在板㈣^板 3的四周所設的導向孔3a中播有直立設置於基:= 根導向梢3b，這樣就可使踏板3只能沿導向梢几上下移 動。在這種情況下，如將連接座椅部件2與踏板3的連接 體70固&獨，難椅部件2就不能相對於基座】 了，因此在連接體70的兩端部，在分別與座椅部件2與踏 板3結合的部位，料滾珠軸承之_樞紐7卜乃。採用 這樣的結構，座椅部件2與連接體7〇形成的角度和踏板3 與連接體70形·肖度均可任意，可讓踏板3隨座椅 部件2的擺動而上下移動。 此外，與圖24所示的結構同樣的動作也可以由圖25 所示的結構實現，即藉由只能在上下方向自由伸縮的伸縮 条3c將踏板3裝在基座1上。也可以如圖26所示，在使 用^的後方位置將踏板3安裝在用樞紐3e裝著的連桿％ 的刚端部的上部。在這種情況下，連接體7〇的下端部藉由 枢紐72與連桿3d的前端部連接。連桿3d是剛性體，只要 連桿3d的長度足夠讓踏板3實質上只在上下方向移動，便 可與圖24、圖25所示的結構例一樣，將使用者的腳的移 動方向限制在上下方向。 在本實施方式的上述結構中，如圖27所示，連接體7〇 兩端部所設的樞紐71、72的位置最好位於膝關節J2的侧 138〇2pif 47 1254627 =腳關㈣的側面。拖紐71設置於比座椅部件2的上 二所㈣鞍座更高的部位，樞紐72設置於比踏板 部位。另外’為了防止膝關節J2與 =，紐71、72的位置錯位，可以在鞍座與踏板； 節η π之類的約束具。逛有，為了防止膝關節j2與腳關 踏柄f位置同樞紐7卜72的位置之間產生錯位，最好將 實向限制在上下方向。其他的結構與動作與 作為本實施方式的一個變更例，如圖28所示， 接體70而用纜繩75，設置將踏板3的移動方二： =上下方向的移動限制部。纜繩75是聯結座椅部 :::定位置與踏板3的一定位置的部件，藉:座椅部二 的後面從踏板3的下面與踏板聯結，掛在固定於美 〜定位置的滑輪76-78上。在圖中，纜繩75 γ 坐1 的上端部向後引出，掛在滑輪76上，然後由滑^2 ，變方向掛在滑輪77上，再藉由滑輪77向前改^方二下 2在滑輪78上，最後藉由滑輪78向上改變方向與踏板3 聯結。座椅部件2從處於相對於基座1的直立姿勢4的位 向右前方、左前方傾斜時，從座椅部件2弓丨向滑輪％的严 、、題75的方向要向左右轉動。因此最好是以容許其卢右’ 的形式安裝滑輪76。另外，滑輪76、77可以用二動 來兼用。 —個滑輪 時 在上述結構中，座椅部件2的上端部向圖 ’踏板3因纜繩75的張力向下移動。但是， 的左邊傾倒 在圖示的結 l38〇2pif 48 1254627 =咏f座椅部件2從傾斜姿勢回歸到直立姿勢時，卻不 、士板3上升’因此必須有能讓踏板3在這時上升的結 。廷種結構’例如，可以在踏板3與基座 ::件，由彈性部件產生克服踏板3向下的負重的= /、他的結構與動作與實施方式1 一樣。 示實施方式的又—種變更例，可以採用如圖29所 ▲〗1與踏板3之間設有作㈣性部件的重置彈菩 7广在踏板3受到向下的負重作用時，重置彈菩3 = 細，使克服踏板3向下的負重的彈六 ;又窆 結構。採用這樣的結構，i==板3這樣的 直立姿勢時，重置彈^79；^：卩件2賴斜姿勢回歸到 於座杇邱株7 79的弹力可以藉由連接體70作用 邛件2。此外’還可以不用重置彈簧79，而代之以 氛基甲酸g旨泡狀_其轉性部件。 〈第4實施方式> _ ^實施方式的腳部訓練裝置，如目3〇 ;伴=;用藉由臂27從基座1懸掛下來的細作 採用人、^者用的支承部。座椅28相當於鞍座，可以藉由 夺,、：、，!:將，座1與臂27結合起來的結合機構(圖中未 ‘：動扣28與上述各實施方式中的鞍座22-樣進 3 =示的例子中，臂27的上端可移動地與基座！ 座才可28可像擺一樣的擺動。但是，座椅28的移動 2雙到使用者的膝關節的屈伸方向的限制，在藉由盘基 二二-部分連接的踏板3讓使用者乂的腳的位置與腳趾 的朝向一定的狀態下，使得使用者M的重心位置與腳部位 13802pif 49 1254627 置的相對位置的的轡^ 3由 作為本實施方式的：更在 ==方向。 搁腳的踏板3,身體保持部件藉由 1^ 0二，用者 者身體用的、可收具有保持使用 保持器上，另一端固定/妥#4寺°° 3以及—端裝在腰部 部保持器83的另—端萨：:反上的-定長的纜繩84。腰 天花板1上的γ形導;=;㈣軸持於設置在 嶋置t ’簡在__㈣中的使 繩84的化板1的前面滑動時，從天花板垂下的繞 去^銘’使用者向上移動。在這種情況下，使用 =刖S f大，將使用者往上提的量越大。另- ΐ端固定在滑塊86上，另一端固定在 嫌化蚀田ί的彈黃87，使用者向前移動使得彈簧伸長。這 樣，使用者越向前移動’藉由彈簧的重置力向初期位置(後 方）方向拉的力越大。這時’從天花板垂下的繞繩％的長 度增加’使用者向下移動。藉由對上述導軌85的適當的設 計以及在踏板3上適當地確定腳的位置，便可使得使用者 Μ的重心位置與腳部位置的相對位置的的變位被限制在膝 關節的屈伸方向。 此外，在圖31的結構中，踏板3是固定的，但是也可 以讓踏板3能在上下方向或水平方向中至少一個方向移 動。另外，可以没置讓踏板3的動作與身體保持部件8〇 13802pif 50 1254627 的/動作同步的連動裝置。該腳部訓練裝置是在使用者將腳 踩f踏板上的狀態下主動地運動，進行腳部訓練的裝置， 但疋也可以設置擺動身體保持部件8〇的驅動源，構成進行 被動腳部訓練的裝置。勒，在踏板3可動的情況下，如 * 了t動身體保持部件的驅動源外，再設置驅動踏板的輔 力辱區動源，用控制裝置對這些驅動源進行同步控制，則可 以向使用者提供更好的腳部訓練效果。 〈第5實施方式> 令万式的腳部訓練裝置，如圖32所示，由基座 1〇〇 定在基座上的支柱部110，保持使用者臀部的座椅 =〇，叹置於支柱部與座椅之間的結合機構13〇，以及固定 设置於支柱部前面的一對踏板140構成。 …瓖座椅120擺動用的結合機構13〇具有可作前後方向 ^復直線移動’繞左右㈣往復轉動移動(俯仰），以及繞 前後軸的往復轉動移動(搖擺)的結構，如圖33a所示，= 固定於支柱部11G _定板131，設置於固定板ΐ3ι上方、 承載座2 120的可動板132，分別同固定板131與可動板 1曰32的刖後兩端部可動地結合的各—對連桿⑶、134。連 HZ刀別相對於固定板131與可動板132繞左右 方向的轴轉動。 L 5 士,固定板131的結合位置以及連桿134與固 ί的1=位置之㈣斜㈣㈣桿133與可動板 連桿134與可動板132結合位置之間 千 這樣，可以在向圖33A的右側(座椅後方） 13802pif 51 1254627 移動日守，呈可動板132的前端部猶猶高於後端部的傾斜姿 勢，在圖33A的中央位置可動板132保持大致水平姿勢， ，向圖33A的左側(座椅前方)移動時，呈可動板132的前 缡β稍稍低於後端部的傾斜姿勢。座椅12〇的上面不一定 =可動板丨32平行，在可動板〗32向圖33α的右侧(座 ^後方)移動時，座椅12〇的上面大致呈水平即可。另外， =雖'然未表示出’但是驅動源的輸出是藉由凸輪、曲轴 之頌的傳動機構傳送到可動板132的。 1 〇产另傾:的面^個踏板140具有向前方(腳趾方向）大致呈 的動又m 另外，藉由内裝的彈簀(圖中未表示出） ，踏板140上衫到貞重時，高 =岭左右_板不是平行設置的，而 ===2交又設置的。該踏板的交又角度 4;:的：::=道交又角度大致-樣確定的

還古 域的運動執跡從上面看大致呈8 W 遇有’ ® 33B的左側為 8子形。 方向，右側的踏板的車由方」^置的别方向’朝著該前 的運動方向大致平機構向右前方運動期間 合機構向左前方運動_的、⑼左側的踏板的轴方向與結 為η Γ 的運動方向大致平行。 於保護關節不受損傷才的$聊部要^到1G以上的加速度，出 ，加而收縮，減少膝關節;==肌:會物 使-的重，關節二==== l38〇2pif 52 1254627 構的運t f的期間（腳部承受的負重增加的期間)讓結合機 關節的伸展方向-致，這樣便可降低膝 嚷膝關^ 了。不過，為了在腳部受到最大負荷後， 社：機=圍的肌肉收縮，將膝關節固定，不-定非要讓 「30口可運動軌跡與膝關節的伸展方向-致。結合機構 °»以採用只能在前後方向移動的結構。 <第6實施方式> 本曰實施方式的腳部訓練裝置，如圖34A與圖34B所 壯署基座’可動地保持在基座上、内部裝有驅動 f f的支柱部21G，保持使用者臀部的輯22G，設置於支 ^與座椅之_結合機構23()，以及固定設置於支柱部 2的-對踏板240 ’以及連結座椅與踏板的連桿⑽為 主構成的。 一衣在支柱部210内的驅動裝置，如圖35A與圖35〇所 示，是襄在能在基座200左右方向自由轉動的歯輪箱2〇1 内的。具體地說，軸203可轉動地保持在齒輪箱2〇1内， 裝在馬達202的轉轴上的齒與裝在軸2()3上的減速齒輪β 口齒合。藉由減速齒輪B提供的軸2〇3的轉動，經由偏心凸 輪204與連接板205傳遞到框架2〇6、框架2〇7、框架2〇8, 引起座椅220的前後上下方向的動作。另一方面/裝在轴 203上的齒輪C與I在軸211上的齒輪d嚙合，使得軸2〇3 的轉速減少1/2傳遞到軸211。臂213與基座2⑻是自由結 合的，因此座椅220可以向左右方向活動（圖35C中的箭頭 方向的活動）。各連接部位可藉由軸承順暢地自由轉動。驅 13802pif 53 1254627 的動作軌跡產生擺動運動，左右的衝程為全部衝程 、半左右，而且左右的減速比為1/2。偏心凸輪2〇4、212 可以進行適#的變更，使得從上面看的座椅運動 軌跡成V形、W形或橫八字形。 6壯方面，在踏板240的固定地裝在各框架207上的 女衣部件241的前方，在左右兩個部位 連桿膝藉由接頭243、支點244與踏板24〇i接^ 可上下私動。該踏板的運動形成座椅220向右前下方擺 動’右踏板240也同樣向下方下降，然後座椅22〇向左^ I方擺動，左踏板24〇也同樣向下方下降的軌跡。這樣， 使用者的重心位置與腳部位置的相對位置的的變位方向可 以被限制在膝關節的屈伸方向。還有，要讓左右踏板 :降’只要將左右接頭242的位置向中心線方向移動即 各踏板最好藉由具有八字形特性的彈簧材料可動地得 彳保持，用大約為使用者體重的—半負重便可使1下

座椅220下降的程度。 、^ J A座椅22〇,如圖地所示，具有接受使用者臀部 =的突起22卜在坐上時適合放置大腿部、設置於左右前 :的缺口 222。這樣’即使驅動裝置向左右前下方擺動， 也因為有突起222而不會滑下，臀部、腳部可以向前伸出， _部提供負荷。如圖 36B所示’座椅的高度可以根據使用者的身高進 仃调節，由於踏板上的腳的位置與賴上的臀部之 距離會隨著座椅高度的增加而變寬(m_D2)，因此可以向身 13802pif 54 1254627 同勺使用者提供合適的坐姿，進行腳部訓練。 部魏裝置提供的運動不健是猶擺動使用 =在擺動的同時保持腿腰平衡，維持運動的負荷， 立a ^張的運動與使用者相匹配，因此可以讓使用者腰 大腳口μ兩邊的肌肉都得到負荷，促進身體與下肢兩邊 的肌力、、代謝(血液、淋巴液）。另外，由於使用者的重心 位置與腳雜置的相對位置的的變位被限制在膝關節的屈 伸方向，目此患有膝痛的使用者也可以放心地進行腳部訓 練0 作為本貫施方式的變更例，可以用圖37所示的踏板 240’。在該踏板中，第！可動板261與第2可動板2幻分 別可轉動地保持於基座26〇與梯形台263上。第〗可動板 261與第2可動板262由梢264可動地連接。另一方面， 基座260與梯形台263之間用梢265連接。它們之間設有 彈簧266。這樣，藉由採用χ形連接起來的一對可^板 (261、262)構成的踏板，無論使用者踏在踏板24〇，的什麼 部位，都可以讓可動板在大致垂直方向均等變位。 本發明的結合機構將支承部可動地與基座相結合，科 由使用者的腳部位置與重心位置的相對位置的變位，使作 用於腳部的負荷發生變化；而且還對支承部的可動方向進 行了限制，至少在腳部承受的負荷增加時，使用者的卿部 位置與重心位置的相對位置的變位方向被限制在膝關節^勺' 屈伸方向，但是在採用使用者坐在座椅部件2上的社構 時，如果考慮到上述的重心位置在臀部的稍微前面—此， 13802pif 55 1254627 則也可以將上述的重心位置置於比座椅部件的中央略靠前 的位置。（例如，參見圖36A與36B)。也就是說，在圖i 所示的坐式腳部训練裝置的結合機構中，將支承部可動地 與基座相結合，藉由使用者的腳部位置與比座椅部件的中 央略罪前的位置的相對位置的變位，使作用於腳部的負荷 發生變化；同時對支承部的可動方向進行限制，至少在腳 部承受的負荷增加時，使用者的腳部位置與比座椅部件的 中央略罪鈿的位置的相對位置的變位方向被限制在膝關節 的屈伸方向，與上述的情況是等價的。 產業上利用的可能性 如上所述，採用本發明的腳部訓練裝置，在使用者體 重的一部分被支承部支承的狀態下，可以讓包括大腳部在 内的使用者的腳部肌肉受到的負荷較輕。這樣，可以有效 地促進對促進糖代謝非常有效的肌肉收縮。這樣，便可以 為因肌力低下、關節痛等造成的運動機能低下的使用者提 供一種合適的腳部訓練裝置。 此外’在本發明的腳部訓練裝置中，使用者的腳部位 置與重心位置的相對位置的變位方向被限制在膝關節的屈 伸方向。這就意味著可以將受到負荷的方向限制在膝蓋的 中心與腳部的第二腳趾的聯結方向。作用於這樣方向上的 負荷’即使對患有變形性膝關節症之類的膝關節痛的使用 者’也不會造成膝痛或症狀惡化，可以讓他們放心地腳部 肌肉收縮訓練。 因此’本發明的腳部訓練裝置，不僅是適合於預防/改 13802pif 56 1254627 善生活習慣病，健身/減肥運動的運 、 能為患有膝蓋疾病的使用者或需要、補助裴置，而且還是 提供合適的腳部訓練的裝置，有#行康復運動的使用者 【圖式簡mi 者廣泛的使用前景。 1是本發明第1實施方柄 圖2A-圖2C是腳部訓練裴置的 °丨、、東衣置的簡圖。 »1 3 A I in旦❿』m . ' 作說明圖。 圖 圖3A與圖 動作說明圖 圖4A與圖4B是踏板固定時 動作說明圖。 訓練裝置的另一種 圖5A^5B是麵科擺_動_難動作說明 圖6是座椅部件擺動運動時，較座的另-_作綱 圖7A與圖 更例的簡圖。 圖8A與圖8B是表示本實施方式 一種變更例的簡圖。 $钱衣 圖9是表示本實施方式的鞍鱗接裝 例的簡圖。 圖10是表示肌代謝計測結果的圖表。 圖11是表示糖代謝計測結果的圖表。 圖12是表示膝痛的官能評價結果的圖表。 圖13是表示運動條件與積分肌肉電位之間關係的 3B是踏板可動時的卿部訓^ 置的另一種 圖 圖 7B是表林實施Μ的鞍鱗接裝置的 變 置的另 種變更 13802pif 57 1254627 表。 圖14是表示踏板的自重率與座椅部件的擺動運動反覆 次數之間關係的圖表。 圖15是表示運動條件與踏板的自重率之間關係的圖 表。 圖16A與圖16B是表示座椅部件的結合機構的變更例 的簡圖。 圖17是表示腳部訓練裝置的控制部的方框圖。 圖18是表示相對負重與肌代謝量之間的關係的圖表。 圖19是表示本發明的腳部訓練裝置的變更例的簡圖。 圖20是用於提出代謝量大的動作方式的動作決定裝置 的方框圖。 圖21是本發明第2實施方式的腳部訓練裝置的簡圖。 圖22是表示腳部訓練裝置的結合機構的立體圖。 圖23A與圖23B是腳部訓練裝置的動作說明圖。 圖24A是表示本發明的第3實施方式的腳部訓練裝置 的踏板與座椅部件的連動裝置的簡圖，圖24B是表示踏板 結構的立體圖。 圖25是表示腳部訓練裝置的踏板的第1變更例的簡 圖。 圖26是表示腳部訓練裝置的踏板的第2變更例的簡 圖。 圖27是表示腳部訓練裝置的踏板的第3變更例的簡 圖。 13802pif 58 1254627 圖28是表示腳部訓練裝置的踏板的第4變更例的簡 圖。 圖29是表示腳部訓練裝置的踏板的第5變更例的簡 圖。 圖30A與30B是本發明第4實施方式的卿部訓練裝置 的簡圖。 圖31是表示腳部訓練裝置的變更例的簡圖。 圖32是本發明的第5實施方式的腳部訓練裝置的簡略 立體圖。 圖33A是腳部訓練裝置的結合機構的動作說明圖，圖 33B是表示踏板的位置與結合機構的運動軌跡之間關係的 附圖。 圖34A與圖34B是本發明的第6實施方式的腳部訓練 裝置的簡略立體圖與俯視圖。 圖35A-圖34C是腳部訓練裝置的驅動裝置的簡略侧視 圖、俯視圖與主視圖。 圖36A與圖36B是表示對身高不同使用者進行座椅部 件位置調整的簡圖。 圖37是表示腳部訓練裝置的踏板的變更例的簡圖。 【圖式標示說明】 1、200、260 :基座 2:座椅部件 3、140、240、240’ ··踏板 3a ·導向孔 13802pif 59 1254627 3b :導向梢 3c :伸縮架 3d、133、134 :連桿 3e、71、72 :樞紐 4、5、130、230 :結合機構 6、7、8、9 :馬達 10 :控制部 11 :負重感測器 12 :資訊顯示處理器 13 :顯示部 14 :輸入部 15 :反饋處理部 21 :立柱 22 :鞍座 23 :連接部 24、75、84 :纜繩 25 :重錘 26 :球窩接頭 27 、 213 :臂 28、120、220 :座椅 31 :傾斜部件 32 :腳趾夾持部 33 :止滑部 41 :導向體 60 13802pif 1254627 42 ··導溝 43、79 :重置彈簧 44 ··支援板 45 :標記 46、85 :導執 51 :伸縮架 60 :動作控制裝置 61 :分光器 62 :肌代謝量輸入評價裝置 70 :連接體 76、77、78 :滑輪 80、82 :身體保持部件 83 :腰部保持器 86 ··滑塊 110 :支柱部 131 :固定板 132、261、262 :可動板 201 :齒輪箱 202 :馬達 203 、 211 :軸 204、212 ··偏心齒輪 206、207、208 :框架 221 :突起 222 ··缺口 13802pif 61 1254627 241 :安裝部件 242、243 :接頭 244 ·•支點 263 :梯形台 264 、 265 :梢 266 :彈簧 B、D :減速齒輪 J2 :膝關節 J3 :腳關節 LI、L2 :長度 Μ :使用者 13802pif

Claims (1)

1254627 十、申請專利範圍： 1.一種腳部訓練裝置，其特徵在於包含下列結構： 基座，設置於固定位置； 支承4，藉由瓖使用者自重的至少一部分作用於包括 大腿部在内的腳部，支承使用者身體的一部分；以及 〃結合機構，使上述支承部可動地與上述基座相結合， 藉由使用者的腳部位置與重心位置的相對位置的變位，讓 使用者^自重作用於腳部的負荷產生變化，至少在腳部受 到的1荷增加時，使用者的腳部位置與重心位置的相對位 置的變位方向被大致限制在膝關節的屈伸方向。 2. 如申明專利範圍第丨項所述之腳部訓練裝置，其特徵 在於上述支承部包含讓使用者擱腳的踏板。 3. 如申請專利範圍帛}項所述之腳部訓練裳置，其特徵 在於上述支承部包含讓使用者㈣坐著狀態的保持裝置。 4. 如申請專利範圍第丨項所述之腳部訓練裝置 在於上述支承部包含讓使用者保持懸掛狀態的保持裝置。 5. 如申請專利範圍帛】項所述之腳部 _忾 ^上述結合機騎上述支承觸可動方向物限制I 付使用者_卩部位置與臀部位置之間的距離大致 在於6上如^專^圍八第3項所述之腳部訓練裝置，其特徵 :心呆持衣置包含支承使用者臀部的座椅部件 座杨部件#由結合機射觸地結合於上述基座。^ 在於7包如含申/上專述=圍/ 6項所述之腳部訓練装置，其特徵 、 使上述座和'部件擺動的驅動裝置。 13802pif 63 1254627 8.如申請專利範圍第2項所述之 =上述踏板藉由上述結合機構可在相對於東//的;^ 向與垂直方向中至少一個方向移動。 9·如申請專利範gj第8項所述之腳部 在於上述結合機構包含設置於踏板下方的彈菁部件:特试 7 士申明專利範圍第1項所述之腳部訓練裝置，盆 於上述支承部包括保持使用者的臀部的座椅部件，以 的踏板，上述座椅部件藉由結合機構可擺 ，tδ於基座’腳部訓練裝置還具有使上述踏板的動作 〃上述座椅部件的擺動同步的連動裝置。 / 11·如申明專利範圍帛10項所述之腳部訓練裝置，豆 讓上述座椅部件擺動的第1轉裝置，驅動上 a踏板，弟2驅動裝置’控制上述第丨驅動裝置與上述第 2驅動裝置使其同步的控制裝置。 12.如申請專利範圍第_所述之 ㈣裝置讓上述鋪部件在娜/_^基： 垂直安勢驗置與相對_直姿勢為 :置之間往復擺動運動，同時還對上述座椅 产= ==:吏得這時使用者的膝角度保持在4。 ^在2次町f 秒鐘内的往復擺動運動的往復次 13·如申料職圍第6項所述之聊部 f在於上述賴料包含藉由結合機構結合於基座的i 柱’設置於該立柱上端部、支承使用者臀部的鞍;= 13802pif 1254627 、使上述鞍座能相對於上述立柱 一種移動的連接裝置。 將該鞍座結合於上述立柱 做平行移動與轉動中至少 14.如申請專利範圍帛13帛所述之腳部訓練裝置 徵在於上述連接裝置使上述鞍座可相對於上述立柱往、德 (seesaw)運動。 设 15·如申请專利範圍第13項所述之腳部訓練裝置，苴 j在於上述連接裝置讓上述鞍座能在與上述立柱的向 父叉的面内滑動。 、 7 々·如申請專利範圍第15項所述之腳部訓練装置，其 具有使上述鞍助對於上述立柱滑動移動的鞍座驅 '丨7·如申請專利範圍第13項所述之腳部訓練裝置，其特 徵ft上述立柱能在其長度方向自由伸縮，腳部訓練裝置 包含能使得上述立柱進行伸縮的立柱驅動裝置。 & y I8·如申請專利範圍第13項所述之腳部訓練裝置，其特 ，在2上述立柱能在其長度方向自由伸縮，腳部訓練裝置 還包含讓使用者搁腳的踏板，控制上述座椅部件擺動^第 1驅動農置，使其與驅動上述踏板的第2 ·驅動裝置，提供 立柱伸縮運動的第3驅動裝置，以及使上述鞍座在與上述 立柱軸方向交又的面内滑動的第4驅動裝置中至少二_ 步的控制裝置。 ,一 19·如申請專利範圍第1項所述之腳部訓練裝置，其特 徵在於具有計測與代謝量有關的生理計測值的計測裝置， 從冲測裝置的輸出計算出代謝量的評價裝置，向使用者提 13802pif 65 1254627 供負荷的負荷提供裝置，以及根 並藉由負荷提供裝置對施 者二5 J供的代謝量 制裝置。 員何進行控制的控 20.如申清專利範圍第Μ項所诚 “ 徵在於上述評價裝置以被上、°雜裝置，其特 肌肉的體料在進杆㈣供裝置引起其運動的 中任何一：力述運動時肌肉中的紅肌纖維的體積 後的生理計測值用作代謝量。 仃加振將加榼 21·如中請專利範圍第！項所述之腳部訓練|置， 徵在於具有檢測反映使用者的自重中作用二、 的丨屮2在支承部的負重感測器’以及將該負重感測:二 2出的負何的隨時變化即時通知使用者的負重變化通知裝 22.如申μ專她圍第丨Q項所述之腳部訓練裝置 徵在於上料練置使上述踏板_作與上述座椅部件的 擺動同步’使腳踏在上述踏板上的同時坐在絲部件的使 用者的重^位置移動時’上述使用者的膝關節彎曲角 45度以内。 23·如申睛專利範圍第10項所述之腳部訓練裝置，其特 徵在於上述連較置使上述踏板的動作與上述座椅部件的 擺動同步，讓上述使用者的細位置移⑽，使用者的 關節彎曲角度保持一定。 、 24·如申請專利範圍第10項所述之腳部訓練裝置，其特 徵在於選擇性地提供使上述踏板的動作與上述座椅部件的 13802pif 66 1254627 擺動同步’讓腳踏在上述踏板上的同時坐在上述座椅部件 的使用者的重心位置移動時’上述使用者的膝關節彎曲角 度在45度以内的第i運動模式，以及使上述踏板的動作與 上述座椅部件的擺動同步，使得上述使用者的重心位置移 動時，上述使用者的膝蓋的彎曲角度基本上保持一定的第 2JI動模式’上述腳部訓練裝置還具有選擇上述第i運動 权式與上述第2運動模式中任何—個模式的選擇裝置。 25.如申請專利範圍第i項所述之腳部訓練裝置，直特 =在於具有輸入使用者資料用的輸入裝置，根據上述輸人 衣々置輸入的資料算出上述使用者對支承部施加的壓力的適 當範圍的運算裝置’檢測上述使用者對支承部實際施加的 壓力用的壓力感測器，向使用者顯示上述運算裝置提供的 適當範圍以及上述麼力感測器檢測出的實際壓力值的顯示 裝置。 26·如申睛專利範圍帛！項所述之腳部訓練裳置，其特 徵在於具有輸人制者資料用㈣人裝置，根據上述輸入 裝，輸入的資料算出上述使用者對支承部施加的壓力㈣ · 當範圍的運算裝置，檢測上述使用者對支承部實際施加的 動用的壓力感測器，以及為了將上述壓力感測器檢測出 的實際壓力值保持在適當範圍内而對結合機構進行 制的控制裝置。 I ^ 27·如申請專利範圍第4項所述之腳部訓練裝置，其特 ， ，在於上述保持裝置包含讓使用者的身體保持懸掛狀態的 身體保持部件，以及讓使用者擱腳的踏板，上述身體保持 13802pif 67 1254627 褽置還包動地結合在基座上，上述腳部訓練 動作‘ΐΪί 持部件擺動的同時也使上述踏板 徵十於^申/專她圍第27項所述之腳部訓練裝置，其特 持且；料11料部件包含縣使用者腰部用的腰部保 持具，以及可軸方向伸縮的使用者齡卜部件。

% ―29·如申明專利㈣第27項所述之腳部訓練裝置，其特 仏於具有使上述身體保持部件擺動的驅動裝置。 〇·士申明專利範圍第27項所述之腳部訓練裝置，其特 徵在於具有使上述身體_部件擺動的第 1驅動裝置5驅 動上述踏板的第2驅崎置，對上述第丨驅動裝置與第2 驅動裝置進行同步控制的控制裝置。

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