TWI331541B - - Google Patents

Description

1331541 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 - 本案是一種供人體站立操作之器材，更詳而言之，是-種藉由人體肌 力、協雛及平贼三麵合操作發_態平鋪能的麟機。此一器材 之應用領域涉及運動、娛樂、復健等方面。 【先前技術】 人類日常生活中’動態的活動類型涉及人體複雜的平衡及協調系統， • 必需仰賴人體肌肉骨絡、運動神經、感覺神經、腦神經…等多重系統之完 美配合來達成。 此類複雜的生理系統大約在人類可自在行走、跑步、跳躍時即發展完 成，然而能夠平穩站立則是平衡及協調的最基本表現。老年、意外傷害、 疾病等原S會使得人體的平衡及賴魏發生退化或破壞性的影響。—旦 發生這些問題，除了醫學、藥物治療之外，利用復健輔具可幫助延緩退化 或減輕破壞程度’甚至可期待回復至正常狀態。而平衡感及協讎更表現 •於許多運動項目中’例如滑雪、滑板、體操、沖浪、風帆或是一些諸如此 類的運動。這類運動的共同點是要於運動器具上精確地、適時適當地變換 及控制姿勢、挪移及調整重量及重心。因此從事這類運動者更需增進肌力、 平衡感及協調性。當然，這方面的能力也可以藉由運動輔具而更為精進。 爰於上述之需求，在復健醫療以及運動健身的領域中，已有許多關於 重建或精進人體平衡及協調功能的器材，但是該等器材通常強調功能多樣 化、專業化，以致於器材不具有親和力，操作必需藉由專門人員協助，非 屬一般人於日常生活中可使用。而且該等器材通常不探討娛樂性的重要價 1331541 ' 值，這使得訓練及復健過程變得枯燥、乏味，備感辛苦。 【發明内容】 -· 、經由以上的論述中，本案發明人進而推想訓練人體平衡及協調的器材 -是應·合復健、運動及娱料三大雜，並啸和性的職呈現，展現 安全性的特質’使-般人可以於日常生活中使用。麦此本案發日月人以上述 之推想為設計之讳提出-種平衡訓練機的構想，並以最簡單安全的操作 癱方式但最能夠表現人體平衡及協調能力的站姿來操作該訓練機。該訓練機 搭配-種互動設備，操作者透過該互動設備所提供的視覺回饋做為操控該 訓練機的指標’且訓練機的動作可以直接反應於該互動設備上。 - 本案達成上述目的之技術主要於一底座上以-踏板支持單元支持一踏 板，該踏板支持單元使該踏板於靜態時保持平衡，於受一向下之偏力時往 又力方向傾斜’於該向下之偏力消失時提供反彈力回饋該踏板；該踏板因 使用者的踩踏及重心、改變而發生傾斜，該等傾斜狀況由—踏板傾斜感應單 鲁70感應並轉換為一代表該踏板傾斜方向的訊號並將該訊號傳輸(有線傳輸 或無線翻〇至-絲設備；敍缺倾收錢理軌餘反應於該互動 設備所屬的互練體’操作者依據該互動軟體所提供的畫面情境來控制該 訓練機，達到重賴增進個人肌力、協雛及平衡狀目的。上述互動軟 體匕3仁不限於遊戲、虛擬實境或評估平衡協調能力的軟體。 使用者站立控制該踏板搖動的操作方式因配合互動設備及其所屬的互 動軟體而成為一種有意義的運動或復健動作。達到重建或增進個人肌力、 協調性及平衡感之目的。 本案訓練機柯結合-頻賴台，該種遊錢抑—種具有滾動 珠體及特定軸^㈣設備而實現，制者站域動該踏板 ，控制該滾動 體依猶特疋的浪動路位而抵達目的地。該訓竦機在未與該互動設備連線 時搭配該硬體賴台，囉具有將使用者操作踏板的方式轉換為—種有意 義的運動或復健動作。 【實施方式】 明參第一至四圖，本案互動式平衡訓練裝置，包括： 一底座10。 一踏板支持單元20 ’設於該底座1〇上。 -踏板29 ’被上述踏板支持單元2崎支持，該職支持單元別使該踏 板29於靜態時保持平衡，於受—向下之偏力時往受力方向傾斜，於該向下 之偏力消失時提供反彈力回饋該踏板29。 踏板傾斜感應單元30，設於該底座1〇，感應該踏板29的傾斜方向並 產生訊说，該§札號經由特定系統電路或程式加以轉換輸出。 一踏板旋轉感應單元40，設於該底座1〇，感應該踏板4〇的旋轉方向及 旋轉角度並產生訊號，該訊號經由特定系統電路或程式加以輸換輸出。 一互動設備50，接收並處理該等感應單元30'40所輸出的訊號，訊號 處理之結果反應於該互動設備50所屬的互動軟體，使該互動設備5〇與本案 訓練機之動作形成直接互動關連。 上述的底座10包括一基座板11 ’以及若干設於該基座板11底部的支樓 元件12。該支撐元件12使該基座板11可平穩且不滑動地定位於一實體面， 1331541 甚至，該支撐元件12可以阻隔本案訓練機於操作時的震動及噪音傳輪至該 ' 實體面。所述的支撐元件12可使用橡膠材質之墊塊。 .上述踏板支持單元20包括若干彈性體21，以及供該等彈性體21排列設 置的固定座22，該固定座22被定位於上述的基座板η上表面。該等彈性體 21係橡膠材質之柱體，上述之踏板29係固定於該等彈性體2丨上。該等彈性 體21可實現上述使該踏板29於靜態時保持平衡、於受一向下之偏力時往受 ^ 力方向傾斜、以及於該向下之偏力消失時提供反彈力回饋該踏板等特徵。 上述之踏板傾斜感應單元3〇係位於該基座板丨丨以及該固定座22所預設 的中心孔13、23内。包括一固定於該踏板29底面中心位置的踏板軸訂、一 *猶板軸31之控制而在—水平面上任意移動的馳元件32，以及位於該 觸控讀32週邊m定位置±的若干躺絲應器33。料接觸式感應器33 疋被疋位在-固疋於該基座板U底部的板件34上。該觸控元件Μ是一環狀 構於該板件34上可任意的被移動，該踏板轴31的底端穿位於該觸控元 籲件32的％孔中。雜件34上設一輔座％定位一辅助元件％，該踏板軸&穿 樞於該辅助；件36中，該輔座35及該輔助元件36提供該踏板軸幻一徑向的 輔助力，使其在一穩定狀態隨著該踏板29轉動或者傾斜。請同時參考第五、 六、七圖，當該踏板29受一向下之偏力而往受力方向傾斜時，該踏板轴31 產生傾斜角度’致使其底端推動該觸控元件犯，使該觸控元件驗力 的方向移動，進而碰觸-個或兩個相鄰的接觸式感應觀，該接觸式感應 器33產生-個代表該踏斜傾方向的訊號，該訊號經由特定系統電路或 程式加以轉換輪出至上述互動設備5〇。 8 1331541 上述踏板旋轉感應單元40係採用磁感應技術，大致上係在上述踏板別 底面固設-磁性讀4卜於該底座1G上任—可感應該磁性元件41磁場的固 定位置設魏應元，該雜元倾縣該踏轉動而與制感應元 件42產生相對運動而產生磁感應，該磁感應元件並連接電路板輸出感應 訊號至上述的互動設備50。 操作本案訓練機的方式係使用者雙腳站立於該踏板29上，該踏板四將 會依據使用者的重心位置而發生相對位置的傾斜，例如前、後、左、右各 大方向以及介於該各大方向之間的任—方向而依據使用者身體扭動的力 量及方向而發生㈣’-較佳的實财式係在—有_角度幢制該踏板 29正轉或反轉’而非360度的無限制自由轉動。 使用者之攝作配合上述的互動設備50及其所屬的互動軟體，而使上述 的操作行為轉換成一種有意義的運動或復健動作。上述互動軟體包含但不 限於遊戲、虛擬實境或評估平衡協雛力的軟體。上述互動設獅將該踏 板傾斜感應單7030及旋觀應單元觸輸出訊號處理成代表踏板斜傾方 向、旋轉方向、旋轉角度的訊號，並反應於該互動軟體中，操作者即可依 據該互動軟體所提供的晝面情境來控制該訓練機，達到重建或增進個人肌 力、協調性及平衡感之目的。當然，其亦可純粹為娛樂、運動、健身之功 能。 本案第九圖提出騎上述互動設備50所屬互動軟體賴示晝面，畫面 中顯示了虛擬滾珠51以及該虛擬滾珠51應抵達之特定目標區，該虛擬滾珠 51係由該踏板29所控制而於畫面中移動之標的物。左邊晝面顯示該踏板 的傾斜狀態及具體的傾斜角度。操作者鶴該踏板29控虛紐細往 預定方向軸’從f面巾虛歸珠的_、碰倾為操控該練29的依據， 因此達到互動的效果。 本案訓練機配合互動設備50而應用於復健領域或專門運動培訓領域 中，展現了寓教娛樂的重要價值，這___灣得活潑而有趣 味性’達到了本案整合復健、動及娱樂等三大部份之目標。此外，圓盤 里的簡單外觀以及站立操作的方式使本案訓練機展現了親和性，而其貼近 於實體_高度讓使財敎其上操作料會產生恐揭，具有安全性， 結合上述多方㈣使-般人可崎时生活中使用。 如第八圖’本案訓練機亦可結合一硬體遊戲台60，實施例巾，該硬體 遊Hn連接單摘與該踏板29雜該硬體賴細包含但不限 於-種具有滾動珠體及特定滾動路徑的設備，搖動該踏板29進而控制該滚 動珠體依鄕定㈣祕如抵達目的地。上述連接單元61使該硬體遊戲 。60可被更換’使观機可以配合不_容的硬體遊戲台，增加變化性、 趣味1±及|)|丨練功％性。本案訓練機在未與該互動設備％連線時可搭配該硬 體遊戲台60，同樣具有將使用者搖動踏板的方式轉換為—財意義的運動 或復健動作。 本案第十圖提出關於上述硬體遊戲台_實施例，具有—滾動珠體⑽ 及特疋的滾祕獅，藉由踏板29之獅控制該滾動珠體62雜特定的滾 動路徑63而抵達目的地。從該滾動珠觀的移動、碰#做為操控該踏板別 之依據。 1331541 雖然本案是以一個最佳實施例做說明，但精於此技藝者能在不脫離本 案精神與|a_T做各種不同形式的改變^以上所舉實施例僅用以說明本案 而已’非用以限制本案之範圍^舉凡不違本案精神所從事的種種修改或變 化，俱屬本案申請專利範圍。 【圖式簡單說明】 第一圖為本案立體外觀圖。

第二圖為本案立體分解圖之一。 第二圖為本案立體分解圖之二。 第四圖為本案組合剖面圖。 第五圖為本餘合麻__斜之示意圖 =為苐四_之截面表示本案之_斜感應單 =圖為紅β+7-7之細表林k職祕感料元崎視狀離 第八圖為本_賴配合硬體遊戲台之示_。 ^ 第九圖為本案絲設備賴互_體_轉面實施例。 第十圖為本案硬體遊戲台之遊戲内容之實_平面圖。 【主要元件符號說明】 10- 底座 11- 基座板 12- 支撐元件 13- 中心孔 20-踏板支持單元 1331541 21-彈性體 22_固定座 23-中心孔 29- 踏板 30- 踏板傾斜感應單元 31- 踏板軸 32- 觸控元件 33- 接觸式感應器 34- 板件 35- 輔座 36- 輔助元件 40- 踏板旋轉感應單元 41- 磁性元件 42_磁感應元件 50- 互動設備 51- 虛擬滾珠 60- 硬體遊戲台 61- 連接單元 62- 滚動珠體 63-滾動路徑

Claims (1)

1331541 十、申請專利範圍： 1. 一種互動式平衡訓練裝置，包括： 一底座； 一踏板支持單元，設於該底座上； 一踏板’被上述踏板支持單元所支持，該踏板支持單元使該踏板於靜 態時保持平衡’於受-向下之偏力時往受力方向傾斜，於該向下之偏力消 失時提供反彈力回饋該踏板； 踏板傾斜感應單元，設於該底座，感應該踏板的傾斜方向並產生訊 號’並將該訊號輸出； 一互動設備，接收並處理該踏板傾斜感應單元所輸出的訊號，訊號處 理之結果反應於該互動設備所屬的互動軟體。 2. 如申請專利細第丨顧述互動式平衡訓練裝置其巾，上述踏板傾斜 感應單元包括一固定於該踏板中心的踏板軸、一受該踏板軸之控制而在 一水平面上任意移動的觸控元件，以及位於該觸控元件週邊固定位置上 的若干接觸式感應器。 3. 如申請專利細第2項所述互動式平衡訓練裝置其巾，該等接觸式感 應器被粒在-m定於職座驗件；該觸控元件是—環狀結構，於該 板件上可任意的被轉，該踏雖的底端穿位於賴控元件的環孔中. 當該踏板受—向下之偏力而往受力方向傾斜時，該踏妹產生—傾斜角 度’致使其底端推動該觸控元件，使該觸控元件依力的方向移動，進而 碰觸-個或兩個相_接觸式感應器。 4. 如申5月專利範圍第3項所述互動式平衡訓練裝置，其中，該板件上設— 13 1331541 輔座定位一輔助元件，該踏板軸穿樞於該辅助元件中，該輔助元件提供 該踏板軸一徑向的輔助力，使其在一穩定狀態隨著該踏板轉動或者傾 斜。 5. 如申請專利範圍第丨項所述互動式平衡訓練裝置，其更包含一踏板旋轉 感應單元，設於該底座，感應該踏板的旋轉方向及旋轉角度並產生訊 號’並將該訊號輸出至上述的互動設備。 6. 如申請專利範圍第5項所述互動式平衡訓練裝置，上述踏板旋轉感應單 元包括設於上述踏板底面的磁性元件，以及於該底座上任一可感應該磁 性元件磁場狀態的固定位置設磁感應元件。 7. 如申請專利範圍第丨項所述互動式平衡訓練裝置，其中，上述底座包括 一基座板’以及若干設於該基座板底部的支撐元件；該支撐元件使該基 座板可平穩且不滑動地定位於一實體面。 8. 如申請專利範圍第7項所述互動式平衡訓練裝置，其中，該等支撐元件 可以阻隔上述訓練機於操作時的震動及噪音傳輸至該實體面。 9. 如申請專利範圍第8項所述互動式平衡訓練裝置’其中’所述的支撐元 件係橡膠材質之墊塊。 10. 如申明專利範圍第1項所述互動式平衡訓練裝置，其中，上述踏板支持 單元包括至少一彈性體。 11. 如申凊專利範圍第1〇項所述互動式平衡訓練裝置，其中，該彈性體為橡 膠材質。 12. 如申清專利範圍第丨項所述互動式平衡訓練裝置其更包含一隨該踏板 14