TWI579020B - 多功能訓練機 - Google Patents

Description

多功能訓練機

本案係關於一種多功能訓練機，尤指一種適用於模擬馬術之多功能訓練機。

馬術復健是一種以騎乘馬匹之方式作為復健的方法，利用馬匹的律動對生理、心理、認知、社會化及行為上有問題的病患進行復健。騎乘馬匹時，其骨盆的律動與人走路時骨盆運動相似，可提供殘障人士、身心障礙兒童或是從未有走路經驗的使用者體驗一個接近正常人類走路的模式，且馬背上韻律性的動作可以使使用者降低肌肉張力、促進骨盆活動度、增強核心肌群肌力、使脊椎挺立、提昇平衡感及協調能力，更可以增進呼吸功能、吞嚥及發聲能力。

一般來說，馬術復健的過程中需使用到馬匹、場地、治療團隊及輔助工具。其中，馬匹必須通過專業的訓練，才能安全無虞地騎乘；場地通常是使用馬術場，其大小通常是800平方公尺或1200公尺；治療團隊至少需要有導師、物理治療師、陪騎者、領馬員，其中導師負責復建過程中的安全、馬匹的訓練及引導復健過程的進行，物理治療師評估騎者的能力並給予專業的諮詢，陪騎者在馬匹的側邊預防騎者由馬上落下，領馬員則引導馬匹作出適當的反應、控制馬的步幅、速度、行進方向，並提醒騎者因應馬匹的動作變化以作出適當反應，其他尚有醫師、職能治療師、語言治療師、心理治療師、社會工作師、馬房管理員、馬術教練、獸醫等專業人士協助； 輔助工具有馬龍頭、馬鞍、肚帶、鞍墊、韁繩，並依照使用者的需要增加其他的配件或護具。如此一來，便能夠安全地進行馬術復健。

然而，馬術復健所需的馬術場地甚少，租借所需之馬匹、場地及護具的花費成本甚高，所需的治療團隊耗費人力成本亦高，且騎乘馬匹進行復健具有一定的危險性，再者，由於復健受限於場地，使用者需要舟車往返，對行動不便的使用者造成很大的困擾。

雖然目前市面上有部分以騎馬運動原理而設計的騎馬機，然而大部分的騎馬機設計為健身器材使用，其運動幅度較大且激烈，且模擬馬術的功能不完全，不適合用於模擬馬術復健復健，少部分以騎馬運動原理而設計的訓練機則設計為醫療器材使用，然其造價昂貴且不易取得。

有鑑於此，如何發展一種多功能訓練機，以解決節省金錢及人力成本的消耗的問題，並同時達到模擬馬術復健的效果，實為相關技術領域者目前所迫切需要解決之課題。

本案之主要目的在於提供一種多功能訓練機，俾解決馬術復健之金錢及人力成本的消耗、習之的騎馬機模擬馬術復健功能不完全等缺點。

為達上述目的，本案提供一種多功能訓練機，其至少包含：一本體，包含一底座、一支架及一握部，其中該底座設置於該本體底部，用以乘載該支架，該握部設置於該支架之上；一搖擺模組，係包含一傾斜圓盤及一馬達，其中該馬達與該傾斜圓盤相連接，用以驅動該傾斜圓盤以立體凸輪之運動型態旋轉；一坐墊，連接設置於該搖擺模組之上；一線性滑軌，係固定設置於該支架上，該搖擺模組可移動地設置於該線性滑軌中；一轉輪，與該支架連接設置；一踏板，與該轉輪及該搖擺模組連動設置；以及一馬達，與該該搖擺模組相連接；其中，該踏板及該馬達可驅動該轉輪轉動，並同 時驅動該搖擺模組於該線性滑軌中做往復線性移動，用以使該坐墊前後、圓形移動，該搖擺模組之該馬達驅動該傾斜圓盤旋轉產生高低差，用以使該坐墊左右搖擺，該傾斜圓盤與該座椅以非同心圓相連接而產生偏心旋轉，用以使該座椅左右移動，俾模擬馬匹行走之位移情形。

1‧‧‧多功能訓練機

101‧‧‧第二時規皮帶

102‧‧‧齒輪組

102a、102b、102c‧‧‧齒輪

103‧‧‧後支撐桿

11‧‧‧本體

111‧‧‧底座

112‧‧‧支架

113‧‧‧握部

12‧‧‧搖擺模組

121‧‧‧傾斜圓盤

121a‧‧‧傾斜圓盤轉軸

121b‧‧‧傾斜角度

121c‧‧‧傾斜面

121d‧‧‧偏心圓連接點

122‧‧‧搖擺模組馬達

122a‧‧‧第三時規皮帶

123‧‧‧坐墊底座

124‧‧‧前支撐桿

125、125a、125b‧‧‧尼龍角輪

126a‧‧‧第一萬向接頭

126b‧‧‧第二萬向接頭

127‧‧‧滑軌接頭

13‧‧‧坐墊

14‧‧‧線性滑軌

15‧‧‧轉輪

16‧‧‧踏板模組

161‧‧‧踏板

162‧‧‧踏板桿件

17‧‧‧馬達

17a‧‧‧第一時規皮帶

r‧‧‧偏心距離

第1圖為本案較佳實施例之多功能訓練機結構示意圖。

第2圖為本案較佳實施例之連動機構與後支撐桿之結構示意圖。

第3A圖為本案較佳實施例之搖擺模組之側視結構示意圖。

第3B圖為本案較佳實施例之搖擺模組Y-Y截面之後視結構示意圖。

第4A圖為本案較佳實施例之傾斜圓盤之前視圖。

第4B圖為本案較佳實施例之傾斜圓盤之側視圖。

第4C圖為本案較佳實施例之傾斜圓盤之上視圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。

首先，請先參閱第1圖，第1圖為本案較佳實施例之多功能訓練機結構示意圖。如第1圖所示，本案之多功能訓練機至少包含本體11、搖擺模組12、坐墊13、線性滑軌14、轉輪15、踏板模組16及馬達17，其中本體11更具有底座111、支架112、握部113，底座111係用以乘載支架112，握部113則設置於支架112之上，以供使用者扶握；線性滑軌14係為一軌道，固定在支架112中；搖擺模組12之前端設置於該線性滑軌14之中，且可沿線性滑軌14做線性滑移；轉輪15與支架112連接固定，且轉輪15與踏板 模組16連動設置；馬達17設置於底座111上，與搖擺模組12及踏板模組16相連接；坐墊13設置於搖擺模組12上，用以供使用者乘坐。於本實施例中，多功能訓練機1之各零件之間皆以插銷(未圖式)相連接，但不以此為限。

請同時參閱第1圖及第2圖，第2圖為本案較佳實施例之連動機構與後支撐桿之結構示意圖，於本實施例中，連動機構係為一齒輪組102，但不以此為限，連動機構亦可為其他可相互連接且共同作動之機構，例如：鏈帶。該齒輪組102具有三個正齒輪，分別為齒輪102a、齒輪102b以及齒輪102c，三個齒輪係連動設置；馬達17以第一時規皮帶17a與齒輪102c連動設置，後支撐桿103底部係連接於齒輪102c上，並且以非同心圓的方式相連接，後支撐桿103之上端與坐墊底座123之後端相連接，並透過馬達17驅動齒輪102c，使後支撐桿103受齒輪102c旋轉而做圓形之位移，同時帶動連接於後支撐桿103上之坐墊底座123、搖擺模組12及坐墊13做圓形位移，俾使使用者之重心圓形移動。

請繼續參閱第1圖及第2圖，於本實施例中，當坐墊底座123產生圓形位移時，坐墊底座123之後端於Z軸方向會產生一高低位差，當坐墊底座123後端高於前端時，坐墊底座123會向前傾斜，使坐墊底座123於線性滑軌14中向前位移，當坐墊底座123後端低於前端時，坐墊底座123會向後傾斜，使坐墊底座123於線性滑軌14中向後滑移，藉此作動方式使坐墊底座123於線性滑軌14中做往復性的前後滑移，同時令連接於坐墊底座123上之搖擺模組12及坐墊13亦產生前後滑移，俾令使用者之重心前後移動。

請繼續參閱第1圖及第2圖，於本實施例中，踏板模組16包含複數個踏板161及複數個踏板桿件162，其中踏板161係可旋轉地設置於踏板桿件162之末端，踏板桿件162則連接固定於齒輪102a之轉軸上，並透過對踏板161施力，使踏板桿件162帶動齒輪組102轉動，驅動後支撐桿103使搖擺模組 12及坐墊13圓形位移，連帶使坐墊底座123於線性滑軌14中做往復地線性位移，藉此亦可令使用者之重心前後、圓形移動。

於一些實施例中，踏板模組16透過齒輪組102驅動後支撐桿103圓形運動的過程中，馬達17可以同時驅動齒輪102c，以提供輔助動力，使使用者對踏板模組16的施力得以減輕，以利於下肢力量不足的使用者運用本案之多功能訓練機進行馬術模擬復健。其中，踏板模組16之踏板161更具有壓力感測器(未圖示)，壓力感測器用以感測使用者對踏板161之施力大小，並依據使用者對踏板模組16所施的力，提供適當之輔助動力，若未感測到施力則不進行做任何動作，以避免使用者尚未坐定位便開始進行滑移馬術模擬復健，使馬術復健過程更安全。壓力感測器亦可依據使用者之需求設置於對應之位置，例如：坐墊、握部，均不以此為限，以利一些無法踩踏踏板之使用者進行滑移馬術模擬復健。

於一些實施例中，踏板161更具有踏板套環(未圖示)，用以將使用者之腳掌固定於踏板161上，踏板套環為可調整之機構，例如：魔鬼氈或綁帶，以因應使用者腳掌大小作調整，供使用者之腳掌可以緊密貼合踏板161，不但使壓力感測器更精準地測量使用者對踏板161之施力，更達到避免使用者因速度變化使腳掌與踏板161脫離而發生危險之功效。

請繼續參閱第1圖，於本實施例中，轉輪15以第二時規皮帶101與齒輪102a連動設置，透過對踏板161施力，使踏板桿件162驅動齒輪102a轉動，同時驅動轉輪15旋轉。轉輪15更設置有止動器(未圖示)及墊片(未圖示)，止動器做為開關使用，多功能訓練機1於未使用時，止動器抵頂轉輪15之表面產生摩擦力而不轉動，於使用時將使止動器推離轉輪15之表面而可以轉動，如此之設置方式可令使用者準備完成再開始進行滑移馬術模擬復健。墊片係作為轉輪15之煞車，當使用者欲停止多功能訓練機1時，利用墊片抵頂轉輪15以產生摩擦力，使轉輪15受摩擦力慢慢減速至停止，因此墊 片必需為耐磨性高、損耗性低之材料，例如：羊毛氈片，但不以此為限。此外，多功能訓練機1更具有煞車桿(未圖示)，其係與墊片連動設置，按壓煞車桿後，墊片抵頂轉輪15，並使其受摩擦力慢慢減速至停止，煞車桿不需持續按壓，墊片亦可將轉輪15減速至停止，以利手部力量較不足之使用者經由按壓一次便能進行煞車，供使用者安全無虞地使用本案之多功能訓練機1進行馬術模擬復健。

請同時參閱第3A圖及第3B圖，第3A圖為本案較佳實施例之搖擺模組之側視結構示意圖，第3B圖為本案較佳實施例之搖擺模組Y-Y截面之後視結構示意圖。如第3A圖所示，於本實施例中，搖擺模組12具有傾斜圓盤121、搖擺模組馬達122、坐墊底座123、前支撐桿124、複數個尼龍角輪125、第一萬向接頭126a、第二萬向接頭126b及滑軌接頭127，其中，傾斜圓盤121設置於坐墊底座123上，搖擺模組馬達122設置於坐墊底座123下方，並以第三時規皮帶122a與傾斜圓盤121連動設置，前支撐桿124係設置於坐墊13下，前支撐桿124前端與第一萬向接頭126a連接，第一萬向接頭126a係固定設置於坐墊底座123之上，複數個尼龍角輪125固定設置於前支撐桿124下端，並且抵頂於傾斜圓盤121上，透過搖擺模組馬達122驅動傾斜圓盤121轉動，帶動複數個尼龍角輪125產生高低落差，使連接於搖擺模組上之坐墊13產生搖擺運動，滑軌接頭127則設置於坐墊底座123前端下方，連接於線性滑軌14中，令搖擺模組12可於線性滑軌14中前後滑移。

請參閱第3A圖及第4A~4C圖，第4A圖為本案較佳實施例之傾斜圓盤之前視圖，第4B圖為本案較佳實施例之傾斜圓盤之側視圖，第4C圖為本案較佳實施例之傾斜圓盤之上視圖。於本實施例中，如第4A~4C圖所示，傾斜圓盤121為一立體凸輪之型態之轉盤，具有傾斜圓盤轉軸121a、傾斜角度121b、傾斜面121c及偏心圓連接點121d，其中，傾斜圓盤轉軸121a設置 於坐墊底座123上，並與搖擺模組馬達122以第三時規皮帶122a相連接；傾斜角度121b係為傾斜面121c與X-Y平面的夾角，使傾斜圓盤121於轉動過程中能左右傾斜運動，傾斜角度121b係以6度為較佳，但不以此為限；傾斜面121c為傾斜圓盤121之上表面，複數個尼龍角輪125抵頂於其上，並依照其轉動的角度變化產生複數個尼龍角輪125之間的高低落差，使坐墊13產生左右傾斜之運動；偏心圓連接點121d設置於傾斜面121c上，與傾斜圓盤轉軸121a之間具有偏心距離r，偏心圓連接點121d為前支撐桿124與傾斜圓盤121之連接點，偏心距離r的長度以5釐米為較佳，可依據使用者的需求而調整，並不以此為限。

請同時參閱第3A圖、第3B圖及第4圖，於本實施例中，兩個尼龍角輪125a及125b係分別設置於前支撐桿124下方，同時抵頂傾斜面121c，使兩個尼龍角輪125a及125b垂直於傾斜面121c，搖擺模組馬達122透過第三時規皮帶122a驅動傾斜圓盤121旋轉，同時驅動連接於傾斜圓盤121上之前支撐桿124旋轉，又前支撐桿124與傾斜圓盤121以非同心圓之方式相連接，因此，傾斜圓盤121於轉動時，前支撐桿124係以偏心旋轉之方式轉動，同時使連接於前支撐桿124上之坐墊13以偏心旋轉之方式轉動，俾令使用者重心偏心旋轉移動。

請繼續參閱第3A圖、第3B圖及第4圖，於本實施例中，傾斜圓盤121係為一立體圖輪型態之轉盤，兩個尼龍角輪125a及125b抵頂於傾斜面121c上，並垂直於傾斜面121c，透過搖擺模組馬達122驅動傾斜圓盤121以立體凸輪之型態轉動，使尼龍角輪125a及尼龍角輪125b產生高低落差，同時令連接於兩個尼龍角輪125a及125b上之前支撐桿124及坐墊13產生傾斜角度變化，又前支撐桿124以第二萬向接頭126b連接坐墊底座123上，可因應尼龍角輪125a及尼龍角輪125b因高低落差所產生之傾斜角度變化而轉動，俾可使坐墊13沿Y-Z平面做往復搖擺之運動，藉此令使用者之重心左 右搖擺。

由此可知，本實施例透過馬達17驅動齒輪102c，使後支撐桿103圓形轉動而帶動搖擺模組12及坐墊13做圓形位移，令使用者之重心圓形移動；透過後支撐桿103圓形轉動而產生高低位差，使坐墊底座123前後傾斜，同時於線性滑軌14中做往復性的前後位移，令使用者之重心前後移動；傾斜圓盤121因非同心圓的方式連接前支撐桿124，使連接於前支撐桿124上之坐墊13以偏心旋轉之方式轉動，供使用者重心偏心旋轉移動；透過傾斜圓盤121立體凸輪之型態轉動，產生之高低落差使兩個尼龍角輪125a及125b產生傾斜角度變化而左右搖擺，令使用者之重心左右搖擺。透過重心圓形移動、重心前後移動、重心偏心旋轉移動及重心左右搖擺等四種運動型態，不但完整模擬馬匹行走之情形，更達到以較低成本模擬馬術復健之功效。

於一些實施例中，多功能訓練機1具有兩種運動模式，分別為半自動模式及全自動模式，但不以此為限，如第1圖所示，半自動模式係透過使用者對踏板161施力，同時藉由壓力感測器偵測使用者對踏板161之施力大小，提供適當之輔助動力，使齒輪102c有足夠的動力驅動搖擺模組12及坐墊13圓形、前後位移，以利一些下肢力量不足的使用者使用本案之多功能訓練機1進行馬術模擬復健；全自動模式係完全透過馬達17提供動力，於馬術模擬復健的過程中，不需對踏板模組16施力亦可驅動多功能訓練機1運作，以利一些下肢無法施力的使用者使用本案之多功能訓練機1進行馬術模擬復健。此外，多功能訓練機2設有變速裝置(未圖示)，變速裝置與馬達17電連接，於全自動模式中，使用者透過調整變速裝置，使馬達17依據使用者的需求調整至適當的速度，俾提供最適合使用者之馬術模擬復健。多功能訓練機1更具有一模式切換開關(未圖示)，該模式切換開關與馬達17電連接，該模式切換開關用以控制馬達17切換半自動模式及全自動模式等兩種模式，令使用者調整至適合之模式進行馬術模擬復健。

於一些實施例中，底座111係為可調整式之底盤，其底部更具有可調整之機構，例如：螺絲座，但不以此為限，舉例來說，以4個螺絲座分別設置於底座111之底部之4個端點，分別透過調整4個螺絲座可以使底座111之4個端點調整至相同的高度，使多功能訓練機1與地面貼平，避免多功能訓練機1因地面不平整之因素而產生振動，更達到安全地進行馬術模擬復健之功效。

於一些實施例中，握部113係為可調整式之手把，該手把可以依照使用者之身高、臂長進行調整，舉例來說，該手把可以沿垂直支架112之軸向向上調高或向下調低，以配合使用者之身高，亦可將手把向前調整或向後調整，以配合使用者之臂長，如此之調整方式可使使用者調整至最適合之狀態下使用多功能訓練機1。

綜上所述，本案提供一種多功能訓練機，採以重心前後位移、重心圓形移動、重心偏心旋轉移動以及重心左右搖擺等四種運動型態，完整地模擬馬匹行走之情形，使使用者可以進行脊椎、筋骨的按摩，同時亦可刺激腦神經，不但達到防止腰背痠痛之功效，並使一些下肢無法施力的使用者能有效地訓練下半身肌力、協調性，同時改善心肺與血管之循環，達到運動的效果。另外，本案之多功能訓練機以較低金錢及人力成本，同時以最小的場地需求，達到模擬真實馬術模擬復健的效果，更透過調整模式使馬術模擬復健調整至適合使用者之強度，以解決習知之騎馬機運動幅度較大且激烈之問題。

本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1‧‧‧多功能訓練機

101‧‧‧第二時規皮帶

102‧‧‧齒輪組

103‧‧‧後支撐桿

11‧‧‧本體

111‧‧‧底座

112‧‧‧支架

113‧‧‧握部

12‧‧‧搖擺模組

13‧‧‧坐墊

14‧‧‧線性滑軌

15‧‧‧轉輪

16‧‧‧踏板模組

161‧‧‧踏板

162‧‧‧踏板桿件

17‧‧‧馬達

17a‧‧‧第一時規皮帶

Claims (13)

1. 一種多功能訓練機，其至少包含：一本體，包含一底座、一支架及一握部，其中該底座設置於該本體底部，用以乘載該支架，該握部設置於該支架之上；一坐墊，連接設置於該搖擺模組之上；一搖擺模組，具有一傾斜圓盤、複數個尼龍角輪、一坐墊底座及一搖擺模組馬達，該傾斜圓盤設置於該坐墊底座上，該搖擺模組馬達設置於坐墊底座下，與該傾斜圓盤連動設置，該複數個尼龍角輪組設置於坐墊底部，並抵頂該傾斜圓盤之表面；一線性滑軌，係固定設置於該本體之該支架上，該搖擺模組可移動地設置於該線性滑軌中；一轉輪，與該支架連接設置；一踏板模組，與該轉輪及該搖擺模組連動設置；一連動機構，與該踏板模組相連接；一後支撐桿，該後支撐桿之底部係連接於該連動機構，該後支撐桿之上端與該坐墊之後端相連接；以及一馬達，設置於該底座上，與該連動機構連動設置；其中，該踏板模組供一使用者踩踏，以驅動該轉輪轉動，同時透過該馬達驅動該連動機構，並使該連動機構驅動該後支撐桿，使該搖擺模組於該線性滑軌中做往復線性移動，用以使該坐墊順沿該線性滑軌前後位移，並因應該搖擺模組馬達驅動該傾斜圓盤以立體凸輪之運動型態旋轉，進而產生高低差，使該坐墊左右搖擺，且由於該傾斜圓盤與該坐墊以非同心圓相連接，因而產生偏心旋轉，俾可使該坐墊產生左右傾斜位移，以模擬騎乘馬匹行走之運動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多功能訓練機，其中該連動機構係為一齒輪 組。
3. 如申請專利範圍第1項所述之多功能訓練機，其中該馬達係以一第一時規皮帶連接該連動機構。
4. 如申請專利範圍第1項所述之多功能訓練機，其中該搖擺模組更具有一前支撐桿。
5. 如申請專利範圍第4項所述之多功能訓練機，其中該前支撐桿固定於該坐墊下，分別以一萬向接頭連接於該坐墊底座及該傾斜圓盤上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之多功能訓練機，其中該踏板模組具有一踏板及一踏板桿件。
7. 如申請專利範圍第6項所述之多功能訓練機，其中該踏板更具有一壓力感測器。
8. 如申請專利範圍第1項所述之多功能訓練機，其中各零件的接點處皆以插銷相連接。
9. 如申請專利範圍第1項所述之多功能訓練機，其中該多功能訓練機更具有一模式切換開關，該模式切換開關與該馬達電連接。
10. 如申請專利範圍第1項所述之多功能訓練機，其中該旋轉圓盤更具有一止動器，設置於該傾斜圓盤側邊，作為該轉輪之開關。
11. 如申請專利範圍第1項所述之多功能訓練機，其中該旋轉圓盤更具有一墊片，設置於該傾斜圓盤上，作為該轉輪之煞車。
12. 如申請專利範圍第1項所述之多功能訓練機，其中該踏板模組係以一第二時規皮帶連接該轉輪。
13. 如申請專利範圍第1項所述之多功能訓練機，其中該搖擺模組馬達係以一第三時規皮帶連接該傾斜圓盤。