专利名称：辅助锻炼设备的制作方法过去，已经提出过各种类型的辅助锻炼设备，这种辅助锻炼设备帮助使用者在无 需费力而是借助于施加于使用者的外力的情况下伸展使用者的肌肉，从而达到锻炼效果。 已知这些设备构造成施加使使用者的关节弯曲的力以伸展与关节相关联的肌肉(例如，参 见日本专利申请特开No. 2007-37850)。这种辅助锻炼设备帮助使用者收缩使用者大腿部区 域的肌肉而几乎无需弯曲膝盖。即使使用者具有膝痛，亦可增强大腿部区域的肌肉。另外， 由于大腿部区域的肌肉的体积大，与肌肉收缩相关的糖的新陈代谢被有效的加强了。因此， 预期有助于改善诸如糖尿病这样的生活习惯病。然而，在这种构造中，使用者借助于外力锻炼以将使用者的体重保持在使用者足 部的整个足底上。因此，这种设备问题在于仅能增强特定部分的肌肉而不可能刺激更宽范 围部分的肌肉。另一种辅助锻炼设备包括用于支撑使用者足部的足部支撑台、以及座椅。该设备 在将使用者的臀部支撑在座椅的接触表面上的同时在几乎无需弯曲使用者膝盖的情况下 通过移动座椅来帮助使用者拉紧和放松使用者大腿部区域的肌肉(例如，参见日本专利申 请特开No. 2007-181731)。这种设备移动座椅的位置并且改变由座椅支撑的重量与使用者 体重的比例。这使得作用于使用者腿部上的重量能够改变。当作用于使用者腿部上的重量 增加时，足部支撑台的安装表面下降。因此，使用者膝盖的弯曲角保持为几乎恒定角度。与构造为使得使用者几乎全部的体重作用于腿部上的设备相比，上述设备能够通 过这种操作降低负荷。并且即使使用者是例如糖尿病人并且具有膝痛，该使用者也可能在 几乎无需弯曲使用者膝盖的情况下通过收缩大腿部区域的肌肉来增强所述肌肉。另外，由 于所述肌肉的体积大，因此也预期与肌肉收缩相关的糖的新陈代谢有助于生活习惯病的改 善。此外，使用者可通过使用驱动源和移动座椅的方式在无需费力的情况下进行被动锻炼。 因此，由于与轻负荷联接，因而，即使使用者锻炼能力弱或没有锻炼兴趣，该使用者也可能 使用上述设备。附带地，为了在降低使用者膝关节的负荷的同时使股四头肌肌肉获得锻炼效果， 重要的是使具有上述构造的设备同时收缩腿筋(股二头肌肌肉，半膜肌肌肉和半腱肌肌 肉)和小腿肌肉并且减小作用于膝关节上的剪切力。因此，在专利文件1所描述的已有设 备中，足部支撑台的安装表面(即，顶面)向下倾斜使得使用者的足趾侧下降(沿着从足跟 朝向足趾的方向在向下的方向上)，从而在足趾侧施加较大的负荷而使使用者的足关节跖 屈。通过这种构造，能使小腿三头肌肌肉(腓腹肌肌肉和比目鱼肌肌肉)收缩，并且同时还 能使作为协调肌肉的腿筋收缩。因而，能使膝部周围的肌肉同时收缩。然而，在上面所提及的现有技术中，足部支撑台的安装表面仅沿着从足跟朝向足趾的方向向下倾斜。因而，现有技术的问题在于，当座椅移动并且作用在使用者的腿部上的 重量增加时，负荷很少根据使用者骑坐在座椅上的方式或个体间的体格差异而施加至使用 者的足跟侧。当相比于足趾侧向足跟侧施加较大的负荷时，存在可能将过多的负荷施加于 使用者的膝关节的可能性。因此，希望防止过多的负荷被施加于膝关节并且希望增强膝部 周围的肌肉。
本发明的目的在于提供一种辅助锻炼设备，该辅助锻炼设备能够通过将使用者的 体重集中于使用者的足底的一部分并且防止体重被施加至足底的其余部分来增强特定的 肌肉。本发明的辅助锻炼设备包括用于支撑使用者(M)的足部的搁脚板21。搁脚板21 构造成使得搁脚板21的一部分相对于搁脚板21的其余部分后退并因此离开足部，而搁脚 板21的其余部分支撑足部。在这种构造中(在下文中，被称为第一构造)，当使用者(M)的足部支承在搁脚板 21上时，搁脚板21的在其上支承足部的一部分离开足部，并且搁脚板21的其余部分支撑足 部。因而，使用者(M)必须用搁脚板21的其余部分来支撑使用者(M)的几乎全部体重，因 此能增强特定的肌肉。 在实施方式中，搁脚板21包括多个构件。搁脚板21构造成使得多个构件中的至少 一个相对于多个构件中的其余构件弯曲并且因此离开使用者(M)的足部。在这种构造中， 能通过简单的构造使搁脚板21的一部分相对于搁脚板的其余部分相对运动。在实施方式中，搁脚板21的多个构件前后分离地设置。在这种构造中，如果搁脚 板21的前构件21F向下弯曲，则使用者(M)以足部的后侧来支撑使用者(M)的体重并且因 此能够增强特定的肌肉。或者如果搁脚板21的后构件21B向下弯曲，则使用者(M)以足部 的前侧来支撑使用者(M)的体重并且因此能够增强特定的肌肉。在实施方式中，搁脚板21的多个构件是前半部21F和后半部21B。搁脚板21构造 成使得前半部21F相对于后半部21B向下弯曲。在这种构造中，主要能够增强前胫骨肌和 足趾的肌肉。在实施方式中，搁脚板21的多个构件是前半部21F和后半部21B。搁脚板21构造 成使得后半部21B相对于前半部21F向下弯曲。在这种构造中，主要能够增强足趾，足底和 小腿的肌肉。在实施方式中，搁脚板21的多个构件左右分离地设置。在这种构造中，当搁脚板 21的外侧构件向下弯曲时，使用者(M)通过使用者(M)的足部的内侧来支撑使用者(M)的 体重并且因此能够增强特定的肌肉。或者当搁脚板21的内侧构件向下弯曲时，使用者(M) 通过足部的外侧来支撑体重并且因此能够增强特定的肌肉。在实施方式中，搁脚板21的多个构件是内侧半部和外侧半部。搁脚板21构造成 使得内侧半部相对于外侧半部向下弯曲。在这种构造中，当搁脚板21的内侧构件向下弯曲 时，能够增强使用者(M)的足部的外侧肌肉并且因此能够矫正膝外翻。在实施方式中，搁脚板21的多个构件是内侧半部和外侧半部。搁脚板21构造成 使得外侧半部相对于内侧半部向下弯曲。在这种构造中，当搁脚板21的外侧构件向下弯曲5时，能够增强使用者(M)的足部的内侧肌肉并且因此能够矫正弓形腿。在实施方式中，搁脚板21构造成对处于站姿的使用者(M)的足部进行支撑。在这 种构造中，使用者(M)的全部体重可施加于使用者(M)的足部并且因此能够获得高负荷及 高效率的锻炼。在第一构造中，辅助锻炼设备还包括用于支撑搁脚板21的足部支撑台2、用于在 使用者(M)的足底支承在搁脚板21的支承表面21A上时支撑使用者(M)的臀部的座椅51、 以及座椅驱动单元52，该座椅驱动单元52构造成通过使用驱动源来使座椅移位，从而改变 通过使用者(M)的体重而作用在使用者(M)的腿部上的重量。优选足部支撑台2包括设置 于固定位置的支撑基部la、以及支撑机械部分210，该支撑机械部分210构造成相对于支撑 基部Ia支撑搁脚板21并向上偏置搁脚板21，使得搁脚板21能够沿竖直方向往复运动。优 选搁脚板21的支承表面21A形成为沿着从使用者(M)的足跟朝向使用者(M)的足趾的方 向向下倾斜，并且支撑机械部分210构造成当作用在腿部上的重量增加时，使搁脚板21的 后部2IB相对地比搁脚板21的前部2IF移动更多。在这种构造中(以下称为第二构造)，支撑机械部分210构造成当作用在腿部上的 重量增加时，使后部21B相对地比前部21F移动更多。因此，无论使用者(M)骑坐在座椅51 上的方式或个体间的体格差异如何，相比于足跟侧能够对足趾侧施加较大的负荷。因而，可 防止过大的负荷被施加至膝关节上，并且可增强膝部周围的肌肉。在第二构造中，辅助锻炼设备可包括检测器61和控制器62，检测器61用于对使用 者(M)的腿部的肌肉活动性进行检测，控制器62构造成根据检测器61所检测到的肌肉活 动性的结果来对通过支撑机械部分210而移动搁脚板21的移动距离进行控制。在这种构 造中，搁脚板21的移动距离是根据使用者(M)的腿部的肌肉活动性的程度来控制的，因此 能够对膝部周围的肌肉施加适当的负荷。在第二构造中，检测器61可构造成检测使用者(M)的腿筋或小腿三头肌的肌肉活 动性。腿筋包括股二头肌肌肉、半膜肌肌肉和半腱肌肌肉。小腿三头肌肌肉包括腓腹肌肌 肉和比目鱼肌肌肉。现在将对本发明的优选实施方式进行更详细的描述。本发明的其它特征和优点通 过以下详细的描述和附图将变得更好理解。图IA是示出根据本发明的实施方式的、设置在中间位置的搁脚板的纵向截面侧 视图，图IB是示出所述搁脚板的正截面视图；图2是示出从所述中间位置向前运动的所述搁脚板的纵向截面侧视图；图3是根据所述实施方式的总体示意性侧视图；图4是示出根据所述实施方式的壳体的平面透视图；图5是根据所述实施方式的总体分解立体图；图6是从所述壳体的后侧所见的主要构件的横截面图；图7是根据所述实施方式的导引部的主要构件的横截面图；图8A和8B分别是根据所述实施方式的驱动单元的框图；图9是根据所述实施方式的足部支撑台的主要构件的横截面图IOA是示出根据本发明的实施方式的、设置在中间位置的搁脚板的纵向截面侧 视图，图IOB是示出所述搁脚板的正截面视图；图11是示出根据所述实施方式的、从所述中间位置向前运动的所述搁脚板的纵 向截面侧视图；图12是根据本发明的实施方式的搁脚板的正视图；图13是根据本发明的实施方式的搁脚板的正视图；图14A和14B分别是示出根据本发明的实施方式中的足部支撑台的示意性侧视 图；图15是根据所述实施方式的示意性侧视图；图16是根据所述实施方式的示意性俯视图；图17是根据本发明的实施方式的控制系统的框图；图18是示出根据所述实施方式的足部支撑台的示意性侧视图。
7度尺寸，而凸缘22b的长度尺寸和宽度尺寸大于开口 Ila和lib的长度尺寸和宽度尺寸。此 外，滑槽12的对置的底部之间的距离大于凸缘22b的相反边缘之间的距离。因而，使每个 搁脚板框架22能够在滑槽12的边界范围内相对于宽度方向和纵向方向移动。每个搁脚板21形成为略小于主要部分22a的内周的矩形板以使其尺寸能支承使 用者(M)的整个足部。如以下将描述的，前半部21F和后半部21B由铰链21C连接以构成 搁脚板21。搁脚板21的上表面由具有大摩擦系数的材料制成或者成形为具有大摩擦系数。 搁脚板21绕其下部周边一体形成有呈大体方形支架形的框架构件21a和21b。具有呈方形支架形的横截面的支承板23固定至搁脚板框架22的附接板22c的顶 部以使其开口端朝上取向。轴24以延伸状态设置于铰链21C的两个端部处以分别插入穿 过支承板23的支腿构件23a。因此，轴24设置成沿搁脚板21的宽度方向延伸，并且使搁脚 板21能够绕轴24回转从而相对于搁脚板框架22在搁脚板21的纵向方向上的前端和后端 处上下运动。上述框架构件21a和21b设置成对当搁脚板21相对于搁脚板框架22回转时 形成于搁脚板21与搁脚板框架22之间的间隙进行遮蔽。具有呈方形支架形的横截面的轮架41穿过搁脚板框架22固定至附接板22c的底 部以使轮架41的开口端朝下取向。设置于轮架41处的每个支腿构件41a的外表面上设置 有两个轮42。支撑基部Ia的上表面上形成有分别用于左足部支撑台2a和右足部支撑台 2b的两个固定轨道43。轮架41设置于轨道43上，使得轮42在轨道槽43a中滚动，轨道槽 43a设置于轨道43的上端部中。在轨道43的顶部上分别设置有防脱轨板44以防止轮42 脱离轨道槽43a(见图7)。附带地，每个轨道43都沿与壳体1中的每个开口 Ila和lib的纵向方向不同的方 向延伸。如上所述，沿着开口 Ila和lib的纵向方向的每个中心线都倾斜成在壳体1的前 端处比在壳体1的后端处大。同样，每个轨道43的纵向方向也都以类似的方式倾斜。然而，每个轨道43的纵向方向都相对于壳体1的前后方向以比每个开口 Ila和 lib的纵向方向相对于壳体1的前后方向的角度大的角度倾斜。例如，如果每个开口 Ila和 lib的纵向方向相对于所述前后方向以30°角倾斜，则每个轨道43的纵向方向以45°角倾 斜。换言之，当足部支承在左足部支撑台2a和右足部支撑台2b上使得足部的中心线分别 与开口 Ila和lib的纵向方向对齐时，每个轨道43的纵向方向取向于这样的方向即，防止 剪切力作用在膝关节上，即使当左足部支撑台2a和右足部支撑台2b沿着轨道43运动从而 使每个足部的位置移动时也如此。尽管本实施方式例示了这样的优选模式即，使左足部支 撑台2a和右足部支撑台2b既在前后方向上也在横向方向上沿着使它们的位置移位的各自 的行进路径而运动，但是可将轨道43的取向确定成使得左足部支撑台2a和右足部支撑台 2b或者沿前后方向运动或者沿横向方向运动。通过以上设置，使左足部支撑台2a和右足部支撑台2b能够分别沿着轨道43的纵 向方向往复运动。因为轨道43的纵向方向分别相对于开口 Ila和lib的纵向中心线倾斜， 所以使搁脚板21和搁脚板框架22能够分别沿着关于开口 Ila和lib的纵向方向倾斜的方 向在开口 Ila和lib内运动。换言之，上述轮架41、轮42、轨道43以及防脱轨板44作用为 导引部4以分别限制左足部支撑台2a和右足部支撑台2b的行进路径。如图8所示，驱动单元3使左足部支撑台2a和右足部支撑台2b的位置移位。驱 动单元3包括用于产生驱动力的驱动源31 ；用于将驱动力传递至左足部支撑台2a和右足
8部支撑台2b的分路装置32 ；以及用于使用驱动力以使轮架41分别沿着轨道43往复运动 的往复运动装置33。尽管如图8(a)所示，本实施方式的设备构造成在分路装置32处对驱 动力进行划分并且将划分后的驱动力传递至两个往复运动装置33，但是如图8(b)所示，同 样可以在一个往复运动装置33处产生往复运动驱动力并在分路装置32处对该往复运动驱 动力进行划分。现在将对驱动单元3的细节进行说明。旋转马达31用作为驱动源31 (以下称为 马达31)，并且分路装置32联接至马达31的输出轴31a。分路装置32包括与马达31的输出轴31a联接的蜗杆(第一齿轮)32a、以及与蜗 杆32a啮合的一对蜗轮(第二齿轮)32b。蜗杆32a和两个蜗轮32b保持在被固定至支撑基 部Ia的齿轮箱34内。齿轮箱34包括具有顶部开口的齿轮箱体34a以及装配在齿轮箱体 34a的开口中的盖34b。在齿轮箱体34a与盖34b之间安装有一对轴承32c以对蜗杆32a 的两个相反的纵向端部进行支承。旋转轴35由齿轮箱体34a和盖34b保持并延伸穿过蜗轮32b。并且，该旋转轴35 联接至蜗轮32b从而能够由蜗轮驱动以旋转。此外，旋转轴35在其上端部处形成有具有非 圆形横截面(在示例中为矩形横截面)的联接部35a。马达31安装在齿轮箱体34a的保持构件34c上、以及被紧固至支撑基部Ia的保 持板13a上，并且马达31通过装配在齿轮箱体34a上的盖34b以及联接至保持板13a的止 动板13b而固定至支撑基部la。如图9所示，往复运动装置33包括一端与旋转轴35的联接部35a相联接的曲柄 板36、以及通过曲柄轴37联接至曲柄板36的曲柄杆38。曲柄轴37的一端固定至曲柄板 36而另一端容置于轴承38a中，轴承38a承载于曲柄杆38的一个端部上。也就是说，曲柄 杆38的一端以可旋转的方式联接至曲柄板36，并且曲柄杆38的另一端通过轴38b联接至 轮架41，从而以可旋转的方式联接至轮架41。如从上文显而易见的，曲柄杆38用作为运动转换装置以将蜗轮32b的旋转运动转 换成轮架41的往复运动。为每个蜗轮32b设置曲柄杆38，并且分别对左足部支撑台2a和 右足部支撑台2b设置轮架41。因此，曲柄杆38分别作用为单独的运动转换装置以将蜗轮 32b的旋转运动转换成左足部支撑台2a的往复运动和右足部支撑台2b的往复运动。如上所述，轮架41的行进路径由轮42和轨道43来限制。因此，当蜗轮32b回转 时，轮架41分别沿着轨道43的纵向方向往复运动。也就是说，马达31的旋转经由蜗杆32a 和蜗轮32b传递至曲柄板36，因此联接至曲柄板36的曲柄杆38使轮架41沿着轨道43线 性地往复运动。因而，联接至轮架41的搁脚板框架22受到驱动以沿着轨道43往复运动。 换言之，左足部支撑台2a和右足部支撑台2b分别受到驱动而沿着轨道43的纵向方向往复 运动。在本实施方式中，蜗杆32a和两个蜗轮32b负责将驱动力分成两路以分别驱动左 足部支撑台2a和右足部支撑台2b。因此，驱动单元3以使左足部支撑台2a和右足部支撑台 2b彼此相联的方式驱动左足部支撑台2a和右足部支撑台2b。在此，蜗轮32b在隔开180° 的不同部位与蜗杆32a啮合。因此，当左足部支撑台2a到达其可移动范围的后端部时，右 足部支撑台2b到达其可移动范围的前端部。由于当左足部支撑台2a到达其可移动范围的 后端部时到达其可移动范围的右端部，并且当右足部支撑台2b到达其可移动范围的前端部时到达其可移动范围的右端部，因此左足部支撑台2a和右足部支撑台2b沿着横向方向 沿相同的方向移位。如从上文显而易见的，可通过改变蜗杆32a与蜗轮32b的啮合位置而在左足部支 撑台2a与右足部支撑台2b之间提供所需的运动相位差。180°的相位差能够有效地使使 用者(M)的重心沿着前后方向的移位最小化，从而使得即便是平衡能力减弱的使用者(M) 也能够锻炼。可替代地，当未提供相位差时，该设备必然使重心沿着前后方向移动，由此发 展成这样的锻炼即，不仅用于腿部肌肉，而且用于使用者(M)的下背部肌肉以维持平衡能 力。如从上文显而易见的，驱动单元3能将左足部支撑台2a和右足部支撑台2b驱动 成以彼此相联的方式沿前/后方向运动并且同时沿横向方向运动。在此，左足部支撑台2a 和右足部支撑台2b分别被驱动成沿轨道43线性地往复运动，从而沿着与脚的前后方向不 同的方向运动。例如，左足部支撑台2a和右足部支撑台2b沿相对于壳体1的前后方向以 45°角倾斜的方向运动。该行进距离超过例如20毫米。现在，允许分别设置在左足部支撑台2a和右足部支撑台2b上的搁脚板21绕轴24 相对于搁脚板框架22回转，使得能够改变搁脚板21的前端部和后端部的高度位置。也就 是说，可改变支承在搁脚板21上的足部的足趾和足跟的高度位置，而这使得踝关节能够跖 屈和背屈。在此，为了将搁脚板21绕轴24的回转运动与搁脚板21沿轨道43的往复运动相 关联，如图1所示，在导轨17作为导引部4的情况下将支撑基部Ia设置在沿着搁脚板21 的行进路径的一部分处。如图1所示，形成在基座10中的导轨17限制左足部支撑台2a和右足部支撑台2b 各自的行进路径。导轨17允许左足部支撑台2a和右足部支撑台2b中的每一个大致相对 于前/后方向运动，并且在足部支撑台2沿着行进路径运动时使足部支撑台2的一部分向 后移动。凹陷15在基座10内形成为沿着左足部支撑台2a和右足部支撑台2b中的每一个 的行进路径延伸。槽16分别形成为穿过凹陷15的上壁，并且槽16的纵向方向大致沿着前 /后方向延伸。在本实施方式中，左足部支撑台2a前进越多，则其行进路径向左倾斜越多。 此外，右足部支撑台2b前进越多，则其行进路径向右倾斜越多。槽16沿着这些行进路径形 成。左足部支撑台2a和右足部支撑台2b中每一个的搁脚板21都包括前半部21F和 后半部21B。前半部21F的前/后长度几乎为后半部21B的前后长度的两倍。铰链21C将 前半部21F的后端与后半部21B的前端相连接。因此，搁脚板21构造成在铰链21C处弯 曲，铰链21C设置在离开足部支撑台2的后端大约为搁脚板21的长度的三分之一处。前半 部21F是在其上支承足趾的支承部，并且后半部21B是在其上支承足部的中间部分和足跟 的支承部。在前半部21F的下表面处，前下垂部25a形成为从下表面的前段的中间向下凸 出，并且中间下垂部25b形成为从下表面的后段的中间向下凸出。后下垂部25c形成为从 后半部21B的下表面的中间向下凸出。下垂部25 (25a c)被分别插入到槽16中，并且下 垂部25的底端中的每一个都被设置在基座10的凹陷15中。每个所述底端都设置有横杆 26。在凹陷15中，横杆26具有比槽16的宽度长的长度并且其纵向方向指向为平行于槽16的宽度方向。导轨17形成于沿着基座10的行进路径所设置的凹陷15的底部表面上。艮口， 导轨17包括用于对前下垂部25a的横杆26进行引导的前部导轨17a、用于对中间下垂部 25b的横杆26进行引导的中间导轨17b、以及用于对后下垂部25c的横杆26进行引导的后 部导轨17c。导轨17将横杆26容置其内，并且根据横杆26的前后位置来确定横杆的竖直位 置。在本实施方式中，导轨17大致成型为盒状，并在其内部设置有行进空间18，该行进空间 18允许横杆26分别沿前/后方向运动。槽19分别形成为穿过行进空间18的上壁并且沿 着行进空间18的纵向方向(即，行进方向)延伸。每个槽19的宽度都比每个横杆26的长 度短并且比每个下垂部25的宽度略长。下垂部25分别通过槽19插入到行进空间18中， 并且横杆26分别设置在行进空间18内，从而能够防止横杆26从槽19中掉出。前部导轨 17a向前向下斜向地延伸，使得行进空间18向前延伸越多，则横杆26的位置被向下设置得 越多。中间导轨向前向上斜向地延伸，使得行进空间18向前延伸越多，则横杆26的位置被 向上设置得越多。后部导轨的前半部水平地延伸，而后部导轨的后半部向后向下斜向地延 伸，使得行进空间18向后延伸越多，则横杆26的位置被向下设置得越多。因此，如图1所示，当左足部支撑台2a和右足部支撑台2b中的每一个都相对于行 进路径的前/后方向设置于大致中间(称为中间位置)时，前半部21F的上表面几乎与后 半部21B的上表面平齐并且它们的上表面几乎是水平的。如图2所示，当搁脚板21相对于所述中间位置向前(图中为向右)移动时，前半部 21F向前向下斜向地倾斜且后半部21B向后向下斜向地倾斜，并且使足部跖屈。前半部21F 的长度比后半部21B的长度长，足趾保持为支承于前半部21F上，而足跟离开后半部21B，从 而能够增强包括足底和小腿在内的肌肉。当搁脚板21相对于所述中间位置向后运动时，前半部21F和后半部21B两者均向 后向下斜向地倾斜(未示出)。搁脚板21保持这样的状态前半部21F的上表面几乎与后 半部21B的上表面平齐，并使足部背屈，但整个足部保持被支承于搁脚板21上。如上所述，搁脚板21构造成使得搁脚板21的一部分能向后移动。即，搁脚板21构 造成使得它的一部分相对于它的其余部分后退，从而使搁脚板21的所述一部分离开足部， 而所述其余部分支撑足部。因此，使用者(M)的体重集中于足底的一部分，由此增强特定的 肌肉。另外，搁脚板21包括多个构件，并且该多个构件中的至少一个相对于该多个构件中 其余的构件弯曲。因此，搁脚板21的一部分能通过简单的构造而相对于搁脚板21的其余 部分运动。此外，搁脚板21的多个构件被前后分离地设置，并且构件中的至少一个相对于其 余构件弯曲。因此，如果搁脚板21的前构件向下弯曲，则使用者(M)以使用者(M)的足部 的后侧来支撑使用者(M)的体重，从而能增强特定的肌肉。或者，如果搁脚板21的后构件 向下弯曲，则使用者(M)以使用者(M)的足部的前侧来支撑使用者(M)的体重，从而能增强 特定的肌肉。例如，当搁脚板21的前构件相对于后构件向下弯曲时，能增强包括足底和小 腿在内的肌肉。另外，基于图10来说明另一个实施方式。如果在图10所示的一些构件与在图1 到图9所示的上述实施方式中所说明的构件相同，则在所述的一些构件上分别运用相同的 数字，并且省略其解释。主要对除了在上述实施方式中说明过的构件之外的构件进行说明。
11
左足部支撑台2a和右足部支撑台2b中的每一个的搁脚板21包括前半部21F和 后半部21B。在本实施方式中，前半部21F的前后长度几乎为后半部21B的前后长度的一 半。铰链21C将前半部21F的后端与后半部21B的前端相连接。因此，搁脚板21构造为在 铰链21C处弯曲，铰链21C设置于离开足部支撑台2的前端大约为搁脚板21的长度的三分 之一处。前半部21F是在其上支承足趾和足部的中间部分的支承部，并且后半部21B是在 其上支承足跟的支承部。前下垂部25a形成为从前半部21F的下表面的中间向下凸出。在 后半部21B的下表面上，中间下垂部25b形成为从该下表面的前部向下凸出，并且后下垂部 25c形成为从该下表面的后部向下凸出。基座10的底部表面设置有用于引导前下垂部25a 的横杆26的前部导轨17a、用于引导中间下垂部25b的横杆26的中间导轨17b以及用于引 导后下垂部25c的横杆26的后部导轨17c。前部导轨17a包括前半部分和后半部分。所述前半部分和后半部分分别向前向下 斜向地延伸，使得行进空间18向前延伸越多，则横杆26的位置被向下设置得越多。然而， 前半部分的倾斜大于后半部分的倾斜。中间导轨向前向下斜向地延伸，使得行进空间18向 前延伸越多，则横杆26的位置被向下设置得越多。后部导轨向前向上斜向地延伸，使得行 进空间18向前延伸越多，则横杆26的位置被向上设置得越多。因此，如图10所示，当左足部支撑台2a和右足部支撑台2b被分别设置于行进路 径的中间位置时，前半部21F的上表面几乎与后半部21B的上表面平齐并且它们的上表面 几乎是水平的。如图11所示，当搁脚板21相对于所述中间位置向前(在图中为向右)运动时，前 半部21F和后半部21B分别向前向下斜向地倾斜。然而，前半部21F的倾斜大于后半部21B 的倾斜。相对于足部支撑台2的纵向方向而言，前半部21F的长度短于后半部21B的长度。 足跟保持被支承于后半部21B上而足趾离开前半部21F。因而，能增强前胫骨的肌肉和足趾 的肌肉。当搁脚板21相对于所述中间位置向后运动时，前半部21F和后半部21B向后向下 斜向地倾斜(未示出)。搁脚板21保持这样的状态S卩，前半部21F的上表面几乎与后半 部21B的上表面平齐，并使足部背屈，但整个足部保持被支承于搁脚板21上。因此，搁脚板21的前构件相对于搁脚板21的前构件向下弯曲，从而能增强前胫骨 的肌肉和足趾的肌肉。现在，对再一个实施方式进行说明。如果一些构件与在图1到图9所示的上述实 施方式中所说明的构件相同，则在所述一些构件上分别运用相同的数字，并且省略其说明。 主要对除了在上述实施方式中说明过的构件之外的构件进行说明。在本实施方式中，搁脚板21构造为使得它的一部分相对于它的其余部分后退，从 而使搁脚板21的所述一部分离开足部，而所述其余部分支撑足部。例如，搁脚板21包括相 对于左右分离的构件，并且这些构件被设置成彼此相邻。搁脚板21构造成所述多个构件 中的至少一个相对于所述构件中的其余构件弯曲并且因此离开使用者(M)的足部。因此， 当搁脚板21的外侧半部向下弯曲时，使用者(M)以使用者(M)的足部的内侧来支撑使用者 (M)的体重，从而能增强特定的肌肉。或者，当搁脚板21的内侧半部向下弯曲时，使用者(M) 以使用者(M)的足部的外侧来支撑使用者(M)的体重，从而能增强特定的肌肉。在图12示出的本实施方式中，内侧半部相对于外侧半部向下弯曲。左足部支撑台
122a和右足部支撑台2b中的每一个搁脚板21包括右侧构件21R和左侧构件21L。铰链21C 连接右侧构件21R的左端和左侧构件21L的右端。因此，搁脚板21构造成在铰链21C处弯 曲，铰链21C相对于足部支撑台2的水平方向设置于中间部分处。如图12所示，左足部支 撑台2a构造成第五指侧的右侧构件21R向下弯曲。未示出的是，右足部支撑台2b构造成 第五指侧的左侧构件21L向下弯曲。因此，搁脚板21的内侧半部相对于外侧半部向下弯曲，从而能增强足部的外侧肌 肉并能矫正膝外翻。另外，在图13示出的本实施方式中，外侧半部相对于内侧半部向下弯曲。如图13 所示，左足部支撑台2a构造成第一足趾侧的左侧构件21L向下弯曲。未示出的是，右足部 支撑台2b构造成第一足趾侧的右侧构件21R向下弯曲。因此，搁脚板21的外侧半部相对于内侧半部向下弯曲，从而能增强足部的内侧肌 肉并能矫正弓形腿。图14到图16示出了一种根据本发明的实施方式的辅助锻炼设备。如图15和图 16所示，本实施方式中的设备包括设置在诸如地板这样的固定位置处的基座10。座椅支撑 件50和手柄柱(HP)设置在基座10上。座椅支撑件50的上端设置有用于支撑使用者(M) 的臀部的座椅51。手柄柱(HP)的上部设置有手柄(HD)，处于站姿的使用者(M)在需要的 情况下用手抓握该手柄(HD)。在基座10上，在位于座椅支撑件50与手柄柱(HP)之间的位 置处形成有足部支撑台2，该足部支撑台2的顶表面为支承表面21A。使用者(M)的足底支 承在支承表面21A上并由此调节足部的位置。座椅支撑件50设置有用于使座椅51摇动的座椅驱动单元52、以及用于相对于基 座10上下移动座椅51和座椅驱动单元52的升降机械部分53。即，升降机械部分53使座 椅51和座椅驱动单元52相对于基座10上下运动，从而能够在臀部置于座椅51的接触表 面51a上并且足底支承在支承表面21A上时调节使用者(M)的膝部的弯曲角度“ θ ”。对于其臀部置于接触表面51a上并且其足底支承在支承表面21A上的使用者(M)， 座椅驱动单元52摇动座椅51以移动臀部的位置。因此，通过使用者(M)的体重而作用于 使用者(M)的腿部上的重量被改变。即，当设备支撑使用者(M)并将通过使用者(M)的体 重而作用其上的重量分散到臀部和腿部中时，由臀部所支撑的重量是通过移动臀部的位置 来增加或减少的。因而，能改变通过使用者(M)的体重而作用于腿部上的重量。在此，当膝盖弯曲成预定的角度并且由座椅51所支撑的使用者(M)的体重的比率 降低时，随着如进行下蹲锻炼那样弯曲膝部，作用于使用者(M)的大腿区域上的负荷增加。 因此，可收缩大腿部区域的肌肉。即，当座椅驱动单元52摇动座椅51时，大腿部区域的肌 肉通过不是非常自发的锻炼而是被动的锻炼而在激发与松弛之间交替。换句话说，座椅驱 动单元52摇动座椅51从而可主要锻炼大腿部区域的肌肉。优选将座椅51的摇动方向设定成防止剪切力作用在膝关节上。如图16所示，当 使用者(M)的臀部由座椅51的接触表面51a支撑时，使用者(M)的足部变为这样的即，足 趾部之间的距离大于足跟部之间的距离，并且这种状态是自然姿态。足部之间的打开角度 “ θ 2”可通过足部支承于其上的足部支撑台2的位置来确定。因此，座椅51沿着这样的方 向摇动即，当足部支承在足部支撑台2上时，连接每个足部的足趾部和足跟部的中心线的 方向，因此使用者(M)能够在没有剪切力作用在膝关节上的情况下被动地锻炼。即，当座椅51从摇动范围的后端向前运动时，对向右向前斜向地运动以及向左向前斜向地运动的时长 进行设定，因此几乎使用者(M)的体重都能够作用在每条腿的大腿部区域上而不存在作用 在膝关节上的剪切力。另外，在图15所示的示例中，座椅51的接触表面51a为大致的水平表面。然而， 使用者(M)被动地进行锻炼，其通过改变由使用者(M)的体重而作用在腿部上的重量来促 使大腿部区域的肌肉收缩，因此优选的是接触表面51a沿着座椅51的摇动方向向前向下斜 向地倾斜。即，优选就座椅51的前端部而言，对使用者(M)的右臀进行支撑的部分向下并 且向右向前斜向地倾斜，而对使用者(M)的左臀进行支撑的部分向下并且向左向前斜向地 倾斜。具有这样的形状的座椅51使得作用在腿部上的重量能够容易地增加，从而能实现高 效的训炼。另外，对本实施方式的足部支撑台2进行说明。如图14A和图14B所示，足部支撑 台2包括支撑基部la，该支撑基部Ia紧固至基座10并因此被设置到位；搁脚板21，该搁 脚板21设置有支承表面21A，支承表面21A沿着从使用者(M)的足跟朝向使用者(M)的足 趾的方向(在图14中为向左)向下倾斜；以及支撑机械部分210，该支撑机械部分210构造 成相对于支撑基部Ia而对搁脚板21进行支撑，并且向上偏置搁脚板21使得搁脚板21能 够在竖直方向上往复运动。搁脚板21包括两个构件，并且构件之间的分界线靠近搁脚板21 的纵向方向上的中间。即，搁脚板21被分成位于足趾侧的前半部21F和位于足跟侧的后半 部21B。连接机构(未示出)连接前半部21F和后半部21B使得它们能够相对于竖直方向 运动。支撑机械部分210包括第一可动板211、第二可动板212、第一弹簧213以及第二 弹簧214。第一可动板211和第二可动板212分别由窄而长的板件形成，并且彼此具有相同 的形状和相同的尺寸。第一可动板211的前端通过从前半部21F的端部向下凸出的凸出部 枢转地支撑，并且第一可动板211的后端由支撑基部Ia的后端枢转地支撑。另一方面，第 二可动板212的前端通过从支撑基部Ia的端部向上凸出的凸出部枢转地支撑，并且第二可 动板212的后端由后半部21B的后端枢转地支撑。第一可动板211和第二可动板212通过 销215以可旋转的方式连接，销215设置于沿纵向方向向前离开中间位置一定距离处。第一 弹簧213相对于支撑基部Ia向上偏置前半部21F，并且第二弹簧214向上偏置后半部21B。 然而，第二弹簧214的弹簧常数小于第一弹簧213的弹簧常数。因此，当足底支承于搁脚板21的支承表面21A上并且作用在腿部上的重量增加、 且在足趾侧与足底相接触的前半部21F克服第一弹簧213的压力以向下移动(下降)时， 第一可动板211绕着由支撑基部Ia枢转地支撑的后端沿逆时针方向旋转，从而通过销215 连接第一可动板211的第二可动板212绕着由支撑基部Ia枢转地支撑的前端沿顺时针方 向旋转。这里，连接第一可动件211和第二可动件212的位置(即，销215的位置)被设置 于沿第一可动件211和第二可动件212中的每一个的纵向方向向前离开中间位置一定距离 处。因此，后半部21B的向下行进距离(下降距离)大于前半部21F的向下行进距离。根据这种构造，当足底支承在搁脚板21的支承表面21A上并且作用在腿部上的重 量增加时，足跟侧的足底离开搁脚板21的后半部21B并且重量仅作用在足趾侧的足底上， 足趾侧的足底与搁脚板21的前半部21F相接触。另外，在本实施方式中，当作用在腿部上的重量增加时，支撑机械部分210使得后
14半部21B能够比前半部21F相对更多地向下移动。因此，无论使用者(M)骑坐在座椅51上 的方式或个体间的体格差异如何，能够相比于足跟侧向足趾侧施加较大的负荷。因而，可防 止过大的负荷被施加至膝关节，并且可增强膝部周围的肌肉。图17和图18分别示出了根据本发明的实施方式的辅助锻炼设备的足部支撑台和 控制系统。本实施方式的特征在于该设备包括用于对使用者(M)的腿部的肌肉活动性进行 检测的检测器61、以及控制器62。控制器62构造成根据通过检测器61所检测到的肌肉活 动性的结果来对通过支撑机械部分210所移动的搁脚板21 (后半部21B)的移动距离进行 控制。然而，除了这些构件之外的构件与图14到图16所示的上述实施方式中的构件相同。 因此，分别在这种构件上运用相同的数字，并且省略其说明。如图18所示，本实施方式的支撑机械部分210包括第一弹簧213和致动器216，第 一弹簧213支撑搁脚板21的前半部21F并向上偏置前半部21F，使得前半部21F能沿竖直 方向移动，致动器216沿竖直方向以可移动的方式支撑搁脚板21的后半部21B。检测器61包括已知的器件，例如用于对肌肉的主动收缩活动性进行电检测的肌 动电流描记器、用于对肌肉的主动收缩活动性进行动态检测的肌肉硬度计、或者用于通过 近红外光谱法对取决于肌肉收缩的氧消耗量进行检测的测量设备。检测器61构造成将肌 肉活动性的检测值转变成电信号(检测信号)并且将电信号输出到控制器62中。另外，优 选的是，由检测器61检测到的肌肉活动性至少是腿筋(股二头肌肌肉、半膜肌肌肉以及半 腱肌肌肉)或者小腿三头肌(腓腹肌肌肉和比目鱼肌肌肉)的活动性。控制器62是主要由微型计算机构成的电路，并且根据从检测器61处接收到的检 测信号(肌肉活动性的检测值)来控制致动器216，并控制后半部21B的移动距离。如在上述背景技术中所说明的，对于辅助锻炼设备来说重要的是同时收缩腿筋 (股二头肌肌肉、半膜肌肌肉和半腱肌肌肉)和小腿肌肉，并且减少作用在膝关节上的剪切 力，以便在降低膝关节的负荷的同时为股四头肌肌肉提供锻炼的效果。相比于足跟侧向足 趾侧施加较大的负荷并且使足关节跖屈，从而能使小腿三头肌(腓腹肌和比目鱼肌)收缩 并且同时也能使作为协调肌肉的腿筋收缩，并因此能使膝部周围的肌肉同时收缩。因而，在 腿筋或小腿三头肌的肌肉活动性被检测器61检测到、并且控制器62控制致动器216使得 检测值在预定的适当范围内较大并且搁脚板21的后半部21B向下移动的情况下，能够安全 且有效地增强膝部周围的肌肉。另外，当检测器61既检测股四头肌的肌肉活动性又检测腿 筋或小腿三头肌的肌肉活动性并且腿筋或小腿三头肌的肌肉活动性小于股四头肌的肌肉 活动性时，控制器62可构造成增加后半部21B的向下移动距离以使腿筋或小腿三头肌的肌 肉活动性与股四头肌的肌肉活动性相平衡。尽管已参照特定的优选实施方式来描述了本发明，但本领域的技术人员能够在不 背离本发明即权利要求的真实精神和范围的情况下做出许多修改和变化。


一种辅助锻炼设备，包括用于支撑使用者的足部的搁脚板。搁脚板构造成使得搁脚板的一部分相对于搁脚板的其余部分后退从而离开足部，而搁脚板的其余部分支撑足部。