專利名稱：具主被動功能的平衡訓(xùn)練機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與人體平衡訓(xùn)練的設(shè)備有關(guān)，更詳而言之，系一種可產(chǎn)生水平往復(fù)移動、前 后傾斜、左右搖動的復(fù)合式動作的機(jī)具，使用者站立于該機(jī)具所提供的平衡板模組上，配合 上述復(fù)合式動作而調(diào)整身體重心，達(dá)到訓(xùn)練運動平衡感的目的。
背景技術(shù)：
一種關(guān)于平衡訓(xùn)練的設(shè)備，如中國臺灣公告第547099號專利案。該案大致于一 底座上架設(shè)一板體，該板體以一板體架與該底座連結(jié)，該底座的一端樞接一搖桿，另一端則 設(shè)一樞軸，該樞軸由一驅(qū)動構(gòu)件驅(qū)動而轉(zhuǎn)動，該樞軸的兩端分別連接一曲柄桿的一端，該曲 柄桿的另一端與該板體架的一端樞接；該板體架以線性移動的方式滑設(shè)于該底座的搖桿 中，而該板體架相對樞設(shè)于該樞軸的一端樞接有一回復(fù)裝置，該回復(fù)裝置具有二回復(fù)件，各 該回復(fù)件的一端分別樞接于該板體架，而另一端則樞接于該板體的底部；該板體的一端以 一萬向構(gòu)件與該板體架樞接。使用時運動者可踏于該板體上，先藉由本身的重力搖擺該板 體使該驅(qū)動構(gòu)件轉(zhuǎn)動，該驅(qū)動構(gòu)件利用慣性而持續(xù)運轉(zhuǎn)，使該曲柄桿帶動該板體架前、后移 動，板體隨的產(chǎn)生前、后、上、下?lián)u擺的動作，同時該回復(fù)裝置及萬向構(gòu)件使板體產(chǎn)生左、右 搖擺的動作。此案以組合式機(jī)構(gòu)配合使用者的主動操作執(zhí)行沖浪的模擬動作，系一種透過 使用者的主動控制而作動的訓(xùn)練機(jī)，該訓(xùn)練機(jī)可訓(xùn)練使用者的平衡能力。一種整合機(jī)電的平衡訓(xùn)練設(shè)備由本發(fā)明申請人提出，并申請發(fā)明專利在案(第 96120881號)。此專利機(jī)構(gòu)可控制一運動板模擬出沖浪運動的前、后、左、右、上、下方向的 復(fù)合式動作。此專利技術(shù)涉及兩組馬達(dá)以及兩組驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)，因此機(jī)構(gòu)設(shè)計較為復(fù)雜，體 積較大，復(fù)合式動作的行程也較大，適用于運動或健身中心等商業(yè)級的場合。另一整合機(jī)電的模擬沖浪設(shè)備由本發(fā)明申請人提出，并申請發(fā)明專利在案(第 97109011號)，系以單一馬達(dá)控制一水平運動裝置及一搖動裝置，該二裝置控制一沖浪板 模組產(chǎn)生上下?lián)u動、左右擺動、前后位移等模擬沖浪運動的復(fù)合式動作。與先前技術(shù)第 96120881號相較，此案機(jī)構(gòu)體積縮小，復(fù)合式動作的行程也相對較小，是一種以家用型為主 要訴求的運動設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種具主被動功能的平衡訓(xùn)練機(jī)，該平衡訓(xùn)練機(jī)可使其 平衡板模組執(zhí)行水平往復(fù)移動、前后傾斜、左右搖動的復(fù)合式動作，使用者站立于該平衡板 模組上，并依據(jù)該復(fù)合式動作調(diào)整身體重心位置，達(dá)到訓(xùn)練其運動平衡能力的目的。本發(fā)明的目的在于，提出一種具主被動功能的平衡訓(xùn)練機(jī)，使用者站立于該平衡 板模組上，依據(jù)該平衡板模組所提供的水平往復(fù)移動、前后傾斜等復(fù)合式動作調(diào)整身體重 心的外，亦需以自主的主動動作控制該平衡板模組保持左右平衡。因此，本發(fā)明平衡訓(xùn)練機(jī) 涵蓋了主動式及被動式平衡訓(xùn)練的功能。本發(fā)明的目的在于，提出一種具主被動功能的平衡訓(xùn)練機(jī)，該系統(tǒng)配合電控及程控調(diào)整運動速度，使用者可依據(jù)自己的平衡能力及體力調(diào)整運動速度。該系統(tǒng)亦可模擬沖 浪運動的各種情境，增加趣味性，并可做為正式?jīng)_浪運動的訓(xùn)練準(zhǔn)備。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種具主被動功能的平衡訓(xùn)練機(jī)，包括一固定底座；一線性滑動單元，組裝于該固定底座；一移動座，該移動座底部以一旋轉(zhuǎn)接頭連接于該線性滑動單元；一第一驅(qū)動裝置，組裝于該移動座，包括一馬達(dá)以及與該馬達(dá)的動力輸出軸連結(jié) 的一曲柄，該曲柄以一旋轉(zhuǎn)接頭連接于該固定底座；一第二驅(qū)動裝置，組裝于該移動座，包括一馬達(dá)以及一穿套于該馬達(dá)的傳動軸的 傾斜傳動單元，該傾斜傳動單元的軸心相對于該傳動軸而傾斜一角度；一平衡板模組，連接于該傾斜傳動單元外部。其中，該傾斜傳動單元包括一等徑圓柱形的傾斜圓柱，該傾斜圓柱連結(jié)于該第二 驅(qū)動裝置的馬達(dá)的傳動軸，且該傾斜圓柱的軸心相對于該傳動軸而傾斜一角度。其中，該第二驅(qū)動裝置更包括，與該第二驅(qū)動裝置的馬達(dá)的傳動軸連結(jié)的一減速 機(jī)構(gòu)、藉由一連軸器而與該減速機(jī)構(gòu)的動力輸出軸連結(jié)的一延伸軸，該傾斜圓柱穿套固定 于該延伸軸外部，并相對于該延伸軸而傾斜一角度。其中，該傾斜傳動單元更包括結(jié)合在該傾斜圓柱兩端的軸承；該平衡板模組的底 部以一支架組設(shè)一套環(huán)，該套環(huán)穿套結(jié)合于該二軸承的外部。其中，更包括結(jié)合于該移動座的滾動裝置，該固定底座具有一接觸面，該滾動裝置 接觸于該接觸面。其中，該滾動裝置包括數(shù)個萬向滾珠，分別藉由一固定板組裝于該移動座的邊緣， 所述萬向滾珠與該接觸面接觸。其中，更包括至少二支撐單元，分別組設(shè)于該移動座的左右兩側(cè)且相對于該平衡 板模組的底面。其中，該二支撐單元可由直立的彈簧、包含有直立彈簧的組件、或由具有彈性緩沖 能力的材料制成的柱狀體所構(gòu)成。其中，更包含一電控系統(tǒng)，控制該第一驅(qū)動裝置和該第二驅(qū)動裝置的作動速度和 啟動時間。其中，更包括一位置感測模組，用以感測該平衡板模組的運動方向及角度；該位置 感測模組所測得的方向及角度處理成特定訊號，該訊號經(jīng)由一特定系統(tǒng)電路或程式轉(zhuǎn)換而 輸出至一互動單元。本發(fā)明相對于先前案第97109011號和第96120881號而言，具有機(jī)構(gòu)設(shè)計更為精 簡、體積縮小，復(fù)合式動作的行程加大等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的立體外觀圖。圖2為本發(fā)明的立體分解圖之一。圖3為本發(fā)明的立體分解圖之二。圖4為本發(fā)明第一和第二驅(qū)動裝置、移動座與固定底座的組合俯視圖，并以虛線描繪平衡板模組。圖5是沿續(xù)圖4表現(xiàn)平衡板模組執(zhí)行水平的類似「8」字形的往復(fù)移動。圖6利沿續(xù)圖5表現(xiàn)平衡板模組執(zhí)行水平的類似「8」字形的往復(fù)移動。圖7為本發(fā)明第一和第二驅(qū)動裝置、移動座與固定底座的組合側(cè)視圖，并以虛線 描繪平衡板模組前后傾斜浮動。圖8是以側(cè)視和局部的剖面表現(xiàn)第二驅(qū)動裝置和傾斜傳動單元的結(jié)構(gòu)，并以虛線 描繪平衡板模組向前傾斜。圖9是以側(cè)視和局部的剖面表現(xiàn)第二驅(qū)動裝置和傾斜傳動單元的結(jié)構(gòu)，并以虛線 描繪平衡板模組向后傾斜。圖10為本發(fā)明第一和第二驅(qū)動裝置、移動座與固定底座的組合俯視圖，并以虛線 描繪平衡板模組左右搖動。
具體實施例方式為便于說明本發(fā)明于上述發(fā)明內(nèi)容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表 達(dá)。實施例中各種不同物件系按適于說明的比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實 際元件的比例予以繪制，合先敘明。且以下的說明中，類似的元件是以相同的編號來表示。如圖1，本發(fā)明平衡訓(xùn)練機(jī)，從外觀上可見一矩形的機(jī)座外框10和一平衡板模組 20。該機(jī)座外框10的高度H顯然的小于其長度L和寬度W，所以該機(jī)座外框10是以低矮的 高度呈現(xiàn)。該平衡板模組20組裝于該機(jī)座外框10內(nèi)部的驅(qū)動模組上，供一使用者站立其 上。所述的驅(qū)動模組可驅(qū)動該平衡板模組20，而站立其上者必需機(jī)動的調(diào)整身體重心以達(dá) 到平衡。如圖2、圖3、圖4，為詳細(xì)表現(xiàn)上述的驅(qū)動模組，因此圖面中移除了該機(jī)座外框10。 上述的驅(qū)動模組系組構(gòu)于一固定底座11上。該平衡板模組20系以支架21組裝于該驅(qū)動 模組。該固定底座11的周邊裝設(shè)數(shù)個把手13，以便于使用者施力提握該處而搬移本發(fā)明平 衡訓(xùn)練機(jī)。所述的驅(qū)動模組包含一移動座30、一使該移動座30以平行于該固定底座11并 相對于該固定底座11的前后方向而呈「8」字形的往復(fù)移動的第一驅(qū)動裝置40、以及一使該 平衡板模組20以相對于該固定底座11的前后方向而傾斜浮動的第二驅(qū)動裝置50。茲將該 驅(qū)動模組的具體實施樣態(tài)說明如下該移動座30底部的前端以一旋轉(zhuǎn)接頭31連接一線性滑動單元32，該線性滑動單 元32設(shè)于該固定底座11。該線性滑動單元32包括一滑軌321和結(jié)合于該滑軌321上的一 滑動件322，該旋轉(zhuǎn)接頭31連接該滑動件322。該第一驅(qū)動裝置40組裝于該移動座30上，包括一馬達(dá)41、與該馬達(dá)41傳動軸連 結(jié)的一蝸輪減速機(jī)構(gòu)42、以及與該蝸輪減速機(jī)構(gòu)42的動力輸出軸連結(jié)的一曲柄43，該曲柄 43以一連座軸承44連接于該固定底座11。請參考圖5和圖6，該馬達(dá)41啟動，其旋轉(zhuǎn)動力 經(jīng)由該蝸輪減速機(jī)構(gòu)42輸出而使該曲柄43以該連座軸承44為圓心而旋轉(zhuǎn)運動?；谠?移動座30以該旋轉(zhuǎn)接頭31連接于該線性滑動單元32，因此該曲柄43旋轉(zhuǎn)運動360度，可 使該移動座30產(chǎn)生類似「8」字形的水平往復(fù)移動。一滾動裝置35結(jié)合于該移動座30，該滾動裝置35包括數(shù)個萬向滾珠33，分別藉由一固定板34組裝于該移動座30的邊緣。所述萬向滾珠33與該固定底座11所提供的接 觸面12相對接觸，據(jù)以輔助該移動座30使之得以平衡順暢的移動。關(guān)于該第二驅(qū)動裝置50，請同時參考圖7至圖9，該第二驅(qū)動裝置50組裝于該移 動座30，包括一馬達(dá)51、與該馬達(dá)51傳動軸連結(jié)的一減速機(jī)構(gòu)52、藉由一連軸器55而與該 減速機(jī)構(gòu)52的動力輸出軸連結(jié)的一延伸軸53、以及樞套固定于該延伸軸53外部的一傾斜 傳動單元58，該傾斜傳動單元58的軸心相對于該延伸軸53而傾斜一角度。該傾斜傳動單 元58 —包括一傾斜圓柱54和結(jié)合在該傾斜圓柱54兩端的軸承56，57。該傾斜圓柱54本 體是一個等徑的圓柱結(jié)構(gòu)，該延伸軸53是從該傾斜圓柱54第一端541的第一偏心位置穿 入，從該傾斜圓柱54第二端542的第二偏心位置穿出，該第一偏心位置和該第二偏心位置 不對等，從而使該圓柱結(jié)構(gòu)呈傾斜的狀態(tài)樞套于該延伸軸53外部。該延伸軸53的兩端各 架接于一固定在該移動座30的軸承座59中。一與上述平衡板模組20的支架21結(jié)合的套 環(huán)22套接在該二軸承56，57的外部。該馬達(dá)51啟動，該延伸軸53及該傾斜圓柱54同步 旋轉(zhuǎn)，樞套于該傾斜圓柱54頭尾兩端的二軸承56，57因此產(chǎn)生位差變化，使該套環(huán)22和該 支架21前傾或后傾以及左右傾斜，從而使與該支架21連接的平衡板模組20產(chǎn)生前后以及 左右傾斜浮動?；谠撈胶獍迥＝M20以套環(huán)22及軸承56，57與該傾斜圓柱54穿套結(jié)合，因此， 該平衡板模組20可受站立其上的使用者的重心控制而左右搖晃的，如圖10所示。至少二 支撐單元60分別組設(shè)于該移動座30的左右兩側(cè)且相對于該平衡板模組20的底面，當(dāng)該平 衡板模組20向左或向右傾斜達(dá)一預(yù)定角度時，可被其中一支撐單元60支持，而達(dá)到限制該 平衡板模組20左右搖晃角度的目的。該二支撐單元60可由直立的彈簧、包含有直立彈簧 的組件、或由具有彈性緩沖能力的材料制成的柱狀體所構(gòu)成，使該平衡板模組20下壓該支 撐單元60時能有緩沖，避免兩者產(chǎn)生硬性的碰撞。復(fù)如圖1，上述驅(qū)動模組的實施例可知，該平衡板模組20可以產(chǎn)生主動的、水平 的、類似「8」字形的往復(fù)移動(如箭頭A所示)以及前后方向的傾斜浮動(如箭頭B所示)， 而左右方向的搖晃運動(如箭頭C所示)則受使用者的控制而被動產(chǎn)生。這三種動作復(fù)合 起來構(gòu)成模擬沖浪運動的動作，使用者站立于該平衡板模組20上，配合該復(fù)合動作不斷地 變換調(diào)整重心保持平衡，達(dá)到訓(xùn)練運動平衡感的目的。一電控系統(tǒng)70 (表現(xiàn)于圖2和圖3)控制該第一驅(qū)動裝置40和該第二驅(qū)動裝置50 的作動速度及時間，使該平衡板模組20可呈現(xiàn)多段速度的復(fù)合式動作。該電控系統(tǒng)70亦 可配合程式控制使該該平衡板模組20產(chǎn)生多種特定的動作模式，更真實的模擬沖浪運動 的各種情境。一遙控器可控制該電控系統(tǒng)70，使用者可于訓(xùn)練過程中依據(jù)自己的平衡能力 及體力，以該遙控器控制本發(fā)明平衡訓(xùn)練機(jī)的動作速度及時間。位置感測模組71可進(jìn)一步應(yīng)用于本發(fā)明平衡訓(xùn)練機(jī)，用以感測該平衡板模組20 的運動方向及角度，所測得的方向及角度處理成特定訊號，該訊號經(jīng)由特定系統(tǒng)電路或程 式轉(zhuǎn)換而輸出至一互動單元72。該互動單元以適合的程式接收并處理該等訊號，該程式并 同時將一模擬畫面顯示于一顯示器73供使用者觀看，關(guān)于該平衡板模組20的傾斜角度及 傾斜方向等訊號可經(jīng)由該程式的處理而成為該模擬畫面中的一標(biāo)的物，該模擬畫面提供沖 浪的視覺情境，增加視覺效果及娛樂性。上述互動單元的程式亦可透過上述的電控系統(tǒng)而控制本發(fā)明沖浪機(jī)的多向運動機(jī)構(gòu)，使本發(fā)明沖浪機(jī)配合其模擬畫面產(chǎn)生特定的動作模式。 雖然本發(fā)明是以一個最佳實施例做說明，但精于此技藝者能在不脫離本發(fā)明精神 與范疇下做各種不同形式的改變。以上所舉實施例僅用以說明本發(fā)明而已，非用以限制本 發(fā)明的范圍。舉凡不違本發(fā)明精神所從事的種種修改或變化，俱屬本發(fā)明申請專利范圍。
權(quán)利要求
一種具主被動功能的平衡訓(xùn)練機(jī)，其特征在于，包括一固定底座(11)；一線性滑動單元(32)，組裝于該固定底座(11)；一移動座(30)，該移動座(30)底部以一旋轉(zhuǎn)接頭(31)連接于該線性滑動單元(32)；一第一驅(qū)動裝置(40)，組裝于該移動座(30)，包括一馬達(dá)(41)以及與該馬達(dá)(41)的傳動軸連結(jié)的一曲柄(43)，該曲柄(43)以一連座軸承(44)連接于該固定底座(11)；一第二驅(qū)動裝置(50)，組裝于該移動座(30)，包括一馬達(dá)(51)以及一連結(jié)于該馬達(dá)(51)的傳動軸的傾斜傳動單元(58)，該傾斜傳動單元(58)的軸心相對于該傳動軸而傾斜一角度；一平衡板模組(20)，連接于該傾斜傳動單元(58)。
2.如權(quán)利要求1所述具主被動功能的平衡訓(xùn)練機(jī)，其中，該傾斜傳動單元(58)包括一 等徑圓柱形的傾斜圓柱(54)，該傾斜圓柱(54)連結(jié)于該第二驅(qū)動裝置(50)的馬達(dá)(51)的 傳動軸，且該傾斜圓柱(54)的軸心相對于該傳動軸而傾斜一角度。
3.如權(quán)利要求2所述具主被動功能的平衡訓(xùn)練機(jī)，其中，該第二驅(qū)動裝置(50)更包括， 與該第二驅(qū)動裝置(50)的馬達(dá)(51)的傳動軸連結(jié)的一減速機(jī)構(gòu)(52)、藉由一連軸器(55) 而與該減速機(jī)構(gòu)(52)的動力輸出軸連結(jié)的一延伸軸(53)，該傾斜圓柱(54)穿套固定于該 延伸軸(53)外部，并相對于該延伸軸(53)而傾斜一角度。
4.如權(quán)利要求2所述具主被動功能的平衡訓(xùn)練機(jī)，其中，該傾斜傳動單元(58)更包括 結(jié)合在該傾斜圓柱(54)兩端的軸承(56，57)；該平衡板模組(20)的底部以一支架(21)組 設(shè)一套環(huán)(22)，該套環(huán)(22)穿套結(jié)合于該二軸承(56，57)的外部。
5.如權(quán)利要求1所述具主被動功能的平衡訓(xùn)練機(jī)，其中，更包括結(jié)合于該移動座(30) 的滾動裝置(35)，該固定底座(11)具有一接觸面(12)，該滾動裝置(35)接觸于該接觸面 (12)。
6.如權(quán)利要求5所述具主被動功能的平衡訓(xùn)練機(jī)，其中，該滾動裝置(35)包括數(shù)個萬 向滾珠(33)，分別藉由一固定板(34)組裝于該移動座(30)的邊緣，所述萬向滾珠(33)與 該接觸面(12)接觸。
7.如權(quán)利要求1所述具主被動功能的平衡訓(xùn)練機(jī)，其中，更包括至少二支撐單元(60)， 分別組設(shè)于該移動座(30)的左右兩側(cè)且相對于該平衡板模組(20)的底面。
8.如權(quán)利要求7所述具主被動功能的平衡訓(xùn)練機(jī)，其中，該二支撐單元(60)可由直立 的彈簧、包含有直立彈簧的組件、或由具有彈性緩沖能力的材料制成的柱狀體所構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1所述具主被動功能的平衡訓(xùn)練機(jī)，其中，更包含一電控系統(tǒng)(70)，控制 該第一驅(qū)動裝置(40)和該第二驅(qū)動裝置(50)的作動速度和啟動時間。
10.如權(quán)利要求1所述具主被動功能的平衡訓(xùn)練機(jī)，其中，更包括一位置感測模組(71)，用以感測該平衡板模組(20)的運動方向及角度；該位置感測模組(71)所測得的方 向及角度處理成特定訊號，該訊號經(jīng)由一特定系統(tǒng)電路或程式轉(zhuǎn)換而輸出至一互動單元(72)。
全文摘要
一種具主被動功能的平衡訓(xùn)練機(jī)，系以一第一驅(qū)動裝置和一第二驅(qū)動裝置控制一平衡訓(xùn)練板產(chǎn)生前后方向的水平往復(fù)移動和前后左右方向的傾斜浮動，而左右方向的搖晃運動則受使用者的控制而被動產(chǎn)生；這三種動作構(gòu)成模擬沖浪運動的復(fù)合動作，使用者站立于該平衡板模組上，配合該復(fù)合動作不斷地變換調(diào)整重心保持平衡，達(dá)到訓(xùn)練運動平衡感的目的。
文檔編號A63B22/00GK101856550SQ20091013117
公開日2010年10月13日 申請日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月7日
發(fā)明者徐志宏, 徐正會, 曾仁迪, 謝豪昇, 陳淳和 申請人:財團(tuán)法人自行車暨健康科技工業(yè)研究發(fā)展中心