專利名稱：本體感受/肌肉運(yùn)動(dòng)知覺的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
概括地講，本發(fā)明涉及用于訓(xùn)練、發(fā)展和增強(qiáng)本體感受和肌肉運(yùn)動(dòng)知覺的技能、神經(jīng)肌肉的控制和核心穩(wěn)定性的設(shè)備。
背景技術(shù)：
本體感受指知道身體部位位于空間中何處和感知身體部位(如手指和腳趾、腳和手、腿和臂)運(yùn)動(dòng)的能力。肌肉運(yùn)動(dòng)知覺是與之相關(guān)的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，它指感知位置、重量、肌肉拉伸以及移動(dòng)的感覺。在一些醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)中，本體感受指對(duì)關(guān)節(jié)位置的有意識(shí)和潛意識(shí)感知，而肌肉運(yùn)動(dòng)知覺指對(duì)關(guān)節(jié)速度和加速度的感知。本體感受和肌肉運(yùn)動(dòng)知覺經(jīng)常互換使用，這里也可互換地使用這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)。(在整個(gè)說明書和權(quán)利要求中，使用術(shù)語(yǔ)“本體感受”包括本體感受、肌肉運(yùn)動(dòng)知覺、核心穩(wěn)定性等。)身體的神經(jīng)肌肉控制系統(tǒng)綜合了相對(duì)于關(guān)節(jié)負(fù)荷的外周感知并且處理這些信號(hào)從而做出協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)反應(yīng)。這種肌肉活動(dòng)起到保護(hù)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)不過度疲勞的作用。
某些機(jī)械性刺激感受器出現(xiàn)在與中樞神經(jīng)系統(tǒng)相互作用的肌與骨骼系統(tǒng)的所有軟組織中并且協(xié)調(diào)身體運(yùn)動(dòng)、姿勢(shì)調(diào)準(zhǔn)和平衡。機(jī)械性刺激感受器位于肌肉、腱、韌帶、關(guān)節(jié)囊和皮膚中。這些神經(jīng)纖維給大腦提供關(guān)于肌與骨骼系統(tǒng)的狀況和功能的信息。機(jī)械性刺激感受器沿著外周神經(jīng)把電信號(hào)送給脊髓。電信號(hào)經(jīng)過脊髓行進(jìn)到大腦，在大腦中對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行解釋從而辨別出身體部位的運(yùn)動(dòng)、肌肉拉伸和運(yùn)動(dòng)等。
控制肌肉系統(tǒng)的機(jī)械性刺激感受器的一些例子包括肌梭。肌梭散布出現(xiàn)在骨骼肌的收縮纖維中，在每塊肌肉的中心部分具有最高的集中度。肌梭纖維響應(yīng)肌肉長(zhǎng)度的變化。這些神經(jīng)端給中樞神經(jīng)系統(tǒng)提供用來維持肌肉緊張性和在每個(gè)關(guān)節(jié)相對(duì)側(cè)正確肌肉拉伸的信息。
圍繞并且保護(hù)大多數(shù)關(guān)節(jié)的纖維組織通常包括本體感受和肌肉運(yùn)動(dòng)知覺的多種感覺神經(jīng)端。來自這些感覺神經(jīng)端的輸入給中樞神經(jīng)系統(tǒng)提供關(guān)于關(guān)節(jié)的位置、伸展、壓縮、拉緊、加速和轉(zhuǎn)動(dòng)的信息。
腳是身體中含有第二大數(shù)量的本體感受或肌肉運(yùn)動(dòng)知覺的感官感受器的解剖學(xué)區(qū)域(脊柱包含最多)。
本體感受和肌肉運(yùn)動(dòng)知覺的鍛煉和鍛煉裝置是已知的，它們用來提高靈活性、平衡性和協(xié)調(diào)性，并且?guī)椭倔w感受能力受到損害的人復(fù)原，例如那些經(jīng)歷事故或疾病的人。一種這一類的鍛煉裝置包括斜板，其中病人站在板上或類似的平臺(tái)上，平臺(tái)下安裝著球。由于有球，板不是水平放置的，這就能挑戰(zhàn)病人的平衡能力和在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)的能力。在斜板上的反復(fù)鍛煉可以用來發(fā)展和恢復(fù)病人的本體感受和對(duì)神經(jīng)肌肉的控制，還能夠增強(qiáng)腳區(qū)域的肌肉、腱和結(jié)締組織。
其它已知的本體感受和肌肉運(yùn)動(dòng)知覺的鍛煉裝置包括一種鞋，鞋底下安裝了一個(gè)球。用類似于使用斜板的方式來使用這種有球的鞋。另一種鞋具有安裝在鞋底下的桿，用來加強(qiáng)脊屈肌。
在Patton的美國(guó)專利6,283,897中描述了另一種本體感受和肌肉運(yùn)動(dòng)知覺的鍛煉裝置。這種裝置包括一個(gè)或多個(gè)從基底板向上伸出的釘。釘具有圓頂并且位于形如涼鞋的套鞋的底部中的凹陷(草皮層)中。具體地說，鞋底的底部具有三個(gè)下凹的半球形草皮層，一個(gè)位于踵部中，一個(gè)直接位于跖球下面，還有一個(gè)位于中心。當(dāng)用戶轉(zhuǎn)動(dòng)他的腳和/或臀以發(fā)展踝和臀的力量、運(yùn)動(dòng)范圍和本體感受時(shí)，彈性帶可以支撐用戶的腳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明意圖提供新型的本體感受和肌肉運(yùn)動(dòng)知覺鍛煉設(shè)備，與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備如具有單獨(dú)一個(gè)隆起的傾斜板或鞋等設(shè)備相比，它具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。如下面將詳細(xì)描述的，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供一種鞋，它包括兩個(gè)從它下側(cè)伸出的球形隆起，而不是現(xiàn)有技術(shù)的板或鞋的單獨(dú)一個(gè)球。額外的隆起可以大幅度增加各種可能性，并且能夠行走，還能夠加速和提高本體感受和肌肉運(yùn)動(dòng)知覺治療計(jì)劃的效果。還提供了其它的本體感受和肌肉運(yùn)動(dòng)知覺的鍛煉裝置，如下面將更為詳細(xì)描述的新型的踏車、鍛煉表面、鍛煉腳踏車、鍛煉腳踏器、滑雪機(jī)或橢圓鍛煉機(jī)等。
本發(fā)明的設(shè)備可以用于兒童和運(yùn)動(dòng)員等的本體感受的、神經(jīng)肌肉控制的和協(xié)調(diào)性的鍛煉和訓(xùn)練，以發(fā)展和提高本體感受和肌肉運(yùn)動(dòng)知覺的能力。本發(fā)明可以用來進(jìn)行鍛煉和訓(xùn)練，從而避免運(yùn)動(dòng)員和非運(yùn)動(dòng)員受傷等。本發(fā)明可以用于穩(wěn)定背部和臀部區(qū)域的核心穩(wěn)定性，還能夠避免、止住或減輕背痛。本發(fā)明可以用來鍛煉和訓(xùn)練那些過去經(jīng)歷過踝、膝、臀和背傷(或其它傷)的人以避免將來這些傷害的復(fù)發(fā)。本發(fā)明可以用來鍛煉和訓(xùn)練具有身體殘疾(如腦或神經(jīng)上的疾病或其它殘疾)的人。本發(fā)明鍛煉裝置的用戶可以在六個(gè)自由度上運(yùn)動(dòng)(在三個(gè)彼此正交的方向(x，y，z)中平動(dòng)和繞這些軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)(水平轉(zhuǎn)動(dòng)、垂直轉(zhuǎn)動(dòng)和滾動(dòng)))。所有的鍛煉和訓(xùn)練部分都涉及使得運(yùn)動(dòng)中的人不穩(wěn)定，特別是在平動(dòng)行走、跑步或其它的運(yùn)動(dòng)中。
因此根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種鍛煉設(shè)備，它包括一個(gè)適于在其上支撐用戶腳的腳接觸表面，一個(gè)適于在鍛煉計(jì)劃的過程中移動(dòng)腳接觸表面的致動(dòng)器；和一個(gè)有效攪亂腳接觸表面上的用戶的平衡的沖震機(jī)構(gòu)。
在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，沖震機(jī)構(gòu)有效地在六個(gè)自由度上使用戶運(yùn)動(dòng)，包括在三個(gè)彼此正交方向上的平動(dòng)和繞這些軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)。
還根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供一種方法，包括進(jìn)行本體感受鍛煉，該鍛煉包括在平動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)克服破壞平衡的力。
還根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供一種方法，包括在鍛煉機(jī)上進(jìn)行鍛煉，鍛煉機(jī)最初沒有破壞平衡的力，并且在鍛煉機(jī)上鍛煉時(shí)有意施加破壞平衡的力。


通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)描述將更完全地理解本發(fā)明，在附圖中圖1是簡(jiǎn)化示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造和操作的一種鞋；圖2和3分別是圖1的鞋的簡(jiǎn)化側(cè)視圖和后視圖；圖4是圖1的鞋的簡(jiǎn)化頂視圖，進(jìn)一步示出了本發(fā)明的其它實(shí)施例的特征；圖5是簡(jiǎn)化示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造和操作的一種踏車；圖6是簡(jiǎn)化示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造和操作的一種鍛煉表面；圖7是簡(jiǎn)化示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造和操作的一種鍛煉腳踏車；圖8是簡(jiǎn)化示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造和操作的一種鍛煉腳踏器；圖9是簡(jiǎn)化示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造和操作的一種滑雪機(jī)；圖10是簡(jiǎn)化示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造和操作的一種橢圓鍛煉機(jī)；和圖11是簡(jiǎn)化示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造和操作的一種劃船機(jī)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考圖1-4，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造和實(shí)施的鞋10。鞋10可以提供為一雙或者多雙的鞋類裝置，或者是一只這樣的鞋類裝置。
優(yōu)選鞋10包括支撐件12，支撐件12具有鞋底形狀的周邊并且具有上表面14。在示出的實(shí)施例中，上表面14是凹進(jìn)的且具有周邊脊16，但是應(yīng)該理解其它結(jié)構(gòu)的上表面14也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。鞋10可以利用靴子18和/或緊固件20連接到用戶的腳(未示出)，緊固件20例如但不限于維可牢尼龍搭扣、帶扣、鞋帶等。靴子18的款式可以是利用緊固件20或者不使用緊固件20連接到用戶的腳上。類似地，可以使用緊固件20把鞋10連接到用戶的腳上而不使用靴子18。
兩個(gè)球形隆起22可以從支撐件12的下表面24突出。另外，球形隆起22也可以從支撐件12的上表面14上突出。每個(gè)球形隆起22可以具有彎曲的外部輪廓26。輪廓26的橫截面可以具有任意的曲線形狀，這里的橫截面可以是支撐件12關(guān)于縱軸28(圖4)的橫截面(對(duì)應(yīng)于在圖2中觀察到的形狀)，也可以是支撐件12關(guān)于橫軸30(圖4)的橫截面(對(duì)應(yīng)于在圖3中觀察到的形狀)，或者是任意其它的橫截面。例如，輪廓26可以具有圓錐截面的形狀，也就是說，可以是圓形、橢圓形、拋物形或雙曲形。球形隆起22的輪廓26的各個(gè)橫截面的形狀可以相同也可以不同。
從圖2中可以清晰地看出，一個(gè)球形隆起22可以比另一個(gè)球形隆起22更靠后。如圖4所示，隆起可以位于支撐件12的公共縱軸(如支撐件12的中心線28)和橫向中線30的相對(duì)側(cè)。如圖2所示，后面的隆起22可以大致位于支撐件12的跟骨(踵，踝)支撐部分23下面，而前面的隆起22可以大致位于支撐件12的跖骨支撐部分25和/或趾骨支撐部分27。
另外，如圖4的虛線33所示，一個(gè)隆起22(如前面的隆起)可以和縱軸34對(duì)齊而偏離中心線28，后面的隆起22可以偏離縱軸34而位于例如中心線28上。應(yīng)該理解上面只是定位隆起22的一些例子，在本發(fā)明的范圍內(nèi)存在許多其它的可能。
可以用任何合適的材料制作隆起22，如彈性體、金屬或多種材料的組合，當(dāng)然可選材料不限于此，另外隆起22可以具有不同的性質(zhì)。例如，隆起22可以具有不同的彈性或硬度，如具有不同的彈性性質(zhì)或肖氏硬度。隆起22可以從支撐件12的下表面24伸出不同的量。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)隆起22可以滑動(dòng)地安裝在支撐件12上。例如，隆起22可以安裝在形成在支撐件12的下表面24中的軌道36上(圖2)，并且可以沿著軌道選擇性地定位在任何地方并且固定在那里。軌道36可以沿著一部分鞋底延伸，也可以沿著鞋底的整個(gè)長(zhǎng)度延伸。另外，可以調(diào)節(jié)隆起22的伸出量，如利用帶螺紋緊固件38(圖3)把隆起22安裝到支撐件12上并且擰緊或松開帶螺紋緊固件38。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，除了球形隆起22以外，如圖3所示，還可以提供一個(gè)或多個(gè)非球形隆起39。隆起39可以形成為釘形、按扣形、螺釘形、銷形和榫釘形等各種形狀，盡管本發(fā)明并不限于這些形狀。隆起39既可以是剛性的也可以是柔性的。類似于隆起22，隆起39可以具有不同的彈性或硬度，如具有不同的彈性性質(zhì)或肖氏硬度，并且隆起39可以從支撐件12的下表面24伸出不同的量。與上面類似，可以調(diào)節(jié)隆起39的伸出量。隆起39可以安裝在支撐件12的下表面24上的任何位置上。
上面所描述的特征，如隆起22可滑動(dòng)地安裝在支撐件12上，也可以應(yīng)用到其中球形隆起22從支撐件12的上表面14伸出的替換實(shí)施例中。例如，鞋10可以具有一個(gè)常規(guī)的外部鞋底并且具有用于鞋10的鞋底內(nèi)部的隆起22的一個(gè)滑動(dòng)/移動(dòng)機(jī)構(gòu)。滑動(dòng)/移動(dòng)機(jī)構(gòu)可以包括但不限于在粘性物質(zhì)(形成在鞋底中的腔室中的流體)中漂浮的機(jī)構(gòu)或利用內(nèi)部的纜索懸浮的機(jī)構(gòu)。
現(xiàn)在參考圖4。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，鞋10可以包括凸緣40，它從支撐件12的周邊向外伸出。在示出的實(shí)施例中，凸緣40從支撐件12的周邊側(cè)向一邊地向外伸出，但是應(yīng)該理解凸緣40也可以向前、向后或向任何其它方向伸出。凸緣40可以像示出的那樣設(shè)在鞋10的一側(cè)，也可以設(shè)在兩側(cè)。在利用鞋10傾斜或運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過提供另外的支撐表面，凸緣40可以補(bǔ)充用鞋10所能進(jìn)行的本體感受鍛煉的范圍。
可以用任何合適的材料制作凸緣40，如彈性體、金屬或多種材料的組合，當(dāng)然可選材料不限于此，另外凸緣40可以具有部分42，并且部分42具有不同的性質(zhì)。例如，部分42可以具有不同的彈性或硬度，如具有不同的彈性性質(zhì)或肖氏硬度。凸緣40的部分42可以具有不同的彎曲輪廓?？梢钥烧{(diào)節(jié)地把凸緣40連接到支撐件12上，從而凸緣40從支撐件12上的伸出量是可調(diào)節(jié)的。
用戶可以把鞋10穿在他/她的腳上，在針對(duì)下部的腳、上部的腿、甚至對(duì)上部軀干和其它身體部位和器官的本體感受和/或肌肉運(yùn)動(dòng)知覺的鍛煉計(jì)劃中可以進(jìn)行各種運(yùn)動(dòng)。例如，在關(guān)節(jié)的恢復(fù)中，可以使用鞋10來復(fù)原神經(jīng)肌肉的控制，恢復(fù)神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的機(jī)械和功能穩(wěn)定性，改善或恢復(fù)預(yù)期(前饋)和反射性(反饋)神經(jīng)肌肉控制機(jī)構(gòu)，以及恢復(fù)和提高平衡能力、姿勢(shì)的平衡和核心穩(wěn)定性。
現(xiàn)在參考圖5，它示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造并且操作的踏車50。
踏車50可以包括繞著一對(duì)彼此分開的滑輪54轉(zhuǎn)動(dòng)的腳接觸運(yùn)行表面52。運(yùn)行表面52可以包括一個(gè)或多個(gè)從運(yùn)行表面52向上伸出的隆起56。隆起56可以具有類似或不同的結(jié)構(gòu)(如高度、尺寸、形狀和/或傾斜度等)。隆起56可以具有固定的尺寸/形狀，或者也可以具有可變的尺寸/形狀?？勺兂叽?形狀可以通過由可膨脹元件構(gòu)造隆起56來實(shí)現(xiàn)，可膨脹元件可以是使用空氣氣動(dòng)膨脹或使用液體(如水或油)液壓膨脹的元件。可以提供控制器58來控制隆起56的膨脹和縮小。隆起56和/或運(yùn)行表面52可以具有不同或類似的材料性質(zhì)。例如，它們可以具有不同的或類似的彈性或粘性(在可膨脹的形式下)，并且可以用不同或類似的材料制造。
隆起56可以是可移動(dòng)的。例如，一個(gè)或多個(gè)隆起56可以是例如在軌道57中是可移動(dòng)的(向前、向后、向側(cè)面或沿對(duì)角)和/或繞其自身或其它軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)，或者是這些運(yùn)動(dòng)的組合?？梢蕴峁┍Ｗo(hù)帶(未示出)使得用戶保持在直立位置并且?guī)椭苊庖馔馑さ埂?br> 現(xiàn)在參考圖6，它示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造和操作的鍛煉表面60。鍛煉表面60可以包括一個(gè)或多個(gè)從鍛煉表面60的上部(與腳接觸的)表面和/或下部(與地接觸的)表面向上伸出的隆起62。隆起62可以具有不同或類似的結(jié)構(gòu)(如高度、尺寸、形狀和/或傾斜度)。隆起62可以具有固定的尺寸/形狀，也可以具有可變的尺寸/形狀?？勺兂叽?形狀可以通過利用可膨脹元件構(gòu)造隆起62來實(shí)現(xiàn)，可膨脹元件可以是使用空氣氣動(dòng)膨脹或使用液體(如水或油)液壓膨脹的元件?？梢蕴峁┛刂破?4來控制隆起62的膨脹和縮小。隆起62可以具有不同或類似的彈性或粘性(在可膨脹的形式下)，并且可以用不同或類似的材料制造。
隆起62可以是可移動(dòng)的。例如，一個(gè)或多個(gè)隆起62可以是例如在軌道66中可移動(dòng)的(向前、向后、向側(cè)面、沿徑向或沿對(duì)角)和/或繞其自身或其它軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)，或者是這些運(yùn)動(dòng)的組合。因此鍛煉表面60的用戶可以在六個(gè)自由度上運(yùn)動(dòng)(在三個(gè)彼此正交的方向(x，y，z)中平動(dòng)和繞這些軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)(水平轉(zhuǎn)動(dòng)、垂直轉(zhuǎn)動(dòng)和滾動(dòng)))。
現(xiàn)在參考圖7，它描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造和操作的固定鍛煉腳踏車70。鍛煉腳踏車70可以包括自身具有踏板、車輪和傳感器(如速度計(jì)、里程表等)的設(shè)備，也可以包括一個(gè)室內(nèi)腳踏車訓(xùn)練機(jī)，其中用戶把腳踏車安裝在支架上，從而用戶可以踩腳踏車的踏板同時(shí)腳踏車保持在原地不動(dòng)。鍛煉腳踏車70可以包括沖震機(jī)構(gòu)72和/或沖震機(jī)構(gòu)76，沖震機(jī)構(gòu)72連接到鍛煉腳踏車70的前軸74或后支撐件75，沖震機(jī)構(gòu)76連接到鍛煉腳踏車70的座椅78。沖震機(jī)構(gòu)可以振動(dòng)、擺動(dòng)、顛簸和做出其它攪亂鍛煉腳踏車70的用戶平衡的動(dòng)作(如圖7箭頭所示)。沖震機(jī)構(gòu)可以在六個(gè)自由度上使騎車的人運(yùn)動(dòng)(在三個(gè)彼此正交的方向(x，y，z)中平動(dòng)和繞這些軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)(水平轉(zhuǎn)動(dòng)、垂直轉(zhuǎn)動(dòng)和滾動(dòng)))。該實(shí)施例中的沖震機(jī)構(gòu)可以和本發(fā)明其它的實(shí)施例一樣，包括一個(gè)板，鍛煉腳踏車70安裝在板上，其中該板提供在六個(gè)自由度上的沖震動(dòng)作。
利用騎車過程中的沖震，可以使用鍛煉腳踏車70鍛煉身體的背、臀、骨盆、踝、膝和其它部位的神經(jīng)肌肉控制，這可以模擬在顛簸道路上的騎車過程?？梢蕴峁┛刂破?7來控制對(duì)沖震機(jī)構(gòu)72的操作。
現(xiàn)在參考圖8，它描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造和操作的鍛煉腳踏器80。鍛煉腳踏器80可以包括一個(gè)控制器82，它改變鍛煉腳踏器80的踏板84所提供的阻力?？刂破?2還可以改變踏板84的角度，如圖8中箭頭所示，產(chǎn)生外翻和倒置。這里的控制器82也可以在六個(gè)自由度中使踏板84運(yùn)動(dòng)(在三個(gè)彼此正交的方向(x，y，z)中平動(dòng)和繞這些軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)(水平轉(zhuǎn)動(dòng)、垂直轉(zhuǎn)動(dòng)和滾動(dòng)))。
現(xiàn)在參考圖9，它描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造和操作的滑雪機(jī)90?；C(jī)90可以包括一個(gè)控制器92，它改變滑雪機(jī)90的滑雪臺(tái)94所提供的阻力?？刂破?2還可以改變滑雪臺(tái)94的角度，例如如圖9中箭頭所示，產(chǎn)生外翻和倒置。這里的控制器92可以在六個(gè)自由度中使得滑雪臺(tái)94運(yùn)動(dòng)(在三個(gè)彼此正交的方向(x，y，z)中平動(dòng)和繞這些軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)(水平轉(zhuǎn)動(dòng)、垂直轉(zhuǎn)動(dòng)和滾動(dòng)))。
一些鍛煉專家已經(jīng)注意到現(xiàn)有技術(shù)的鍛煉設(shè)備中的幾個(gè)缺點(diǎn)。例如，固定的鍛煉腳踏車只能鍛煉相對(duì)較少量的肌肉，遍及相當(dāng)有限的運(yùn)動(dòng)范圍。越野滑雪裝置比固定的腳踏車能夠鍛煉多一些的肌肉，但是，該裝置使得用戶的腳基本進(jìn)行水平的拖曳運(yùn)動(dòng)，這會(huì)限制所鍛煉的一些肌肉的運(yùn)動(dòng)范圍。爬樓梯裝置比固定的腳踏車能夠鍛煉更多的肌肉，但是，上下運(yùn)動(dòng)的有限范圍不可能在較大的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)鍛煉腿部肌肉。
考慮到這些問題，已經(jīng)研制出橢圓鍛煉機(jī)，它模擬自然的行走和跑步條件，并且在較大的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)鍛煉大量的肌肉。該機(jī)器提供腿部肌肉可變的、柔軟協(xié)調(diào)的橢圓運(yùn)動(dòng)。在美國(guó)專利5,848,954中描述了現(xiàn)有技術(shù)中許多種橢圓鍛煉機(jī)中的一個(gè)例子。
現(xiàn)在參考圖10，它描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造和操作的橢圓鍛煉機(jī)100。為了方便，示出的橢圓鍛煉機(jī)100的一些元件與美國(guó)專利5,848,954中的一些元件類似，但是值得強(qiáng)調(diào)地是本發(fā)明不限于該結(jié)構(gòu)。不管怎樣，本發(fā)明的本體感受特征沒有出現(xiàn)在美國(guó)專利5,848,954或任何其它現(xiàn)有技術(shù)中。
橢圓鍛煉機(jī)100可以包括一個(gè)支架102和可運(yùn)動(dòng)地安裝在支架102上的連接組件104。連接組件104通常可以相對(duì)于支架102運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方式使得飛輪106的轉(zhuǎn)動(dòng)與受力件或“滑動(dòng)裝置”108的橢圓運(yùn)動(dòng)相連接。支架102可以包括基底110、前面的支柱或直立件112和后面的支柱或直立件114。
應(yīng)該注意術(shù)語(yǔ)“橢圓運(yùn)動(dòng)”是在廣義上對(duì)運(yùn)動(dòng)的封閉路徑的一種描述，它具有相對(duì)較長(zhǎng)的第一軸線和相對(duì)較短的第二軸線(垂直于第一軸線延伸)。還應(yīng)該注意在示出的實(shí)施例中，關(guān)于縱軸存在左右對(duì)稱，并且“右手”部件相對(duì)于“左手”部件異相180°。但是，用類似的參考標(biāo)號(hào)表示橢圓鍛煉機(jī)100上的“右手”部件和“左手”部件，并且當(dāng)只參考機(jī)器一側(cè)上的一個(gè)或多個(gè)部件時(shí)，應(yīng)該理解相應(yīng)的部件放置在機(jī)器的相對(duì)側(cè)。
前面的支柱112可以從基底110垂直向上延伸并且支撐伸縮管或柱116。一對(duì)把手118可以在樞軸119處可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到柱116上。把手118可以具有握緊部分120。顯示裝置122可以放置在柱116上?；瑒?dòng)裝置108可以在軌道124上滑動(dòng)。用戶可以把他/她的腳放在滑動(dòng)裝置108的腳接觸表面126上。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，橢圓鍛煉機(jī)100可以包括一個(gè)或多個(gè)與軌道124的前支撐件132和/或后支撐件134連接的沖震機(jī)構(gòu)130。沖震機(jī)構(gòu)130可以振動(dòng)、擺動(dòng)、顛簸和做出其它攪亂橢圓鍛煉機(jī)100的用戶平衡的動(dòng)作。沖震機(jī)構(gòu)130可以在六個(gè)自由度上使用戶運(yùn)動(dòng)(在三個(gè)彼此正交的方向(x，y，z)中平動(dòng)和繞三個(gè)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)(水平轉(zhuǎn)動(dòng)、垂直轉(zhuǎn)動(dòng)和滾動(dòng)))。可以提供控制器136來控制對(duì)沖震機(jī)構(gòu)130的操作。
現(xiàn)在參考圖11，它描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造和操作的劃船機(jī)150。劃船機(jī)150可以包括軌道152，軌道152上可滑動(dòng)地安裝著座椅154。軌道152可以具有后支撐件155。軌道152可以從安裝在前面的拉緊滾筒156處延伸，拉緊滾筒156可以安裝在前支撐件157上。繩索158可以繞在拉緊滾筒156上。繩索158可以設(shè)有把手159。腳凳160可以安裝在軌道152上。
用戶(未示出)可以坐在座椅154上，把腳放在腳凳160上，抓緊把手159，從拉緊滾筒156向外并且向劃船機(jī)150的后面拉繩索158。這種運(yùn)動(dòng)模擬在小船中的劃槳?jiǎng)幼?。在劃船運(yùn)動(dòng)中座椅154可以在軌道152上前后滑動(dòng)。拉緊滾筒156抵抗繩索158上的拉力作用，從而鍛煉了劃船中使用的肌肉。可以調(diào)節(jié)拉緊滾筒156的牽力以適合想要的鍛煉水平?？梢蕴峁┛刂破?62來改變拉緊滾筒156提供的阻力。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，劃船機(jī)150可以包括一個(gè)或多個(gè)與軌道152的前支撐件157和/或后支撐件155或座椅154連接的沖震機(jī)構(gòu)164。沖震機(jī)構(gòu)164可以振動(dòng)、擺動(dòng)、顛簸和做出其它攪亂劃船機(jī)150的用戶平衡的動(dòng)作。沖震機(jī)構(gòu)164可以在六個(gè)自由度上使用戶運(yùn)動(dòng)(在三個(gè)彼此正交的方向(x，y，z)中平動(dòng)和繞這些軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)(水平轉(zhuǎn)動(dòng)、垂直轉(zhuǎn)動(dòng)和滾動(dòng)))?？刂破?62可以控制對(duì)沖震機(jī)構(gòu)164的操作。
本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員應(yīng)該理解本發(fā)明不限于上面給出的特殊描述。相反本發(fā)明的范圍包括上面描述的特征以及本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員在閱讀前述描述后能夠做出的但沒有出現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)中的改進(jìn)和變化的組合、子組合。
權(quán)利要求
1.一種鍛煉設(shè)備，包括一個(gè)適于在其上支撐用戶腳的腳接觸表面；一個(gè)適于在鍛煉計(jì)劃的過程中移動(dòng)所述的腳接觸表面的致動(dòng)器；和一個(gè)操作用來攪亂所述的腳接觸表面上的用戶的平衡的沖震機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的鍛煉設(shè)備，其中所述的沖震機(jī)構(gòu)操作用來在六個(gè)自由度上使用戶運(yùn)動(dòng)，包括在三個(gè)彼此正交方向上的平動(dòng)和繞這些軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的鍛煉設(shè)備，進(jìn)一步包括一個(gè)適于控制所述的沖震機(jī)構(gòu)的操作的控制器。
4.如權(quán)利要求1所述的鍛煉設(shè)備，其中所述的腳接觸表面繞一對(duì)彼此分開的滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)并且由此形成一個(gè)踏車，并且所述的沖震機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)從所述的腳接觸表面向上伸出的隆起。
5.如權(quán)利要求4所述的鍛煉設(shè)備，進(jìn)一步包括多個(gè)所述的隆起，其中至少兩個(gè)所述的隆起具有不同的結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求4所述的鍛煉設(shè)備，進(jìn)一步包括多個(gè)所述的隆起，其中至少兩個(gè)所述的隆起具有可變的結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求4所述的鍛煉設(shè)備，進(jìn)一步包括多個(gè)所述的隆起，其中至少兩個(gè)所述的隆起具有不同的材料性質(zhì)。
8.如權(quán)利要求4所述的鍛煉設(shè)備，其中所述的至少一個(gè)隆起包括一個(gè)可膨脹元件。
9.如權(quán)利要求8所述的鍛煉設(shè)備，進(jìn)一步包括一個(gè)適于控制所述的至少一個(gè)隆起的膨脹和縮小的控制器。
10.如權(quán)利要求4所述的鍛煉設(shè)備，其中所述的至少一個(gè)隆起至少可以進(jìn)行平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)中的一種。
11.如權(quán)利要求1所述的鍛煉設(shè)備，其中所述的腳接觸表面是踏板的一部分，踏板形成了鍛煉腳踏車，并且其中所述的沖震機(jī)構(gòu)至少連接所述的鍛煉腳踏車的前軸、后支撐件或座椅中的一個(gè)。
12.如權(quán)利要求1所述的鍛煉設(shè)備，其中所述的腳接觸表面構(gòu)成了鍛煉腳踏器的一部分，鍛煉腳踏器包括踏板和一個(gè)操作用來改變所述的踏板所提供的阻力的控制器。
13.如權(quán)利要求12所述的鍛煉設(shè)備，其中所述的控制器改變所述的踏板的角度。
14.如權(quán)利要求1所述的鍛煉設(shè)備，其中所述的腳接觸表面構(gòu)成了滑雪機(jī)的一部分，滑雪機(jī)包括滑雪臺(tái)和一個(gè)操作用來改變所述的滑雪臺(tái)所提供的阻力的控制器。
15.如權(quán)利要求14所述的鍛煉設(shè)備，其中所述的控制器改變所述的滑雪臺(tái)的角度。
16.如權(quán)利要求1所述的鍛煉設(shè)備，其中所述的腳接觸表面構(gòu)成了橢圓鍛煉機(jī)的一部分。
17.如權(quán)利要求1所述的鍛煉設(shè)備，其中所述的腳接觸表面構(gòu)成了劃船機(jī)的一部分。
18.一種方法，包括進(jìn)行本體感受鍛煉，包括在平動(dòng)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)克服破壞平衡的力。
19.一種方法，包括在鍛煉機(jī)上進(jìn)行鍛煉，鍛煉機(jī)最初沒有破壞平衡的力，并且在所述的鍛煉機(jī)上鍛煉時(shí)有意施加破壞平衡的力。
全文摘要
描述了本體感受或肌肉運(yùn)動(dòng)知覺的鍛煉方法和設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，描述了一種本體感受踏車，它包括一個(gè)繞一對(duì)彼此分開的滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的腳接觸運(yùn)行表面，運(yùn)行表面包括至少一個(gè)從運(yùn)行表面向上伸出的隆起。還描述了本體感受鍛煉表面、鍛煉腳踏車、腳踏器、滑雪機(jī)、劃船機(jī)和橢圓鍛煉機(jī)。
文檔編號(hào)A61H3/00GK1674850SQ03819774
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2003年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月19日
發(fā)明者阿維·埃爾瓦斯, 阿米特·莫爾 申請(qǐng)人:阿維·埃爾瓦斯, 阿米特·莫爾