TW200843814A - Interactive exercise balance trainer - Google Patents

Description

200843814 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 /、本發明係有關—種運動訓練n，尤指-種可供訓練平 衡感之互動式平衡運動訓練器。 5【先前技術】 平衡訓練器發展至今已有多年歷史，典型之前案如us —M72:m料利案，其提供-平板供錢者站立其上， 且平板藉由彈性凸面與地面接觸，據以進行平衡训練，另 外又如US — 7,112,168號專利案之技術特徵則在於提供— 1〇平板，該平板與底座間藉由連結組件結合，使用者可ς, 平板上進行不同方向的扭動，以達到平衡訓練效果。、μ 上惟’上述傳統的平衡運動器材，其運動模式上較為單 調’無法偵測使用者平衡等級並依據使用者平衡能敕 難，，且器材本身無法提供使用者及時的訊息回饋及互= 15式訓練。 勒 【發明内容】 本發明之主要目的，在於提供—種互動式平衡 練為’讓使用者站立其上時，藉由進行互動式訓練: 2。使用者平衡狀態等級，並可根據使用者等級，自動調敕:則 合使用者等級的阻力難度，俾供使用者容易上手。σ ι適 本發明之另一目的，則在於提供一種互動式平衡 訓練器，其能隨著使用者平衡能力提升，運動模式也合， 鬲平衡難度，藉此達成逐步提升使用者之平衡能力。曰提 200843814 緣以達成前述之目的，本發明包括以下特徵： 一基座； 一樞擺件，係樞設於該基座上而可為趣擺運動； 一擺幅感測裝置，其包含有一訊號感測元件，用以减 5測遠柩擺件之柩擺幅度’並傳送出一訊號；

一中央控制單元，用以接收該擺幅感測裝置傳來之訊 號，並利用主程式進行比對訊號與程式目標值，並發出一 指令； X 一阻力調整裝置，係執行該中央控制單元傳來之指令 ，以5周整该柩擺件框擺幅度之阻力，該阻力調整裝置呈有 一以上之阻尼件，另設有一位置感測元件，用以回饋訊號 回該中央控制單元； 一顯示單元，用以接收該中央控制單元處裡後之訊號 ’並轉換成可閱讀資訊顯示於外部以供使用者閱讀。 15 再者，本發明更進一步利用該擺幅感測裝置感測該樞 才症件的擺動情形，並將所感測之訊號傳送給該中央控制單 凡，藉由該中央控制單元内含之主程式比對擺幅訊號與程 式目標值，確認使用者是否已達成預設目標，該中央控制 單兀並可偵測使用者達成目標之反應時間長短，判定是否 2〇凋整目刖系統阻力難度以符合使用者平衡等級，並於確認 凋整難度等級後，輸出一指令給該阻力調整裝置，以調整 阻尼件施予該樞擺件之擺動阻力，接著，該阻力調整裝置 亚利用一位置感測元件檢知並將訊號回饋至該中央控制單 兀，該中央控制單元並可透過一顯示單元，顯示目標及機 5 200843814 二:：供使用者進行平衡調整，藉此，達到增進使用者平 衡能力之目的。 為使審查委員對於本發明之結構、特徵及功效有更進 :步的瞭解與認同，發明人特將本發明最佳之實施例及相 5關圖不詳細揭露如下，以利審查委員進行審查作業。 【實施方式】 、首先睛審查委員參考第一至三圖所示，係本發明互動 式平衡運動訓練器之第—較佳實施例，其包括：一基座6 八有底座61，於該底座61 一側設有一容納座02，用 以容納-阻力調整裝置4(詳細組成，容後再敛），該容納座 6—2之兩相對侧向分別設有—開口 63,另—側向則固設有一 定位組件6Α，一承載座64，係設置於該容納座62相對側 '有立柱641 ’於該立柱641水平橫向設有一穿孔6411 係14及谷納座62之定位組件6Α同軸，—樞擺件7，概 呈一長方框體，其一長側框中央橫設一通孔71，另一長側 框中央固設-定位組件6Β，其係樞設於該基座6之承載座 ^上，藉該定位組件6Α穿過通孔71及定位組件6Β穿過 穿孔6411 ,而將該樞擺件7樞設定位於該承載座料上並可 20相對該承載座64為相對翹擺運動； 一擺幅感測裝置丨，係設置於該樞擺件7之框體一侧， ^包含有一訊號感測元件1A，用以感測該樞擺件7之樞擺 中田度或稱魅擺仰角，並傳送訊號給中央控制單元 该中央控制單元2，其可接收該訊號感測元件1A所檢 6 200843814 知之訊號，並利用内部之主程式22進行比對擺幅訊號與目 標設定單元221之設定目標值。 該阻力調整裝置4，係執行該中央控制單元2之指令， 以調整該樞擺件7樞擺幅度之阻力並回饋訊號回該中央控 5制單元2，其具有一第一線性制動器本體4B1及一傳動件 4B2，該傳動件4B2係螺設於該第一線性制動器本體 之導螺桿4Β3上，可相對該第一線性制動器本體4B1進行 上下垂直方向位移，二阻尼件4A係透過該開口 63設置於 该傳動件4B2兩側並個別以一端與該傳動件4B2連結，該 各阻尼件4A另端則與該樞擺件7相對側方樞接，藉此該二 阻尼件4A可隨該於該傳動件4B2同步上下位移，本實施 例中，該阻尼件4A係為一油壓緩衝器（亦可利用氣壓缸或 者是彈簧等具相同緩衝效果之構件等效替換），藉此當該傳 動件4B2進行上下位移即可調整各該阻尼件施力之力臂長 I5短，改變各該阻尼件4A施予對該樞擺件7兩端之不同^ 阻力。 部 一顯不單元3，以本實施例而言係設於該容納座上 方(但不因此受限設置位置），係用以接收中央控制單元 來之訊號，並轉換成可_之:#訊而顯轉外部以 2〇者辨識進行平衡訓練。 "κ 繼續請參閱第三圖及第四圖所示，該中央控制單—2 係傳送訊息至一顯示單元3,且該顯示單元3利 = 光^件以區分出一目標顯示區3卜一平衡時間顯示區‘ 一貧訊顯不區33及一等級顯示區34，其中，目標顯示區 7 200843814 31更包含一擺幅位置顯示區311及一程式目標顯示區312 :該中央控制單元2，其係包括一訊號接收單元21、一主 程式22及一訊號輸出單元23 ;其中，該訊號接收單元21 係接收該擺幅訊號裝置1之訊號，並傳送樞擺件7之位置 5 貨訊至該主程式22 ;該主程式22更包含^一目標設定單元 221及一目標判定單元222，其中，該目標設定單元221係 供使用者藉由一手動輸入按鍵5進行手動設定或由該主程 式22内定值自動設定目標值，如樞擺件7的柩擺目標位置 或目標平衡時間；該目標判定單元222係比對該目標設定 ίο單元221之目標值與該訊號接收單元21之訊號，進行判斷 使用者是否達成目標。若該使用者達成目標，則該目標設 定單元221再重新設定下一個目標值。 該主程式22係利用該訊號輸出單元23,傳送訊號至該 顯示單元3 ;該顯示單元3係可以圖型、數字或燈號進行顯 I5示目標，提供使用者操作時參考。於本實施例中，擺幅訊 號裝置1訊號係顯示於擺幅位置顯示區311，而目標設定單 元221訊號係顯示於程式目標顯示區312 (目標位置）及目 標平衡時間顯示區32 (平衡時間）。 其中，該主程式22更包括一等級判定單元223。該等 2〇級判定單元223，於本實施例中，其係該主程式22將使用 者於該樞擺件上達成目標的反應時間，與該等級判定單元 223之程式設定值（例如：5秒）作比較，以作為是否維持 、調升或調降平衡運動難易度（阻力調整）依據。其中， 達成目標反應時間，係可為使用者每完成五個目標的平均 8 200843814 完成時間。 判定ί二用者達成目標的反應時間較該等級 j疋早兀23内之設定值短時，_升使用者難度等級； 反之，則調降使用者㈣度等級；^與狀值範圍相符時 ，則維持原難易度。 __ 士若該等級判定單元223判定需調升或調降平衡難 時，該主程式22會輸出控制齡至該阻力調 ς 阻力調整裝置4係執行該絲式22之指令，進行 = 们讀触力，私輕錢麵料衡的難易程^ 其中，雜力輕裝置4，时-位置朗元件 圖）’其係回軸整减至該巾央控制單元2，俾供顯示於 該顯示單元3之等級顯示區34上，以供使用者參考·、、、。、不； 15 20 再者，该主程式22更包括一運動時間判定單元U4， 其係比對使用者運動時間與魅程式22内定總運 ’ 鐘L並 =間達到内定值時，判定_ 練運動凡成。於本貫施例中，使用時間係顯示於資訊顯示 區 33 。 * 、 請參閱第五圖，係擺幅感測裝置丄之詳細 進一步說明的是，該擺幅感測裝置1包括—傳動裝置圖B更 一訊號感測元件1A。其中，該傳動裝置1B更勺1人 及 齒輪1B1及一傳動齒輪1B2 ;該固定齒輪1Βι^ = 一固定 接件1C鎖固於容納座62之定位組件6八上，：係由一螺 1Β2同軸設於訊號感測元件1Α之側方，並受^動齒輪 傳動。當使用者踏動樞擺件7時，即樞搾疋齒輪1B1 龜件7相對於定位 9 200843814 組件6A旋動-角度，此時，傳動齒輪m2係嗜合於固定 齒輪1B1 ’亚因樞擺件7擺動崎轉。訊號制元件ia， 受傳動齒輪1B2帶動，產生訊號變化，並將變化訊號傳送 至中央控制單元2 ’俾供檢知使用者擺動樞擺件7之角度位 置。於本實施例中，該訊號感測元件1A，係為一等電位器 立請繼續參閱第六圖所示，係阻力調整裝置4之動作示 意圖’其中’該阻力調整裝置4係包括一以上之阻尼件从 、一位，組件4B。其中’該位移組件4B係包括一第一線 ^制動本體4B卜-螺設於該第—線性制動器本體仙 =桿4B3上=傳動件4B2。於本實施例中，該阻力調整 15 二1:置固定於該容納座62之線性制動器本體 動傳動件4B2，進行垂直方向上或下移動。該柩擺件 7兩^刀別與各該阻尼件4八之一端相框接，且各該阻 A於另端則與該傳動件他成樞設狀，於本實施例中，該 緩衝器(亦可利糊紅或者綱 效果之元件等效替換)，其藉由該傳動件4B2 進仃上下师㈣聰讀㈣#4ΑΜ__#7Λ 端:倾阻力（阻科餘下移，力臂練^件命大兩） 元件4C置於第-線性制動器^體 内部（如弟七圖所示）。 圖：第人圖所7^係本發明之踏板調整裝置9示音 Sr Γο1 亥踏板調整裝置9包含第二線性制動器从及: 件9B，該第二線性制動器9A -端係樞設於該樞擺 20 200843814 件7上’另端則樞設於該滑動組件9b上。該滑動組件9b 其上固設二踏板9C，供使用者站立其上。且該滑動組件9B 係滑行於該樞擺件7附設之一執道7A上。 因此，由於該踏板調整裝置9之滑動組件9B，係可由 第二線性制線器9A驅動，並藉由二以上之移動輪9β1滑 移於該樞擺件7之各該滑執7A間，進而改變踏板9c相對 於基座6上之定位組件6A的位置，以増加使用者進行衡 訓練時的困難度。 請參閱第九圖所示，係本發明增添一握把組件8之使 用動作示意圖。錄把組件8,固設於基座6上。該握把組 ^係包含二餘8A、二彈性伸魏8b以及二握把固定 以C ;各該彈性伸縮繩8B，係一端固設於該握把内， ^ —端則固設於該握把固定架8C内，俾供使用者握持，以 違到辅助平衡運動的效果。 15 20 之4m閱r圖a至第十四圖b所示，係本發明 位擺幅位置齡區3u魅擺件7之仰角 角开置=示意圖。於本實施例中，程式目標顯示區312 (三 分為5個程式目標位置燈號（目標數量不受限 二樞擺件7往右仰起時，擺幅位置顯示=二=:看 擺幅位置燈號亮起，後隨著；上方之 —圖A至ΪΠ 置燈號相對亮起（第十 弟十四圖Α鮮十1Β至第十，β)，供使 11 200843814 用者檢視樞擺件7的踩踏角度。 以上所述實施例之揭示係用以說明本發明，並非用以 限制本發明，故舉凡數值之變更或等效元件之置換仍應隸 屬本發明之範_。 經由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本發明 的確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，爰提出專 利申請。 12 200843814 【圖式簡單說明】 第一圖係本發明互動式平衡運動訓練器之外觀圖。 第二圖係本發明互動式平衡運動訓練器之組合分解圖 〇 5 第三圖係本發明互動式平衡運動訓練器之控制系統流 程圖。 第四圖係本發明互動式平衡運動訓練器之顯示單元示 意圖。 第五圖係本發明之擺幅感測裝置之詳細分解圖。 10 第六圖係本發明之阻力調整裝置之動作示意圖。 第七圖係本發明第六圖之局部放大示意圖。 第八圖係本發明之踏板調整裝置之分解示意圖。 第九圖係本發明增添一握把之使用動作示意圖。 第十圖A至第十四圖B係本發明之顯示單元與樞擺件 15 之仰角位置互動示意圖。 13 200843814 【主要元件符號說明】 擺幅感測裝置1 訊號感測元件1A 傳動裝置1B 固定齒輪1B1 傳動齒輪1B2 螺接件1C 5 中央控制單元2 訊號接收單元21 主程式22 目標設定單元221 目標判定單元222 等級判定單元223 運動時間判定單元224 訊號輸出單元23 顯示單元3 目標顯示區31 10 擺幅位置顯示區311 程式目標顯示區312 平衡時間顯示區32 資訊顯示區33 等級顯示區34 阻力調整裝置4 阻尼件4A 位移組件4B 第一線性制動器本體4B1 傳動件4B2 15 位置感測元件4C 輸入按鍵5 基座6 定位組件6A 樞擺件7 滑執7A 握把組件8 握把8A 彈性伸縮繩8B 握把固定架8C 20 踏板調整裝置9 第二線性制動器9A 滑動組件9B 踏板9C 移動輪9B1 14

Claims (1)

1. 200843814 十、申請專利範圍： 1 . 一種互動式平衡運動訓練器，其係包括：__A座· -樞擺件，係樞設於該基座上而可為相對樞擺運土動； -擺幅感測裝置，其包含有—訊號感測元件，用以感 測該樞擺件之樞擺幅度，並傳送一訊號； 〜 -中央控制單元，用以接收該訊號感測元件之訊號， 並利用該中央控中央㈣單元制單元之主程式進行比^訊 5虎與程式目標值； -阻力調整裝置’係提供該樞擺件樞擺之阻力調整， 並有一位置感測元件，回饋訊號至該中央控制單元· 10 —齡單元，健_巾央控鮮元處理後之㈣， 顯示目標及機台資訊。 2 ·依申請專郷圍第i項所述之互動式平衡運動訓練 益’其中’該擺幅感測裝置係包含一傳動裝置，將樞擺件 之擺動幅度傳送至-訊號感測元件上，俾利用感應相對旋 15 轉而輸出一訊號。 w 3依申，月專利範圍第i項所述之互動式平衡運動訓練 為’其中’該中央控制單元係包括有一訊號接收單元、一 主程式及-訊號輸出單元；其中，該訊號接收單元係接收 該訊號感測元件之訊號，並傳送樞擺件樞擺位置之資訊至 20 2主程式；魅程式係包含—目標設定單元及—目標判定 ^兀’其2該目標設定單元係供使用者手動設定或由該主 程式之内定值自動設定目標值，如樞擺件於樞擺時之目標 ，置及維持平衡咖；該目標狀單元絲對該目標設定 單元之目標值與該訊號接收單元訊號，判斷使用者是否達 15 200843814 成目標；若使用者達成目標，該目標設定單元再重新設定 下一個目標值，該主程式係利用該訊號輸出單元將使用者 於該樞擺件上的平衡狀態及該主程式内定的目標值之相關 資訊，傳送至該顯示單元。 5 4 ·依申請專利範圍第1項所述之互動式平衡運動訓練 态之中央控制單元，其中，該主程式更包括一等級判定單 元’其係該主程式將使用者於樞擺件上達成目標的反應時 間’與該等級判定單元之設定值作比較，以作為是否維持 、調升或調降平衡運動難易度依據，若該等級判定單元判 10定需調升或調降平衡難易度時，該主程式會輸出控制指令 至該阻力調整裝置；該阻力調整裝置係執行該主程式之指 令，改變樞擺件之旋轉阻力，藉以調整使用難易程度。 5 ·依申請專利範圍第丨項所述之互動式平衡運動訓練 為，其中，该阻力調整裝置係包括一以上之阻尼件，用以 15提供該樞擺件擺晃時的阻力；一位移組件，係連結該阻尼 件，用以調整該阻尼件施予樞擺件之阻力大小；位置感測 元件係裝設於該位移組件上，感測並回饋訊號至中央控制 單元。 ό·依申請專利範圍第丨項所述之互動式平衡運動訓 20為’其中’该顯示單元係包含一目標顯示區、一平衡日卞' 顯示區及一等級顯示區，該目標顯示區更包含一擺巾5位 顯示區及一程式目標顯示區。 田置 7 ·依申請專利範圍第6項所述之互動式平衡運動“ 器，其中，擺幅位置顯示區，係供顯示樞擺件之押曰°川練 他晃位置 16 200843814 ;該程式目標顯示區，係顯示程式目標供使用者進行平衡 訓練；該等級顯示區，係顯示樞擺件的阻力難度。 運動的效果 8 ·依申請專利範圍第1項所述之互動式平衡運動訓練 裔，其中，更包括一握把組件，其中，該握把組件固設於 基座上，忒握把組件包含二握把、二以上的彈性伸縮 ^握把固定架，·該彈性伸縮繩係—端固設於握把内、，另一 端固设於她m轉内，俾供使帛者麟，制辅助平衡 端係樞設於 上’該滑動組件 9·依申請專利範圍第丨項所述之 器，其中’更包括一踏板調整裝置，該踏 —線性制動器及—滑動組件，該線性制_衣置^ 附設之軌道上，藉由調整該=1 该樞擺件上，另―端則樞設於該滑動組件 17