JP2014068659A - Exercise assisting device - Google Patents

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孝夫 後藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exercise assisting device which assists enough muscle contraction motion at legs of a user and allows the user to enjoy a large exercise effect without damaging knee joints.SOLUTION: The exercise assisting device includes: a foot placing part 16 on which a user places his soles; a weight state detection part 27 for detecting weights of the user acting upon the foot placing part 16; a target setting unit 30 for setting a target value related to loads on knee joints, while the user placing his soles on the foot placing part 16 bends and stretches his knees; a calculation unit 32 for calculating a current value related to loads on knee joints on the basis of the detection result of the weight state detection part 27, while the user placing his soles on the foot placing part 16 bends and stretches his knees; and a display 15, an example of a guide part, for guiding a motion state of bending and stretching of knees by the user in a direction, so that the current value approaches the target value.

Description

本発明は、膝関節への負荷低減を図った膝屈伸運動を促す運動補助装置に関する。   The present invention relates to an exercise assisting device that promotes knee flexion and extension exercises that reduce the load on the knee joint.

従来から、使用者が足裏を載せた足置き部に作用する荷重の検出結果に基づき、使用者の脚部に筋収縮運動を生じさせるための補助動作を行う運動補助装置が知られている(例えば、特許文献1)。すなわち、この運動補助装置では、足置き部に足裏を載せた使用者の臀部を足置き部の後ろ側に立設した支柱体により支持した状態において、使用者の膝関節が一定角度に保たれるようにして支柱体と足置き部を連動させることにより、使用者の脚部に荷重の変化を通じて筋収縮運動が生じるようにしている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an exercise assisting device that performs an assisting operation for causing a muscle contraction motion on a user's leg based on a detection result of a load acting on a footrest on which the user places the sole is known. (For example, patent document 1). That is, in this exercise assisting device, the knee joint of the user is maintained at a constant angle in a state where the user's buttocks with the sole placed on the footrest is supported by a support body standing on the back side of the footrest. The strut body and the footrest portion are interlocked with each other so that a muscle contraction movement is generated in the leg portion of the user through a change in load.

特開2006−34640号公報JP 2006-34640 A

ところで、従来の運動補助装置では、使用者の膝関節が一定角度に保たれたままであるため、その運動補助装置の使用途中に膝を曲げる膝屈伸運動が行われることはなかった。したがって、補助動作によって使用者の脚部に筋収縮運動を生じさせるとはいうものの、膝屈伸運動を伴う場合に比較すると、その運動効果は小さなものであった。その一方で、膝屈伸運動を行った場合には、大きな運動効果が期待できるものの、一般に膝屈伸運動は膝関節にせん断力を作用させるものであるため、場合によっては膝関節を痛めてしまう虞があった。   By the way, in the conventional exercise assisting device, the knee joint of the user is kept at a constant angle, and thus the knee flexion / extension exercise for bending the knee is not performed during the use of the exercise assisting device. Therefore, although a muscle contraction motion is generated in the user's leg by the assisting operation, the motion effect is small as compared with the case accompanied by the knee flexion and extension motion. On the other hand, when the knee flexion / extension exercise is performed, a great exercise effect can be expected. However, the knee flexion / extension exercise generally applies a shearing force to the knee joint, which may damage the knee joint in some cases. was there.

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものである。その目的は、使用者に膝関節を痛めさせることなく十分な筋収縮運動を脚部に生じさせて、大きな運動効果を享受させることができる運動補助装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances. An object of the present invention is to provide an exercise assisting device that allows a user to enjoy a sufficient exercise effect by causing sufficient muscle contraction exercise in the leg without causing the user to hurt the knee joint.

上記課題を解決する運動補助装置は、使用者が足裏を載せる足置き部と、当該足置き部に作用する使用者の荷重態様を検出する荷重態様検出部と、前記足置き部に足裏を載せた使用者が膝屈伸運動した場合の膝関節への負荷に関係する数値の目標値を設定する目標設定部と、前記足置き部に足裏を載せた使用者が膝屈伸運動した場合における前記膝関節への負荷に関係する数値の現在値を前記荷重態様検出部の検出結果に基づいて演算する演算部と、前記使用者による膝屈伸運動の運動態様を前記現在値が前記目標値に近づく方向へ変化するように誘導する誘導部とを備える。   An exercise assisting device that solves the above problems includes a footrest portion on which a user puts a sole, a load state detection portion that detects a load state of the user acting on the footrest portion, and a sole on the footrest portion. A target setting unit that sets the target value of the numerical value related to the load on the knee joint when the user who puts the knee bends and extends, and the user who puts the sole on the footrest part performs the knee flexion and extension exercise A calculation unit that calculates a current value of a numerical value related to the load on the knee joint in accordance with a detection result of the load mode detection unit, and a movement mode of knee flexion and extension exercise by the user, wherein the current value is the target value And a guide unit that guides the robot so as to change in a direction approaching.

上記運動補助装置において、前記荷重態様検出部は、前記足置き部に足裏を載せた使用者を基準にした場合の少なくとも前後方向に作用する荷重を検出することが好ましい。
上記運動補助装置において、前記荷重態様検出部は、前記足置き部に対する前記荷重の加重中心である荷重中心位置と、当該荷重中心位置を基準として前後方向を含む少なくとも2つの座標軸方向において作用する荷重の大きさを検出することが好ましい。
In the exercise assistance apparatus, it is preferable that the load mode detection unit detects a load acting at least in the front-rear direction when a user who puts a sole on the footrest is used as a reference.
In the above-mentioned exercise assistance device, the load mode detection unit is a load center position that is a load center of the load with respect to the footrest and a load that acts in at least two coordinate axis directions including a front-rear direction with reference to the load center position. It is preferable to detect the size of.

上記運動補助装置においては、前記足置き部に足裏を載せた使用者の姿勢を検出する姿勢検出部を更に備え、前記演算部は、前記荷重態様検出部の検出結果と前記姿勢検出部の検出結果とに基づいて、前記膝関節への負荷に関係する数値の現在値として、膝屈伸運動した場合に前記膝関節に作用するせん断力を演算することが好ましい。   The exercise assisting apparatus further includes a posture detection unit that detects a posture of a user who puts a sole on the footrest unit, and the calculation unit includes a detection result of the load mode detection unit and the posture detection unit. Based on the detection result, it is preferable to calculate a shear force acting on the knee joint when the knee flexion and extension exercise as the current value of the numerical value related to the load on the knee joint.

上記運動補助装置において、前記誘導部は、前記目標値に対応した表示内容と対比するように前記現在値に対応した表示内容を表示可能な表示装置であることが好ましい。
上記運動補助装置において、前記表示装置は、前記足置き部に足裏を載せた使用者が膝屈伸運動しているときの姿勢の変化態様を表示することが好ましい。
In the exercise assistance device, it is preferable that the guide unit is a display device capable of displaying display content corresponding to the current value so as to be compared with display content corresponding to the target value.
In the exercise assisting device, it is preferable that the display device displays a posture change mode when a user who puts a sole on the footrest is performing knee flexion and extension exercise.

上記運動補助装置において、前記誘導部は、使用者の脚部に対して前記現在値が前記目標値に近づく方向への筋収縮運動を生じさせる力を外部から助勢する機能を有したアシスト部であることが好ましい。   In the exercise assisting apparatus, the guide unit is an assist unit having a function of assisting a force that causes a muscle contraction motion in a direction in which the current value approaches the target value with respect to a user's leg from the outside. Preferably there is.

上記運動補助装置において、前記アシスト部は、使用者の脚部において膝屈伸運動に関係する筋肉に対して電気的な刺激を与える機能を有することが好ましい。
上記運動補助装置において、前記アシスト部は、足置き部を使用者の重心が移動するように傾動させる機能を有することが好ましい。
In the exercise assisting apparatus, it is preferable that the assist unit has a function of applying electrical stimulation to muscles related to knee flexion and extension exercise in the leg portion of the user.
In the exercise assisting device, the assist unit preferably has a function of tilting the footrest so that the center of gravity of the user moves.

上記運動補助装置において、前記足置き部は、着脱交換が可能であることが好ましい。
上記運動補助装置において、前記足置き部には、足裏の土踏まずに対応した形状の隆起部を有する足裏用当接部材が取着されていることが好ましい。
In the exercise assisting device, it is preferable that the footrest can be attached and detached.
In the exercise assisting device, it is preferable that a contact member for a sole having a raised portion having a shape corresponding to the arch of the sole is attached to the footrest portion.

上記運動補助装置において、前記足置き部には、使用者の足裏の前後方向への移動を規制するように前記足裏の一部と係合可能な凸部が設けられていることが好ましい。
上記運動補助装置において、前記凸部には、前記足置き部に足裏を載せた使用者を基準にした場合の少なくとも前後方向に作用する荷重を検出可能な荷重センサが設けられていることが好ましい。
In the exercise assisting device, the footrest portion is preferably provided with a convex portion that can be engaged with a part of the sole so as to restrict movement of the sole of the user in the front-rear direction. .
In the exercise assisting device, the convex portion may be provided with a load sensor capable of detecting a load acting at least in the front-rear direction when a user who puts a sole on the footrest is used as a reference. preferable.

上記運動補助装置においては、前記足置き部に足裏を載せた使用者が膝屈伸運動する場合に、前方へ伸ばした手で把持可能な手摺りを備えていることが好ましい。
上記運動補助装置における前記手摺りにおいて使用者が膝屈伸運動をする際に把持する部位には、その部位を把持しつつ前記足置き部に足裏を載せた使用者を基準にした場合の少なくとも前後方向に作用する荷重を検出可能な荷重センサが設けられていることが好ましい。
The exercise assisting apparatus preferably includes a handrail that can be gripped with a hand extended forward when a user who puts his sole on the footrest portion performs knee flexion and extension exercise.
The part to be gripped when the user performs knee flexion / extension movement in the handrail in the exercise assisting device is at least when the user who holds the part and places the sole on the footrest is used as a reference It is preferable that a load sensor capable of detecting a load acting in the front-rear direction is provided.

上記の運動補助装置によれば、使用者に、膝関節への負荷の低減を図った膝屈伸運動をさせることが可能であるので、膝関節を痛めさせることなく、十分な筋収縮運動を脚部に生じさせて、大きな運動効果を享受させることができる。   According to the above exercise assisting device, it is possible to allow the user to perform knee flexion / extension exercise to reduce the load on the knee joint, so that sufficient muscle contraction exercise can be performed without damaging the knee joint. It can be produced in the part and enjoy a great exercise effect.

第1実施形態の運動補助装置の使用態様を示す概略側面図。The schematic side view which shows the usage condition of the exercise assistance apparatus of 1st Embodiment. 右足置き部の一部を省略した足置き部の平面図。The top view of the footrest part which abbreviate | omitted a part of right footrest part. 図2における3−3線矢視の概略側面図。FIG. 3 is a schematic side view taken along line 3-3 in FIG. 2. 第1実施形態の運動補助装置における電気的構成のブロック図。The block diagram of the electrical constitution in the exercise assistance device of a 1st embodiment. 目標設定用画面が表示された画面図であり、(a)は数値指定用の画面図、(b)はクリック指定用の画面図、(c)はドラッグ指定用の画面図。It is the screen figure on which the screen for target setting was displayed, (a) is a screen figure for numerical designation, (b) is a screen figure for click designation, (c) is a screen figure for drag designation. 使用者の脚部のリンクモデルを示す概略図。Schematic which shows the link model of a user's leg part. 使用者の姿勢をモデル化したスティックピクチャが表示された画面図。The screen figure on which the stick picture which modeled the posture of the user was displayed. 第2実施形態の運動補助装置における電気的構成のブロック図。The block diagram of the electric constitution in the exercise assistance device of a 2nd embodiment. 運動時のアシスト方向を荷重中心位置の移動により示す説明図。Explanatory drawing which shows the assist direction at the time of an exercise | movement by the movement of a load center position. 同じく運動時のアシスト方向を荷重中心位置の移動で示す説明図。Explanatory drawing which similarly shows the assist direction at the time of exercise | movement by the movement of a load center position. (a)〜(d)は運動時のアシスト方向を荷重ベクトルで示す説明図。(A)-(d) is explanatory drawing which shows the assist direction at the time of an exercise | movement with a load vector. 運動時のアシスト方向を目標せん断力と現在せん断力の差で示す説明図。Explanatory drawing which shows the assist direction at the time of exercise | movement with the difference of a target shear force and the present shear force. 第3実施形態の運動補助装置における足置き部の概略斜視図。The schematic perspective view of the footrest part in the exercise assistance apparatus of 3rd Embodiment. 第4実施形態の運動補助装置における足置き部の概略斜視図。The schematic perspective view of the footrest part in the exercise assistance apparatus of 4th Embodiment. (a)は第5実施形態の運動補助装置における表示装置の画面図、(b)はその運動補助装置における足置き部の概略側面図。(A) is a screen figure of the display apparatus in the exercise assistance apparatus of 5th Embodiment, (b) is a schematic side view of the footrest part in the exercise assistance apparatus. (a)〜(c)は第6実施形態の運動補助装置の表示装置の画面図。(A)-(c) is a screen figure of the display apparatus of the exercise assistance apparatus of 6th Embodiment. (a)(b)は第7実施形態の運動補助装置の表示装置の画面図。(A) (b) is a screen figure of the display apparatus of the exercise assistance apparatus of 7th Embodiment. 第8実施形態の運動補助装置における足置き部の概略側面図。The schematic side view of the footrest part in the exercise assistance apparatus of 8th Embodiment. 第8実施形態の変形例における手すり部の概略斜視図。The schematic perspective view of the handrail part in the modification of 8th Embodiment. 第8実施形態の更なる変形例における足置き部の概略斜視図。The schematic perspective view of the footrest part in the further modification of 8th Embodiment. (a)〜(c)は第9実施形態の運動補助装置の表示装置の画面図。(A)-(c) is a screen figure of the display apparatus of the exercise assistance apparatus of 9th Embodiment.

(第1実施形態)
以下、運動補助装置の第1実施形態を図面に従って説明する。
なお、以下の説明において「方向」を示す場合は、特にことわらない限り図1における足置き部に足裏を載置した使用者を基準とした場合の「前後方向」「左右方向」「上下方向」をいうものとする。
(First embodiment)
Hereinafter, 1st Embodiment of an exercise assistance apparatus is described according to drawing.
In the following description, when “direction” is indicated, “front-rear direction”, “left-right direction”, “up-down direction” based on the user who places the sole on the footrest in FIG. 1 unless otherwise specified. Direction ".

図1に示すように、本実施形態の運動補助装置11は、床面F上などに設置される基台12を備えている。基台12は、平面視略矩形状をなすものであり、その前端部には左右一対の支柱13が立設されている。そして、両支柱13の上端間には運動補助装置11の使用者Mが必要に応じて手で把持可能な手摺り14が左右方向へ延びるように架設されている。また、両支柱13の上端間において手摺り14よりも前方で且つ上方側となる位置には、液晶画面等からなる表示画面15a(図7参照)を有する表示装置15が設けられている。さらに、基台12上において支柱13よりも後方側となる位置には、この運動補助装置11の使用者Mが足裏を載せるための足置き部16が設けられている。   As shown in FIG. 1, the exercise assisting apparatus 11 according to the present embodiment includes a base 12 installed on the floor surface F or the like. The base 12 has a substantially rectangular shape in plan view, and a pair of left and right support columns 13 are erected at the front end portion thereof. A handrail 14 that can be gripped by the user M of the exercise assisting device 11 by hand as needed extends between the upper ends of both supports 13. Further, a display device 15 having a display screen 15a (see FIG. 7) made of a liquid crystal screen or the like is provided at a position in front of and above the handrail 14 between the upper ends of both columns 13. Further, a footrest 16 for the user M of the exercise assisting device 11 to place the sole of the foot is provided on the base 12 at a position behind the support 13.

図2に示すように、足置き部16は使用者Mの左足LFが載せられる左足置き部16Lと使用者Mの右足RFが載せられる右足置き部16Rとを備えている。なお、左足置き部16Lと右足置き部16Rとは左右対称である点を除けば同一の構成であるため、以下では左足置き部16Lについて具体的な構成を説明し、右足置き部16Rについては、その一部の図示を省略するとともに、表示した部分に対し左足置き部16Lの場合と同一符号を付すことにして、重複説明を省略する。   As shown in FIG. 2, the footrest 16 includes a left footrest 16L on which the left foot LF of the user M is placed and a right footrest 16R on which the right foot RF of the user M is placed. Since the left footrest 16L and the right footrest 16R have the same configuration except that they are bilaterally symmetrical, a specific configuration of the left footrest 16L will be described below, and for the right footrest 16R, A part of the illustration is omitted, and the displayed part is denoted by the same reference numeral as that of the left footrest portion 16L, and the duplicate description is omitted.

図2及び図3に示すように、左足置き部16Lは、その上面が足裏載置面17aとされる前後方向に長い矩形板状の足置き台17を備えている。また、足裏載置面17aにおいて足の指部分が載置される面部位の左右両側となる箇所には、複数(本実施形態では左右各4つずつ)のねじ穴18a〜18dが前後方向に一定間隔をおいて並ぶように形成されている。そして、足裏載置面17a上において、ねじ穴18a〜18dが形成された領域と前後方向で対応する位置には、左右方向に長い矩形板状の足指載置板19が取り付けられている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the left footrest portion 16L includes a rectangular plate-like footrest base 17 that is long in the front-rear direction and whose upper surface is a foot sole placement surface 17a. In addition, a plurality of screw holes 18a to 18d (four each on the left and right in the present embodiment) are provided in the front and rear direction at locations on the left and right sides of the surface portion where the toe portion is placed on the sole placement surface 17a. Are arranged at regular intervals. On the sole placement surface 17a, a rectangular plate-like toe placement plate 19 that is long in the left-right direction is attached to a position corresponding to the region in which the screw holes 18a to 18d are formed in the front-rear direction. .

足指載置板19における長手方向(この場合、左右方向)の両端部には、足置き台17の足裏載置面17aに形成された4つのねじ穴18a〜18dのうち1つおきに位置する2つのねじ穴(例えば、ねじ穴18aとねじ穴18c)と位置的に対応する複数(本実施形態では左右各2つ)のねじ挿通孔20a,20bが形成されている。そして、各ねじ挿通孔20a,20bが各々対応する各ねじ穴(例えば、ねじ穴18aとねじ穴18c)に位置合わせされた状態で、足指載置板19は、各ねじ挿通孔20a,20bに挿通されたねじ部材21が各々対応するねじ穴18a,18cに螺合することによって足置き台17上に固定されている。   At both ends of the toe mounting plate 19 in the longitudinal direction (in this case, the left-right direction), every other one of the four screw holes 18a to 18d formed on the foot mounting surface 17a of the footrest 17 is provided. A plurality of screw insertion holes 20a and 20b (two each on the left and right in the present embodiment) corresponding to the positions of two screw holes (for example, screw hole 18a and screw hole 18c) are formed. The toe mounting plate 19 is positioned in the screw insertion holes 20a and 20b in a state where the screw insertion holes 20a and 20b are aligned with the corresponding screw holes (for example, the screw hole 18a and the screw hole 18c). The screw members 21 inserted through are respectively fixed to the footrests 17 by being screwed into the corresponding screw holes 18a and 18c.

図2及び図3に示すように、足指載置板19において足置き台17上に載せられた足裏の足指と前後方向で対応する位置には、少なくとも1つ(本実施形態では左右方向に並ぶ4つ)の凸部22が突設されている。凸部22は、その縦断面形状が例えば半円形状など上方に向けて凸形状となる立体形状をなし、使用者Mの足裏の一部である足指部分に対して下側から食い込むように係合可能である。   As shown in FIGS. 2 and 3, at least one position (in the present embodiment, left and right) corresponds to the toes of the sole placed on the footrest 17 on the footrest plate 19 in the front-rear direction. Four convex portions 22 arranged in the direction are projected. The convex portion 22 has a three-dimensional shape in which the longitudinal cross-sectional shape is convex upward, for example, a semicircular shape, and bites into the toe portion that is a part of the sole of the user M from below. Can be engaged.

また、足置き台17の足裏載置面17a上において、使用者Mの足裏の土踏まずの部分と対応する部位には、土踏まずに対応した形状の隆起部23aを有する足裏用当接部材23が取着されている。なお、足裏用当接部材23は足裏載置面17aに対して剥離可能な構成とされ、足置き台17の足裏載置面17a上における取着位置を、使用者Mの足裏の大きさに合わせて適宜に変更可能である。   In addition, on the foot placement surface 17a of the footrest 17, a foot contact member having a raised portion 23a having a shape corresponding to the arch at a portion corresponding to the arch portion of the foot of the user M. 23 is attached. The sole contact member 23 is configured to be peelable from the sole placement surface 17a, and the attachment position of the footrest 17 on the sole placement surface 17a is set to the sole of the user M. It can be appropriately changed according to the size of the.

さらに、図2及び図3に示すように、足置き台17における下面側の四隅には、例えば歪みゲージ、ロードセル、圧力計などからなる荷重センサ24a〜24dが、足置き台17と基台12との間に介在するように配設されている。具体的には、足置き台17における左前の隅角部に荷重センサ24a、右前の隅角部に荷重センサ24b、左後の隅角部に荷重センサ24c、右後の隅角部に荷重センサ24dが配置されている。そして、これらの荷重センサ24a〜24dにより、運動補助装置11を使用するために足置き部16に足裏を載置させた使用者Mの荷重が、荷重センサ24a〜24dの配設位置ごとに検出され、各検出信号が運動補助装置11のマイクロコンピュータ等からなる制御装置25(図4参照)に向けて出力される。   Further, as shown in FIGS. 2 and 3, load sensors 24 a to 24 d including, for example, strain gauges, load cells, pressure gauges, and the like are provided at the four corners on the lower surface side of the footrest 17. Between the two. Specifically, a load sensor 24a is provided at the left front corner of the footrest 17, a load sensor 24b is provided at the right front corner, a load sensor 24c is provided at the left rear corner, and a load sensor is provided at the right rear corner. 24d is arranged. And by these load sensors 24a-24d, the load of the user M who placed the sole on the footrest 16 in order to use the exercise assisting device 11 is different for each arrangement position of the load sensors 24a-24d. Each detection signal is detected and output to a control device 25 (see FIG. 4) composed of a microcomputer or the like of the exercise assisting device 11.

次に運動補助装置11における制御装置25の電気的構成について図4を参照して説明する。
図4に示すように、運動補助装置11の制御装置25は装置全体の稼働状態を制御する制御部26を備えている。制御部26の入力側には足置き部16に足裏を載置した使用者Mにおける荷重の態様を検出する荷重態様検出部27が接続され、その荷重態様検出部27には右足用と左足用の荷重センサ24a〜24dが接続されている。そして、荷重態様検出部27は、各荷重センサ24a〜24dから入力される検出信号に基づいて使用者Mの荷重態様を検出し、その検出結果を制御部26に出力する。
Next, the electrical configuration of the control device 25 in the exercise assisting device 11 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 4, the control device 25 of the exercise assisting device 11 includes a control unit 26 that controls the operating state of the entire device. Connected to the input side of the control unit 26 is a load mode detection unit 27 that detects a load mode of the user M who puts the sole on the footrest unit 16. The load mode detection unit 27 includes a right foot and a left foot. Load sensors 24a to 24d are connected. Then, the load mode detection unit 27 detects the load mode of the user M based on the detection signals input from the load sensors 24 a to 24 d and outputs the detection result to the control unit 26.

なお、荷重態様検出部27では、足置き部16に足裏を載置した状態で膝屈伸運動を行う使用者Mにおける、例えば足置き部16に対する荷重の加重中心である荷重中心位置及びその変化や足置き部16側からの反力の方向及び大きさ等を荷重態様として検出する。すなわち、左側に位置する荷重センサ24a,24cから出力された検出信号に基づく荷重と右側に位置する荷重センサ24b,24dから出力された検出信号に基づく荷重との比較により、左右方向での荷重の位置変化及びその荷重の大きさなどが荷重態様として検出される。同様に、前側に位置する荷重センサ24a,24bから出力された検出信号に基づく荷重と後側に位置する荷重センサ24c,24dから出力された検出信号に基づく荷重との比較により、前後方向での荷重の位置変化及びその荷重の大きさなどが荷重態様として検出される。   Note that, in the load mode detection unit 27, for example, a load center position that is a load center of a load on the footrest portion 16 and a change thereof in the user M who performs the knee flexion and extension motion with the sole placed on the footrest portion 16. And the direction and magnitude of the reaction force from the footrest 16 side are detected as the load mode. That is, by comparing the load based on the detection signals output from the load sensors 24a and 24c located on the left side and the load based on the detection signals output from the load sensors 24b and 24d located on the right side, A change in position and the magnitude of the load are detected as the load mode. Similarly, by comparing the load based on the detection signal output from the load sensors 24a and 24b located on the front side and the load based on the detection signal output from the load sensors 24c and 24d located on the rear side, A change in the position of the load and the magnitude of the load are detected as the load mode.

また、制御部26の入力側には使用者Mの姿勢を検出する姿勢検出部28が接続され、その姿勢検出部28には、使用者Mの膝屈伸運動時の姿勢を撮影し、その画像信号を出力するカメラ29が接続されている。そして、姿勢検出部28は、周期的にカメラ29から入力される画像信号に基づいて使用者Mの膝屈伸運動時における姿勢変化状態から膝関節角度や膝関節位置を検出し、その検出結果を制御部26に出力する。   In addition, a posture detection unit 28 that detects the posture of the user M is connected to the input side of the control unit 26, and the posture detection unit 28 photographs the posture of the user M during knee flexion and extension, and the image thereof. A camera 29 that outputs a signal is connected. Then, the posture detection unit 28 detects the knee joint angle and the knee joint position from the posture change state during the knee flexion and extension exercise of the user M based on the image signal periodically input from the camera 29, and the detection result is obtained. Output to the control unit 26.

また、制御部26には、足置き部16に足裏を載置した使用者Mが膝屈伸運動した場合における膝関節への負荷に関係する数値の目標値(以下、「負荷目標値」と略称する場合もある。)を設定するための目標設定部30が接続されている。すなわち、目標設定部30は、表示装置15の表示画面15a上に表示される目標設定用画面を用い、使用者Mに負荷目標値の設定をさせる。具体的には、例えば膝屈伸運動時における足置き部16への荷重中心位置として目標となる位置(以下、「目標荷重中心位置」という。)や、足置き部16側から反力を作用させる目標方向及びその大きさ等に関する情報値を、負荷目標値として設定させる。そして、そのように設定された内容を制御部26に出力する。   Further, the control unit 26 has a numerical target value (hereinafter referred to as “load target value”) related to the load on the knee joint when the user M with the sole placed on the footrest 16 performs flexion and extension exercises. The target setting unit 30 is set for setting “.”. That is, the target setting unit 30 causes the user M to set a load target value using a target setting screen displayed on the display screen 15a of the display device 15. Specifically, for example, a target position (hereinafter referred to as “target load center position”) as a load center position to the footrest portion 16 during knee flexion / extension exercise or a reaction force is applied from the footrest portion 16 side. An information value related to the target direction and its size is set as the load target value. Then, the contents set as such are output to the control unit 26.

図5(a)〜(c)に示すように、目標設定用画面には複数種類の画面があり、使用者Mは各画面のうちから所望の画面を選択して使用可能である。例えば図5(a)に示す画面は数値指定による目標設定用画面であり、負荷目標値が目標荷重中心位置の情報値である場合、そのX座標値入力部40とY座標値入力部41が表示される。そして、この場合、使用者Mは、運動補助装置11で膝屈伸運動を開始する前に、足置き台17の足裏載置面17aに沿うXY座標平面上において、膝屈伸運動時の目標荷重中心位置が所定のXY基準位置からX軸方向(左右方向)及びY軸方向(前後方向)に離間しているべき目標距離に対応した数値情報を各入力部40,41に入力する。   As shown in FIGS. 5A to 5C, the target setting screen includes a plurality of types of screens, and the user M can select and use a desired screen among the screens. For example, the screen shown in FIG. 5A is a target setting screen by numerical designation. When the load target value is an information value of the target load center position, the X coordinate value input unit 40 and the Y coordinate value input unit 41 are Is displayed. In this case, the user M, on the XY coordinate plane along the sole placement surface 17a of the footrest 17 before starting the knee flexion / extension exercise by the exercise assisting device 11, is a target load at the time of the knee flexion / extension exercise. Numerical information corresponding to a target distance whose center position should be separated from a predetermined XY reference position in the X-axis direction (left-right direction) and the Y-axis direction (front-back direction) is input to the input units 40 and 41.

また、図5(b)に示す画面はクリック指定による目標設定用画面であり、同図に示すように表示画面15a内には足裏画像FGと共に矢印形状のポインタ42が表示される。そして、この場合、使用者Mは、運動補助装置11で膝屈伸運動を開始する前に、足裏画像FG上における膝屈伸運動時の目標荷重中心位置とするべき箇所にポインタ42を位置させた状態でクリック操作することにより、そのクリック操作した位置を目標荷重中心位置MJPとして表示画面15a上に設定する。   Further, the screen shown in FIG. 5B is a target setting screen by clicking designation, and an arrow-shaped pointer 42 is displayed in the display screen 15a together with the sole image FG as shown in FIG. In this case, before starting the knee flexion / extension exercise by the exercise assisting device 11, the user M positions the pointer 42 at a position to be the center position of the target load during the knee flexion / extension exercise on the sole image FG. By clicking in the state, the clicked position is set on the display screen 15a as the target load center position MJP.

また、図5(c)に示す画面はドラッグ指定による目標設定用画面であり、同図に示すように表示画面15a内には脚部画像LGが足裏載置面17a及び反力の始点となる荷重中心位置JPと共に表示される。そして、この場合、使用者Mは、運動補助装置11で膝屈伸運動を開始する前に、表示画面15a上における荷重中心位置JPから脚部に対して反力を作用させる際の目標となる方向及びその大きさを表す荷重ベクトルVをドラッグ操作により負荷目標値として設定する。   Further, the screen shown in FIG. 5C is a target setting screen by drag designation. As shown in FIG. 5, the leg image LG is displayed on the foot placement surface 17a and the reaction force start point in the display screen 15a. Is displayed together with the load center position JP. In this case, before the user M starts the knee flexion and extension exercise with the exercise assisting device 11, the direction to be a target when the reaction force is applied to the leg from the load center position JP on the display screen 15a. And a load vector V representing the magnitude thereof is set as a load target value by a drag operation.

図4に戻り、また制御部26には、この運動補助装置11の制御プログラムを記憶するとともに各種の演算結果を一時的に記憶可能な記憶部31が接続されている。すなわち、制御部26は、記憶部31から読み出した制御プログラムに基づいて運動補助装置11の稼働状態を制御するとともに、その制御過程において演算された各種の演算結果を記憶部31に対して書き込み及び読み出し可能とされている。   Returning to FIG. 4, the control unit 26 is connected to a storage unit 31 that stores the control program of the exercise assisting device 11 and can temporarily store various calculation results. That is, the control unit 26 controls the operation state of the exercise assisting device 11 based on the control program read from the storage unit 31 and writes various calculation results calculated in the control process to the storage unit 31. Readable.

また、制御部26には、制御部26からの制御指令に基づいて各種の演算を行う演算部32が接続されている。すなわち、この演算部32では、足置き部16に足裏を載置した使用者Mが膝屈伸運動した場合における膝関節への負荷に関係する数値の現在値(以下、「負荷現在値」と略称する場合もある。)が、荷重態様検出部27の検出結果に基づいて演算される。なお、本実施形態における負荷現在値としては、膝関節に作用するせん断力の数値情報が最終的に求められる。但し、目標設定部30により設定された負荷目標値との対比の関係で、その時点での現在荷重中心位置GJP(例えば図9参照)のXY座標軸での数値情報や、荷重中心位置JPを始点とする現在荷重ベクトルGV(例えば図11参照)の大きさ等を示す数値情報が、負荷現在値として求められることもある。   The control unit 26 is connected to a calculation unit 32 that performs various calculations based on control commands from the control unit 26. That is, in the calculation unit 32, a current value (hereinafter referred to as “load current value”) related to the load on the knee joint when the user M who puts the sole on the footrest 16 performs knee flexion and extension exercises. May be abbreviated.) Is calculated based on the detection result of the load mode detection unit 27. As the current load value in the present embodiment, numerical information on the shear force acting on the knee joint is finally obtained. However, numerical information on the XY coordinate axes of the current load center position GJP (see, for example, FIG. 9) at the time and the load center position JP are the starting points based on the comparison with the load target value set by the target setting unit 30. The numerical information indicating the magnitude of the current load vector GV (see, for example, FIG. 11) and the like may be obtained as the current load value.

また、図6に示すように、本実施形態の場合、演算部32は、使用者Mの脚部をリンクモデルRmでモデル化し、こうしたリンクモデルRmを用いることにより膝関節に作用するせん断力を求めている。なお、図6に示したリンクモデルRmは、使用者Mの脚部を足部と下腿部と大腿部との3本のリンクL1,L2,L3を用いてモデル化したものであり、このリンクモデルRmを用いることによって、下腿部(頸骨)を示すリンクL2に対する垂直方向の関節間力である膝せん断力FSが求められる。すなわち、足置き台17の足裏載置面17a(水平面と仮定する)に対するリンクL2の傾斜角度θと、膝関節に作用する関節間力の−Y方向の成分L_F3yと、膝関節に作用する関節間力の−Z方向成分L_F3zとを含む所定の演算式を用いて膝せん断力FSは算出される。   Further, as shown in FIG. 6, in the case of the present embodiment, the calculation unit 32 models the leg of the user M with a link model Rm, and uses the link model Rm to generate a shear force acting on the knee joint. Looking for. The link model Rm shown in FIG. 6 is obtained by modeling the leg of the user M using three links L1, L2, and L3 of the foot, the lower leg, and the thigh. By using this link model Rm, a knee shearing force FS that is an inter-articular force perpendicular to the link L2 indicating the lower leg (tibial bone) is obtained. That is, the inclination angle θ of the link L2 with respect to the foot placement surface 17a (assumed to be a horizontal plane) of the footrest 17 and the −Y direction component L_F3y of the joint force acting on the knee joint and the knee joint act. The knee shear force FS is calculated using a predetermined arithmetic expression including the -Z direction component L_F3z of the inter-joint force.

再び図4に戻り、制御部26の出力側には手摺り14の位置に設けられた表示装置15が制御部26との間で各種の情報を通信可能に接続されている。すなわち、表示装置15は、制御部26からの制御指令に基づいて既述したように目標設定部30が負荷目標値を設定するための目標設定用画面を表示画面15a上に表示するとともに、荷重態様検出部27の検出結果や演算部32の演算結果などを表示する。したがって、表示装置15は、その表示内容を使用者Mに視認させることにより、使用者Mによる膝屈伸運動時における運動態様の変化を誘導可能である。すなわち、表示装置15は以下のような表示内容を通じて使用者Mに膝屈伸運動における運動態様の変化を促す。   Referring back to FIG. 4, the display device 15 provided at the position of the handrail 14 is connected to the output side of the control unit 26 so that various types of information can be communicated with the control unit 26. That is, the display device 15 displays the target setting screen for the target setting unit 30 to set the load target value on the display screen 15a as described above based on the control command from the control unit 26, and the load The detection result of the aspect detection unit 27 and the calculation result of the calculation unit 32 are displayed. Therefore, the display device 15 can guide the change of the movement mode during the knee flexion and extension exercise by the user M by making the display content visually recognized by the user M. That is, the display device 15 prompts the user M to change the motion mode in the knee flexion and extension exercise through the following display contents.

図7に示すように、表示装置15の表示画面15a上には、運動補助装置11で使用者Mが膝屈伸運動をしているときに、その使用者Mの姿勢が膝関節に対する負荷に関係する数値の目標値と現在値との対比が可能な状態で表示される。すなわち、図7に示す表示例では、膝屈伸運動により膝を折曲げた使用者Mの姿勢をモデル化して示すスティックピクチャSPが膝角度の目標値を示す目標ラインMLと共に表示される。そして、膝屈伸運動時に膝に作用する膝せん断力に関して、目標設定部30により設定された負荷目標値と対応する目標せん断力MSと、荷重態様検出部27の検出結果に基づき演算部32が演算して求めた現在せん断力GSとが、両せん断力MS,GSの大きさを対比可能な矢印の並列表記態様にて示される。   As shown in FIG. 7, on the display screen 15 a of the display device 15, when the user M is performing knee flexion and extension exercises with the exercise assisting device 11, the posture of the user M is related to the load on the knee joint. The target value of the numerical value to be displayed is displayed in a state where the current value can be compared. That is, in the display example shown in FIG. 7, a stick picture SP showing a model of the posture of the user M who has bent the knee by knee flexion / extension exercise is displayed together with the target line ML indicating the target value of the knee angle. The calculation unit 32 calculates the knee shear force acting on the knee during the knee flexion / extension exercise based on the target shear force MS corresponding to the load target value set by the target setting unit 30 and the detection result of the load mode detection unit 27. The current shearing force GS obtained in this way is shown in a parallel notation of arrows capable of comparing the magnitudes of both shearing forces MS and GS.

なお、この表示内容において、目標せん断力MSは、足置き部16に足裏を載置した使用者Mが膝屈伸運動した場合における膝関節への負荷に関係する数値の目標値に相当する一方、現在せん断力GSは、同じく使用者Mが膝屈伸運動した場合における膝関節への負荷に関係する数値の現在値に相当する。そして、こうした目標せん断力MSと現在せん断力GSとの対比表示を見ながら膝屈伸運動を行うことで、使用者Mは現在せん断力GSが目標せん断力MSに近づく方向へ膝屈伸運動の運動態様を変化させることが可能となる。   In this display content, the target shear force MS corresponds to a target value that is a numerical value related to the load on the knee joint when the user M placing the sole on the footrest 16 performs flexion and extension exercises. The current shear force GS corresponds to the current value of the numerical value related to the load on the knee joint when the user M exercises flexion and extension of the knee. Then, by performing the knee flexion / extension exercise while viewing the comparison display between the target shear force MS and the current shear force GS, the user M moves the knee flexion / extension exercise in a direction in which the current shear force GS approaches the target shear force MS. Can be changed.

この点で、表示装置15は、その表示内容を使用者Mに視認させることにより、使用者Mにおける膝屈伸運動の運動態様を現在せん断力GS(現在値)が目標せん断力MS(目標値)に近づくように誘導する誘導部として機能する。なお、この場合、制御部26は、表示装置15において使用者Mの膝屈伸運動しているときの姿勢の変化態様をスティックピクチャSPの動きにより表現させてもよい。   In this regard, the display device 15 causes the user M to visually recognize the display content, so that the current shear force GS (current value) is the target shear force MS (target value). It functions as a guide part that guides the user to approach In this case, the control unit 26 may cause the posture of the display device 15 to change when the user M is performing knee flexion / extension exercise by the movement of the stick picture SP.

次に、上記のように構成された第1実施形態の運動補助装置11の作用を説明する。
さて、この運動補助装置11を使用する場合、使用者Mは、先ず足置き部16上に足を載せる。すなわち、左足置き部16L上に左足LFを載せるとともに、右足置き部16R上に右足RFを載せ、足置き部16に対して自重つまり荷重を作用させる。そして、図示しない電源スイッチをオン操作して運動補助装置11を稼働状態にする。
Next, the operation of the exercise assistance device 11 of the first embodiment configured as described above will be described.
Now, when using this exercise assistance apparatus 11, the user M puts a foot | leg on the footrest part 16 first. That is, the left foot LF is placed on the left foot rest portion 16L, and the right foot RF is placed on the right foot rest portion 16R, so that its own weight, that is, a load acts on the foot rest portion 16. Then, a power switch (not shown) is turned on to bring the exercise assisting device 11 into an operating state.

すると、制御装置25の制御により表示装置15の表示画面15a上に目標設定用画面が表示される。すなわち、図5(a)〜(c)に示す各目標設定用画面のうち何れか1つの画面が表示される。その結果、使用者Mは、この運動補助装置11を使用しての膝屈伸運動を開始するにあたり、例えば理学療法士等の専門家により当該使用者M用に予め設定された膝関節への負荷に関係する数値の目標値(負荷目標値)の入力設定が可能となる。そして、使用者M(又はそのとき付き添っているトレーナー等)により目標設定用画面から負荷目標値の入力設定がされると、その負荷目標値が記憶部31に一旦記憶される。   Then, the target setting screen is displayed on the display screen 15 a of the display device 15 under the control of the control device 25. In other words, any one of the target setting screens shown in FIGS. 5A to 5C is displayed. As a result, when the user M starts the knee flexion / extension exercise using the exercise assisting device 11, the load on the knee joint set in advance for the user M by a specialist such as a physical therapist, for example. It is possible to set the input of a numerical target value (load target value) related to. When the user M (or a trainer attending at that time) performs input setting of the load target value from the target setting screen, the load target value is temporarily stored in the storage unit 31.

そして次に、使用者Mは、図1に示すように左右両手で手摺り14を把持しつつ両腕を軽く伸ばし、さらに両脚の膝が軽く曲がるようにした姿勢を維持しながら、体重を後ろにかける。すると、使用者Mは、膝屈伸運動(所謂、スクワット運動)を開始する初期姿勢状態となり、その初期姿勢状態から体重を後ろにかけつつ膝屈伸運動を行うことが可能となる。なお、このとき、使用者Mは、足置き台17上に載置した足裏が膝屈伸運動の途中に前後方向に滑るなどして移動することが規制されるように、その足指部分を足指載置板19の凸部22に係合させる。   Next, as shown in FIG. 1, the user M holds the handrail 14 with both left and right hands, slightly stretches both arms, and further maintains the posture in which the knees of both legs are bent slightly, Call it. Then, the user M enters an initial posture state in which a knee flexion / extension exercise (so-called squat exercise) is started, and the knee flexion / extension exercise can be performed while applying weight from the initial posture state. At this time, the user M moves the toe portion so that the sole placed on the footrest 17 is restricted from moving in the front-rear direction during the knee flexion and extension movement. Engage with the convex portion 22 of the toe mounting plate 19.

ところで、運動補助装置11を使用する使用者Mの体格は様々であり、一般に、体格の大きい人は体格が小さい人より手足も長い場合が多い。そのため、手摺り14を把持した使用者Mの体格が大きい場合には、足置き台17(足置き部16)に対する足裏の位置も手が長い(具体的には腕が長い)分だけ、体格が小さい人の場合よりも後方に位置する。したがって、そのような場合には、足指載置板19の凸部22の位置も、同様に、後方に位置ずれしていることが望ましい。   By the way, the physique of the user M who uses the exercise assisting apparatus 11 is various, and generally a person with a large physique often has longer limbs than a person with a small physique. Therefore, when the physique of the user M holding the handrail 14 is large, the position of the sole with respect to the footrest 17 (footrest portion 16) is also long (specifically, the arm is long), It is located behind the case of a small physique. Therefore, in such a case, it is desirable that the position of the convex portion 22 of the toe mounting plate 19 is also shifted backward.

そこで、本実施形態の運動補助装置11では、足指載置板19の取付位置に関して図2及び図3に示す状態を体格が小さい人用に調整された状態としたとき、体格が大きい人用に調整する場合は、その状態からねじ部材21をねじ穴18a,18cから螺退させて足指載置板19が足置き台17上から一旦取り外される。そして、足指載置板19の各ねじ挿通孔20a,20bが各々対応するねじ穴を後方側に1つずつ位置ずれさせるように足指載置板19を移動させた状態で、新たに対応関係となったねじ穴(この場合は、ねじ穴18bとねじ穴18d)にねじ部材21を螺合させることによって、体格が大きい人用に足指載置板19の取付位置が調整される。   Therefore, in the exercise assistance device 11 of the present embodiment, when the state shown in FIG. 2 and FIG. 3 is adjusted for a person with a small physique with respect to the attachment position of the toe mounting plate 19, In this case, the screw member 21 is screwed out of the screw holes 18a and 18c from that state, and the toe mounting plate 19 is once removed from the footrest 17. Then, the toe mounting plate 19 is moved so that each screw insertion hole 20a, 20b of the toe mounting plate 19 shifts the corresponding screw hole one by one to the rear side. By screwing the screw member 21 into the screw hole (in this case, the screw hole 18b and the screw hole 18d), the mounting position of the toe mounting plate 19 is adjusted for a person with a large physique.

なお、足裏載置面17a上において足指載置板19の後方で土踏まずと対応する位置に取着されている足裏用当接部材23についても、足指載置板19の取付位置が調整された場合には、足裏載置面17a上から一旦剥離され、足指載置板19の取付位置の調整距離に合わせて、その取着位置が変更される。そして、以上のような使用者Mの体格に応じた位置調整が終了すると、使用者Mは、改めて足置き部16上に足裏を載せ、その後、図1に示す初期姿勢状態から膝屈伸運動を開始する。   It should be noted that the mounting position of the toe mounting plate 19 is also the same with respect to the contact member 23 for the sole mounted on the sole mounting surface 17a at a position corresponding to the arch behind the toe mounting plate 19. When adjusted, it is once peeled off from the foot placement surface 17a, and its attachment position is changed according to the adjustment distance of the attachment position of the toe placement plate 19. Then, when the position adjustment according to the physique of the user M as described above is completed, the user M puts the sole on the footrest 16 again, and then the knee flexion and extension exercise from the initial posture state shown in FIG. To start.

すると、足置き部16に設けられた前後左右の各荷重センサ24a〜24dにおいて、使用者Mの荷重が膝屈伸運動による姿勢変化に応じた変化を伴って検出される。そして、その検出結果である各荷重センサ24a〜24dにおける荷重検出信号が荷重態様検出部27に入力される。すると、膝屈伸運動中の使用者Mにおける前後方向及び左右方向での荷重の位置変化及びその荷重の大きさが、膝関節への負荷に関係する数値の現在値(負荷現在値)を演算するための荷重態様の情報値として、荷重態様検出部27により検出される。   Then, in each of the load sensors 24a to 24d on the front, rear, left and right provided in the footrest portion 16, the load of the user M is detected with a change corresponding to the posture change due to the knee flexion and extension exercise. Then, a load detection signal in each of the load sensors 24 a to 24 d as the detection result is input to the load mode detection unit 27. Then, the position change of the load in the front-rear direction and the left-right direction and the magnitude of the load in the user M during the knee flexion / extension exercise calculate a current value (current load value) related to the load on the knee joint. As an information value of the load mode for this purpose, the load mode detection unit 27 detects the load mode information value.

また、膝屈伸運動中の使用者Mの姿勢がカメラ29により周期的に撮影され、その画像信号が姿勢検出部28に入力される。すると、膝屈伸運動中の使用者Mにおける膝関節の関節角度や関節位置の変化状態が姿勢検出部28により検出される。そして、荷重態様検出部27の検出結果と姿勢検出部28の検出結果とに基づき、使用者Mが膝屈伸運動した場合における膝関節の負荷現在値として、この場合は、膝関節に作用するせん断力の数値情報である現在せん断力GSが演算部32により求められる。   Further, the posture of the user M during the knee flexion / extension exercise is periodically photographed by the camera 29, and the image signal is input to the posture detection unit 28. Then, the posture detection unit 28 detects the change state of the joint angle and the joint position of the knee joint in the user M during the knee flexion and extension exercise. Then, based on the detection result of the load mode detection unit 27 and the detection result of the posture detection unit 28, as the current load value of the knee joint when the user M performs knee flexion and extension exercise, in this case, the shear acting on the knee joint A current shearing force GS that is numerical information of the force is obtained by the calculation unit 32.

また、この場合において、記憶部31に一旦記憶させている負荷目標値が目標せん断力MSの値ではなく、目標荷重中心位置MJPの位置情報や荷重中心位置JPからの荷重ベクトルVの方向及び大きさ等を示す情報値であるときは、現在せん断力GSと対比させる目標せん断力MSの値が演算部32において演算される。例えば、荷重中心位置JPからの荷重ベクトルVの方向及び大きさ等を示す情報値と膝屈伸運動時における膝角度の目標値である目標ラインMLを示す情報値とに基づき目標せん断力MSの値が負荷目標値として演算部32において演算される。   In this case, the load target value temporarily stored in the storage unit 31 is not the value of the target shear force MS, but the position information of the target load center position MJP and the direction and magnitude of the load vector V from the load center position JP. In the case of the information value indicating the degree or the like, the value of the target shear force MS to be compared with the current shear force GS is calculated in the calculation unit 32. For example, the value of the target shear force MS based on the information value indicating the direction and magnitude of the load vector V from the load center position JP and the information value indicating the target line ML that is the target value of the knee angle during knee flexion and extension exercise. Is calculated by the calculation unit 32 as a load target value.

すると次に、そのように演算された負荷現在値(現在せん断力GS)と負荷目標値(目標せん断力MS)とに基づき、制御部26が表示装置15の表示内容を制御し、その表示画面15a上に図7に示すような表示内容を表示させる。一例として、図7の表示例は、現在の使用者Mの膝屈伸運動によれば、目標せん断力MSよりも現在せん断力GSの方が大きいこと、及び、膝屈伸運動での膝角度は目標ラインMLに至っていないことを表示している。   Then, based on the current load value (current shear force GS) and the load target value (target shear force MS) calculated as described above, the control unit 26 controls the display content of the display device 15 and displays the display screen. Display contents as shown in FIG. 7 are displayed on 15a. As an example, the display example of FIG. 7 shows that the current shear force GS is larger than the target shear force MS according to the current user's knee flexion / extension motion, and the knee angle in the knee flexion / extension motion is the target. It indicates that the line ML has not been reached.

そのため、この表示内容を視認することにより、使用者Mは、目標せん断力MSに現在せん断力GSを近づけるべく、体重をさらに後ろにかけるとともに、膝角度をさらに深く曲げる姿勢に、膝屈伸運動の運動態様を変化させようとする。つまり、表示装置15は、使用者Mに表示画面15aの表示内容を視認させることにより、現在せん断力GSが目標せん断力MSに近づく方向へ使用者Mが意識的に膝屈伸運動の運動態様を変化させるように、使用者Mを誘導する。そして、そのような誘導に従い、使用者Mは、現在せん断力GSが目標せん断力MSを上回らない範囲内で膝屈伸運動を行うことにより、膝関節への負荷の低減が図られた状態で、脚部の筋肉を十分に収縮運動させることが可能とされる。   Therefore, by visually recognizing this display content, the user M applies the weight further to the target shearing force MS to bring the current shearing force GS closer to the knee, and further flexes the knee angle so that the knee angle is bent deeper. Try to change the movement mode. That is, the display device 15 causes the user M to visually recognize the display content of the display screen 15a, so that the user M consciously changes the movement mode of the knee flexion and extension exercise in the direction in which the current shear force GS approaches the target shear force MS. The user M is guided to change. In accordance with such guidance, the user M performs a knee flexion and extension exercise within a range in which the current shear force GS does not exceed the target shear force MS, thereby reducing the load on the knee joint. It is possible to sufficiently contract the leg muscles.

上記第1実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)運動補助装置11を使用して膝屈伸運動を開始するにあたり、使用者Mは、膝屈伸運動した場合の膝関節への負荷に関係する数値に関し、目標設定部30により、膝関節を痛めない程度であって且つ運動効果が十分に得られる数値を目標値として予め設定することができる。そして、使用者Mが実際に膝屈伸運動した場合に検出された膝関節への負荷に関係する数値の現在値と予め設定された目標値との対比を示すことで、使用者Mの膝屈伸運動の運動態様を、現在値が目標値に近づく方向へ変化するように誘導できる。したがって、使用者Mは、表示装置(誘導部)15の表示(誘導)内容に従った膝屈伸運動をしている限り、膝関節への負荷低減を図った膝屈伸運動を行うことができ、膝関節を痛めることなく、大きな運動効果を享受することができる。
According to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When starting the knee flexion / extension exercise using the exercise assisting device 11, the user M uses the target setting unit 30 to determine the knee joint with respect to the numerical value related to the load on the knee joint when the knee flexion / extension exercise is performed. A numerical value that does not hurt and that provides a sufficient exercise effect can be set in advance as a target value. Then, by showing the comparison between the current value of the numerical value related to the load on the knee joint detected when the user M actually performs the knee flexion and extension motion, the knee flexion and extension of the user M is shown. The movement mode of the movement can be induced so that the current value changes in a direction approaching the target value. Therefore, as long as the user M is performing knee flexion / extension exercise according to the display (guidance) content of the display device (guidance unit) 15, the user M can perform knee flexion / extension exercise to reduce the load on the knee joint, A great exercise effect can be enjoyed without damaging the knee joint.

(2)足置き部16に足裏を載せた使用者Mが膝屈伸運動をした場合における前後方向及び左右方向での荷重の位置変化及びその荷重の大きさなどが荷重センサ24a〜24dからの検出信号に基づき荷重態様検出部27により検出される。したがって、使用者Mは膝屈伸運動中において負荷現在値を負荷目標値に近づけるために身体を動かす方向の選択幅が広がるので、所望する運動効果を容易に得ることができる。   (2) The load position change in the front-rear direction and the left-right direction and the magnitude of the load when the user M who puts his sole on the footrest 16 performs knee flexion / extension movement are determined from the load sensors 24a to 24d. Based on the detection signal, the load state detection unit 27 detects the load. Therefore, the user M can easily obtain a desired exercise effect because the selection range in the direction of moving the body in order to bring the current load value closer to the load target value during the knee flexion and extension exercise.

(3)特に、膝屈伸運動をした場合に膝が実際に移動する方向、すなわち膝にせん断力が作用する前後方向での荷重が荷重センサ24a〜24dからの検出信号に基づき検出されるので、膝屈伸運動した場合における膝関節への負荷に関係する数値の現在値を膝せん断力の考慮をして適正に演算することができる。   (3) In particular, when the knee is bent and extended, the load in the direction in which the knee actually moves, that is, the front-rear direction in which the shearing force acts on the knee is detected based on the detection signals from the load sensors 24a to 24d. The present value of the numerical value related to the load on the knee joint in the case of knee flexion / extension exercise can be appropriately calculated in consideration of the knee shearing force.

(4)膝屈伸運動時に荷重中心位置JPから脚部に対して作用する反力の荷重ベクトルVの方向や大きさを、膝屈伸運動した場合における膝関節への負荷に関係する数値として利用することもできる。したがって、使用者Mは負荷現在値を負荷目標値に近づけるために身体を動かす方向のみならず、その動きの大きさに関してまで、運動態様を変化させる選択幅が広がるので、この点でも所望する運動効果を容易に得ることができる。   (4) The direction and magnitude of the reaction force load vector V acting on the leg from the load center position JP during knee flexion / extension exercise is used as a numerical value related to the load on the knee joint when the knee flexion / extension exercise is performed. You can also. Accordingly, the user M has a wide range of choices for changing the movement mode not only in the direction of moving the body in order to bring the current load value closer to the load target value, but also in terms of the magnitude of the movement. The effect can be easily obtained.

(5)目標設定部30により設定される目標値を、膝関節に作用するせん断力を用いた設定にしておけば、使用者Mによる膝屈伸運動の運動態様を膝関節に作用するせん断力の大きさ変化に着目しながら、良好な運動効果が得られる方向へ使用者Mを容易に誘導することができる。   (5) If the target value set by the target setting unit 30 is set using the shearing force acting on the knee joint, the movement mode of the knee flexion and extension exercise by the user M is the shearing force acting on the knee joint. While paying attention to the size change, the user M can be easily guided in a direction in which a good exercise effect can be obtained.

(6)使用者Mは、膝屈伸運動を続けながら、目の前にある表示装置15の表示内容を見ながら、負荷現在値の表示内容が負荷目標値の表示内容となるように、自分の荷重中心位置や膝角度を変化させることにより、膝屈伸運動の運動態様を目標とする方向へ適正に調整することができる。   (6) While continuing the knee flexion and extension exercise, the user M sees the display content of the display device 15 in front of his eyes so that the display content of the current load value becomes the display content of the load target value. By changing the load center position and the knee angle, it is possible to appropriately adjust the movement mode of the knee flexion and extension movement in the target direction.

(7)表示装置15は、使用者Mが膝屈伸運動しているときの姿勢をスティックピクチャSPなどで表示画面15a上に動態表示して使用者Mにフィードバックするので、そのフィードバック内容に基づいて使用者Mは容易に膝屈伸運動の運動態様を目標値に近づく方向へ調整することができる。   (7) The display device 15 dynamically displays the posture when the user M is flexing and stretching on the display screen 15a with a stick picture SP or the like and feeds it back to the user M. Based on the feedback content The user M can easily adjust the movement mode of the knee flexion and extension movement in a direction approaching the target value.

(8)使用者Mは、膝屈伸運動をするときに、足裏の土踏まずの部分が足裏用当接部材23の隆起部23aにより上方へ押された支持状態となるので、位置がぶれない安定した姿勢で膝屈伸運動をすることができる。   (8) When the user M exercises knee flexion and extension, the position of the arch portion of the sole is supported by being pushed upward by the raised portion 23a of the contact member 23 for the sole, so that the position does not move. Knee flexion and extension can be performed with a stable posture.

(9)使用者Mは、膝屈伸運動をするときに、足裏の一部が凸部22と前後方向で係合するので、前後方向に足が滑ることを抑制され、安定した姿勢で膝屈伸運動をすることができる。   (9) When the user M performs knee flexion / extension exercise, a part of the sole engages with the convex portion 22 in the front-rear direction, so that the foot is prevented from slipping in the front-rear direction, and the knee M is in a stable posture. Can bend and stretch.

(10)使用者Mは、膝屈伸運動をするときに、手摺り14を使って体重を後ろ方向にかけた状態で前後方向への荷重変化を容易にコントロールすることができるとともに、手摺り14に荷重を分担させることができるので、この点でも膝関節への負荷の低減を図ることができる。   (10) When the user M exercises knee flexion and extension, the user M can easily control the load change in the front-rear direction with the weight applied backward using the handrail 14, and Since the load can be shared, the load on the knee joint can be reduced also in this respect.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態の運動補助装置について図面を参照しながら説明する。なお、この第2実施形態は、アシスト部45及び低周波パッド46を更に備えた点で、第1実施形態とは構成が相違し、その他の点では第1実施形態とほぼ同じ構成である。そのため、以下では第1実施形態と相違する部分について主に説明し、同一構成部分については同一符号を付すことにして重複した説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, the exercise assistance apparatus of 2nd Embodiment is demonstrated, referring drawings. The second embodiment differs from the first embodiment in that it further includes an assist unit 45 and a low-frequency pad 46, and is otherwise substantially the same as the first embodiment. Therefore, below, the part which is different from 1st Embodiment is mainly demonstrated, and the overlapping description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol about the same component.

図8に示すように、本実施形態の運動補助装置11では、制御装置25における制御部26の出力側にアシスト部45が接続され、そのアシスト部45には低周波パッド46が接続されている。低周波パッド46は、使用者Mの脚部における脹ら脛や大腿部等の複数箇所にそれぞれ装着される複数のパッドからなり、各パッド単位で選択的に通電されることにより、各パッドが装着された箇所の筋肉に電気的刺激を与えて筋収縮運動を生じさせるものである。   As shown in FIG. 8, in the exercise assistance device 11 of the present embodiment, an assist unit 45 is connected to the output side of the control unit 26 in the control device 25, and a low frequency pad 46 is connected to the assist unit 45. . The low-frequency pad 46 is composed of a plurality of pads that are respectively attached to a plurality of locations such as the calves and thighs of the leg portion of the user M, and each pad is selectively energized so that each pad is energized. The muscle is contracted by applying electrical stimulation to the muscle at the place where is worn.

アシスト部45は、制御部26からの制御指令に基づき必要に応じて低周波パッド46に対する通電状態を制御する。すなわち、制御部26は、使用者Mが膝屈伸運動した場合における膝関節への負荷に関係する数値の現在値(負荷現在値)とその目標値(負荷目標値)との対比結果に基づいて、アシスト部45による低周波パッド46に対する選択的な通電状態を制御する。   The assist unit 45 controls the energization state of the low frequency pad 46 as necessary based on a control command from the control unit 26. That is, the control unit 26 is based on a comparison result between a current value (current load value) of a numerical value related to a load on the knee joint and a target value (target load value) when the user M performs knee flexion and extension exercises. The selective energization state for the low frequency pad 46 by the assist unit 45 is controlled.

そこで次に、上記のように構成された第2実施形態の運動補助装置11の作用を説明する。
なお、上記第1実施形態の場合と同様に、使用者Mが膝屈伸運動を開始する前には、予め目標設定部30により負荷目標値(目標荷重中心位置、目標荷重ベクトル、目標せん断力など)が設定されているものとする。また、使用者Mが膝屈伸運動をした場合には、その使用者Mにおける荷重態様(荷重中心位置や荷重ベクトルなど)の変化が荷重態様検出部27により検出され、その情報値が制御部26に入力されているものとする。
Therefore, next, the operation of the exercise assisting apparatus 11 of the second embodiment configured as described above will be described.
As in the case of the first embodiment, before the user M starts the knee flexion / extension exercise, the target setting unit 30 loads the target load value (target load center position, target load vector, target shear force, etc.) in advance. ) Is set. Further, when the user M performs the knee flexion / extension exercise, a change in the load mode (load center position, load vector, etc.) in the user M is detected by the load mode detection unit 27, and the information value is the control unit 26. Is input.

さて、この運動補助装置11を使用して使用者Mが膝屈伸運動した場合において、負荷目標値が目標荷重中心位置を示す情報値として設定されている場合には、図9に示すように、その時点での使用者Mの荷重中心位置である現在荷重中心位置GJPが現在値として表示画面15a上に足裏画像FGと共に表示される。ちなみに、図9の表示例では、一例として+マークによって現在荷重中心位置GJPが足裏画像FGの中心位置に示されている。そして、この現在荷重中心位置GJPと対比可能な表示態様で目標荷重中心位置を示すマーク(図9では、一例として○印マーク)が同じく表示画面15a上に表示される。   Now, in the case where the user M exercises knee flexion and extension using this exercise assisting device 11, when the load target value is set as an information value indicating the target load center position, as shown in FIG. The current load center position GJP, which is the load center position of the user M at that time, is displayed on the display screen 15a as a current value together with the sole image FG. Incidentally, in the display example of FIG. 9, as an example, the current load center position GJP is indicated by the + mark at the center position of the sole image FG. Then, a mark (in FIG. 9, as an example, a circle mark) indicating the target load center position is displayed on the display screen 15a in a display manner that can be compared with the current load center position GJP.

こうした場合において、図9に示すように、その時点での使用者Mの現在荷重中心位置GJPと予め設定されている目標荷重中心位置(図9に示すA〜Dの各位置)とが前後左右の座標軸方向において位置ずれしている場合、使用者Mは、その表示内容に誘導されて、現在荷重中心位置GJPが目標荷重中心位置に近づく方向への荷重移動を意識する。そして、使用者Mは、目標荷重中心位置側となる方向への荷重移動を行うために、脚部において目標荷重中心位置側に位置する筋肉を意識的に筋収縮させる。すると、この筋収縮運動により重心が目標荷重中心位置側に変位するため、使用者Mは、その時点での荷重中心位置である現在荷重中心位置GJPが目標荷重中心位置側に移動する。   In such a case, as shown in FIG. 9, the current load center position GJP of the user M at that time and the preset target load center positions (the positions A to D shown in FIG. 9) are front, rear, left, right. When the position is shifted in the direction of the coordinate axis, the user M is guided by the display content and is aware of the load movement in the direction in which the current load center position GJP approaches the target load center position. Then, the user M consciously contracts the muscle located on the target load center position side in the leg portion in order to move the load in the direction toward the target load center position side. Then, since the center of gravity is displaced toward the target load center position by this muscle contraction motion, the user M moves the current load center position GJP, which is the load center position at that time, to the target load center position side.

ところで、このとき使用者Mの意識的な筋収縮運動だけに依存して荷重移動を行わせる状況であると、例えば病後間もない人など非力な人にとっては、荷重移動のために筋収縮させる運動負荷が過大となり、容易に荷重移動できない場合がある。そこで、本実施形態では、アシスト部45が制御部26の制御指令に基づき、その時点で荷重移動を行おうとしている使用者Mに対して、以下のようなアシストを行う。   By the way, in this situation where the load movement is performed depending only on the conscious muscle contraction movement of the user M, for a powerless person such as a person who has just been ill, for example, the muscle is contracted for the load movement. The exercise load may be excessive and the load may not move easily. Therefore, in the present embodiment, the assist unit 45 performs the following assist for the user M who is about to move the load based on the control command of the control unit 26.

まず、右足の足裏画像FGを表示する図9の表示例において、目標荷重中心位置が現在荷重中心位置GJPよりも左右方向で左側となる内側のA位置にある場合は、使用者Mに左側となる内側への荷重移動を行わせることが必要になる。そして、内側への荷重移動を行わせるためには、脚部において目標荷重中心位置側である内側に位置する内転筋群(大内転筋、薄筋、内側広筋など)を筋収縮させることが必要となる。   First, in the display example of FIG. 9 in which the sole image FG of the right foot is displayed, if the target load center position is at the inner A position on the left side in the left-right direction with respect to the current load center position GJP, It is necessary to cause the load to move inward. In order to move the load inward, the adductor muscle group (major adductor muscle, thin muscle, inner vastus muscle, etc.) located on the inner side that is the target load center position side in the leg is contracted. It will be necessary.

そこで、制御部26は、脚部の複数箇所に装着された各低周波パッド46のうち内転筋群と対応する箇所に装着された低周波パッド46を通電制御するようにアシスト部45に制御指令を送る。すると、このアシスト部45の通電制御により脚部の内側の内転筋群に低周波パッド46から電気的刺激が与えられ、この内転筋群に使用者Mの意識とは無関係に筋収縮運動が生じる。   Therefore, the control unit 26 controls the assist unit 45 to control the energization of the low frequency pads 46 attached to the adductor muscle group among the low frequency pads 46 attached to the plurality of locations of the leg. Send a command. Then, an electrical stimulation is given to the adductor muscle group on the inner side of the leg from the low frequency pad 46 by the energization control of the assist unit 45, and the contraction exercise is performed on the adductor muscle group regardless of the consciousness of the user M. Occurs.

そのため、この使用者Mの意識とは無関係に生じた筋収縮運動が、使用者Mの意識的な筋収縮運動に対するアシスト力(助勢力)となる。したがって、使用者Mは、過大な運動負荷を感ずることなく、目標荷重中心位置(この場合は内側のA位置)側の筋肉に、目標荷重中心位置側への荷重移動を起させるための筋収縮運動を生じさせることが可能となる。言い換えると、使用者Mは、その脚部に対して負荷現在値が負荷目標値に近づく方向への筋収縮運動を生じさせるアシスト力(助勢力)をアシスト部45により与えられる。この点で、アシスト部45は、使用者Mによる膝屈伸運動の運動態様を負荷現在値が負荷目標値に近づく方向へ変化するように誘導する誘導部としての機能も有している。   For this reason, the muscle contraction exercise that occurs regardless of the consciousness of the user M becomes an assist force (assistance force) for the conscious muscle contraction exercise of the user M. Therefore, the user M does not feel an excessive exercise load, and the muscle contraction for causing the target load center position (in this case, the inner A position) to move the load toward the target load center position. It is possible to cause movement. In other words, the user M is given the assist force (assistance force) that causes the muscle contraction movement in the direction in which the current load value approaches the load target value to the leg portion by the assist portion 45. In this regard, the assist unit 45 also has a function as a guide unit that guides the exercise mode of the knee flexion and extension exercise by the user M so that the current load value changes in a direction approaching the load target value.

また同様に、図9の表示例において、目標荷重中心位置が現在荷重中心位置GJPよりも左右方向で右側となる外側のB位置にある場合は、脚部の外側に位置する外転筋群(中殿筋、外側広筋など)に低周波パッド46から電気的刺激が与えられる。そのため、この外転筋群に使用者Mの意識とは無関係に筋収縮運動が生じ、この使用者Mの意識とは無関係に生じた筋収縮運動が使用者Mの意識的な筋収縮運動に対するアシスト力(助勢力)となる。したかって、使用者Mは、過大な運動負荷を感ずることなく、目標荷重中心位置(この場合は外側のB位置)側の筋肉に目標荷重中心位置側への荷重移動を起させるための筋収縮運動を生じさせることが可能となる。   Similarly, in the display example of FIG. 9, when the target load center position is at the outer B position on the right side of the current load center position GJP in the left-right direction, the abductor muscle group ( Electrical stimulation is applied from the low-frequency pad 46 to the gluteus medius, the lateral vastus muscle, etc. Therefore, muscle contraction movement occurs in the abductor muscle group regardless of the consciousness of the user M, and the muscle contraction movement generated regardless of the consciousness of the user M is related to the conscious muscle contraction movement of the user M. It becomes assist power (help power). Therefore, the user M does not feel excessive exercise load, and the muscle contraction for causing the target load center position (in this case, the outer B position) to move the load toward the target load center position. It is possible to cause movement.

また同様に、図9の表示例において、目標荷重中心位置が現在荷重中心位置GJPよりも前後方向で前側となるC位置にある場合は、脚部の前側に位置する膝伸展筋群(大腿四頭筋など)や背屈筋群(前頚骨筋など)に低周波パッド46から電気的刺激が与えられる。そのため、これらの膝伸展筋群や背屈筋群に使用者Mの意識とは無関係に筋収縮運動が生じ、この使用者Mの意識とは無関係に生じた筋収縮運動が使用者Mの意識的な筋収縮運動に対するアシスト力(助勢力)となる。したがって、使用者Mは、過大な運動負荷を感ずることなく、目標荷重中心位置(この場合は前側のC位置)側の筋肉に目標荷重中心位置側への荷重移動を起させるための筋収縮運動を生じさせることが可能となる。   Similarly, in the display example of FIG. 9, when the target load center position is at the front C position in the front-rear direction with respect to the current load center position GJP, the knee extensor muscle group (four thighs) positioned on the front side of the leg portion is used. Electrical stimulation is applied to the dorsiflexor muscle group (anterior tibialis muscle, etc.) from the low frequency pad 46. Therefore, muscle contraction exercise occurs in these knee extension muscle groups and dorsiflexor muscle groups irrespective of the consciousness of the user M, and the muscular contraction exercises generated regardless of the consciousness of the user M are conscious of the user M. Assist force (assistance force) for various muscle contraction exercises. Accordingly, the user M does not feel an excessive exercise load, and the muscle contraction exercise for causing the target side load center position (in this case, the front C position) to move the load toward the target load center position. Can be generated.

また同様に、図9の表示例において、目標荷重中心位置が現在荷重中心位置GJPよりも前後方向で後側となるD位置にある場合は、脚部の後側に位置する膝屈曲筋群(ハムストリングスなど)や底屈筋群(ひふく筋、ひらめ筋など)に低周波パッド46から電気的刺激が与えられる。そのため、これらの膝屈曲筋群や底屈筋群に使用者Mの意識とは無関係に筋収縮運動が生じ、この使用者Mの意識とは無関係に生じた筋収縮運動が使用者Mの意識的な筋収縮運動に対するアシスト力(助勢力)となる。したがって、使用者Mは、過大な運動負荷を感ずることなく、目標荷重中心位置(この場合は後側のD位置)側の筋肉に目標荷重中心位置側への荷重移動を起させるための筋収縮運動を生じさせることが可能となる。   Similarly, in the display example of FIG. 9, when the target load center position is at the D position which is the rear side in the front-rear direction with respect to the current load center position GJP, the knee flexor muscle group ( Electrical stimulation is applied from the low frequency pad 46 to the hamstrings or the like, and the plantar flexor muscles (scapularis, soleus, etc.). Therefore, muscle contraction exercise occurs in these knee flexor muscle groups and plantar flexor muscle groups regardless of the consciousness of the user M, and the muscular contraction exercises generated regardless of the consciousness of the user M are conscious of the user M. Assist force (assistance force) for various muscle contraction exercises. Therefore, the user M does not feel an excessive exercise load, and the muscle contraction for causing the target load center position (in this case, the rear D position) to move the load toward the target load center position. It is possible to cause movement.

なお、図10に示すように、目標荷重中心位置が現在荷重中心位置GJPよりも内側斜め前方側となるAC位置にある場合は、使用者Mに内側斜め前方側への荷重移動を行わせることが必要になる。そして、内側斜め前方側への荷重移動を行わせるためには、脚部の内側に位置する内転筋群(大内転筋、薄筋、内側広筋など)と脚部の前側に位置する膝伸展筋群(大腿四頭筋など)や背屈筋群(前頚骨筋など)との双方を筋収縮させることが必要となる。そこで、この場合は、各低周波パッド46のうち内転筋群、膝伸展筋群、及び背屈筋群と対応する各箇所に装着された低周波パッド46を通電制御するように制御部26からアシスト部45に制御指令が送られる。   In addition, as shown in FIG. 10, when the target load center position is at the AC position that is obliquely inward and forward of the current load center position GJP, the user M is caused to perform load movement to the inwardly obliquely forward side. Is required. And in order to perform load movement to the inside diagonally forward side, it is located on the front side of the leg part and the adductor muscle group (major adductor muscle, thin muscle, inner vastus muscle etc.) located inside the leg part Both the knee extension muscle group (such as quadriceps muscle) and the dorsiflexor group (such as anterior tibial muscle) must be contracted. Therefore, in this case, the controller 26 controls the energization of the low-frequency pads 46 attached to the portions corresponding to the adductor muscle group, the knee extensor muscle group, and the dorsiflexor muscle group among the low-frequency pads 46. A control command is sent to the assist unit 45.

すると、このアシスト部45の通電制御により脚部の内側の内転筋群及び脚部の前側の膝伸展筋群や背屈筋群に低周波パッド46から電気的刺激が与えられ、これらの内転筋群、膝伸展筋群及び背屈筋群に使用者Mの意識とは無関係に筋収縮運動が生じる。そのため、この使用者Mの意識とは無関係に生じた筋収縮運動が使用者Mの意識的な筋収縮運動に対するアシスト力(助勢力)となり、使用者Mは、過大な運動負荷を感ずることなく、目標荷重中心位置(この場合は内側斜め前側のAC位置)側の筋肉に目標荷重中心位置側への荷重移動を起させるための筋収縮運動を生じさせることが可能となる。   As a result, the energization control of the assist unit 45 applies electrical stimulation from the low frequency pad 46 to the adductor muscle group inside the leg and the knee extension muscle group and the dorsiflexor muscle group on the front side of the leg. A muscle contraction movement occurs in the muscle group, the knee extension muscle group, and the dorsiflexor muscle group regardless of the consciousness of the user M. Therefore, the muscular contraction motion generated regardless of the consciousness of the user M becomes an assist force (assistance force) for the conscious muscular contraction motion of the user M, and the user M does not feel an excessive exercise load. It is possible to cause a muscle contraction motion for causing the load on the target load center position (in this case, the AC position on the inner oblique front side) to move toward the target load center position.

一方、負荷目標値が、目標荷重ベクトルMVを示す情報値として設定されている場合には、図11に示すように、その時点での使用者Mの荷重中心位置JPを始点とする現在荷重ベクトルGVが現在値として表示画面15a上に使用者画像MG又は脚部画像LGと共に表示される。そして、その表示内容において現在荷重ベクトルGVと目標荷重ベクトルMVとが一致していない場合、使用者Mは、その表示内容に誘導されて、現在荷重ベクトルGVが目標荷重ベクトルMVに近づく方向への荷重移動を意識する。また、制御部26は、現在荷重ベクトルGVが目標荷重ベクトルMVに近づく方向への荷重移動を起させるための筋収縮運動を脚部の筋肉に生じさせるアシスト制御を実行する。   On the other hand, when the load target value is set as an information value indicating the target load vector MV, as shown in FIG. 11, the current load vector starting from the load center position JP of the user M at that time point. GV is displayed as a current value on the display screen 15a together with the user image MG or the leg image LG. When the current load vector GV and the target load vector MV do not coincide with each other in the display content, the user M is guided to the display content and moves in a direction in which the current load vector GV approaches the target load vector MV. Be aware of load movement. In addition, the control unit 26 performs assist control for causing the muscles of the leg to perform a muscle contraction motion for causing the load movement in the direction in which the current load vector GV approaches the target load vector MV.

例えば、図11(a)の表示例の場合は、目標荷重ベクトルMVが現在荷重ベクトルGVよりも内側にあるので、制御部26は、脚部の内側の内転筋群と対応する箇所に装着された低周波パッド46を通電制御するようにアシスト部45を制御する。すると、使用者Mの意識とは無関係に内転筋群が低周波パッド46からの電気的刺激により筋収縮運動をアシスト(助勢)され、使用者Mは、過大な運動負荷を感ずることなく、内側に荷重移動させて目標荷重ベクトルMVに現在荷重ベクトルGVを近づけることが可能となる。   For example, in the case of the display example of FIG. 11A, the target load vector MV is inside the current load vector GV, so that the control unit 26 is attached to a location corresponding to the adductor muscle group inside the leg. The assist unit 45 is controlled so as to control energization of the low-frequency pad 46 that has been applied. Then, regardless of the consciousness of the user M, the adductor muscle group is assisted (assisted) by the electrical stimulation from the low frequency pad 46, and the user M does not feel an excessive exercise load, It is possible to move the load inward to bring the current load vector GV closer to the target load vector MV.

また、図11(b)の表示例の場合は、目標荷重ベクトルMVが現在荷重ベクトルGVよりも外側にあるので、制御部26は、脚部の外側の外転筋群と対応する箇所に装着された低周波パッド46を通電制御するようにアシスト部45を制御する。すると、使用者Mの意識とは無関係に外転筋群が低周波パッド46からの電気的刺激により筋収縮運動をアシスト(助勢)され、使用者Mは、過大な運動負荷を感ずることなく、外側に荷重移動させて目標荷重ベクトルMVに現在荷重ベクトルGVを近づけることが可能となる。   In the case of the display example of FIG. 11B, the target load vector MV is outside the current load vector GV, so that the control unit 26 is attached to a location corresponding to the abductor muscle group outside the leg portion. The assist unit 45 is controlled so as to control energization of the low-frequency pad 46 that has been applied. Then, regardless of the consciousness of the user M, the abductor muscle group is assisted (assisted) by the muscle contraction exercise by the electrical stimulation from the low frequency pad 46, and the user M does not feel an excessive exercise load, It is possible to move the load outward and bring the current load vector GV closer to the target load vector MV.

また、図11(c)の表示例の場合は、目標荷重ベクトルMVが現在荷重ベクトルGVよりも前側にあるので、制御部26は、脚部の前側の膝伸展筋群及び背屈筋群と対応する箇所に装着された低周波パッド46を通電制御するようにアシスト部45を制御する。すると、使用者Mの意識とは無関係に膝伸展筋群及び背屈筋群が低周波パッド46からの電気的刺激により筋収縮運動をアシスト(助勢)され、使用者Mは、過大な運動負荷を感ずることなく、前側に荷重移動させて目標荷重ベクトルMVに現在荷重ベクトルGVを近づけることが可能となる。   In the case of the display example in FIG. 11C, the target load vector MV is on the front side of the current load vector GV, so that the control unit 26 corresponds to the knee extension muscle group and the dorsiflexor muscle group on the front side of the leg. The assist unit 45 is controlled so as to control energization of the low-frequency pad 46 attached to the place to be operated. Then, regardless of the consciousness of the user M, the knee extensor muscle group and the dorsiflexor muscle group are assisted (assisted) by the electrical stimulation from the low frequency pad 46, and the user M has an excessive exercise load. Without being noticed, it is possible to move the load forward and bring the current load vector GV closer to the target load vector MV.

また、図11(d)の表示例の場合は、目標荷重ベクトルMVが現在荷重ベクトルGVよりも後側にあるので、制御部26は、脚部の後側の膝屈曲筋群及び底屈筋群と対応する箇所に装着された低周波パッド46を通電制御するようにアシスト部45を制御する。すると、使用者Mの意識とは無関係に膝屈曲筋群及び底屈筋群が低周波パッド46からの電気的刺激により筋収縮運動をアシスト(助勢)され、使用者Mは、過大な運動負荷を感ずることなく、後側に荷重移動させて目標荷重ベクトルMVに現在荷重ベクトルGVを近づけることが可能となる。   In the case of the display example of FIG. 11D, the target load vector MV is on the rear side of the current load vector GV, so that the control unit 26 controls the knee flexor muscle group and the plantar flexor muscle group on the rear side of the leg. The assist unit 45 is controlled so as to control the energization of the low-frequency pad 46 mounted at the corresponding location. Then, regardless of the consciousness of the user M, the knee flexor muscle group and the plantar flexor muscle group are assisted (assisted) by the electrical stimulation from the low frequency pad 46, and the user M has an excessive exercise load. Without being felt, it is possible to move the load to the rear side to bring the current load vector GV closer to the target load vector MV.

さらに、負荷目標値が、目標せん断力MSを示す情報値として設定されている場合には、図12に示すように、その時点での使用者Mの膝に作用する現在せん断力GSが一例として右足RFにおける筋肉群(膝伸展筋51、膝屈曲筋52及び底屈筋53など)と共に表示される。そして、その表示内容において現在せん断力GSと目標せん断力MSとが一致していない場合、使用者Mは、その表示内容に誘導されて、現在せん断力GSが目標せん断力MSに近づく方向への荷重移動を意識する。また、制御部26は、現在せん断力GSが目標せん断力MSに近づく方向への荷重移動を起させるための筋収縮運動を生じさせるアシスト制御を実行する。   Further, when the load target value is set as an information value indicating the target shear force MS, as shown in FIG. 12, the current shear force GS acting on the knee of the user M at that time is taken as an example. It is displayed together with muscle groups in the right foot RF (the knee extension muscle 51, the knee flexion muscle 52, the plantar flexor muscle 53, etc.). If the current shear force GS and the target shear force MS do not match in the displayed content, the user M is guided to the displayed content, and the current shear force GS approaches the target shear force MS. Be aware of load movement. In addition, the control unit 26 executes assist control for causing muscle contraction motion for causing load movement in a direction in which the current shear force GS approaches the target shear force MS.

すなわち、図12の表示例の場合は、目標せん断力MSよりも現在せん断力GSが前側に向けて大きく表示されているので、制御部26は、脚部の後側の膝屈曲筋52及び底屈筋53と対応する箇所に装着された低周波パッド46を通電制御するようにアシスト部45を制御する。すると、使用者Mの意識とは無関係に膝屈曲筋52及び底屈筋53が低周波パッド46からの電気的刺激により筋収縮運動をアシスト(助勢)され、使用者Mは、過大な運動負荷を感ずることなく、後側に荷重移動させて目標せん断力MSに現在せん断力GSを近づけることが可能となる。   That is, in the case of the display example of FIG. 12, since the current shearing force GS is displayed larger toward the front side than the target shearing force MS, the control unit 26 controls the rear knee flexor muscle 52 and the bottom of the leg. The assist unit 45 is controlled so as to control energization of the low-frequency pad 46 mounted at a location corresponding to the flexor muscle 53. Then, regardless of the consciousness of the user M, the knee flexor muscle 52 and the plantar flexor muscle 53 are assisted (assisted) by the electrical stimulation from the low-frequency pad 46, and the user M has an excessive exercise load. Without being felt, it is possible to move the load to the rear side and bring the current shear force GS closer to the target shear force MS.

上記第2実施形態によれば、上記第1実施形態における(1)〜(10)に示す効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
(11)使用者Mは、膝屈伸運動しているとき、意識していなくてもアシスト部45の助勢機能によって、荷重移動を起させるために筋収縮運動させることが必要となる筋肉に過大な運動負荷を感じることなく十分な筋収縮運動を生じさせることができる。したがって、より一層容易に、膝屈伸運動の運動態様をその負荷現在値が負荷目標値に近づく方向へ変化させることができる。
According to the said 2nd Embodiment, in addition to the effect shown to (1)-(10) in the said 1st Embodiment, the following effects can be acquired.
(11) When the user M is performing knee flexion and extension exercises, the assist function of the assist unit 45 is excessive to the muscles that need to perform muscle contraction exercises to cause load movement even if they are not conscious. Sufficient muscle contraction movement can be generated without feeling exercise load. Therefore, the movement mode of the knee flexion and extension movement can be changed more easily in the direction in which the current load value approaches the load target value.

(12)また、低周波の電気的刺激を例えば膝のせん断力が小さくなる方向への筋収縮運動を生じる筋肉に対して付与するという簡単な構成を採用することによって、より一層容易に、膝屈伸運動の運動態様をその負荷現在値が負荷目標値に近づく方向へ変化させることができる。   (12) Further, by adopting a simple configuration in which low-frequency electrical stimulation is applied to, for example, a muscle that generates muscle contraction motion in a direction in which the knee shear force is reduced, the knee can be more easily obtained. The movement mode of the bending / extending movement can be changed in the direction in which the current load value approaches the load target value.

(第3実施形態)
次に、第3実施形態の運動補助装置について図面を参照しながら説明する。なお、この第3実施形態は、足置き部16の足置き台17が傾動可能になっている点と、アシスト部45が低周波パッド46の通電制御ではなく足置き台17の傾動調整をするという点で、第2実施形態と構成が相違し、その他の点では第2実施形態とほぼ同じ構成である。そのため、以下では第2実施形態と相違する部分について主に説明し、同一構成部分については同一符号を付すことにして重複した説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, the exercise assistance apparatus of 3rd Embodiment is demonstrated, referring drawings. In the third embodiment, the footrest 17 of the footrest 16 can be tilted, and the assist portion 45 adjusts the tilt of the footrest 17 rather than the energization control of the low frequency pad 46. In this respect, the configuration is different from that of the second embodiment, and in other respects, the configuration is substantially the same as that of the second embodiment. Therefore, below, the part which is different from 2nd Embodiment is mainly demonstrated, and the overlapping description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol about the same component.

図13に示すように、本実施形態における足置き台17は、左右方向に沿うX軸を回転中心とする回動自在に且つ前後方向に沿うY軸を回転中心とする回動自在に支持されている。すなわち、詳しい図示は省略するが、足置き台17は、そのX軸方向に沿う軸受け部及びY軸方向に沿う軸受け部が、制御装置25のアシスト部45によって駆動制御されるモータに駆動連結されている。そして、そのモータが正転方向及び逆転方向に回転方向を切替制御されることにより、足置き台17は足裏載置面17aの傾斜角度が変化するように傾動調整される。   As shown in FIG. 13, the footrest 17 in the present embodiment is supported so as to be rotatable about the X axis along the left-right direction as a rotation center and rotatable about the Y axis along the front-rear direction. ing. That is, although not shown in detail, the footrest 17 has a bearing portion along the X-axis direction and a bearing portion along the Y-axis direction that are drivingly connected to a motor that is driven and controlled by the assist portion 45 of the control device 25. ing. The footrest 17 is tilt-adjusted so that the inclination angle of the footrest mounting surface 17a changes as the motor is controlled to switch the rotation direction between the forward rotation direction and the reverse rotation direction.

そこで次に、上記のように構成された第3実施形態の運動補助装置11の作用を説明する。
なお、この第3実施形態の場合も、第2実施形態の場合と同様に、表示装置15の表示画面15a上には、予め設定された負荷目標値と使用者Mの膝屈伸運動に伴い検出された負荷現在値とが対比可能に表示される。いま仮に、図9に示した表示内容のように、負荷現在値として現在荷重中心位置GJPが負荷目標値である目標荷重中心位置(同図に示すA〜Dの各位置)と対比可能に表示されるものとする。
Therefore, the operation of the exercise assistance device 11 of the third embodiment configured as described above will be described next.
Also in the case of the third embodiment, as in the case of the second embodiment, detection is performed on the display screen 15a of the display device 15 in accordance with the preset load target value and the knee flexion and extension exercise of the user M. The displayed current load value is displayed so as to be comparable. As shown in FIG. 9, the current load center position GJP is displayed as a load current value so that it can be compared with the target load center position (the positions A to D shown in FIG. 9) as the load target value. Shall be.

さて、このような対比表示が表示画面15a上にされる場合、制御装置25のアシスト部45は、モータの駆動制御を通じて、目標荷重中心位置側への荷重移動を行おうとしている使用者Mに対して、以下のようなアシストを行う。   When such a comparison display is displayed on the display screen 15a, the assist unit 45 of the control device 25 provides the user M who is about to move the load toward the target load center position side through the motor drive control. On the other hand, the following assistance is performed.

まず、図9の表示例において、目標荷重中心位置が内側のA位置にある場合は、使用者Mが内側方向への荷重移動を意識するため、それをアシスト(助勢)するべく、足置き台17が図13に示すY軸回りのA矢印方向(前方を向いて時計回り方向)に傾動するように、Y軸の軸受け部に駆動連結されたモータを駆動制御する。すると、足置き台17の足裏載置面17aが内側である右側が下がった傾斜面になるため、使用者Mは、内側への荷重移動が容易になる。   First, in the display example of FIG. 9, when the target load center position is at the inner position A, the user M is aware of the load movement in the inner direction. The motor drive-connected to the Y-axis bearing portion is controlled so that 17 tilts in the direction of the arrow A around the Y-axis shown in FIG. Then, since the foot mounting surface 17a of the footrest 17 is an inclined surface with the right side that is the inner side lowered, the user M can easily move the load inward.

また、図9の表示例において、目標荷重中心位置が外側のB位置にある場合は、使用者Mが外側方向への荷重移動を意識するため、それをアシスト(助勢)するべく、足置き台17が図13に示すY軸回りのB矢印方向(前方を向いて反時計回り方向)に傾動するように、Y軸の軸受け部に駆動連結されたモータを駆動制御する。すると、足置き台17の足裏載置面17aが外側である左側が下がった傾斜面になるため、使用者Mは、外側への荷重移動が容易になる。   Further, in the display example of FIG. 9, when the target load center position is at the outer B position, the user M is aware of the load movement in the outer direction, so that the footrest can be assisted (assisted). The motor drive-connected to the Y-axis bearing is controlled so that 17 tilts in the direction of the arrow B around the Y-axis shown in FIG. 13 (front-facing and counterclockwise). Then, since the foot placement surface 17a of the footrest 17 is an inclined surface with the left side being the outer side lowered, the user M can easily move the load outward.

また、図9の表示例において、目標荷重中心位置が前側のC位置にある場合は、使用者Mが前方への荷重移動を意識するため、それをアシスト(助勢)するべく、足置き台17が図13に示すX軸回りのC矢印方向(左方を向いて時計回り方向)に傾動するように、X軸の軸受け部に駆動連結されたモータを駆動制御する。すると、足置き台17の足裏載置面17aが前下がりの傾斜面になるため、使用者Mは、前側への荷重移動が容易になる。   Further, in the display example of FIG. 9, when the target load center position is at the front C position, the user M is aware of the forward load movement, so that the footrest 17 is assisted (assisted). Is driven and controlled so as to be tilted in the direction of arrow C around the X axis shown in FIG. 13 (clockwise toward the left). Then, since the foot placement surface 17a of the footrest 17 becomes a front-lowering inclined surface, the user M can easily move the load forward.

また、図9の表示例において、目標荷重中心位置が後側のD位置にある場合は、使用者Mが後方への荷重移動を意識するため、それをアシスト(助勢)するべく、足置き台17が図13に示すX軸回りのD矢印方向(左方を向いて反時計回り方向)に傾動するように、X軸の軸受け部に駆動連結されたモータを駆動制御する。すると、足置き台17の足裏載置面17aが後下がりの傾斜面になるため、使用者Mは、後側への荷重移動が容易になる。   Further, in the display example of FIG. 9, when the target load center position is at the rear D position, the user M is aware of the backward load movement, so that the footrest can be assisted (assisted). The motor drive-coupled to the X-axis bearing is controlled so that 17 tilts in the direction of the arrow D around the X-axis shown in FIG. 13 (counterclockwise in the left direction). As a result, the foot placement surface 17a of the footrest 17 becomes an inclined surface that is lowered rearward, so that the user M can easily move the load to the rear side.

上記第3実施形態によれば、上記第1実施形態における(1)〜(10)に示す効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
(13)足置き部16に足裏を載せて膝屈伸運動をしている使用者Mの重心が目標荷重中心位置(目標値)のある方向へ移動するように足置き台17を傾動させるという簡単な構成を採用することによって、容易に膝屈伸運動の運動態様を負荷現在値が負荷目標値に近づくように調整させることができる。
According to the said 3rd Embodiment, in addition to the effect shown to (1)-(10) in the said 1st Embodiment, the following effects can be acquired.
(13) The footrest 17 is tilted so that the center of gravity of the user M who is kneeling and stretching with the sole placed on the footrest 16 moves in the direction of the target load center position (target value). By adopting a simple configuration, it is possible to easily adjust the movement mode of the knee flexion and extension movement so that the current load value approaches the load target value.

(第4実施形態)
次に、第4実施形態の運動補助装置について図面を参照しながら説明する。なお、この第4実施形態は、足置き部16の足置き台17を傾動調整する構成がモータの駆動制御ではなく複数の高さ可変部材の高さ調整によるという点で、第3実施形態と構成が相違し、その他の点では第3実施形態とほぼ同じ構成である。そのため、以下では第3実施形態と相違する部分について主に説明し、同一構成部分については同一符号を付すことにして重複した説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, the exercise assistance apparatus of 4th Embodiment is demonstrated, referring drawings. The fourth embodiment is different from the third embodiment in that the configuration for adjusting the tilt of the footrest 17 of the footrest 16 is not the drive control of the motor but the height adjustment of a plurality of height variable members. The configuration is different, and in other respects, the configuration is almost the same as that of the third embodiment. Therefore, below, the part which is different from 3rd Embodiment is mainly demonstrated, and the overlapping description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol about the same component.

図14に示すように、本実施形態における足置き部16では、基台12上に配置される足置き台17の裏面17bの中央部に内面が凹球面状をなす凹球面部61を形成し、その凹球面部61と基台12との間に、上端部が凸球面状の凸球面部材62を配置している。また同じく、足置き台17の裏面17b側には、凸球面部材62の位置を原点とした場合のXY座標でY軸方向の前後両側及びX軸方向の左右両側となる各位置に、高さが可変の高さ可変部材63a〜63dが配置されている。   As shown in FIG. 14, in the footrest portion 16 in the present embodiment, a concave spherical surface portion 61 whose inner surface forms a concave spherical surface is formed at the center portion of the back surface 17 b of the footrest base 17 disposed on the base 12. Between the concave spherical surface portion 61 and the base 12, a convex spherical member 62 whose upper end portion is a convex spherical surface is disposed. Similarly, on the back surface 17 b side of the footrest 17, the height is at each of the front and rear sides in the Y-axis direction and the left and right sides in the X-axis direction in the XY coordinates when the position of the convex spherical member 62 is the origin. The variable height members 63a to 63d are arranged.

これらの高さ可変部材63a〜63dは、高さ方向の寸法が可変のエアバックや、高さ位置がクランク運動により可変のピストンなどで構成される。そして、高さ可変部材63a〜63dは、足置き台17の裏面17bと基台12との間に配置された状態において、各々が制御装置25のアシスト部45により高さ方向の寸法や位置が制御調節されるように構成されている。そのため、足置き部16は、その裏面17bの中央に位置する凹球面部61が凸球面部材62により支持された状態にある足置き台17を、アシスト部45のアシスト制御に基づく各高さ可変部材63a〜63dの高さ変化によって傾動調整可能である。   These height variable members 63a to 63d are configured by an air bag whose dimension in the height direction is variable, a piston whose height position is variable by crank motion, and the like. The height variable members 63 a to 63 d are each positioned in the height direction by the assist unit 45 of the control device 25 in a state where the height variable members 63 a to 63 d are disposed between the back surface 17 b of the footrest 17 and the base 12. It is configured to be controlled and adjusted. For this reason, the footrest 16 changes the height of the footrest 17 in a state where the concave spherical portion 61 located at the center of the back surface 17b is supported by the convex spherical member 62 based on the assist control of the assist portion 45. Tilt adjustment is possible by changing the height of the members 63a to 63d.

すなわち、この第4実施形態では、例えば表示画面15a上に目標荷重中心位置は現在荷重中心位置GJPよりも後方にあると示された場合、前方側に位置する高さ可変部材63aの高さが後方側に位置する高さ可変部材63cよりも高くなるようにアシスト部45により高さ可変部材63a〜63dの高さが可変制御される。その逆に、例えば表示画面15a上に目標荷重中心位置は現在荷重中心位置GJPよりも前方にあると示された場合、後方側に位置する高さ可変部材63cの高さが前方側に位置する高さ可変部材63aよりも高くなるようにアシスト部45により高さ可変部材63a〜63dの高さが可変制御される。   That is, in the fourth embodiment, for example, when the target load center position is indicated behind the current load center position GJP on the display screen 15a, the height of the height variable member 63a positioned on the front side is The height of the height variable members 63a to 63d is variably controlled by the assist portion 45 so as to be higher than the height variable member 63c located on the rear side. On the contrary, for example, when the target load center position is indicated on the display screen 15a in front of the current load center position GJP, the height of the height variable member 63c positioned on the rear side is positioned on the front side. The height of the height variable members 63a to 63d is variably controlled by the assist portion 45 so as to be higher than the height variable member 63a.

また同様に、例えば表示画面15a上に目標荷重中心位置は現在荷重中心位置GJPよりも左側にあると示された場合、右側に位置する高さ可変部材63bの高さが左側に位置する高さ可変部材63dよりも高くなるようにアシスト部45により高さ可変部材63a〜63dの高さが可変制御される。その逆に、例えば表示画面15a上に目標荷重中心位置は現在荷重中心位置GJPよりも左側にあると示された場合、左側に位置する高さ可変部材63dの高さが右側に位置する高さ可変部材63bよりも高くなるようにアシスト部45により高さ可変部材63a〜63dの高さが可変制御される。   Similarly, for example, when the target load center position is indicated on the left side of the current load center position GJP on the display screen 15a, the height of the height variable member 63b located on the right side is the height located on the left side. The height of the height variable members 63a to 63d is variably controlled by the assist portion 45 so as to be higher than the variable member 63d. On the other hand, for example, when the target load center position is shown on the left side of the current load center position GJP on the display screen 15a, the height of the height variable member 63d located on the left side is the height on the right side. The height of the height variable members 63a to 63d is variably controlled by the assist portion 45 so as to be higher than the variable member 63b.

そして、このようにアシスト部45によって高さ可変部材63a〜63dの高さが可変制御されると、足置き台17の足裏載置面17aが目標荷重中心位置側を下げた傾斜面になるため、使用者Mは、この傾斜による重心移動がアシスト力となって、目標荷重中心位置側への荷重移動が容易になる。したがって、この第4実施形態においても、第3実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。   When the height of the height variable members 63a to 63d is variably controlled by the assist portion 45 in this way, the foot placement surface 17a of the footrest 17 becomes an inclined surface with the target load center position side lowered. Therefore, the user M can easily move the load toward the target load center position by moving the center of gravity due to the inclination as an assist force. Therefore, also in the fourth embodiment, the same effect as in the third embodiment can be obtained.

(第5実施形態)
次に、第5実施形態の運動補助装置について図面を参照しながら説明する。なお、この第5実施形態は、足置き部16(具体的には足置き台17)が基台12に対して着脱可能であるという点で、第3実施形態と構成が相違し、その他の点では第3実施形態とほぼ同じ構成である。そのため、以下では第3実施形態と相違する部分について主に説明し、同一構成部分については同一符号を付すことにして重複した説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, the exercise assistance apparatus of 5th Embodiment is demonstrated, referring drawings. The fifth embodiment is different in configuration from the third embodiment in that the footrest 16 (specifically, the footrest 17) is detachable from the base 12; This is substantially the same configuration as the third embodiment. Therefore, below, the part which is different from 3rd Embodiment is mainly demonstrated, and the overlapping description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol about the same component.

図15(a)に示すように、本実施形態では、使用者Mが足置き部16に足裏を載せた状態で膝屈伸運動をすると、表示画面15aに現在荷重中心位置GJPと目標荷重中心位置MJPとが対比可能に足裏画像FGと共に表示される。図15(a)の表示例では現在荷重中心位置GJPよりも目標荷重中心位置MJPの方が前方側にあるため、使用者Mは、その重心を前方側に荷重移動させる必要がある。   As shown in FIG. 15 (a), in this embodiment, when the user M performs knee flexion and extension exercises with the sole placed on the footrest 16, the current load center position GJP and the target load center are displayed on the display screen 15a. The position MJP is displayed together with the sole image FG so as to be comparable. In the display example of FIG. 15A, since the target load center position MJP is on the front side rather than the current load center position GJP, the user M needs to move the center of gravity to the front side.

そこで、こうした場合には、図15(b)に示すように、足裏載置面17aが前下がりの斜面となった足置き台17を、それまでの足裏載置面17aがフラットな足置き台17と着脱交換される。なお、こうした前下がりの足置き台17は、傾斜角度が様々に異なる複数種の足置き台17を用意しておけば、現在荷重中心位置GJPと目標荷重中心位置MJPとの位置の違いに応じて適切な足置き台17を選択することにより、荷重移動のアシストをさらに適正にできるようになる。したがって、この第5実施形態においても、第3実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。   Therefore, in such a case, as shown in FIG. 15 (b), the footrest mounting surface 17a is a foot with a flat footing surface 17a. It is exchanged with the cradle 17. It should be noted that the forward descending footrest 17 is prepared according to the difference in position between the current load center position GJP and the target load center position MJP if a plurality of types of footrests 17 having different inclination angles are prepared. By selecting an appropriate footrest 17, it becomes possible to further assist load movement. Therefore, also in the fifth embodiment, the same effect as in the third embodiment can be obtained.

また、1台の運動補助装置11を複数の使用者Mが共同で使用する場合には、使用者Mごとに着脱交換できる足置き台17を所有していれば、衛生面でも気持ちよく、運動補助装置11を共同使用できるようになる。   In addition, when a plurality of users M jointly use one exercise assisting device 11, if the user has a footrest 17 that can be attached and detached for each user M, he / she is comfortable in terms of hygiene and exercise assistance The apparatus 11 can be used jointly.

(第6実施形態)
次に、第6実施形態の運動補助装置について図面を参照しながら説明する。なお、この第6実施形態は、表示画面15aにおける現在値と目標値との対比表示を含めた表示内容の仕方の点で第1実施形態とは相違し、その他の点では第1実施形態とほぼ同じ構成である。そのため、以下では第1実施形態と相違する部分について主に説明し、同一構成部分については同一符号を付すことにして重複した説明を省略する。
(Sixth embodiment)
Next, the exercise assistance apparatus of 6th Embodiment is demonstrated, referring drawings. Note that the sixth embodiment is different from the first embodiment in the manner of display contents including the comparison display between the current value and the target value on the display screen 15a. In other respects, the sixth embodiment differs from the first embodiment. The configuration is almost the same. Therefore, below, the part which is different from 1st Embodiment is mainly demonstrated, and the overlapping description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol about the same component.

図16(a)〜(c)に示すように、本実施形態における表示装置15は、その表示画面15a上に、現在値と目標値との対比表示に関して、以下のような3種類の表示の仕方を選択して表示可能とされている。   As shown in FIGS. 16A to 16C, the display device 15 according to the present embodiment displays the following three types of display on the display screen 15a for the comparison display of the current value and the target value. It is possible to display by selecting a method.

まず、図16(a)に示す表示例では、バランス表示欄71に左右の荷重バランスが対比表示されるとともに、せん断力表示欄72に左右の膝せん断力が対比表示され、荷重態様表示欄73に現在荷重中心位置GJPと目標荷重中心位置MJPとが対比表示される。なお、左右の各荷重バランスは、左足置き部16Lと右足置き部16Rとで各々検出した両荷重の和で片方の荷重を除した値である。この場合は、現在荷重中心位置GJPと目標荷重中心位置MJPとの対比表示に加え、左右の荷重バランスと左右の膝せん断力が一緒に表示されるので、使用者Mに対して膝関節への負荷低減を図った膝屈伸運動をするために役立つ情報を豊富に提供することができる。   First, in the display example shown in FIG. 16A, the left and right load balances are displayed in contrast in the balance display field 71, and the left and right knee shear forces are displayed in comparison in the shear force display field 72, and the load mode display field 73 is displayed. The current load center position GJP and the target load center position MJP are displayed in comparison. The left and right load balances are values obtained by dividing one load by the sum of both loads detected by the left footrest portion 16L and the right footrest portion 16R. In this case, in addition to displaying the comparison between the current load center position GJP and the target load center position MJP, the left and right load balance and the left and right knee shearing forces are displayed together. It is possible to provide a wealth of information that is useful for performing knee flexion and extension exercises that reduce the load.

また、図16(b)に示す表示例では、膝屈伸運動をしている使用者Mにおける頚骨の延びる方向を示す頚骨ベクトルKVを現在荷重ベクトルGVと目標荷重ベクトルMVとの対比表示と共に表示される。したがって、この場合も、使用者Mは膝屈伸運動時における自分の頚骨の傾き具合に関する情報をも知ることができるので、この点で、使用者Mに対して膝関節への負荷低減を図った膝屈伸運動をするために役立つ情報を豊富に提供することができる。   Further, in the display example shown in FIG. 16B, the tibia vector KV indicating the direction in which the tibia extends in the user M who is doing knee flexion and extension is displayed together with a comparison display between the current load vector GV and the target load vector MV. Is displayed. Therefore, in this case as well, the user M can know information about the inclination of his / her tibia during the knee flexion / extension exercise, so that the load on the knee joint can be reduced with respect to the user M. It can provide a wealth of information useful for performing knee flexion and extension exercises.

また、図16(c)に示す表示例では、現在荷重ベクトルGVと目標荷重ベクトルMVとの対比表示に加えて、現在せん断力GSと目標せん断力MSとの対比表示が一緒に提供される。したがって、この場合も、使用者Mに対して膝関節への負荷低減を図った膝屈伸運動をするために役立つ情報を豊富に提供することができる。   Further, in the display example shown in FIG. 16C, in addition to the comparison display of the current load vector GV and the target load vector MV, the comparison display of the current shear force GS and the target shear force MS is provided together. Therefore, also in this case, it is possible to provide the user M with abundant information that is useful for performing knee flexion and extension exercises that reduce the load on the knee joint.

(第7実施形態)
次に、第7実施形態の運動補助装置について図面を参照しながら説明する。なお、この第7実施形態は、制御装置25がアシスト部45を反アシスト的に機能させる制御を行う点で第2実施形態〜第4実施形態とは相違し、その他の点では、これらの第2実施形態〜第4実施形態とほぼ同じ構成である。そのため、以下では第2実施形態〜第4実施形態と相違する部分について主に説明し、同一構成部分については同一符号を付すことにして重複した説明を省略する。
(Seventh embodiment)
Next, the exercise assistance apparatus of 7th Embodiment is demonstrated, referring drawings. Note that the seventh embodiment is different from the second to fourth embodiments in that the control device 25 performs control to cause the assist unit 45 to function in an anti-assist manner. The configuration is substantially the same as in the second to fourth embodiments. Therefore, below, the part which is different from 2nd Embodiment-4th Embodiment is mainly demonstrated, and the overlapping description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol about the same component.

図17(a)(b)に示すように、本実施形態では、使用者Mが足置き部16に足裏を載せた状態で膝屈伸運動をすると、表示画面15aに負荷現在値と負荷目標値が対比可能に表示される。図17(a)の表示例では、現在荷重中心位置GJPと目標荷重中心位置MJPが対比可能に足裏画像FGと共に表示される。また、図17(b)の表示例では、現在荷重ベクトルGVと目標荷重ベクトルMVが対比可能に使用者画像MGと共に表示される。   As shown in FIGS. 17 (a) and 17 (b), in this embodiment, when the user M exercises knee flexion with the sole placed on the footrest 16, the current load value and the load target are displayed on the display screen 15a. Values are displayed for comparison. In the display example of FIG. 17A, the current load center position GJP and the target load center position MJP are displayed together with the sole image FG so that they can be compared. In the display example of FIG. 17B, the current load vector GV and the target load vector MV are displayed together with the user image MG so that they can be compared.

図17(a)の表示例では現在荷重中心位置GJPよりも目標荷重中心位置MJPの方が内側にあるとともに、図17(b)の表示例では現在荷重ベクトルGVよりも目標荷重ベクトルMVの方が内側にある。そのため、こうした場合、使用者Mは内側に荷重を移動させることが必要になるが、その場合に、使用者Mが意識して荷重を移動させようとする内側とは反対の外側に向けて荷重移動に抗する力(負荷)を与えれば、リハビリ訓練等の進行度合に応じて難易度を設けることが可能となる。そこで、本実施形態の場合は、表示画面15a上の負荷現在値と負荷目標値との対比表示内容に誘導された使用者Mが意識して荷重移動をしようとする方向とは逆方向に向けた力を使用者Mに与えるようにしている。   In the display example of FIG. 17A, the target load center position MJP is inside the current load center position GJP, and in the display example of FIG. 17B, the target load vector MV is more than the current load vector GV. Is on the inside. Therefore, in such a case, it is necessary for the user M to move the load to the inside. In this case, the load is applied toward the outside opposite to the inside where the user M intends to move the load. If a force (load) against movement is given, it becomes possible to provide a difficulty level according to the progress of rehabilitation training or the like. Therefore, in the case of the present embodiment, the user M guided by the comparison display contents of the current load value and the load target value on the display screen 15a is directed in the direction opposite to the direction in which the load movement is conscious. The user M is given a strong force.

具体的には、第2実施形態で開示した低周波パッド46を用いる場合は、表示画面15a上の現在値(現在荷重中心位置GJP、現在荷重ベクトルGV)から見て目標値(目標荷重中心位置MJP、目標荷重ベクトルMV)とは反対側に位置する筋肉に対して電気的刺激を与えるようにする。例えば、図17(a)(b)の表示例の場合は、使用者Mが意識的に内側へ荷重移動させようとするのに対して、外側の外転筋群に低周波の電気的刺激を与えることで、使用者Mの意識とは無関係に外側に向けて荷重移動させる筋収縮運動を生じさせる。   Specifically, when the low frequency pad 46 disclosed in the second embodiment is used, the target value (target load center position) viewed from the current value (current load center position GJP, current load vector GV) on the display screen 15a. Electrical stimulation is applied to the muscle located on the opposite side of MJP, target load vector MV). For example, in the case of the display examples in FIGS. 17A and 17B, the user M consciously tries to move the load inward, whereas the outer abductor muscles are subjected to low-frequency electrical stimulation. By giving the above, the muscle contraction motion that causes the load to move outward is generated regardless of the consciousness of the user M.

そのため、使用者Mは、こうしたアシスト部45による低周波パッド46に対する非アシスト的な通電制御で生じた目標値から離れる方向への負荷に抗して自ら荷重移動を行うことになるので、リハビリ訓練等においては難易度を高めて運動することができ、良好な運動効果を得ることができる。   Therefore, the user M himself / herself moves the load against a load in a direction away from the target value generated by the non-assist energization control for the low-frequency pad 46 by the assist unit 45, so that the rehabilitation training is performed. In such cases, it is possible to exercise with a higher degree of difficulty, and a good exercise effect can be obtained.

その一方、第3実施形態及び第4実施形態で開示した足置き部16の足置き台17を傾動調整する場合は、足裏載置面17aが表示画面15a上の現在値(現在荷重中心位置GJP、現在荷重ベクトルGV)から見て目標値(目標荷重中心位置MJP、目標荷重ベクトルMV)とは反対側を下げた斜面となるようにする。例えば、図17(a)(b)の表示例の場合は、使用者Mが意識的に内側へ荷重移動させようとするのに対して、足置き台17は足裏載置面17aが外側の方を下げた斜面となるように傾動するので、使用者Mの意識とは無関係に外側に向けて荷重移動させる筋収縮運動を生じさせる。   On the other hand, when adjusting the tilt of the footrest 17 of the footrest 16 disclosed in the third embodiment and the fourth embodiment, the foot placement surface 17a is the current value (current load center position) on the display screen 15a. When viewed from GJP (current load vector GV), the slope is set so that the side opposite the target value (target load center position MJP, target load vector MV) is lowered. For example, in the case of the display examples in FIGS. 17A and 17B, the user M consciously attempts to move the load inward, whereas the footrest 17 has the sole placement surface 17a on the outside. Therefore, the muscle contraction motion is generated in which the load is moved outward regardless of the consciousness of the user M.

そのため、使用者Mは、こうしたアシスト部45による足置き部16の足置き台17を荷重移動させる方向とは逆方向に傾斜させる傾動制御で生じた負荷に抗して自ら荷重移動を行うことになるので、リハビリ訓練等においては難易度を高めて運動することができ、良好な運動効果を得ることができる。   Therefore, the user M himself / herself moves the load against the load generated by the tilt control that tilts the footrest 17 of the footrest 16 in the direction opposite to the direction in which the load is moved by the assist portion 45. Therefore, in rehabilitation training and the like, it is possible to exercise with an increased degree of difficulty, and a good exercise effect can be obtained.

(第8実施形態)
次に、第8実施形態の運動補助装置について図面を参照しながら説明する。なお、この第8実施形態は、荷重態様検出部27による荷重の検出方向が前後方向だけであるという点で第1実施形態とは相違し、その他の点では第1実施形態とほぼ同じ構成である。そのため、以下では第1実施形態と相違する部分について主に説明し、同一構成部分については同一符号を付すことにして重複した説明を省略する。
(Eighth embodiment)
Next, the exercise assistance apparatus of 8th Embodiment is demonstrated, referring drawings. The eighth embodiment is different from the first embodiment in that the load detection direction by the load mode detection unit 27 is only the front-rear direction, and is otherwise substantially the same as the first embodiment. is there. Therefore, below, the part which is different from 1st Embodiment is mainly demonstrated, and the overlapping description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol about the same component.

図18に示すように、本実施形態における運動補助装置11の足置き部116では、膝屈伸運動をするときに足裏の一部と前後方向で係合する凸部122が足置き台117の足裏載置面117a上に隆起するように一体形成されている。そして、この凸部122において使用者Mの膝屈伸運動時に前後方向の荷重がかかる位置に歪みゲージ等の荷重センサ124が設置され、その荷重センサ124の検出信号が荷重態様検出部27に入力されるようになっている。なお、図18に二点鎖線で示すように、土踏まずに対応した隆起部123aも同様に足裏載置面117a上に一体形成してもよい。   As shown in FIG. 18, in the footrest portion 116 of the exercise assisting device 11 in the present embodiment, a convex portion 122 that engages with a part of the sole in the front-rear direction when performing knee flexion and extension motion is the footrest 117. It is integrally formed so as to protrude on the foot placement surface 117a. A load sensor 124 such as a strain gauge is installed at a position where a load in the front-rear direction is applied to the convex portion 122 during the knee flexion and extension movement of the user M, and a detection signal of the load sensor 124 is input to the load mode detection unit 27. It has become so. In addition, as shown with a dashed-two dotted line in FIG. 18, you may integrally form the protruding part 123a corresponding to the arch on the sole mounting surface 117a similarly.

この第8実施形態の場合は、凸部122の部分に設けられた荷重センサ124により、使用者Mが膝屈伸運動をした際の前後方向の荷重変化が検出され、その検出結果に基づき膝関節の負荷に関係する膝へのせん断力の変化が求められる。そして、表示装置15には前後方向の荷重変化に関連させて、目標前後荷重(目標値)と現在前後荷重(現在値)が対比表示される。そのため、こうした前後方向の荷重変化だけに着目することで、膝屈伸運動における膝関節に対する負荷を簡単に且つ安価に提示できるという効果がある。   In the case of the eighth embodiment, the load sensor 124 provided at the convex portion 122 detects a change in the load in the front-rear direction when the user M exercises knee flexion and extension, and based on the detection result, the knee joint Changes in the shear force on the knee related to the load on the knee. The display device 15 displays the target longitudinal load (target value) and the current longitudinal load (current value) in comparison with each other in relation to the load change in the longitudinal direction. Therefore, by paying attention to only such a load change in the front-rear direction, there is an effect that the load on the knee joint in the knee flexion and extension exercise can be presented easily and inexpensively.

また、第8実施形態においては、足置き部16の凸部122に荷重センサ124を設置する代わりに、図19に示すように、手摺り14において膝屈伸運動するときに使用者Mが把持する部位に左右一対の荷重センサ224a,224bを設けてもよい。このようにした場合も、使用者Mに把持された荷重センサ224a,224bにより、使用者Mが膝屈伸運動をした際の前後方向の荷重変化が検出されるので、その検出結果に基づき膝屈伸運動における膝関節に対する負荷を簡単に且つ安価に提示できるという効果がある。   Further, in the eighth embodiment, instead of installing the load sensor 124 on the convex portion 122 of the footrest portion 16, as shown in FIG. A pair of left and right load sensors 224a and 224b may be provided at the site. Even in this case, the load sensors 224a and 224b gripped by the user M detect the load change in the front-rear direction when the user M performs the knee flexion / extension motion, so that the knee flexion / extension is based on the detection result. There is an effect that the load on the knee joint during exercise can be presented easily and inexpensively.

さらに、第8実施形態においては、足置き部16の凸部122に荷重センサ124を設置する代わりに、図20に示すように、足置き台17の前後方向の端部、この場合は前端に前後方向の荷重を検出可能な荷重センサ324を設けてもよい。この場合も、その前端の荷重センサ324により、使用者Mが膝屈伸運動をした際の前後方向の荷重変化が検出されるので、その検出結果に基づき膝屈伸運動における膝関節に対する負荷を簡単に且つ安価に提示できるという効果がある。   Furthermore, in the eighth embodiment, instead of installing the load sensor 124 on the convex portion 122 of the footrest 16, as shown in FIG. 20, at the end in the front-rear direction of the footrest 17, in this case, at the front end You may provide the load sensor 324 which can detect the load of the front-back direction. Also in this case, the load sensor 324 at the front end detects a load change in the front-rear direction when the user M performs the knee flexion / extension exercise, so that the load on the knee joint in the knee flexion / extension exercise can be easily determined based on the detection result. In addition, there is an effect that it can be presented at low cost.

(第9実施形態)
次に、第9実施形態の運動補助装置について図面を参照しながら説明する。なお、この第9実施形態は、表示画面15aにおける現在値と目標値との対比表示を含めた表示内容の仕方の点で第1実施形態とは相違し、その他の点では第1実施形態とほぼ同じ構成である。そのため、以下では第1実施形態と相違する部分について主に説明し、同一構成部分については同一符号を付すことにして重複した説明を省略する。
(Ninth embodiment)
Next, the exercise assistance apparatus of 9th Embodiment is demonstrated, referring drawings. The ninth embodiment is different from the first embodiment in the manner of display contents including the display of comparison between the current value and the target value on the display screen 15a, and is otherwise different from the first embodiment. The configuration is almost the same. Therefore, below, the part which is different from 1st Embodiment is mainly demonstrated, and the overlapping description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol about the same component.

図21(a)〜(c)に示すように、本実施形態における表示装置15は、その表示画面15a上に、現在値と目標値との対比表示に関して、以下のような3種類の表示の仕方を選択して表示可能とされている。   As shown in FIGS. 21 (a) to 21 (c), the display device 15 according to the present embodiment displays the following three types of display on the display screen 15a for the comparison display of the current value and the target value. It is possible to display by selecting a method.

まず、図21(a)に示す表示例では、使用者Mの膝屈伸運動開始前の初期姿勢状態をモデル化して示すスティックピクチャSPが、その初期姿勢状態からの膝角度の目標値を示す目標ラインMLと共に表示される。そして、膝屈伸運動時に膝に作用する膝せん断力に関して、目標設定部30により設定された負荷目標値と対応する目標せん断力MSと、荷重態様検出部27の検出結果に基づき演算部32が演算して求めた現在せん断力GSとが、両せん断力MS,GSの大きさを対比可能な矢印の並列表記態様にて示される。   First, in the display example shown in FIG. 21 (a), a stick picture SP that models the initial posture state of the user M before the start of knee flexion / extension exercise is a target indicating the target value of the knee angle from the initial posture state. Displayed with line ML. The calculation unit 32 calculates the knee shear force acting on the knee during the knee flexion / extension exercise based on the target shear force MS corresponding to the load target value set by the target setting unit 30 and the detection result of the load mode detection unit 27. The current shearing force GS obtained in this way is shown in a parallel notation of arrows capable of comparing the magnitudes of both shearing forces MS and GS.

また、図21(b)に示す表示例では、数値表示部74に目標せん断力と現在せん断力の各数値及び目標膝角度と現在膝角度の各数値が対比表示されるとともに、グラフ表示部75に現在せん断力及び現在膝角度の大きさを表す棒グラフと目標せん断力及び目標膝角度を示す目標ラインMLが重畳表示される。この場合は、数値が表示されるので、現在値と目標値との差が分かり易いという効果がある。   In the display example shown in FIG. 21B, the numerical value display unit 74 displays the numerical values of the target shear force and the current shear force, and the numerical values of the target knee angle and the current knee angle, as well as a graph display unit 75. A bar graph indicating the current shear force and the current knee angle and a target line ML indicating the target shear force and the target knee angle are superimposed and displayed. In this case, since a numerical value is displayed, there is an effect that the difference between the current value and the target value can be easily understood.

また、図21(c)に示す表示例では、使用者Mの膝屈伸運動開始前の初期姿勢状態をモデル化して示すスティックピクチャSPが、膝折曲げの目標値姿勢をモデル化して示す目標スティックピクチャMSPと共に表示される。そして、この場合は初期姿勢状態から目標値姿勢に姿勢変化させるために腰位置が上方から下方へ移動するときに越える目安となる目標ラインMLが合わせて表示される。したがって、使用者Mは、この目標ラインMLを自分の腰位置が下方へ越えるように自分の膝の曲げ具合を調整しながら、運動態様を現在値が目標値に近づく方向へ良好に変化させることができる。   In the display example shown in FIG. 21C, a stick picture SP that models the initial posture state of the user M before starting the knee flexion and extension exercise is a target stick picture that models the target value posture of the knee bending. Displayed with MSP. In this case, in order to change the posture from the initial posture state to the target value posture, a target line ML that is a guideline to be exceeded when the waist position moves from the upper side to the lower side is also displayed. Therefore, the user M can change the movement mode well in the direction in which the current value approaches the target value while adjusting the bending state of his knee so that his / her waist position crosses the target line ML downward. Can do.

なお、上記各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・手摺り14は、足置き部16の前方側に限らず、左右両側など他の位置に設けられていてもよい。また、手摺り14は省略してもよい。
In addition, you may change each said embodiment as follows.
The handrail 14 is not limited to the front side of the footrest 16 and may be provided at other positions such as the left and right sides. The handrail 14 may be omitted.

・手摺り14は、その高さや幅方向の長さが調整可能であってもよい。
・膝屈伸運動をするときに足裏の一部(足指など)を前後方向で係合させる凸部22,122は、その大きさ、高さ、及び形状を実施形態のものとは別形態に任意に変更可能である。また、凸部22が設けられた足指載置板19は、ねじ止め以外にフック係止や両面テープなど他の固定手段で足置き台17上に固定してもよい。
-The handrail 14 may be adjustable in its height and length in the width direction.
The protrusions 22 and 122 that engage a part of the sole (such as toes) in the front-rear direction when performing knee flexion and extension exercises are different in size, height, and shape from those of the embodiment. It can be changed arbitrarily. Further, the toe mounting plate 19 provided with the convex portions 22 may be fixed on the footrest 17 by other fixing means such as hook locking or double-sided tape in addition to screwing.

・土踏まずと対応した隆起部23aを有する足裏用当接部材23は、貼着以外にフック係止やねじ止めなど他の固定手段で足置き台17に固定しても良い。
・アシスト部45は、足置き部16の足置き台17をアシスト制御のために傾動させる角度、時間、速度などについて複数種の傾動態様を予め有し、それらのうち何れかの態様を選択してアシスト制御してもよい。また、そのようなアシスト制御を行うに際しては、負荷目標値と負荷現在値との差に応じて、又は使用者Mの症状などに応じて、傾動させる角度、時間、速度などを調整するようにしてもよい。
The foot contact member 23 having the raised portion 23a corresponding to the arch may be fixed to the footrest 17 by other fixing means such as hook locking or screwing in addition to sticking.
The assist unit 45 has a plurality of types of tilting modes in advance for the angle, time, speed, and the like for tilting the footrest 17 of the footrest unit 16 for assist control, and selects any one of them. And assist control may be performed. When performing such assist control, the tilt angle, time, speed, etc. are adjusted according to the difference between the load target value and the current load value, or according to the symptoms of the user M. May be.

・アシスト部45は、低周波パッド46をアシスト制御のために通電する場合の印加電圧、通電時間などについて複数種の通電態様を予め有し、それらのうち何れかの態様を選択してアシスト制御してもよい。また、そのようなアシスト制御を行うに際しては、負荷目標値と負荷現在値との差に応じて、又は使用者Mの症状などに応じて、通電する場合の印加電圧、通電時間などを調整するようにしてもよい。   The assist unit 45 has a plurality of types of energization modes in advance regarding the applied voltage and energization time when the low-frequency pad 46 is energized for assist control, and assist control is performed by selecting any of these modes. May be. Further, when performing such assist control, the applied voltage, the energization time, etc. when energizing are adjusted according to the difference between the load target value and the current load value or according to the symptoms of the user M. You may do it.

・表示装置15の表示画面15a上には、使用者Mの姿勢をモデル化したスティックピクチャSP以外に人形や3Dモデルなどを動画態様で目標値と現在値との対比表示と共に表示するようにしてもよい。   On the display screen 15a of the display device 15, in addition to the stick picture SP that models the posture of the user M, a doll, a 3D model, and the like are displayed in a moving image mode together with a comparison display of the target value and the current value. Also good.

・姿勢検出のために関節角度を検出する場合、カメラ29以外に例えばゴニオメータ、ジャイロセンサ、加速度センサなどを利用してもよい。また、同じく関節位置を検出する場合、カメラ29以外に例えば光学式や磁気式の三次元計測装置などを利用してもよい。   When detecting a joint angle for posture detection, for example, a goniometer, a gyro sensor, an acceleration sensor, or the like may be used in addition to the camera 29. Similarly, when detecting the joint position, for example, an optical or magnetic three-dimensional measuring device may be used in addition to the camera 29.

・足置き部16において使用者Mの前後方向と左右方向での荷重の位置変化を検出するためには少なくとも3つの荷重センサが荷重態様検出部27に接続されていればよい。
・目標設定部30での目標設定に際しては、健常者の荷重ベクトルの値をデータベース化しておき、その中から選択した値を目標値に設定するようにしてもよい。また、例えばOA(変形性膝関節症)患者などにおいて膝を曲げると痛みが出る荷重ベクトルの向きと大きさやせん断力に関する情報値を事前計測し、それよりも小さな値を目標値に設定するようにしてもよい。さらに、関節への負担を小さくするために、荷重ベクトルの方向が頚骨と同じ方向かそれよりも後方となるように設定してもよい。
In order to detect a change in the position of the load in the front-rear direction and the left-right direction of the user M in the footrest unit 16, at least three load sensors may be connected to the load mode detection unit 27.
-When setting the target in the target setting unit 30, the value of the load vector of the healthy person may be stored in a database, and a value selected from them may be set as the target value. In addition, for example, in an OA (osteoarthritis) patient or the like, information values regarding the direction and magnitude of the load vector that causes pain when the knee is bent and the shearing force are measured in advance, and a smaller value is set as the target value. It may be. Furthermore, in order to reduce the burden on the joint, the direction of the load vector may be set so as to be in the same direction as the tibia or backward.

11…運動補助装置、14…手摺り、15…誘導部の一例としての表示装置、16,116…足置き部、22,122…凸部、23…足裏用当接部材、23a,123a…隆起部、24a〜24d,124,224a,224b,324…荷重センサ、27…荷重態様検出部、28…姿勢検出部、30…目標設定部、32…演算部、45…誘導部としても機能するアシスト部、M…使用者、FS…膝せん断力、GS…現在値の一例としての現在せん断力、MS…目標値の一例としての目標せん断力、JP…荷重中心位置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Movement assistance apparatus, 14 ... Handrail, 15 ... Display apparatus as an example of a guidance part, 16, 116 ... Footrest part, 22,122 ... Convex part, 23 ... Contact member for soles, 23a, 123a ... Also functions as a raised portion, 24a to 24d, 124, 224a, 224b, 324 ... load sensor, 27 ... load state detection unit, 28 ... posture detection unit, 30 ... target setting unit, 32 ... calculation unit, 45 ... guidance unit. Assist part, M ... user, FS ... knee shear force, GS ... current shear force as an example of current value, MS ... target shear force as an example of target value, JP ... load center position.

Claims (15)

使用者が足裏を載せる足置き部と、
当該足置き部に作用する使用者の荷重態様を検出する荷重態様検出部と、
前記足置き部に足裏を載せた使用者が膝屈伸運動した場合の膝関節への負荷に関係する数値の目標値を設定する目標設定部と、
前記足置き部に足裏を載せた使用者が膝屈伸運動した場合における前記膝関節への負荷に関係する数値の現在値を前記荷重態様検出部の検出結果に基づいて演算する演算部と、
前記使用者による膝屈伸運動の運動態様を前記現在値が前記目標値に近づく方向へ変化するように誘導する誘導部と
を備えることを特徴とする運動補助装置。
A foot rest on which the user puts his sole;
A load mode detection unit that detects a load mode of a user acting on the footrest unit;
A target setting unit for setting a target value of a numerical value related to the load on the knee joint when the user who puts the sole on the footrest part performs knee flexion and extension exercise;
A calculation unit that calculates a current value of a numerical value related to a load on the knee joint when a user who puts his / her foot on the footrest part performs knee flexion and extension movement based on a detection result of the load mode detection unit;
An exercise assisting device, comprising: a guidance unit that guides the exercise mode of knee flexion and extension exercise by the user so that the current value changes in a direction approaching the target value.
前記荷重態様検出部は、前記足置き部に足裏を載せた使用者を基準にした場合の少なくとも前後方向に作用する荷重を検出することを特徴とする請求項1に記載の運動補助装置。   The exercise assistance device according to claim 1, wherein the load mode detection unit detects a load that acts at least in the front-rear direction when a user who puts a sole on the footrest is used as a reference. 前記荷重態様検出部は、前記足置き部に対する前記荷重の加重中心である荷重中心位置と、当該荷重中心位置を基準として前後方向を含む少なくとも2つの座標軸方向において作用する荷重の大きさを検出することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の運動補助装置。   The load mode detection unit detects a load center position that is a load center of the load with respect to the footrest and a magnitude of a load that acts in at least two coordinate axis directions including a front-rear direction with reference to the load center position. The exercise assisting device according to claim 1, wherein the exercise assisting device is provided. 前記足置き部に足裏を載せた使用者の姿勢を検出する姿勢検出部を更に備え、
前記演算部は、前記荷重態様検出部の検出結果と前記姿勢検出部の検出結果とに基づいて、前記膝関節への負荷に関係する数値の現在値として、膝屈伸運動した場合に前記膝関節に作用するせん断力を演算することを特徴とする請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の運動補助装置。
A posture detecting unit for detecting a posture of a user who puts his sole on the footrest;
When the knee joint performs a knee flexion and extension exercise as a current value of a numerical value related to a load on the knee joint based on the detection result of the load mode detection unit and the detection result of the posture detection unit, The exercise assisting device according to any one of claims 1 to 3, wherein a shearing force acting on the movement is calculated.
前記誘導部は、前記目標値に対応した表示内容と対比するように前記現在値に対応した表示内容を表示可能な表示装置であることを特徴とする請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載の運動補助装置。   The said guidance | induction part is a display apparatus which can display the display content corresponding to the said present value so that the display content corresponding to the said target value may be contrasted. The exercise assistance device according to one item. 前記表示装置は、前記足置き部に足裏を載せた使用者が膝屈伸運動しているときの姿勢の変化態様を表示することを特徴とする請求項5に記載の運動補助装置。   The exercise assisting device according to claim 5, wherein the display device displays a posture change mode when a user who puts a sole on the footrest part is performing knee flexion and extension exercises. 前記誘導部は、使用者の脚部に対して前記現在値が前記目標値に近づく方向への筋収縮運動を生じさせる力を外部から助勢する機能を有したアシスト部であることを特徴とする請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載の運動補助装置。   The guide unit is an assist unit having a function of assisting a force that causes a muscle contraction motion in a direction in which the current value approaches the target value with respect to a user's leg. The exercise assistance device according to any one of claims 1 to 4. 前記アシスト部は、使用者の脚部において膝屈伸運動に関係する筋肉に対して電気的な刺激を与える機能を有することを特徴とする請求項7に記載の運動補助装置。   The exercise assisting device according to claim 7, wherein the assist unit has a function of applying electrical stimulation to muscles related to knee flexion and extension exercise in a leg of a user. 前記アシスト部は、足置き部を使用者の重心が移動するように傾動させる機能を有することを特徴とする請求項7に記載の運動補助装置。   The exercise assisting device according to claim 7, wherein the assist unit has a function of tilting the footrest so that the center of gravity of the user moves. 前記足置き部は、着脱交換が可能であることを特徴とする請求項1〜請求項9のうち何れか一項に記載の運動補助装置。   The exercise assisting device according to any one of claims 1 to 9, wherein the footrest portion is attachable and detachable. 前記足置き部には、足裏の土踏まずに対応した形状の隆起部を有する足裏用当接部材が取着されていることを特徴とする請求項1〜請求項10のうち何れか一項に記載の運動補助装置。   11. The contact member for a sole having a raised portion having a shape corresponding to the arch of the sole is attached to the footrest portion. 11. The exercise assistance device according to 1. 前記足置き部には、使用者の足裏の前後方向への移動を規制するように前記足裏の一部と係合可能な凸部が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項11のうち何れか一項に記載の運動補助装置。   The convex part which can engage with a part of said sole is provided in the said footrest part so that the movement to the front-back direction of a user's sole may be provided. The exercise assistance device according to claim 11. 前記凸部には、前記足置き部に足裏を載せた使用者を基準にした場合の少なくとも前後方向に作用する荷重を検出可能な荷重センサが設けられていることを特徴とする請求項12に記載の運動補助装置。   13. The convex portion is provided with a load sensor capable of detecting a load acting in at least the front-rear direction when a user who puts a sole on the footrest portion is used as a reference. The exercise assistance device according to 1. 前記足置き部に足裏を載せた使用者が膝屈伸運動する場合に、前方へ伸ばした手で把持可能な手摺りを備えていることを特徴とする請求項1〜請求項13のうち何れか一項に記載の運動補助装置。   14. A handrail that can be gripped by a hand extended forward when a user who puts a sole on the footrest portion performs knee flexion and extension exercises is provided. The exercise assisting device according to claim 1. 前記手摺りにおいて使用者が膝屈伸運動をする際に把持する部位には、その部位を把持しつつ前記足置き部に足裏を載せた使用者を基準にした場合の少なくとも前後方向に作用する荷重を検出可能な荷重センサが設けられていることを特徴とする請求項14に記載の運動補助装置。   In the handrail, the part gripped when the user performs knee flexion / extension movement acts at least in the front-rear direction when the user who puts the sole on the footrest portion while gripping the part is used as a reference. The exercise assisting device according to claim 14, further comprising a load sensor capable of detecting a load.
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