JP2018175663A - Training device and training method - Google Patents
Training device and training method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018175663A JP2018175663A JP2017083095A JP2017083095A JP2018175663A JP 2018175663 A JP2018175663 A JP 2018175663A JP 2017083095 A JP2017083095 A JP 2017083095A JP 2017083095 A JP2017083095 A JP 2017083095A JP 2018175663 A JP2018175663 A JP 2018175663A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- training
- trainee
- movable member
- servomotor
- torque
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000012549 training Methods 0.000 title claims abstract description 324
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 47
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 abstract description 36
- 230000008569 process Effects 0.000 description 25
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 22
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 241000489861 Maximus Species 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 210000004247 hand Anatomy 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 210000002976 pectoralis muscle Anatomy 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 210000000852 deltoid muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000008450 motivation Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 210000003314 quadriceps muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 210000001991 scapula Anatomy 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Rehabilitation Tools (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ユーザ(トレイニー)の筋力をトレーニングするためのトレーニング装置及びトレーニング方法に関する。 The present invention relates to a training apparatus and training method for training the muscle strength of a user (trainee).
身体機能の向上のため、また、健康維持のために、ユーザ(トレイニー)の手、足、胸部、腹部などの筋力をトレーニングするためのさまざまなトレーニング装置が知られている。トレイニーに負荷を与えるために、重り、バネ、モータなど、さまざまな機構が使用される。例えば、特許文献1及び2は、モータを用いたトレーニング装置を開示している。
There are known various training devices for training the muscle strength of the user (trainee) hands, feet, chest, and abdomen for improving physical function and for maintaining health. Various mechanisms such as weights, springs, motors, etc. are used to load the trainee. For example,
トレーニングの効果を上げるには、まず、トレイニーの筋力を定量的に評価する必要があり、さらに、トレイニーの筋力に基づいて適切な負荷を与える必要がある。 In order to improve the effectiveness of training, it is first necessary to quantitatively evaluate the muscle strength of the trainee, and further, it is necessary to apply an appropriate load based on the muscle strength of the trainee.
トレイニーの筋力は、壁を押すような静的な力としてではなく、例えば足を踏み出すような動的な力として測定されることが望ましい。さらに、トレーニング装置は、そのような動的な力を増すようなトレーニングを実施可能であることが望ましい。 The trainee's muscle strength is preferably measured not as a static force that pushes a wall, but as a dynamic force that, for example, it steps off a foot. Furthermore, it is desirable that the training device be capable of performing such training to increase dynamic power.
また、このようなトレーニング装置を多数の人が利用するために、トレーニング装置は、圧力変換器等を使用せず、簡単かつ安価に構成されることが望ましい。 In addition, in order to use such a training device for many people, it is desirable that the training device be configured simply and inexpensively without using a pressure transducer or the like.
従来、これらの条件のすべてをみたすことができるトレーニング装置は提供されていない。 Conventionally, no training device has been provided which can meet all of these conditions.
本発明の目的は、簡単かつ安価な構成でありながら、トレイニーの筋力に基づいて適切な負荷を与えるために、トレイニーの筋力を正確に測定することができるトレーニング装置及びトレーニング方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a training apparatus and a training method capable of accurately measuring the muscle strength of trainee in order to apply an appropriate load based on the muscle strength of trainee while having a simple and inexpensive configuration. is there.
本発明の第1の態様に係るトレーニング装置は、
トレイニーによって所定の可動範囲で移動される少なくとも1つの可動部材と、
前記可動部材を前記可動範囲において移動させ、前記可動部材を介して所定の負荷を前記トレイニーに与える駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部とを備えるトレーニング装置であって、
前記駆動部は、前記制御部の制御下で所定のトルクを発生するサーボモータを備え、
前記制御部は、
前記トレイニーが前記可動部材に触れていないときに前記可動部材を前記可動範囲において移動させるために前記サーボモータにより発生される第1のトルクを測定し、
前記トレイニーのトレーニング部位の重さが前記可動部材にかかっているときに前記可動部材を前記可動範囲において移動させるために前記サーボモータにより発生される第2のトルクを測定し、
前記トレイニーが前記可動部材を移動させるときに前記サーボモータにかかる第3のトルクを測定し、
前記第1のトルクに基づいて、前記トレーニング装置の機械的損失を計算し、
前記第1及び第2のトルクに基づいて、前記トレーニング部位の重さを計算し、
前記第2及び第3のトルクに基づいて、前記トレイニーが前記可動部材に与えた正味の力を計算する。
A training device according to a first aspect of the present invention is
At least one movable member moved within a predetermined movable range by the trainee;
A driving unit which moves the movable member in the movable range and applies a predetermined load to the trainee via the movable member;
A training unit that controls the drive unit;
The drive unit includes a servomotor that generates a predetermined torque under the control of the control unit.
The control unit
Measuring a first torque generated by the servomotor to move the movable member in the movable range when the tray is not touching the movable member;
Measuring a second torque generated by the servomotor to move the movable member in the movable range when the weight of the training site of the trainee rests on the movable member;
Measuring a third torque applied to the servomotor when the trainee moves the movable member;
Calculating mechanical loss of the training device based on the first torque;
Calculating the weight of the training site based on the first and second torques;
Based on the second and third torques, calculate the net force exerted by the trainee on the moveable member.
本発明の第2の態様に係るトレーニング装置は、第1の態様に係るトレーニング装置において、
前記制御部は、前記サーボモータに流れる電流を測定することにより、前記第1〜第3のトルクを測定する。
A training device according to a second aspect of the present invention is the training device according to the first aspect, wherein
The control unit measures the first to third torques by measuring a current flowing through the servomotor.
本発明の第3の態様に係るトレーニング装置は、
トレイニーによって所定の可動範囲で移動される少なくとも1つの可動部材と、
前記可動部材を前記可動範囲において移動させ、前記可動部材を介して所定の負荷を前記トレイニーに与える駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部とを備えるトレーニング装置であって、
前記駆動部は、前記制御部の制御下で所定のトルクを発生するサーボモータを備え、
前記制御部は、
前記トレイニーのトレーニング部位の重さが前記可動部材にかかっているときに前記可動部材を前記可動範囲において移動させるために前記サーボモータにより発生される第1のトルクを測定し、
前記トレイニーが前記可動部材を移動させるときに前記サーボモータにかかる第2のトルクを測定し、
前記第1のトルクに基づいて、前記トレーニング装置の機械的損失及び前記トレーニング部位の重さに起因する合計の損失を計算し、
前記第1及び第2のトルクに基づいて、前記トレイニーが前記可動部材に与えた正味の力を計算する。
A training device according to a third aspect of the present invention is
At least one movable member moved within a predetermined movable range by the trainee;
A driving unit which moves the movable member in the movable range and applies a predetermined load to the trainee via the movable member;
A training unit that controls the drive unit;
The drive unit includes a servomotor that generates a predetermined torque under the control of the control unit.
The control unit
Measuring a first torque generated by the servomotor to move the movable member within the movable range when the weight of the training site of the trainee rests on the movable member;
Measuring a second torque applied to the servomotor when the trainee moves the movable member;
Based on the first torque, calculate a total loss due to mechanical loss of the training device and weight of the training site,
Based on the first and second torques, calculate the net force exerted by the trainee on the moveable member.
本発明の第4の態様に係るトレーニング装置は、第3の態様に係るトレーニング装置において、
前記制御部は、前記サーボモータに流れる電流を測定することにより、前記第1及び第2のトルクを測定する。
A training device according to a fourth aspect of the present invention is the training device according to the third aspect, wherein
The control unit measures the first and second torques by measuring a current flowing through the servomotor.
本発明の第5の態様に係るトレーニング装置は、第1〜第4のうちの1つの態様に係るトレーニング装置において、
前記トレーニング装置はシーテッドレッグプレス装置である。
A training device according to a fifth aspect of the present invention is the training device according to one of the first to fourth aspects, wherein
The training device is a sheeted leg press device.
本発明の第6の態様に係るトレーニング装置は、第1〜第4のうちの1つの態様に係るトレーニング装置において、
前記トレーニング装置はディップス装置である。
A training device according to a sixth aspect of the present invention is the training device according to one of the first to fourth aspects, wherein
The training device is a dips device.
本発明の第7の態様に係るトレーニング装置は、第1〜第6のうちの1つの態様に係るトレーニング装置において、
前記制御部は、前記正味の力の大きさに基づいて決定された所定の負荷を前記トレイニーに与えるように、かつ、前記トレーニング装置の機械的損失及び前記トレーニング部位の重さをキャンセルするように、前記可動範囲にわたって変動する所定のトルクを前記サーボモータに設定する。
A training device according to a seventh aspect of the present invention is the training device according to one of the first to sixth aspects, wherein
The control unit applies the predetermined load determined based on the magnitude of the net force to the trainee, and cancels the mechanical loss of the training apparatus and the weight of the training site. And setting a predetermined torque which fluctuates over the movable range in the servomotor.
本発明の第8の態様に係るトレーニング装置は、
トレイニーによって所定の可動範囲で移動される少なくとも1つの可動部材と、
前記可動部材を前記可動範囲において移動させ、前記可動部材を介して所定の負荷を前記トレイニーに与える駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部とを備えるトレーニング装置であって、
前記駆動部は、前記制御部の制御下で所定のトルクを発生するサーボモータを備え、
前記制御部は、
前記トレイニーが前記可動部材に触れていないときに前記可動部材を前記可動範囲において移動させるために前記サーボモータにより発生される第1のトルクを測定し、
前記トレイニーが前記可動部材を移動させるときに前記サーボモータにかかる第2のトルクを測定し、
前記第1のトルクに基づいて、前記トレーニング装置の機械的損失を計算し、
前記第1及び第2のトルクに基づいて、前記トレイニーが前記可動部材に与えた正味の力を計算する。
A training device according to an eighth aspect of the present invention is
At least one movable member moved within a predetermined movable range by the trainee;
A driving unit which moves the movable member in the movable range and applies a predetermined load to the trainee via the movable member;
A training unit that controls the drive unit;
The drive unit includes a servomotor that generates a predetermined torque under the control of the control unit.
The control unit
Measuring a first torque generated by the servomotor to move the movable member in the movable range when the tray is not touching the movable member;
Measuring a second torque applied to the servomotor when the trainee moves the movable member;
Calculating mechanical loss of the training device based on the first torque;
Based on the first and second torques, calculate the net force exerted by the trainee on the moveable member.
本発明の第9の態様に係るトレーニング装置は、第8の態様に係るトレーニング装置において、
前記制御部は、前記サーボモータに流れる電流を測定することにより、前記第1及び第2のトルクを測定する。
A training device according to a ninth aspect of the present invention is the training device according to the eighth aspect, wherein
The control unit measures the first and second torques by measuring a current flowing through the servomotor.
本発明の第10の態様に係るトレーニング装置は、第8又は第9の態様に係るトレーニング装置において、
前記トレーニング装置はレッグカール装置である。
A training device according to a tenth aspect of the present invention is the training device according to the eighth or ninth aspect, wherein
The training device is a leg curl device.
本発明の第11の態様に係るトレーニング装置は、第8又は第9の態様に係るトレーニング装置において、
前記トレーニング装置はシーテッドチェストプレス装置である。
A training device according to an eleventh aspect of the present invention is the training device according to the eighth or ninth aspect, wherein
The training device is a seated chest press device.
本発明の第12の態様に係るトレーニング装置は、第8〜第11のうちの1つの態様に係るトレーニング装置において、
前記制御部は、前記正味の力の大きさに基づいて決定された所定の負荷を前記トレイニーに与えるように、かつ、前記トレーニング装置の機械的損失をキャンセルするように、前記可動範囲にわたって変動する所定のトルクを前記サーボモータに設定する。
A training device according to a twelfth aspect of the present invention is the training device according to one of the eighth to eleventh aspects, wherein
The control unit varies over the movable range so as to apply a predetermined load determined based on the magnitude of the net force to the trainee, and to cancel mechanical loss of the training device. A predetermined torque is set to the servomotor.
本発明の第13の態様に係るトレーニング装置は、第7又は第12の態様に係るトレーニング装置において、
前記制御部は、前記正味の力の大きさに基づいて、前記トレイニーに与える負荷の大きさを決定する。
A training device according to a thirteenth aspect of the present invention is the training device according to the seventh or twelfth aspect, wherein
The control unit determines the magnitude of the load given to the trainee based on the magnitude of the net force.
本発明の第14の態様に係るトレーニング装置は、第17又は第12の態様に係るトレーニング装置において、
前記制御部は、
前記正味の力の大きさを示す情報を外部のサーバ装置に送信し、
前記サーバ装置によって前記正味の力の大きさに基づいて決定された負荷の大きさを示す情報を前記サーバ装置から受信する。
A training device according to a fourteenth aspect of the present invention is the training device according to the seventeenth or twelfth aspect, wherein
The control unit
Transmitting information indicating the magnitude of the net force to an external server device;
Information indicating a load size determined by the server apparatus based on the net force size is received from the server apparatus.
本発明の第15の態様に係るトレーニング装置は、第1〜第14のうちの1つの態様に係るトレーニング装置において、
前記制御部は、前記可動範囲の両端の位置を検出する。
A training device according to a fifteenth aspect of the present invention is the training device according to one of the first to fourteenth aspects, wherein
The control unit detects the positions of both ends of the movable range.
本発明の第16の態様に係るトレーニング方法は、
トレイニーによって所定の可動範囲で移動される少なくとも1つの可動部材と、
前記可動部材を前記可動範囲において移動させ、前記可動部材を介して所定の負荷を前記トレイニーに与える駆動部とを備えるトレーニング装置を用いたトレーニング方法であって、
前記駆動部は、所定のトルクを発生するサーボモータを備え、
前記トレーニング方法は、
前記トレイニーが前記可動部材に触れていないときに前記可動部材を前記可動範囲において移動させるために前記サーボモータにより発生される第1のトルクを測定するステップと、
前記トレイニーのトレーニング部位の重さが前記可動部材にかかっているときに前記可動部材を前記可動範囲において移動させるために前記サーボモータにより発生される第2のトルクを測定するステップと、
前記トレイニーが前記可動部材を移動させるときに前記サーボモータにかかる第3のトルクを測定するステップと、
前記第1のトルクに基づいて、前記トレーニング装置の機械的損失を計算するステップと、
前記第1及び第2のトルクに基づいて、前記トレーニング部位の重さを計算するステップと、
前記第2及び第3のトルクに基づいて、前記トレイニーが前記可動部材に与えた正味の力を計算するステップとを含む。
A training method according to a sixteenth aspect of the present invention is
At least one movable member moved within a predetermined movable range by the trainee;
A training method using a training apparatus, comprising: a drive unit that moves the movable member in the movable range and applies a predetermined load to the trainee via the movable member,
The drive unit includes a servomotor that generates a predetermined torque.
The training method is
Measuring a first torque generated by the servomotor to move the movable member in the movable range when the tray is not touching the movable member;
Measuring a second torque generated by the servomotor to move the movable member in the movable range when the weight of the training site of the trainee rests on the movable member;
Measuring a third torque applied to the servomotor when the trainee moves the movable member;
Calculating mechanical losses of the training device based on the first torque;
Calculating the weight of the training site based on the first and second torques;
Calculating a net force exerted by the trainee on the movable member based on the second and third torques.
本発明の第17の態様に係るトレーニング方法は、
トレイニーによって所定の可動範囲で移動される少なくとも1つの可動部材と、
前記可動部材を前記可動範囲において移動させ、前記可動部材を介して所定の負荷を前記トレイニーに与える駆動部とを備えるトレーニング装置を用いたトレーニング方法であって、
前記駆動部は、所定のトルクを発生するサーボモータを備え、
前記トレーニング方法は、
前記トレイニーのトレーニング部位の重さが前記可動部材にかかっているときに前記可動部材を前記可動範囲において移動させるために前記サーボモータにより発生される第1のトルクを測定するステップと、
前記トレイニーが前記可動部材を移動させるときに前記サーボモータにかかる第2のトルクを測定するステップと、
前記第1のトルクに基づいて、前記トレーニング装置の機械的損失及び前記トレーニング部位の重さに起因する合計の損失を計算するステップと、
前記第1及び第2のトルクに基づいて、前記トレイニーが前記可動部材に与えた正味の力を計算するステップとを含む。
The training method according to the seventeenth aspect of the present invention is
At least one movable member moved within a predetermined movable range by the trainee;
A training method using a training apparatus, comprising: a drive unit that moves the movable member in the movable range and applies a predetermined load to the trainee via the movable member,
The drive unit includes a servomotor that generates a predetermined torque.
The training method is
Measuring a first torque generated by the servomotor to move the moveable member in the moveable range when the weight of the training site of the trainee rests on the moveable member;
Measuring a second torque applied to the servomotor when the trainee moves the movable member;
Calculating a mechanical loss of the training device and a total loss due to the weight of the training site based on the first torque;
Calculating a net force exerted by said trainee on said movable member based on said first and second torques.
本発明の第18の態様に係るトレーニング方法は、
トレイニーによって所定の可動範囲で移動される少なくとも1つの可動部材と、
前記可動部材を前記可動範囲において移動させ、前記可動部材を介して所定の負荷を前記トレイニーに与える駆動部とを備えるトレーニング装置を用いたトレーニング方法であって、
前記駆動部は、所定のトルクを発生するサーボモータを備え、
前記トレーニング方法は、
前記トレイニーが前記可動部材に触れていないときに前記可動部材を前記可動範囲において移動させるために前記サーボモータにより発生される第1のトルクを測定するステップと、
前記トレイニーが前記可動部材を移動させるときに前記サーボモータにかかる第2のトルクを測定するステップと、
前記第1のトルクに基づいて、前記トレーニング装置の機械的損失を計算するステップと、
前記第1及び第2のトルクに基づいて、前記トレイニーが前記可動部材に与えた正味の力を計算するステップとを含む。
The training method according to the eighteenth aspect of the present invention is
At least one movable member moved within a predetermined movable range by the trainee;
A training method using a training apparatus, comprising: a drive unit that moves the movable member in the movable range and applies a predetermined load to the trainee via the movable member,
The drive unit includes a servomotor that generates a predetermined torque.
The training method is
Measuring a first torque generated by the servomotor to move the movable member in the movable range when the tray is not touching the movable member;
Measuring a second torque applied to the servomotor when the trainee moves the movable member;
Calculating mechanical losses of the training device based on the first torque;
Calculating a net force exerted by said trainee on said movable member based on said first and second torques.
本発明の一態様に係るトレーニング装置及びトレーニング方法によれば、装置の機械的損失を予め測定することにより、簡単かつ安価な構成でありながら、トレイニーの筋力に基づいて適切な負荷を与えるために、トレイニーの筋力を正確に測定することができる。 According to the training apparatus and the training method according to one aspect of the present invention, in order to apply an appropriate load based on the muscle power of the trainee while having a simple and inexpensive configuration by measuring the mechanical loss of the apparatus in advance. Can accurately measure the strength of the trainee.
実施形態1.
図1は、実施形態1に係るトレーニング装置1の構成を示す斜視図である。トレーニング装置1は、トレイニーの身体のうちの所定の部位、例えば、大腿四頭筋、大臀筋、中臀筋などを鍛えるためのシーテッドレッグプレス装置として構成されている。
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the
トレーニング装置1は、コンソール10、シャーシ11、制御装置12、駆動装置13、シャフト14、フットレスト15、シート16、ハンドル17、支柱18、及び停止スイッチSW1を備える。
The
シャーシ11には、トレーニング装置1の各構成要素が取り付けられる。
The components of the
シャフト14及びフットレスト15は、トレイニーによって所定の可動範囲で移動される可動部材である。シャフト14の一端は、後述するように、駆動装置13の回転軸に連結され、回転軸のまわりに回転可能に支持される。シャフト14の他端にはフットレスト15が連結される。
The
駆動装置13は、シャフト14及びフットレスト15をそれらの可動範囲において移動させ、さらに、シャフト14及びフットレスト15を介して所定の負荷をトレイニーに与える。本明細書において、駆動装置13を「駆動部」ともいう。
The driving
コンソール10及び制御装置12は、駆動装置13を制御する。コンソール10は、所定の制御プログラムを実行し、ユーザ入力を受け、制御装置12はコンソール10の制御下で駆動装置13を制御する。コンソール10は、ディスプレイ及びタッチパネルを備えたタブレット端末装置であってもよく、ディスプレイ及び、キーボード及びポインティングデバイスを備えたパーソナルコンピュータであってもよい。例えば、制御装置12は駆動装置13に有線接続され、コンソール10は制御装置12に有線又は無線で接続される。以下、コンソール10は制御装置12にBluetooth(登録商標)で接続されるものとする。本明細書において、コンソール10及び制御装置12をまとめて「制御部」ともいう。
The
コンソール10及び制御装置12は、互いに一体化されていてもよい。
The
停止スイッチSW1は、トレイニーがトレーニング装置1の緊急停止を希望するときなど、押下されたときにシャフト14及びフットレスト15の動きを停止する。
The stop switch SW1 stops the movement of the
トレイニーは、シート16に座り、フットレスト15にトレイニーの足を載せ、両手でハンドル17を握る。実施形態1では、可動部材(シャフト14及びフットレスト15)を移動させるトレイニーの部位である足を「トレーニング部位」という。
The trainee sits on the
支柱18は、コンソール10及び停止スイッチSW1を、トレイニーの周りで回転可能に支持する。
The
図2は、図1の制御装置12及び駆動装置13の構成を示すブロック図である。制御装置12は、制御回路61、電源回路62、Bluetooth通信回路63、及びサーボアンプ64を備える。駆動装置13は、サーボモータ71、モータエンコーダ72、及びギアボックス73を備える。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
サーボモータ71は、コンソール10及び制御装置12の制御下で所定のトルクを発生する。モータエンコーダ72は、サーボモータ71の回転位置を検出する。サーボモータ71の回転位置を検出することにより、シャフト14及びフットレスト15の位置がわかる。ギアボックス73は、サーボモータ71の回転軸の回転を減速してシャフト14及びフットレスト15に伝達する。
The servomotor 71 generates a predetermined torque under the control of the
電源回路62は、商用電源55から100Vの交流電力の供給を受けて直流電力を発生し、直流電力を制御回路61及びサーボアンプ64に供給する。
The
Bluetooth通信回路63は、コンソール10に無線接続される。
The
サーボアンプ64は、制御回路61の制御下で、サーボモータ71を制御する。サーボアンプ64は、サーボモータ71の現在のトルク、位置、及び速度をモニタリングし、所望のトルク、位置、及び速度をサーボモータ71に指示する。サーボアンプ64は、サーボモータ71に流れる電流を測定することにより、サーボモータ71のトルクを測定する。また、サーボアンプ64は、サーボモータ71に流れる電流を設定することにより、サーボモータ71のトルクを設定する。
The
制御回路61は、サーボモータ71のトルク、位置、及び速度をモニタリングするためのモニタ信号をサーボアンプ64から受信し、サーボモータ71のトルク、位置、及び速度を指示するためのコマンド信号をサーボアンプ64に送信する。制御回路61は、例えば、パラレル又はシリアルのインターフェースを介してサーボアンプ64に接続される。
The
スイッチSW2,SW3は、シャフト14及びフットレスト15の可動範囲の限界の位置(両端位置)にそれぞれ設けられる。スイッチSW2又はSW3がシャフト14及びフットレスト15により押下されたとき、制御回路61はサーボモータ71を停止させる。これにより、トレーニング装置1の故障を防止することができ、また、トレイニーの身体に過大な負荷がかかることを防止することができる。
The switches SW2 and SW3 are provided at positions (end positions) at the limit of the movable range of the
また、トレイニーが停止スイッチSW1を押下したとき、制御回路61はサーボモータ71を停止させる。
Also, when the trainee presses the stop switch SW1, the
図3は、図1のトレーニング装置1をトレイニー100が使用するときの第1の状態を示す斜視図である。図4は、図1のトレーニング装置1をトレイニー100が使用するときの第2の状態を示す斜視図である。コンソール10及び制御装置12は、図3の状態において、所定の負荷をトレイニー100に与えるように、駆動装置13のサーボモータ71に所定のトルクを設定する。トレイニー100は、図3の状態から図4の状態になるように、シャフト14及びフットレスト15を押し下げる。コンソール10及び制御装置12は、シャフト14及びフットレスト15が図3の状態から図4の状態に変化する過程において変動する所定のトルクを、駆動装置13のサーボモータ71に設定する。シャフト14及びフットレスト15がトレイニー100により図4の状態まで押し下げられると、コンソール10及び制御装置12は、シャフト14及びフットレスト15を図3の状態まで押し上げ、再びトレイニー100により押し下げられることを待機する。この動作を繰り返すことにより、トレイニー100は筋力をトレーニングする。
FIG. 3 is a perspective view showing a first state when the
図5は、図1のトレーニング装置1によって実行されるトレーニング制御処理を示すフローチャートである。ここでは、コンソール10がトレーニング制御処理に係る制御プログラムを実行するものとして説明する。
FIG. 5 is a flowchart showing a training control process executed by the
まず、トレイニーは、ステップS1を実行するために、トレーニング部位を可動部材に配置する(すなわち、足をフットレスト15に載せる)。 First, the trainee places the training site on the movable member (i.e. places the foot on the footrest 15) to carry out step S1.
ステップS1において、コンソール10は、トレイニーのトレーニング部位の可動範囲の両端の位置を検出する。図1のようなシーテッドレッグプレス装置の場合には、図3のようにトレイニーの足を曲げた状態におけるシャフト14及びフットレスト15の位置と、図4のようにトレイニーの足を伸ばした状態におけるシャフト14及びフットレスト15の位置とを検出する。
In step S1, the
トレーニング部位の可動範囲の両端の位置を検出した後、トレイニーは、ステップS2を実行するために、いったんトレーニング部位を可動部材から離す(すなわち、足をフットレスト15から下ろす)。 After detecting the positions of both ends of the movable range of the training site, the trainee once removes the training site from the movable member (that is, lowers the foot from the footrest 15) to perform step S2.
ステップS2において、コンソール10は、トレイニーが可動部材(シャフト14及びフットレスト15)に触れていないときに可動部材をトレイニーの可動範囲において移動させるためにサーボモータ71によって発生されるトルクを測定する。このとき、コンソール10は、予め決められた速度をサーボモータ71に設定する。
In step S2, the
図6は、図1のシャフト14及びフットレスト15にかかる重力W1を説明するための概略図である。点Oは、駆動装置13の回転軸を示す。点Pは、トレイニーのトレーニング部位とシャフト14及びフットレスト15とが互いに対向する領域の重心(すなわち、トレイニーの力がシャフト14及びフットレスト15にかかる位置)を示す。Rは、点Oから点Pまでの距離を示す。θは、水平面に対するシャフト14の角度を示す。W1は、点Pにかかるシャフト14及びフットレスト15の重さ(kg)を示す。
FIG. 6 is a schematic view for explaining the gravity W1 applied to the
シャフト14が点Oの周りに回転可能に支持されるとき、中心O及び半径Rの円周上の点Pにおける重さW1の接線方向の分力(kg)は、A1=W1・cosθによって表される。従って、この分力A1に起因する点Pにおける接線方向のトルク(kg・m)は、A1(kg)×R(m)によって表される。
When the
サーボモータ71、ギアボックス73、シャフト14及びフットレスト15の摺動摩擦などにより生じるトルク(kg・m)を、Friにより表す。シャフト14及びフットレスト15を持ち上げるときに必要なサーボモータ71のトルクTupと、シャフト14及びフットレスト15を押し下げるときに必要なサーボモータ71のトルクTdownとは、次式により表される。
The torque (kg · m) generated by the sliding friction of the servomotor 71, the
Tup=Fri+A1×R
Tdown=Fri−A1×R
Tup = Fri + A1 x R
Tdown = Fri-A1 × R
上述したトルクTup及びTdownの式によれば、シャフト14が水平面に対して90度に近い角度にあると、分力A1よりも摩擦などに起因するトルクFriの方が大きくなり、シャフト14は倒れにくくなる。角度θが小さくなると、分力A1が大きくなり、シャフト14は水平面にさらに近づくように回転する。
According to the above-mentioned torque Tup and Tdown equations, when the
図7は、図1のシャフト14及びフットレスト15を下端位置から上端位置に、また、上端位置から下端位置に移動させるときのトルクを説明するための概略図である。図7は、シャフト14が水平面に対して0度〜43度の可動範囲を有する場合を示す。点Pにおける接線方向の分力A1の2倍の力が、持ち上げる方向及び押し下げる方向のトルクのヒステリシスとなって現れる。
FIG. 7 is a schematic view for explaining torque when moving the
図7において、シャフト14及びフットレスト15が下端位置(θ=0度)及び上端位置(θ=43度)の各近傍にあるとき、トルクは厳密には釣り合っていない可能性がある。シャフト14及びフットレスト15の位置を保持するために、シャフト14及びフットレスト15が他の構成要素に押しつけられている可能性がある。また、シャフト14及びフットレスト15が静止状態から動き始めたことにより、摩擦係数が変化する可能性がある。
In FIG. 7, when the
トルクTup及びTdownを測定した後、トレイニーは、ステップS3を実行するために、再びトレーニング部位を可動部材に配置する(すなわち、再び足をフットレスト15に載せる)。
After measuring the torques Tup and Tdown, the trainee places the training site on the movable member again (ie, puts the foot on the
図5のステップS3において、コンソール10は、トレーニング部位の重さが可動部材(シャフト14及びフットレスト15)にかかっているときに可動部材を可動範囲において移動させるためにサーボモータ71によって発生されるトルクT1を測定する。このとき、コンソール10は、ステップS2でサーボモータ71に設定した速度と同じ速度をサーボモータ71に設定する。トレイニーは、トレイニー自身の力をシャフト14及びフットレスト15にかけないように、フットレスト15にトレイニーの足を載せる。トレイニーのトレーニング部位の重さを、W2により表し、重さW2の点Pにおける接線方向の分力を、A2=W2・cosθにより表す。このとき、トルクT1は、次式で表される。
In step S3 of FIG. 5, the
T1=Fri−(A1+A2)×R T1 = Fri− (A1 + A2) × R
ステップS4において、コンソール10は、トレイニーがトレイニー自身の力により可動部材(シャフト14及びフットレスト15)を移動させるときにサーボモータ71にかかるトルクT2を測定する。このとき、コンソール10は、ステップS2及びS3でサーボモータ71に設定した速度と同じ速度をサーボモータ71に設定する。コンソール10は、シャフト14及びフットレスト15を図3の位置に移動させる。トレイニーは、図3の状態から図4の状態になるように、シャフト14及びフットレスト15を押し下げる。トレイニー自身の力により発生するトルクを、Mesにより表す。このとき、トルクT2は、次式で表される。
In step S4, the
T2=Fri−(A1+A2)×R+Mes T2 = Fri− (A1 + A2) × R + Mes
ステップS5において、コンソール10は、トレーニング装置の機械的損失を計算する。機械的損失は、摩擦などにより生じるトルクFriと、シャフト14及びフットレスト15の重さに起因するトルクA1×Rとを含む。トルクFri及び分力A1は、ステップS2で測定したトルクTup及びTdownに基づいて計算される。
In step S5, the
ステップS6において、コンソール10は、トレーニング部位の重さW2を計算する。ステップS2で測定したトルクTdown及びステップS3で測定したトルクT1に基づいて、トレーニング部位の重さW2に起因するトルクA2×R=Tdown−T1を計算し、これにより、トレーニング部位の重さW2が計算される。
In step S6, the
ステップS7において、コンソール10は、トレイニーが可動部材(シャフト14及びフットレスト15)に与えた正味の力を示すトルクMesを計算する。ステップS3で測定したトルクT1及びステップS4で測定したトルクT2に基づいて、トレイニー自身の力により発生するトルクMes=T2−T1が計算される。
In step S7, the
ステップS8において、コンソール10は、トレイニーの正味の力の大きさに基づいて、トレイニーに与える負荷の大きさを示す情報であるトレーニングメニューを決定する。トレイニーに与える負荷の大きさは、トレイニーの正味の力よりも小さく設定され、例えば、トレイニーの正味の力の最大値の0.6〜0.7倍に設定される。これにより、トレイニーの身体に過大な負荷がかかることを防止することができる。また、トレイニーに与える負荷の大きさは、所望のトレーニングの効果を達成するように、トレイニーのトレーニング部位の可動範囲にわたって変化する。
In step S8, the
ステップS9において、コンソール10は、決定したトレーニングメニューに基づいて、駆動装置13にトルクを設定する。コンソール10は、正味の力の大きさに基づいて決定された所定の負荷をトレイニーに与えるように、かつ、トレーニング装置1の機械的損失のトルクFri及びトレーニング部位の重さW2をキャンセルするように、可動範囲にわたって変動する所定のトルクT3をサーボモータ71に設定する。正味の力の大きさに基づいて決定された所定の負荷のトルクを、Traにより表す。このとき、トルクT3は、次式で表される。
In step S9, the
T3=Fri+(A1+A2)×R+Tra T3 = Fri + (A1 + A2) × R + Tra
図8は、さまざまなトレイニーによってシャフト14及びフットレスト15に与えられる正味の力を示すグラフである。図9は、図8のトレイニー3に所定の負荷を与えるためにサーボモータ71に設定されるトルクを示すグラフである。図8及び図9の横軸の移動距離は、図6の中心O及び半径Rの円周上における点Pの移動距離を示す。トレーニング装置1を実際に使用中のトレイニー3の正味の力を計算することにより、トレイニー3に最も適したトレーニングメニューを決定することができる。
FIG. 8 is a graph showing the net force applied to
ステップS10において、コンソール10は、トレイニーの筋力のトレーニングを実行する。ここで、トレーニング中にトレイニーが発生した力の大きさは、サーボモータ71にかかるトルクから、トルクT3の各成分を減算することによって計算される。ステップS11において、コンソール10は、トレーニングを繰り返すか否かを判断し、YESのときはステップS10に戻り、NOのときは処理を終了する。
In step S10, the
図5のトレーニング制御処理を実行するとき、コンソール10は、そのディスプレイ上に、トルクを測定するためのトレイニーへの指示、例えば、足をフットレスト15に載せる(ステップS1及びS3)、足をフットレスト15から下ろす(ステップS2)、トレイニーの力をフットレスト15にかける(ステップS4)、などを表示してもよい。また、コンソール10は、そのディスプレイ上に、ステップS2〜S4で測定されたトルクを表示してもよく、ステップS5〜S7で計算されたトレーニング装置の機械的損失、トレーニング部位の重さ、及び正味の力を表示してもよい。また、ステップS9において複数のトレーニングメニュー(例えば、異なる負荷を有するトレーニングメニュー)が利用可能である場合、コンソール10は、トレーニングメニューを選択するためのユーザ入力をトレイニーから取得してもよい。
When executing the training control process of FIG. 5, the
以上の説明では、コンソール10が図5のトレーニング制御処理に係る制御プログラムを実行するものとしたが、コンソール10に代えて、制御装置12がトレーニング制御処理に係る制御プログラムを実行してもよい。この場合、コンソール10は、そのディスプレイ上にさまざまな情報を表示し、また、ユーザ入力をトレイニーから取得する単なるユーザインターフェースとして動作する。
Although the
以上説明したように、実施形態1に係るトレーニング装置1によれば、装置の摩擦などにより生じるトルクと、装置の重さに起因するトルクとを含む機械的損失を予め測定することができる。これにより、簡単かつ安価な構成でありながら、トレイニーの筋力を正確に測定し、トレイニーの筋力に基づいて適切な負荷を与えることができる。
As described above, according to the
図10は、図1のトレーニング装置1によって実行されるトレーニング制御処理の変形例を示すフローチャートである。ここでもまた、図5と同様に、コンソール10がトレーニング制御処理に係る制御プログラムを実行するものとして説明する。
FIG. 10 is a flowchart showing a modification of the training control process executed by the
図5のトレーニング制御処理では、トレーニング装置1の機械的損失と、トレーニング部位の重さとを別個に計算したが、これらの合計の損失を計算してもよい。
In the training control process of FIG. 5, the mechanical loss of the
まず、トレイニーは、ステップS21を実行するために、トレーニング部位を可動部材に配置する(すなわち、足をフットレスト15に載せる)。 First, the trainee places the training site on the movable member (that is, places the foot on the footrest 15) in order to execute step S21.
ステップS21において、コンソール10は、図5のステップS1と同様に、トレイニーのトレーニング部位の可動範囲の両端の位置を検出する。
In step S21, the
ステップS22において、コンソール10は、トレーニング部位の重さが可動部材(シャフト14及びフットレスト15)にかかっているときに可動部材を可動範囲において移動させるためにサーボモータ71によって発生されるトルクを測定する。このとき、コンソール10は、予め決められた速度をサーボモータ71に設定する。トレイニーは、トレイニー自身の力をシャフト14及びフットレスト15にかけないように、フットレスト15にトレイニーの足を載せる。コンソール10は、シャフト14及びフットレスト15を持ち上げるときに必要なサーボモータ71のトルクTup’と、シャフト14及びフットレスト15を押し下げるときに必要なサーボモータ71のトルクTdown’とを測定する。
In step S22, the
Tup’=Fri+(A1+A2)×R
Tdown’=Fri−(A1+A2)×R
Tup '= Fri + (A1 + A2) × R
Tdown '= Fri- (A1 + A2) × R
ステップS23において、コンソール10は、図5のステップS4と同様に、トレイニーがトレイニー自身の力により可動部材(シャフト14及びフットレスト15)を移動させるときにサーボモータ71にかかるトルクT2を測定する。このとき、コンソール10は、ステップS22でサーボモータ71に設定した速度と同じ速度をサーボモータ71に設定する。コンソール10は、シャフト14及びフットレスト15を図3の位置に移動させる。トレイニーは、図3の状態から図4の状態になるように、シャフト14及びフットレスト15を押し下げる。トレイニー自身の力により発生するトルクを、Mesにより表す。このとき、トルクT2は、次式で表される。
In step S23, the
T2=Fri−(A1+A2)×R+Mes T2 = Fri− (A1 + A2) × R + Mes
ステップS24において、コンソール10は、トレーニング装置の機械的損失及びトレーニング部位の重さに起因する合計の損失を計算する。前述のように、機械的損失は、摩擦などにより生じるトルクFriと、シャフト14及びフットレスト15の重さに起因するトルクA1×Rとを含み、また、トレーニング部位の重さW2に起因するトルクA2×Rが生じている。コンソール10は、ステップS22で測定したトルクTup’及びTdown’に基づいて、トルクFri及び(A1+A2)×Rを計算する。
In step S24, the
ステップS25において、コンソール10は、図5のステップS7と同様に、トレイニーが可動部材(シャフト14及びフットレスト15)に与えた正味の力を示すトルクMesを計算する。ステップS22で測定したトルクTdown’及びステップS23で測定したトルクT2に基づいて、トレイニー自身の力により発生するトルクMes=T2−Tdown’が計算される。
In step S25, the
以後、ステップS26〜S29は、図5のステップS8〜S11と同様である。 Hereinafter, steps S26 to S29 are the same as steps S8 to S11 of FIG.
図10のトレーニング制御処理によれば、図5のステップS2におけるトルクの測定が不要になり、また、トレーニング装置の機械的損失及びトレーニング部位の重さに起因する合計の損失を計算するので、図5の場合よりも処理を簡単化することができる。 According to the training control process of FIG. 10, the measurement of the torque in step S2 of FIG. 5 is not necessary, and the total loss due to the mechanical loss of the training device and the weight of the training site is calculated. Processing can be simplified compared to the case of 5.
実施形態1に係るトレーニング装置1を作成するにあたって、実際の足の踏み出し及び踏み込みに近い動きになるように、フットレスト15及びシート16の位置関係及び寸法と、フットレスト15の動きとを検討した。その結果、従来のレッグプレス装置のように可動部材が平行移動するのではなく、可動部材が水平面に対して約50度の角度を有する位置から約0度の角度を有する位置まで回転運動するように構成した。
When creating the
実施形態1に係るトレーニング装置1では、トレイニーがシャフト14及びフットレスト15を押し下げる場合について説明したが、トレイニーの足をフットレスト15に固定し、トレイニーがシャフト14及びフットレスト15を引き上げてもよい。
In the
実施形態2.
図11は、実施形態2に係るトレーニング装置2の構成を示す斜視図である。トレーニング装置2は、トレイニーの身体のうちの所定の部位、例えば、半腱様筋、半膜様筋などを鍛えるためのレッグカール装置として構成されている。
FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of a
トレーニング装置2は、コンソール20、シャーシ21、制御装置22、駆動装置23、バーアセンブリ24、クッション25a,25b、シート26、ハンドル27、及び支柱28を備える。
The
バーアセンブリ24及びクッション25a,25bは、トレイニーによって所定の可動範囲で移動される可動部材である。バーアセンブリ24は、駆動装置23の回転軸に連結され、回転軸のまわりに回転可能に支持される。バーアセンブリ24は、トレイニーの足を上下に挟む2つのバーを含み、これらのバーの周り(すなわち、トレイニーの足に接する可能性がある位置)にクッション25a,25bが設けられる。
The
実施形態2では、可動部材(バーアセンブリ24及びクッション25a,25b)を移動させるトレイニーの部位である足を「トレーニング部位」という。
In the second embodiment, the foot, which is the portion of the trainee that moves the movable member (the
トレーニング装置2の他の構成要素は、図1のトレーニング装置1における同じ名称を有する構成要素と実質的に同様に構成される。
The other components of the
図12は、図11のトレーニング装置2をトレイニー100が使用するときの第1の状態を示す斜視図である。図13は、図11のトレーニング装置2をトレイニー100が使用するときの第2の状態を示す斜視図である。コンソール20及び制御装置22は、図12の状態において、所定の負荷をトレイニー100に与えるように、駆動装置23のサーボモータに所定のトルクを設定する。トレイニー100は、図12の状態から図13の状態になるように、バーアセンブリ24及びクッション25a,25bを押し上げる。コンソール20及び制御装置22は、バーアセンブリ24及びクッション25a,25bが図12の状態から図13の状態に変化する過程において変動する所定のトルクを、駆動装置23のサーボモータに設定する。バーアセンブリ24及びクッション25a,25bがトレイニー100により図13の状態まで押し上げられると、コンソール20及び制御装置22は、バーアセンブリ24及びクッション25a,25bを図12の状態まで押し下げ、再びトレイニー100により押し上げられることを待機する。この動作を繰り返すことにより、トレイニー100は筋力をトレーニングする。
FIG. 12 is a perspective view showing a first state when the
図14は、図11のトレーニング装置2によって実行されるトレーニング制御処理を示すフローチャートである。ここでもまた、図5と同様に、コンソール20がトレーニング制御処理に係る制御プログラムを実行するものとして説明する。
FIG. 14 is a flowchart showing a training control process executed by the
レッグカール装置であるトレーニング装置2では、トレーニング部位の重さがトレーニング装置にかからないので、トレーニング部位の重さを計算することは不要になる。
In the
まず、トレイニーは、ステップS31を実行するために、トレーニング部位を可動部材に配置する(すなわち、足をクッション25a,25bの間に配置する)。
First, the trainee places the training site on the movable member (that is, places the foot between the
ステップS31において、コンソール20は、トレイニーのトレーニング部位の可動範囲の両端の位置を検出する。図11のようなレッグカール装置の場合には、図11のようにトレイニーの足を下げた状態におけるバーアセンブリ24及びクッション25a,25bの位置と、図17のようにトレイニーの足を上げた状態におけるバーアセンブリ24及びクッション25a,25bの位置とを検出する。
In step S31, the
トレーニング部位の可動範囲の両端の位置を検出した後、トレイニーは、ステップS32を実行するために、いったんトレーニング部位を可動部材から離す(すなわち、足をバーアセンブリ24及びクッション25a,25bから離す)。
After detecting the positions of both ends of the movable range of the training site, the trainee once moves the training site away from the movable member (that is, the feet are separated from the
ステップS32において、コンソール20は、トレイニーが可動部材(バーアセンブリ24及びクッション25a,25b)に触れていないときに可動部材をトレイニーの可動範囲において移動させるためにサーボモータ71によって発生されるトルクを測定する。このとき、コンソール20は、予め決められた速度をサーボモータ71に設定する。可動部材を持ち上げるときに必要なサーボモータ71のトルクTupと、可動部材を押し下げるときに必要なサーボモータ71のトルクTdownとは、次式により表される。
In step S32, the
Tup=Fri+A1×R
Tdown=Fri−A1×R
Tup = Fri + A1 x R
Tdown = Fri-A1 × R
トルクTup及びTdownを測定した後、トレイニーは、ステップS33を実行するために、再びトレーニング部位を可動部材に配置する(すなわち、再び足をクッション25a,25bの間に配置する)。
After measuring the torques Tup and Tdown, the trainee places the training site on the movable member again (that is, places the foot again between the
ステップS33において、コンソール20は、トレイニーがトレイニー自身の力により可動部材(バーアセンブリ24及びクッション25a,25b)を移動させるときにサーボモータ71にかかるトルクT2を測定する。このとき、コンソール20は、ステップS32でサーボモータ71に設定した速度と同じ速度をサーボモータ71に設定する。コンソール20は、可動部材を図12の位置に移動させる。トレイニーは、図12の状態から図13の状態になるように、可動部材を押し上げる。トレイニー自身の力により発生するトルクを、Mesにより表す。このとき、トルクT2は、次式で表される。
In step S33, the
T2=Fri−A1×R+Mes T2 = Fri-A1 × R + Mes
ステップS34において、コンソール20は、トレーニング装置の機械的損失を計算する。機械的損失は、摩擦などにより生じるトルクFriと、可動部材の重さに起因するトルクA1×Rとを含む。トルクFri及び分力A1は、ステップS32で測定したトルクTup及びTdownに基づいて計算される。
In step S34, the
ステップS35において、コンソール20は、トレイニーが可動部材(バーアセンブリ24及びクッション25a,25b)に与えた正味の力を示すトルクMesを計算する。ステップS32で測定したトルクTdown及びステップS33で測定したトルクT2に基づいて、トレイニー自身の力により発生するトルクMes=T2−Tdownが計算される。
In step S35, the
ステップS36において、コンソール20は、トレイニーの正味の力の大きさに基づいて、トレイニーに与える負荷の大きさを示す情報であるトレーニングメニューを決定する。
In step S36, the
ステップS37において、コンソール20は、決定したトレーニングメニューに基づいて、駆動装置13にトルクを設定する。コンソール20は、正味の力の大きさに基づいて決定された所定の負荷をトレイニーに与えるように、かつ、トレーニング装置1の機械的損失のトルクFriをキャンセルするように、可動範囲にわたって変動する所定のトルクT3’をサーボモータ71に設定する。正味の力の大きさに基づいて決定された所定の負荷のトルクを、Traにより表す。このとき、トルクT3’は、次式で表される。
In step S37, the
T3’=Fri+A1×R+Tra T3 '= Fri + A1 × R + Tra
ステップS38において、コンソール20は、トレイニーの筋力のトレーニングを実行する。ステップS39において、コンソール20は、トレーニングを繰り返すか否かを判断し、YESのときはステップS38に戻り、NOのときは処理を終了する。
In step S38, the
実施形態2に係るトレーニング装置2もまた、実施形態1に係るトレーニング装置1と同様に、装置の摩擦などにより生じるトルクと、装置の重さに起因するトルクとを含む機械的損失を予め測定することができる。これにより、簡単かつ安価な構成でありながら、トレイニーの筋力を正確に測定し、トレイニーの筋力に基づいて適切な負荷を与えることができる。
Similarly to the
実施形態3.
図15は、実施形態3に係るトレーニング装置3の構成を示す斜視図である。トレーニング装置3は、トレイニーの身体のうちの所定の部位、例えば、上腕三頭筋、大胸筋、三角筋を鍛えるためのディップス装置として構成されている。
FIG. 15 is a perspective view showing the configuration of a
トレーニング装置3は、コンソール30、シャーシ31、制御装置32、駆動装置33、シャフト34a,34b、ハンドル35a,35b、リンク36a,36b、レバー37a,37b、及びシート38を備える。
The
シャフト34a,34b、ハンドル35a,35b、リンク36a,36b、及びレバー37a,37bは、トレイニーによって所定の可動範囲で移動される可動部材である。各シャフト34a,34bの一端は、駆動装置33の回転軸に連結され、回転軸のまわりに回転可能に支持される。各シャフト34a,34bの他端には、ハンドル35a,35bが回転可能にそれぞれ接続される。ハンドル35a,35bには、所定長さを有するレバー37a,37bがそれぞれ固定される。各レバー37a,37b上の一点は、リンク36a,36bを介して、駆動装置33又はシャーシ31における、駆動装置33の回転軸とは異なる位置にそれぞれ連結される。図15の例では、リンク36a及びレバー37aは、シャフト34aよりも外側の位置において互いに連結され、リンク36b及びレバー37bは、シャフト34bよりも外側の位置において互いに連結され、リンク36a,36bは、駆動装置33の回転軸の下方の位置にそれぞれ連結される。これにより、トレイニーがシャフト34a,34bを押し下げたとき、ハンドル35aは反時計回りに回転し、ハンドル35bは時計回りに回転する。
The
各レバー37a,37bにおいてリンク36a,36bを連結する位置は変更可能に構成されてもよい。これにより、シャフト34a,34bを押し下げる角度に対するハンドル35a,35bの回転角度の比率を変化させることができる。トレイニーの身体(すなわち腕及び手首)の柔軟性の程度に合わせて、この比率を調整することができる。
The position at which the
実施形態3では、可動部材(シャフト34a,34b、ハンドル35a,35b、リンク36a,36b、及びレバー37a,37b)を移動させるトレイニーの部位である腕を「トレーニング部位」という。
In the third embodiment, an arm that is a portion of the trainee that moves the movable members (the
駆動装置33は1つのサーボモータを備え、シャフト34a,34bは駆動装置33の内部で互いに連結されていてもよい。それに代わって、駆動装置33は、各シャフト34a,34bに対応して1つずつのサーボモータを備えていてもよい。
The
トレーニング装置3の他の構成要素は、図1のトレーニング装置1における同じ名称を有する構成要素と実質的に同様に構成される。
The other components of the
図16は、図15のトレーニング装置3をトレイニー100が使用するときの第1の状態を示す斜視図である。図17は、図15のトレーニング装置3をトレイニー100が使用するときの第2の状態を示す斜視図である。コンソール30及び制御装置32は、図16の状態において、所定の負荷をトレイニー100に与えるように、駆動装置33のサーボモータに所定のトルクを設定する。トレイニー100は、図16の状態から図17の状態になるように、シャフト34a,34b及びハンドル35a,35bを押し下げる。コンソール30及び制御装置32は、シャフト34a,34b及びハンドル35a,35bが図16の状態から図17の状態に変化する過程において変動する所定のトルクを、駆動装置33のサーボモータに設定する。シャフト34a,34b及びハンドル35a,35bがトレイニー100により図17の状態まで押し下げられると、コンソール30及び制御装置32は、シャフト34a,34b及びハンドル35a,35bを図16の状態まで押し上げ、再びトレイニー100により押し下げられることを待機する。この動作を繰り返すことにより、トレイニー100は筋力をトレーニングする。
FIG. 16 is a perspective view showing a first state when the
コンソール30又は制御装置32は、図5又は図10のトレーニング制御処理と同様のトレーニング制御処理に係る制御プログラムを実行する。
The
実施形態3に係るトレーニング装置3もまた、実施形態1に係るトレーニング装置1と同様に、装置の摩擦などにより生じるトルクと、装置の重さに起因するトルクとを含む機械的損失を予め測定することができる。これにより、簡単かつ安価な構成でありながら、トレイニーの筋力を正確に測定し、トレイニーの筋力に基づいて適切な負荷を与えることができる。
Similarly to the
図18は、実施形態3の変形例に係るトレーニング装置3AAの構成を示す斜視図である。図18の例では、リンク36a及びレバー37aは、シャフト34aよりも内側の位置において互いに連結され、リンク36b及びレバー37bは、シャフト34bよりも内側の位置において互いに連結され、リンク36a,36bは、駆動装置33の回転軸の下方の位置にそれぞれ連結される。これにより、トレイニーがシャフト34a,34bを押し下げたとき、ハンドル35aは時計回りに回転し、ハンドル35bは反時計回りに回転する。
FIG. 18 is a perspective view showing a configuration of a training device 3AA according to a modification of the third embodiment. In the example of FIG. 18, the
ハンドル35a,35bを回転させるために、図15及び図18を参照して説明したような機械的な機構を用いてもよく、電気的な機構を用いてもよい。図15及び図18を参照して説明したような機械的な機構を用いることにより、簡単な構造で安価に構成することができる。
A mechanical mechanism as described with reference to FIGS. 15 and 18 or an electrical mechanism may be used to rotate the
実施形態3に係るトレーニング装置3は、腕の下降と共にハンドル35a,35bを回転させる機構を付加し、肩甲骨の回転を促すことで、肩こりの解消及び爽快感のアップを図る。
The
実施形態4.
図19は、実施形態4に係るトレーニング装置4の構成を示す斜視図である。トレーニング装置4は、トレイニーの身体のうちの所定の部位、例えば、大胸筋などを鍛えるためのシーテッドチェストプレス装置として構成されている。
FIG. 19 is a perspective view showing the configuration of a
トレーニング装置4は、コンソール40、シャーシ41、制御装置42、駆動装置43、ハンドル44a,44b、ガイド45a,45b、シート46、及び支柱48を備える。
The
ハンドル44a,44bは、トレイニーによって所定の可動範囲で移動される可動部材である。ハンドル44a,44bは、駆動装置43の回転軸に連結され、回転軸のまわりに回転可能に支持される。ガイド45a,45bは、実際の腕の動きに合わせて、腕の押し出しにつれてハンドル44a,44bの間の間隔が狭くなるように形成される。従って、ハンドル44a,44bの軸は、トレイニーの身体の前後方向に動くだけでなく、左右方向にも動く。トレーニング装置4は、ハンドル44a,44bをガイド45a,45bに沿って付勢するためのバネ(図示せず)を備える。
The
実施形態4では、可動部材(ハンドル44a,44b)を移動させるトレイニーの部位である腕を「トレーニング部位」という。 In the fourth embodiment, an arm that is a portion of the trainee that moves the movable member (handles 44a and 44b) is referred to as a "training portion".
駆動装置43は1つのサーボモータを備え、ハンドル44a,44bは駆動装置43の内部で互いに連結されていてもよい。それに代わって、駆動装置43は、各ハンドル44a,44bに対応して1つずつのサーボモータを備えていてもよい。
The driving
トレーニング装置4の他の構成要素は、図1のトレーニング装置1における同じ名称を有する構成要素と実質的に同様に構成される。
The other components of the
図20は、図19のトレーニング装置4をトレイニー100が使用するときの第1の状態を示す斜視図である。図21は、図19のトレーニング装置4をトレイニー100が使用するときの第2の状態を示す斜視図である。コンソール40及び制御装置42は、図20の状態において、所定の負荷をトレイニー100に与えるように、駆動装置43のサーボモータに所定のトルクを設定する。トレイニー100は、図20の状態から図21の状態になるように、ハンドル44a,44bを押す。コンソール40及び制御装置42は、ハンドル44a,44bが図20の状態から図21の状態に変化する過程において変動する所定のトルクを、駆動装置43のサーボモータに設定する。ハンドル44a,44bがトレイニー100により図21の状態まで押されると、コンソール40及び制御装置42は、ハンドル44a,44bを図20の状態まで押し戻され、再びトレイニー100により押されることを待機する。この動作を繰り返すことにより、トレイニー100は筋力をトレーニングする。
FIG. 20 is a perspective view showing a first state when the
コンソール40又は制御装置42は、図14のトレーニング制御処理と同様のトレーニング制御処理に係る制御プログラムを実行する。
The
実施形態4に係るトレーニング装置4もまた、実施形態1に係るトレーニング装置1と同様に、装置の摩擦などにより生じるトルクと、装置の重さに起因するトルクとを含む機械的損失を予め測定することができる。これにより、簡単かつ安価な構成でありながら、トレイニーの筋力を正確に測定し、トレイニーの筋力に基づいて適切な負荷を与えることができる。
Similarly to the
実施形態5.
図22は、実施形態5に係るトレーニングシステムの構成を示すブロック図である。図22のトレーニングシステムは、複数のトレーニング装置1A〜4A、無線LANアクセスポイント装置(AP)51、インターネット52、及びサーバ装置53を備える。トレーニング装置1A〜4Aは、実施形態1〜4に係るトレーニング装置1〜4にそれぞれ対応する。ただし、トレーニング装置1A〜4Aは、トレーニング装置1〜4のコンソール10〜40に代えて、無線LANアクセスポイント装置51及びインターネット52を介して遠隔のサーバ装置53とさらに通信するコンソール10A〜40Aをそれぞれ備える。
FIG. 22 is a block diagram showing the configuration of a training system according to the fifth embodiment. The training system of FIG. 22 includes a plurality of
実施形態1〜4に係るトレーニング装置1〜4はスタンドアロンで動作したが、実施形態5に係るトレーニングシステムのトレーニング装置1A〜4Aは、サーバ装置53と協働して動作する。サーバ装置53は、あるトレイニーの正味の力の大きさに基づいて、そのトレイニーのためのトレーニングメニューを決定する。各コンソール10A〜40Aは、それ自体がトレーニングメニューを決定することに代えて、サーバ装置53によって決定されたトレーニングメニューを受信する。このため、各コンソール10A〜40Aは、各トレーニング装置1A〜4Aのトレイニーの正味の力の情報をサーバ装置53に送信する。サーバ装置53は、各コンソール10A〜40Aから受信した各トレーニング装置1A〜4Aのトレイニーの正味の力の大きさに基づいて、各トレイニーのためのトレーニングメニューを決定する。各コンソール10A〜40Aは、サーバ装置53からトレーニングメニューを受信する。各コンソール10A〜40Aは、サーバ装置53から受信したトレーニングメニューに基づいて、駆動装置13〜43にトルクをそれぞれ設定する。
Although the
サーバ装置53がトレーニングメニューを決定することにより、各コンソール10A〜40A自体がトレーニングメニューを決定する場合に比べて、各コンソール10A〜40Aの処理を簡単化することができる。また、トレイニーの正味の力の情報をサーバ装置53に集めることにより、トレイニーにとって適切なトレーニングメニューを決定しやすくなる。
When the
実施形態5に係るトレーニングシステムによれば、互いに異なる及び/又は同一の種類の複数のトレーニング装置1A〜4Aがある場合、トレーニングの内容に応じて、かつ、各トレイニーの状態に応じて、各トレイニーの筋力を正確に測定し、各トレイニーの筋力に基づいて適切な負荷を与えることができる。
According to the training system according to the fifth embodiment, when there are a plurality of
各実施形態のまとめ.
各実施形態に係るトレーニング装置は、図5、図10、及び図14のトレーニング制御処理のうちの2つ以上を実行するように構成されてもよい。トレーニング装置は、例えばユーザ入力に応じて選択的に、図5、図10、及び図14のトレーニング制御処理のうちの1つを実行するように構成されてもよい。
Summary of each embodiment.
The training device according to each embodiment may be configured to perform two or more of the training control processes of FIGS. 5, 10 and 14. The training device may be configured to perform one of the training control processes of FIGS. 5, 10 and 14 selectively, for example in response to user input.
各実施形態に係るトレーニング装置はすべて、サーボモータを原動力として、サーボモータの回転軸の回転を減速し、可動部材をほぼ0度〜70度程度の可動範囲で往復させる。駆動装置のギアボックスの減速比が大きいので、その摩擦を低減する必要がある。また、サーボモータの側から駆動するだけでなく、可動部材の側からトレイニーによって駆動されるので、駆動装置のギアボックスは、遊星歯車、ハスバ歯車等の伝達効率の高い機構が必要である。各実施形態に係るトレーニング装置の駆動機構を共通化することで、電装関係のハードウエア及びソフトウエアを共通化することができ、コストの低下及びメンテナンスの簡易化が可能である。 The training apparatus according to each embodiment decelerates the rotation of the rotation shaft of the servomotor using the servomotor as a motive force, and reciprocates the movable member within a movable range of approximately 0 degrees to 70 degrees. Due to the high reduction ratio of the drive gearbox, it is necessary to reduce its friction. In addition to driving from the side of the servomotor, since it is driven by the trainee from the side of the movable member, the gearbox of the driving device needs a mechanism with high transmission efficiency such as planetary gears and helical gears. By sharing the drive mechanism of the training apparatus according to each embodiment, hardware and software related to electrical components can be shared, and cost reduction and simplification of maintenance can be achieved.
各実施形態に係るトレーニング装置は、直流のサーボモータで回転軸の位置を検出し、一定速で回転するように電流を制御(速度制御)する。そこに外乱が加わるとサーボモータの電流が変化するので、その電流(トルク)を知ることにより外乱を測定できる。 The training apparatus according to each embodiment detects the position of the rotating shaft with a direct current servomotor, and controls the current (speed control) so as to rotate at a constant speed. When a disturbance is added to it, the current of the servomotor changes, so the disturbance can be measured by knowing the current (torque).
トレーニング装置の構造を考慮すると、外乱の原因には、例えば以下の3つがある。
(1)ギアボックス及び伝達機構における摩擦
(2)可動部材の回転による可動部材の重さのトルク方向における変化
(3)トレイニーの筋力等によって与えられる外力
Considering the structure of the training device, there are, for example, the following three causes of disturbance.
(1) Friction in gear box and transmission mechanism (2) Change in weight direction of movable member due to rotation of movable member in torque direction (3) External force given by muscle force of trainee
トレイニーが可動部材に触れていないときに可動部材を移動させる(空運転する)ことにより、(1)及び(2)の外乱は既知となる。可動部材が一定速で動いているとき、トレイニーが押す、蹴る等の外力を可動部材に与え、その時の位置及び力(トルク、すなわち電流値)を測定し、(1)及び(2)の外乱を減算することで、一定速で動作中のストロークの位置及び筋力を動的に測定することができる。 By moving the movable member (running idle) when the trainee does not touch the movable member, the disturbances of (1) and (2) become known. When the movable member is moving at a constant speed, an external force such as pushing or kicking is applied to the movable member, and the position and force (torque, ie, current value) at that time are measured, and disturbances of (1) and (2) Can be used to dynamically measure the position and strength of the stroke during operation at a constant speed.
さらに、可動部材の速度をさまざまな異なる速度(例えば、低速、中速、及び高速)と変化させて測定すると、そのトレイニーの詳しい筋力特性がわかる。一般に、低速では測定可能な力は大きくなり、高速では測定可能な力は小さくなる。 In addition, measuring the speed of the movable member at a variety of different speeds (e.g., low, medium, and high) will reveal the detailed muscle properties of the trainee. In general, at low speeds the measurable force is greater and at high speeds the measurable force is smaller.
トレーニングを繰り返すと、筋力が増加し、可動範囲も増加する。従って、上述した位置及び筋力のパターンを比較すると共に、トレーニング装置に対するトレイニーの位置に関する情報(椅子の位置及び高さ等)を記憶して比較することも、トレーニングの効果の定量化に有用である。 As training is repeated, the muscle strength increases and the range of motion also increases. Therefore, it is also useful to quantify the effects of training by comparing the above-mentioned position and muscle strength patterns and storing and comparing information on the position of the trainee with respect to the training device (such as the position and height of the chair). .
(1)及び(2)の外乱の測定値を記憶し、電源を再投入するごとに(1)及び(2)の外乱の最新値を測定し、従来の測定値と比較すると、機器の摩擦の変化等を知ることができる。従って、トレーニング装置の劣化、摩擦の増加、設定間違い等を知ることができ、予防保全に役立つ。 The measured values of disturbance in (1) and (2) are stored, and the latest value of disturbance in (1) and (2) is measured each time the power is turned on again, and compared with the conventional measured value, the friction of the device Change and so on. Therefore, it is possible to know deterioration of the training apparatus, increase in friction, setting errors and the like, which is useful for preventive maintenance.
測定の際に、トレイニーの力だけでなく体重の一部が測定値に重畳する(例えば足の重量が加わる)トレーニング装置の場合、(1)及び(2)の外乱の測定に加えて、トレイニーが力を抜いた状態で測定を行ってもよい。そのデータを減算すると、体重の影響が除され、真の力の測定ができる。 In the case of a training apparatus in which not only the force of the trainee but also a part of the weight is superimposed on the measured value (for example, the weight of the foot is added) during measurement, in addition to the measurement of disturbances of (1) and (2) The measurement may be performed in a state where the force is released. Subtracting that data removes the effect of weight and gives a true force measurement.
測定で得られた位置及び筋力の情報に基づき、サーボモータの位置とその場所でのトルクのパターンを設定すれば(サーボモータのトルク制御)、そのトレイニーに応じた最適の負荷で動的トレーニングを行うことが可能となる。トレイニーのトレーニングの進捗及び体調により、パターンは変えることなく、全体のトルクを増減できれば有用である。各トレーニング時の仕事率、仕事量等を計算、表示、記憶、比較することができると、トレーニング効果の定量化とモチベーションの向上が可能である。 If the position of the servomotor and the pattern of the torque at that location are set based on the information of the position and muscle strength obtained by the measurement (torque control of the servomotor), dynamic training is performed with the optimum load according to the trainee. It will be possible to do. It is useful if the overall torque can be increased or decreased without changing the pattern, depending on the training progress and physical condition of the trainee. If we can calculate, display, store and compare the work rate and work volume at each training, it is possible to quantify the training effect and improve the motivation.
各実施形態に係るトレーニング装置は、高齢者又は特定高齢者(介護予防対象者)に最適な下肢運動機器として有用である。トレーニングを行う高齢者の関節可動域のどの部分でどれだけの筋力が発揮されたかを測定することができる。測定結果に基づき、トレーニングを行う高齢者個人の筋力の発揮に合わせた負荷をかけることができる。 The training device according to each embodiment is useful as a lower extremity exercise device optimal for the elderly or a specific elderly person (career / prevention target person). It is possible to measure how much strength is exerted in which part of the joint movement range of elderly people who are training. Based on the measurement results, it is possible to apply a load in accordance with the exercise of the individual's strength in training.
各実施形態に係るトレーニング装置は、簡単かつ安価な構成でありながら、トレイニーの力を正確に測定し、摩擦及び重力等の外乱を除去して、正確な負荷をトレイニーに与えることができる。また、トレイニーによる機器の誤設定を検出し、機器の異常をモニタできることも有用である。その為に、運動開始前に、無負荷状態で運転し、その負荷を初期データと比較し、異常の有無を判定する。またその負荷を、トレイニーに与えたい負荷に加えることにより、所望の負荷が与えられる。 The training apparatus according to each embodiment can accurately measure the force of the trainee, remove disturbances such as friction and gravity, and apply an accurate load to the trainee while having a simple and inexpensive configuration. It is also useful to be able to detect equipment misconfigurations due to a trainee and to monitor equipment abnormalities. For this purpose, the motor is operated under no load before the start of exercise, and the load is compared with the initial data to determine the presence or absence of abnormality. Also, by applying the load to the load desired to be applied to the trainee, the desired load can be provided.
1,1A…トレーニング装置(シーテッドレッグプレス装置)、
2,2A…トレーニング装置(レッグカール装置)、
3,3AA,3A…トレーニング装置(ディップス装置)、
4,4A…トレーニング装置(シーテッドチェストプレス装置)、
10,10A…コンソール、
11…シャーシ、
12…制御装置、
13…駆動装置、
14…シャフト、
15…フットレスト、
16…シート、
17…ハンドル、
18…支柱、
20,20A…コンソール、
21…シャーシ、
22…制御装置、
23…駆動装置、
24…バーアセンブリ、
25a,25b…クッション、
26…シート、
27…ハンドル、
28…支柱、
30,30A…コンソール、
31…シャーシ、
32…制御装置、
33…駆動装置、
34a,34b…シャフト、
35a,35b…ハンドル、
36a,36b…リンク、
37a,37b…レバー、
38…シート、
40,40A…コンソール、
41…シャーシ、
42…制御装置、
43…駆動装置、
44a,44b…ハンドル、
45a,45b…ガイド、
46…シート、
48…支柱、
51…無線LANアクセスポイント装置(AP)、
52…インターネット、
53…サーバ装置、
55…商用電源、
61…制御回路、
62…電源回路、
63…Bluetooth通信回路、
64…サーボアンプ、
71…サーボモータ、
72…モータエンコーダ、
73…ギアボックス、
100…トレイニー、
SW1…停止スイッチ、
SW2,SW3…スイッチ。
1, 1A ... training device (seated leg press device),
2, 2A ... training device (leg curl device),
3, 3 AA, 3 A ... training device (dips device),
4,4A ... training equipment (seated chest press equipment),
10, 10A ... console,
11 ... chassis,
12: Control device,
13 ... Drive device,
14 ... shaft,
15 ... footrest,
16 ... sheet,
17 ... handle,
18 ... pillar,
20, 20A ... console,
21 ... chassis,
22: Control device,
23: Drive device,
24 ... bar assembly,
25a, 25b ... cushions,
26 ... sheet,
27 ... handle,
28 ... pillar,
30, 30A ... console,
31 ... chassis,
32: Control device,
33: Drive device,
34a, 34b ... shaft,
35a, 35b ... handle,
36a, 36b ... links,
37a, 37b ... lever,
38 ... sheet,
40, 40A ... console,
41 ... chassis,
42: Control device,
43: Drive device,
44a, 44b ... handle,
45a, 45b ... guides,
46 ... sheet,
48 ... pillar,
51 ... wireless LAN access point device (AP),
52 ... Internet,
53: Server device,
55 ... commercial power supply,
61 ... control circuit,
62 ... power supply circuit,
63 ... Bluetooth communication circuit,
64 ... Servo amplifier,
71 ... Servo motor,
72 ... Motor encoder,
73 ... gearbox,
100 ... Trainee,
SW1 ... stop switch,
SW2, SW3 ... switches.
Claims (18)
前記可動部材を前記可動範囲において移動させ、前記可動部材を介して所定の負荷を前記トレイニーに与える駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部とを備えるトレーニング装置であって、
前記駆動部は、前記制御部の制御下で所定のトルクを発生するサーボモータを備え、
前記制御部は、
前記トレイニーが前記可動部材に触れていないときに前記可動部材を前記可動範囲において移動させるために前記サーボモータにより発生される第1のトルクを測定し、
前記トレイニーのトレーニング部位の重さが前記可動部材にかかっているときに前記可動部材を前記可動範囲において移動させるために前記サーボモータにより発生される第2のトルクを測定し、
前記トレイニーが前記可動部材を移動させるときに前記サーボモータにかかる第3のトルクを測定し、
前記第1のトルクに基づいて、前記トレーニング装置の機械的損失を計算し、
前記第1及び第2のトルクに基づいて、前記トレーニング部位の重さを計算し、
前記第2及び第3のトルクに基づいて、前記トレイニーが前記可動部材に与えた正味の力を計算する、
トレーニング装置。 At least one movable member moved within a predetermined movable range by the trainee;
A driving unit which moves the movable member in the movable range and applies a predetermined load to the trainee via the movable member;
A training unit that controls the drive unit;
The drive unit includes a servomotor that generates a predetermined torque under the control of the control unit.
The control unit
Measuring a first torque generated by the servomotor to move the movable member in the movable range when the tray is not touching the movable member;
Measuring a second torque generated by the servomotor to move the movable member in the movable range when the weight of the training site of the trainee rests on the movable member;
Measuring a third torque applied to the servomotor when the trainee moves the movable member;
Calculating mechanical loss of the training device based on the first torque;
Calculating the weight of the training site based on the first and second torques;
Calculating a net force exerted by the trainee on the movable member based on the second and third torques;
Training equipment.
請求項1記載のトレーニング装置。 The control unit measures the first to third torques by measuring a current flowing through the servomotor.
The training device according to claim 1.
前記可動部材を前記可動範囲において移動させ、前記可動部材を介して所定の負荷を前記トレイニーに与える駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部とを備えるトレーニング装置であって、
前記駆動部は、前記制御部の制御下で所定のトルクを発生するサーボモータを備え、
前記制御部は、
前記トレイニーのトレーニング部位の重さが前記可動部材にかかっているときに前記可動部材を前記可動範囲において移動させるために前記サーボモータにより発生される第1のトルクを測定し、
前記トレイニーが前記可動部材を移動させるときに前記サーボモータにかかる第2のトルクを測定し、
前記第1のトルクに基づいて、前記トレーニング装置の機械的損失及び前記トレーニング部位の重さに起因する合計の損失を計算し、
前記第1及び第2のトルクに基づいて、前記トレイニーが前記可動部材に与えた正味の力を計算する、
トレーニング装置。 At least one movable member moved within a predetermined movable range by the trainee;
A driving unit which moves the movable member in the movable range and applies a predetermined load to the trainee via the movable member;
A training unit that controls the drive unit;
The drive unit includes a servomotor that generates a predetermined torque under the control of the control unit.
The control unit
Measuring a first torque generated by the servomotor to move the movable member within the movable range when the weight of the training site of the trainee rests on the movable member;
Measuring a second torque applied to the servomotor when the trainee moves the movable member;
Based on the first torque, calculate a total loss due to mechanical loss of the training device and weight of the training site,
Calculating a net force exerted by the trainee on the moveable member based on the first and second torques;
Training equipment.
請求項3記載のトレーニング装置。 The control unit measures the first and second torques by measuring a current flowing through the servomotor.
The training device according to claim 3.
請求項1〜4のうちの1つに記載のトレーニング装置。 The training device is a sheeted leg press device.
A training device according to one of the preceding claims.
請求項1〜4のうちの1つに記載のトレーニング装置。 The training device is a dips device,
A training device according to one of the preceding claims.
請求項1〜6のうちの1つに記載のトレーニング装置。 The control unit applies the predetermined load determined based on the magnitude of the net force to the trainee, and cancels the mechanical loss of the training apparatus and the weight of the training site. Setting a predetermined torque that fluctuates over the movable range in the servomotor;
A training device according to one of the preceding claims.
前記可動部材を前記可動範囲において移動させ、前記可動部材を介して所定の負荷を前記トレイニーに与える駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部とを備えるトレーニング装置であって、
前記駆動部は、前記制御部の制御下で所定のトルクを発生するサーボモータを備え、
前記制御部は、
前記トレイニーが前記可動部材に触れていないときに前記可動部材を前記可動範囲において移動させるために前記サーボモータにより発生される第1のトルクを測定し、
前記トレイニーが前記可動部材を移動させるときに前記サーボモータにかかる第2のトルクを測定し、
前記第1のトルクに基づいて、前記トレーニング装置の機械的損失を計算し、
前記第1及び第2のトルクに基づいて、前記トレイニーが前記可動部材に与えた正味の力を計算する、
トレーニング装置。 At least one movable member moved within a predetermined movable range by the trainee;
A driving unit which moves the movable member in the movable range and applies a predetermined load to the trainee via the movable member;
A training unit that controls the drive unit;
The drive unit includes a servomotor that generates a predetermined torque under the control of the control unit.
The control unit
Measuring a first torque generated by the servomotor to move the movable member in the movable range when the tray is not touching the movable member;
Measuring a second torque applied to the servomotor when the trainee moves the movable member;
Calculating mechanical loss of the training device based on the first torque;
Calculating a net force exerted by the trainee on the moveable member based on the first and second torques;
Training equipment.
請求項8記載のトレーニング装置。 The control unit measures the first and second torques by measuring a current flowing through the servomotor.
A training device according to claim 8.
請求項8又は9記載のトレーニング装置。 The training device is a leg curl device,
The training apparatus according to claim 8 or 9.
請求項8又は9記載のトレーニング装置。 The training device is a seated chest press device,
The training apparatus according to claim 8 or 9.
請求項8〜11のうちの1つに記載のトレーニング装置。 The control unit varies over the movable range so as to apply a predetermined load determined based on the magnitude of the net force to the trainee, and to cancel mechanical loss of the training device. Setting a predetermined torque to the servomotor,
A training device according to one of the claims 8-11.
請求項7又は12記載のトレーニング装置。 The control unit determines the magnitude of the load given to the trainee based on the magnitude of the net force.
A training device according to claim 7 or 12.
前記正味の力の大きさを示す情報を外部のサーバ装置に送信し、
前記サーバ装置によって前記正味の力の大きさに基づいて決定された負荷の大きさを示す情報を前記サーバ装置から受信する、
請求項7又は12記載のトレーニング装置。 The control unit
Transmitting information indicating the magnitude of the net force to an external server device;
Receiving from the server information indicative of a load magnitude determined by the server device based on the net force magnitude;
A training device according to claim 7 or 12.
請求項1〜14のうちの1つに記載のトレーニング装置。 The control unit detects the positions of both ends of the movable range.
The training device according to one of the preceding claims.
前記可動部材を前記可動範囲において移動させ、前記可動部材を介して所定の負荷を前記トレイニーに与える駆動部とを備えるトレーニング装置を用いたトレーニング方法であって、
前記駆動部は、所定のトルクを発生するサーボモータを備え、
前記トレーニング方法は、
前記トレイニーが前記可動部材に触れていないときに前記可動部材を前記可動範囲において移動させるために前記サーボモータにより発生される第1のトルクを測定するステップと、
前記トレイニーのトレーニング部位の重さが前記可動部材にかかっているときに前記可動部材を前記可動範囲において移動させるために前記サーボモータにより発生される第2のトルクを測定するステップと、
前記トレイニーが前記可動部材を移動させるときに前記サーボモータにかかる第3のトルクを測定するステップと、
前記第1のトルクに基づいて、前記トレーニング装置の機械的損失を計算するステップと、
前記第1及び第2のトルクに基づいて、前記トレーニング部位の重さを計算するステップと、
前記第2及び第3のトルクに基づいて、前記トレイニーが前記可動部材に与えた正味の力を計算するステップとを含む、
トレーニング方法。 At least one movable member moved within a predetermined movable range by the trainee;
A training method using a training apparatus, comprising: a drive unit that moves the movable member in the movable range and applies a predetermined load to the trainee via the movable member,
The drive unit includes a servomotor that generates a predetermined torque.
The training method is
Measuring a first torque generated by the servomotor to move the movable member in the movable range when the tray is not touching the movable member;
Measuring a second torque generated by the servomotor to move the movable member in the movable range when the weight of the training site of the trainee rests on the movable member;
Measuring a third torque applied to the servomotor when the trainee moves the movable member;
Calculating mechanical losses of the training device based on the first torque;
Calculating the weight of the training site based on the first and second torques;
Calculating a net force exerted by the trainee on the movable member based on the second and third torques.
Training method.
前記可動部材を前記可動範囲において移動させ、前記可動部材を介して所定の負荷を前記トレイニーに与える駆動部とを備えるトレーニング装置を用いたトレーニング方法であって、
前記駆動部は、所定のトルクを発生するサーボモータを備え、
前記トレーニング方法は、
前記トレイニーのトレーニング部位の重さが前記可動部材にかかっているときに前記可動部材を前記可動範囲において移動させるために前記サーボモータにより発生される第1のトルクを測定するステップと、
前記トレイニーが前記可動部材を移動させるときに前記サーボモータにかかる第2のトルクを測定するステップと、
前記第1のトルクに基づいて、前記トレーニング装置の機械的損失及び前記トレーニング部位の重さに起因する合計の損失を計算するステップと、
前記第1及び第2のトルクに基づいて、前記トレイニーが前記可動部材に与えた正味の力を計算するステップとを含む、
トレーニング方法。 At least one movable member moved within a predetermined movable range by the trainee;
A training method using a training apparatus, comprising: a drive unit that moves the movable member in the movable range and applies a predetermined load to the trainee via the movable member,
The drive unit includes a servomotor that generates a predetermined torque.
The training method is
Measuring a first torque generated by the servomotor to move the moveable member in the moveable range when the weight of the training site of the trainee rests on the moveable member;
Measuring a second torque applied to the servomotor when the trainee moves the movable member;
Calculating a mechanical loss of the training device and a total loss due to the weight of the training site based on the first torque;
Calculating a net force exerted by the trainee on the movable member based on the first and second torques.
Training method.
前記可動部材を前記可動範囲において移動させ、前記可動部材を介して所定の負荷を前記トレイニーに与える駆動部とを備えるトレーニング装置を用いたトレーニング方法であって、
前記駆動部は、所定のトルクを発生するサーボモータを備え、
前記トレーニング方法は、
前記トレイニーが前記可動部材に触れていないときに前記可動部材を前記可動範囲において移動させるために前記サーボモータにより発生される第1のトルクを測定するステップと、
前記トレイニーが前記可動部材を移動させるときに前記サーボモータにかかる第2のトルクを測定するステップと、
前記第1のトルクに基づいて、前記トレーニング装置の機械的損失を計算するステップと、
前記第1及び第2のトルクに基づいて、前記トレイニーが前記可動部材に与えた正味の力を計算するステップとを含む、
トレーニング方法。 At least one movable member moved within a predetermined movable range by the trainee;
A training method using a training apparatus, comprising: a drive unit that moves the movable member in the movable range and applies a predetermined load to the trainee via the movable member,
The drive unit includes a servomotor that generates a predetermined torque.
The training method is
Measuring a first torque generated by the servomotor to move the movable member in the movable range when the tray is not touching the movable member;
Measuring a second torque applied to the servomotor when the trainee moves the movable member;
Calculating mechanical losses of the training device based on the first torque;
Calculating a net force exerted by the trainee on the movable member based on the first and second torques.
Training method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017083095A JP6860203B2 (en) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | Training equipment and training methods |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017083095A JP6860203B2 (en) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | Training equipment and training methods |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018175663A true JP2018175663A (en) | 2018-11-15 |
JP6860203B2 JP6860203B2 (en) | 2021-04-14 |
Family
ID=64281784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017083095A Active JP6860203B2 (en) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | Training equipment and training methods |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6860203B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021097990A (en) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | 株式会社Sportip | Method for controlling training apparatus |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5993356A (en) * | 1996-12-31 | 1999-11-30 | Houston Enterprises, Inc. | Force generation and control system for an exercise machine |
JP2005296672A (en) * | 2005-06-07 | 2005-10-27 | Konami Sports Life Corp | Training apparatus |
JP2007111294A (en) * | 2005-10-21 | 2007-05-10 | Daihen Corp | Limb training apparatus |
JP2007236345A (en) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Riken Vitamin Co Ltd | Cake floating shortening |
JP2011500148A (en) * | 2007-10-15 | 2011-01-06 | アルターグ, インコーポレイテッド | System, method and apparatus for calibrating an air differential pressure device |
JP2014113388A (en) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Medimo World Co Ltd | Training system |
-
2017
- 2017-04-19 JP JP2017083095A patent/JP6860203B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5993356A (en) * | 1996-12-31 | 1999-11-30 | Houston Enterprises, Inc. | Force generation and control system for an exercise machine |
JP2005296672A (en) * | 2005-06-07 | 2005-10-27 | Konami Sports Life Corp | Training apparatus |
JP2007111294A (en) * | 2005-10-21 | 2007-05-10 | Daihen Corp | Limb training apparatus |
JP2007236345A (en) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Riken Vitamin Co Ltd | Cake floating shortening |
JP2011500148A (en) * | 2007-10-15 | 2011-01-06 | アルターグ, インコーポレイテッド | System, method and apparatus for calibrating an air differential pressure device |
JP2014113388A (en) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Medimo World Co Ltd | Training system |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021097990A (en) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | 株式会社Sportip | Method for controlling training apparatus |
JP7344560B2 (en) | 2019-12-20 | 2023-09-14 | 株式会社Sportip | How to control training equipment |
JP7573318B2 (en) | 2019-12-20 | 2024-10-25 | 株式会社Sportip | How to control training equipment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6860203B2 (en) | 2021-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10850162B2 (en) | Interactive apparatus and methods for muscle strengthening | |
US11504570B2 (en) | Strength training apparatus with multi-cable force production | |
CN112512644B (en) | Strength training and exercising platform | |
US4635933A (en) | Training apparatus | |
US9144709B2 (en) | Adaptive motor resistance video game exercise apparatus and method of use thereof | |
US8262541B2 (en) | Rehabilitation/exercise machine and system using muscle feedback | |
US5275045A (en) | Apparatus and method for use in assessing the lifting capability of a human subject | |
US20110195819A1 (en) | Adaptive exercise equipment apparatus and method of use thereof | |
US20110165997A1 (en) | Rotary exercise equipment apparatus and method of use thereof | |
CN110769902A (en) | System for dynamic resistance training | |
US20120190502A1 (en) | Adaptive exercise profile apparatus and method of use thereof | |
US20100216600A1 (en) | High efficiency strength training apparatus | |
US20110165995A1 (en) | Computer controlled exercise equipment apparatus and method of use thereof | |
US20130190143A1 (en) | Spotting device | |
US20110165996A1 (en) | Computer controlled exercise equipment apparatus and method of use thereof | |
US20110172058A1 (en) | Variable resistance adaptive exercise apparatus and method of use thereof | |
JP2009225870A (en) | Training apparatus and its control method | |
JPH0130502B2 (en) | ||
US7922620B2 (en) | Concentric and eccentric exercising and training apparatus and method | |
US20200070005A1 (en) | Muscle training equipment, muscle training system and muscle training method | |
JP6831331B2 (en) | Drive system and rehab equipment | |
EP2370185A1 (en) | Arm exercise device and system | |
CA3158623A1 (en) | Electromechanical physical resistance device | |
KR102033687B1 (en) | Leg press apparatus | |
JP6860203B2 (en) | Training equipment and training methods |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200323 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201027 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201030 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201225 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20201225 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20201225 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210309 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210319 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6860203 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |