JP4760824B2 - Oscillating motion device and adapter for this device - Google Patents
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Description
本発明は、使用者が着座した座部を揺動させて使用者に乗馬を模した運動負荷を付与したり、使用者がその上に立つ台を揺動させることで使用者にバランスを保つことを強制する揺動型運動装置とこの装置用アダプタに関する。 The present invention keeps the balance of the user by swinging the seat on which the user is seated to give the user an exercise load imitating riding or swinging a stand on which the user stands. The present invention relates to an oscillating type motion device forcing this and an adapter for the device.
乗馬を模した運動負荷を使用者に付与する揺動型運動装置は、子供から老人まで利用可能な手軽な運動器具として、当初のリハビリ目的の医療施設から一般家庭へと普及してきている。この揺動型運動装置の典型的な従来技術としては、たとえば特許文献1,2がある。
Rocking-type exercise devices that give users exercise load imitating horse riding have become widespread from medical facilities for rehabilitation purposes to ordinary households as simple exercise equipment that can be used by children and elderly people. For example,
特許文献1は6軸パラレルメカニズムなどを用いて、一連の滑らかな揺動パターンを実現するようにした腰痛予防訓練装置を示したものであり、特許文献2はモータとリンクとで前後揺動及び左右揺動を実現するようにしたものである。
このような揺動型運動装置では、揺動駆動される可動部に乗っているだけで使用者は他動的な運動を行うことになるために、体力が無い人にも手軽に運動を行うことができるものとなっている。 In such an oscillating type exercise device, the user can perform a passive movement only by riding on a movable part that is driven to oscillate, so that even a person without physical strength can easily exercise. It has become something that can be.
しかし、このような運動装置を用いた運動は継続性を持たなければその効果を十分発揮できないのに対し、可動部に乗って揺られることになるために他の作業をしながら運動を行うということが困難なこともその一因であるが、使用者は得てしてさぼりがちになって継続性を保つことができないことが多々ある。
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、他動型運動の継続性を高めることができる揺動型運動装置とこの運動装置用アダプタを提供することを課題とするものである。 The present invention has been invented in view of the above-described conventional problems, and it is an object of the present invention to provide an oscillating motion apparatus capable of enhancing the continuity of a passive motion and an adapter for the motion device. Is.
上記課題を解決するために本発明に係る揺動型運動装置は、使用者が乗る可動部と、該可動部に周期的な揺動運動を行わせる駆動部と、この駆動部の揺動動作速度を制御する制御部とを備えたものにおいて、別途再生される音楽データからリズムを抽出するリズム抽出部と、上記可動部上に乗る使用者の動きを検出する加速度センサとを備えており、上記制御部は上記リズム抽出部から出力されるリズム信号に応じて上記揺動動作速度を変更して上記可動部の揺動運動の周期を上記リズムに同期させるものであり、且つ、上記制御部は上記加速度センサによる加速度の変化から使用者の動きの死点のタイミングを検出するとともにこのタイミングがリズムに同期するように可動部の揺動運動の位相を制御するものであることに特徴を有している。再生される音楽のリズムに合わせた揺動周期で可動部が動作するために、使用者は聞いている音楽のリズムに合わせた動きを行うことができるものであり、しかも可動部の動きに対して使用者の動きが少し遅れても音楽のリズムに合わせた動きを使用者が行うことができる。 In order to solve the above-described problems, a swing type exercise device according to the present invention includes a movable part on which a user rides, a drive part that causes the movable part to perform a periodic swing movement, and a swing operation of the drive part. A control unit for controlling speed, a rhythm extraction unit for extracting rhythm from music data to be reproduced separately, and an acceleration sensor for detecting the movement of the user riding on the movable unit , The control unit is configured to change the swing operation speed in accordance with a rhythm signal output from the rhythm extraction unit to synchronize the cycle of the swing motion of the movable unit with the rhythm , and the control unit Is characterized in that it detects the dead point timing of the user's movement from the change in acceleration by the acceleration sensor and controls the phase of the swinging movement of the movable part so that this timing is synchronized with the rhythm. Have . Since the movable part operates with a swing cycle that matches the rhythm of the music to be played, the user can move in accordance with the rhythm of the music being listened to , and the movement of the movable part Thus, even if the user's movement is slightly delayed, the user can make a movement that matches the rhythm of the music .
上記リズム抽出部は、外付けで付加されるアダプタに設けられていることが好ましい。商品展開上、オプションとして提供することが可能となるためである。 It is preferable that the rhythm extraction unit is provided in an adapter added externally. This is because it can be provided as an option in product development.
また、上記リズム抽出部で抽出したリズムに合わせて音楽データの低周波成分を強調するリズム強調部を備えていると、再生される音楽のリズムを捉えることが容易となる。 Further, if a rhythm emphasis unit that emphasizes low frequency components of music data in accordance with the rhythm extracted by the rhythm extraction unit is provided, it becomes easy to capture the rhythm of the music to be played.
制御部は可動部の揺動動作速度の限界値についてのデータを保持しており、再生される音楽データを処理する音楽信号処理回路は上記データに基づいて音楽データのテンポを変更する処理部を備えているものとしてもよい。テンポ(リズム)が早すぎたり遅すぎたりする音楽を用いた時も、可動部の揺動周期に合わせたテンポで音楽で再生されるために、音楽のリズムに合わせた動きを常に行うことができる。 The control unit holds data about the limit value of the swinging motion speed of the movable unit, and the music signal processing circuit that processes the music data to be played back includes a processing unit that changes the tempo of the music data based on the data. It may be provided. Even when using music with a tempo (rhythm) that is too fast or too slow, the music is played at a tempo that matches the rocking cycle of the moving part, so it always moves according to the rhythm of the music. it can.
また本発明に係る揺動型運動装置用アダプタは、使用者が乗る可動部と、該可動部に周期的な揺動運動を行わせる駆動部と、上記可動部上に乗る使用者の動きを検出する加速度センサと、上記駆動部の揺動動作速度を制御するとともに上記加速度センサによる加速度の変化から使用者の動きの死点のタイミングを検出する制御部とを備えた揺動型運動装置に外付けで付加されるアダプタであって、別途再生される音楽データからリズムを抽出するリズム抽出部を備え、該リズム抽出部は、上記揺動型運動装置の制御部が上記揺動動作速度及び上記揺動運動の位相を変更して上記可動部の揺動運動の周期を上記リズムに同期させるとともに上記タイミングを上記リズムに同期させるためのリズム信号を、上記制御部に送出するものであることに特徴を有している。 Further, the adapter for the swing type exercise device according to the present invention includes a movable part on which a user rides , a drive part that causes the movable part to perform a periodic swinging motion, and a user's movement on the movable part. an acceleration sensor for detecting and oscillation-type exercise device provided with a control unit for detecting a timing of a dead point of the movement of the user from the change in acceleration by the acceleration sensor controls the swinging operation speed of the drive unit a adapter to be added by an external, comprising a rhythm extracting unit for extracting a rhythm from the music data to be separately reproduced, the rhythm extracting unit, the control unit of the rocking type exercising apparatus the swing operating speed and The phase of the swing motion is changed to synchronize the cycle of the swing motion of the movable portion with the rhythm and to send a rhythm signal for synchronizing the timing to the rhythm to the control portion. In It has a butterfly.
本発明は、再生される音楽のリズムに合わせた揺動周期で可動部が動作するものであり、このために使用者にしてみれば音楽に合わせた動きを行うことができて、より楽しく運動を行えることから継続性を高めることができるものであり、しかも音楽のリズムに合わせて動けば可動部の揺動に対応した動きを行うことになるために、他動型の運動装置の利用がより容易となるとともに使用効果も高くなる。また、揺動周期をリズムに同期させるだけでなく、使用者の動きの死点のタイミングがリズムに同期するように可動部の揺動運動の位相も制御するために、可動部の動きに対して使用者の動きが少し遅れても音楽のリズムに合わせた動きを使用者が行うことができる。 According to the present invention, the movable part operates with a swing cycle that matches the rhythm of the music to be played back. For this reason, the user can perform movements that match the music, making exercise more enjoyable. Continuity can be improved, and if it moves according to the rhythm of the music, it will move corresponding to the swing of the movable part, so the use of a passive type exercise device It becomes easier and the use effect becomes higher. In addition to synchronizing the oscillating cycle to the rhythm, it also controls the phase of the oscillating motion of the movable part so that the timing of the user's movement dead center is synchronized with the rhythm. Thus, even if the user's movement is slightly delayed, the user can make a movement that matches the rhythm of the music.
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明すると、図2に示す揺動型運動装置は、使用者が座るシート2を前後左右に揺動させることでシート2に座った使用者にバランス訓練となる運動を行わせるもので、馬の背や鞍を模した形状となっているとともに上面が座面となっている上記シート2と、上部内に上記シート2の揺動駆動を行う駆動部3を納めた本体1とからなり、上記シート2の前端側には半円弧状で両端がシート2に前後に回動自在に連結された手綱6が配されているとともに、操作パネル8が設けられており、またシート2の前寄り両側からは夫々鐙7,7が吊り下げられている。
Hereinafter, the present invention will be described based on an embodiment shown in the accompanying drawings. The swing type exercise device shown in FIG. 2 is a user who sits on the
上記駆動部3は、前記特許文献2に示されたものと同様に図1に示すモータ30の回転とリンク機構とを用いてシート2に前後左右に例えば平面視で8の字を描く周期的な揺動動作を行わせるものであるが、このモータ30はその回転速度が可変であって揺動動作の周期を変更することができるものとなっている。図中4はモータ駆動回路31を介して上記モータ30を作動させる制御部であり、モータ30の速度制御を司る。
The
また上記制御部4は、上記揺動周期を後述する音楽のリズム(テンポ)に同期させるためのリズム同期用の入力インターフェース40を備えたものとなっており、制御部4は入力インターフェース40から同期用のリズム信号が入力される時、上記揺動周期が入力されたリズム信号に同期するように、つまり揺動の際の動作方向を反転させるタイミング(死点通過タイミング)がリズム信号に一致するようにモータ30の回転速度を変更する。なお、制御部4はリズムと揺動周期(モータ速度)との相関に関する同期用テーブル41を備えており、この同期用テーブル41内のデータに基づいてモータ速度を変更して上記揺動周期の変更を行う。
The
上記入力インターフェース40に送出する同期用のリズム信号は、図1に示す例では揺動型運動装置に対して外付けされるアダプタ5に配した音楽信号処理回路50によって生成される。該音楽信号処理回路50は、音楽信号入力部51を通じて入力された音楽データからリズムを抽出するリズム抽出部52と、音楽データ中のリズムを強調するリズム強調回路53と、リズム強調回路53でリズムが強調された音楽データを出力する音楽信号出力部54と、リズム抽出部52で抽出したリズムに応じたタイミングで信号(リズム信号)を出力するリズム信号出力部55とを備えたもので、リズム信号出力部55から出力されたリズム信号が上記制御部4に送出される。
The rhythm signal for synchronization sent to the
上記音楽信号処理回路50における音楽信号入力部51に入力される音楽データは、携帯型音楽プレーヤー60やビデオプレーヤー、テレビ等のAV機器のライン出力端子もしくはヘッドフォン出力端子から出力されるデータ(アナログ音声データ/WAVファイル)であり、音楽信号入力部51から入力された音楽データに対し、リズム抽出部52は次の処理を行うことでリズムを抽出してリズム信号を生成する。
The music data input to the music
すなわち、音楽データに対して上記リズム抽出部52はローパスフィルタを介して低周波成分を取り出すとともに、該低周波成分に対して所定の閾値を基準として信号レベルのピークを順次検出し、続いて各ピークの立ち上がり時点から所定時間だけデータを無視するピーク幅を設定して、このピーク幅を除いた波形データを解析することでほぼ一定間隔のピークを得る。リズム信号はこのピークに合わせて出力されるパルス信号、もしくはピーク間隔の平均値を示す周波数の信号としてリズム信号出力部55から制御部4に送られる。
That is, the
上記リズム強調回路53は、上述のようにして抽出したリズムに合わせて音楽データの低周波成分を強調するもので、音楽信号出力部54からはこのリズム強調回路53によってリズムが強調された音楽データが出力される。なお、リズム強調回路53によって強調されていない音楽データがそのまま音楽信号出力部54から出力されるようにしてもよい。
The
音楽信号出力部54から出力された音楽データは、スピーカ66が接続されたアンプ65に送られるために、携帯型音楽プレーヤー60をアダプタ5に接続して再生を開始すれば、リズムが強調された音楽データがアンプ65及びスピーカー66によって再生されると同時に、音楽信号処理回路50から送られてくるリズム信号に同期した揺動動作を可動部2が行うものであり、このために使用者は自分の好きな音楽を聴きながらそのリズムに合わせて運動を行うことができることになる。しかも再生される音楽データはリズムが強調されたものとなっているために、使用者はその音楽のリズムを的確に捉えることができるものであり、また、リズムに合わせれば可動部2の揺動動作に対応した動きを行うことになり、揺動する可動部2上でバランスをとる運動が容易となって運動効果がより高くなる。
Since the music data output from the music
なお、上記音楽信号処理回路50は、処理速度の点からDSP(ディジタルシグナルプロセッサ)で構成してもよい。また、リズム抽出部52によるリズム抽出動作は上記の実施例に記載のものに限るものではなく、波形データの自己相関値を利用して求めることも可能である。また、リズム強調回路53としては、たとえば抽出したリズムに合わせた手拍子などのリズム系音楽データを生成して元の音楽データに重畳するものを用いてもよい。
The music
更には、音楽信号処理回路50を外付けのアダプタ5内に配したものを示したが、揺動型運動装置の本体1内に音楽信号処理回路50を組み込んだものであってもよいのはもちろん、制御部4が音楽信号処理回路50を内包する形態のもの(例えば制御部4を構成するマイクロプロセッサをDSPを内包した複合プロセッサとしたもの)であってもよい。
Further, although the music
また、アンプ65及びスピーカ66も上記本体1内に組み込んだものとすることも可能であり、スピーカ66に代えてヘッドフォンを用いるようにしてもよい。なお、スピーカ66を本体1内に組み込む場合、床面での反射音が使用者に聞こえるようにスピーカを設置するとともに、サラウンド処理を行った音が再生されるようにすると、可動部2に乗っている使用者は心地よい音楽を聴くことができる。
The
ヘッドフォンを用いる場合は、使用者は揺動動作を行う可動部2上に乗る関係で、例えばBluetoothを使用したワイヤレスヘッドフォンを用いることができるようにしておくことが好ましい。更に、音楽信号入力部51はマイク入力端子であってもよい。
In the case of using headphones, it is preferable that the user can use wireless headphones using Bluetooth, for example, because the user rides on the
このほか、携帯型音楽プレーヤー60等のAV機器を接続することで音楽データを得るのではなく、図3に示すように、デジタル形式の音楽データを格納した不揮発性メモリやハードディスク等のメモリ手段61を着脱自在に接続することができるようにして、メモリ手段61に格納された音楽データを取り込むものとしてもよい。この場合、PCM,MP3等のデジタル形式の音楽データに対応するためのデコーダ57を音楽信号処理回路50が備えたものとする。ネットワークインターフェース58を備えて、ネットワークを通じて他のネットワーク機器内に格納された音楽データを取り込むことができるようにしてもよい。
In addition, instead of obtaining music data by connecting an AV device such as a
音楽データは、MIDIのような演奏情報形式のものであってもよい。この場合、音楽信号処理回路50中にMIDI音源を設けたものとするか、もしくは図4に示すように音楽信号処理回路50とアンプ65との間にMIDI音源59を設けたものとし、音楽信号処理回路50中のリズム抽出部52は、MIDI信号中のテンポ信号及びリズム系の楽器のチャンネルの信号を基にリズム信号を生成するものとすればよく、リズム強調回路53もリズム系の楽器のチャンネルの信号や低音域コードのベロシティコードを書き換えるものを用いることができる。また、MIDI形式の音楽データを用いる場合、その信号コード中の拡張エリアを利用して、駆動手段のモータ30を起動させるためのイベント情報を盛り込むことも可能である。
The music data may be in a performance information format such as MIDI. In this case, a MIDI sound source is provided in the music
ところで、再生される音楽のリズムが早すぎて可動部2の揺動周期をリズム(テンポ)に同期させることができない場合が考えられるが、MIDI形式の音楽データであれば、揺動動作の周期の調整可能な範囲を記したデータを制御部4に持たせておき、音楽信号処理回路50側で上記データを参照してテンポ信号を書き換えて再生することでリズムと揺動周期とを合致させることができる。リズム(テンポ)が遅すぎる場合は逆に速く再生することも可能である。なお、このような音楽再生のテンポを変更する処理は、音楽データがMIDI形式のものに限られるものではなく、先に述べた実施例のものに対しても前記DSPなどを利用することで容易に実現することができる。
By the way, there may be a case where the rhythm of the music to be played is too early to synchronize the rocking cycle of the
図5に他の実施例を示す。これは可動部2の揺動動作に対し、可動部2に乗る使用者の動作は少し位相が遅れたものとなることに鑑みたもので、使用者の例えば腰付近に装着される3G型の加速度センサ9を設けて、この加速度センサ9から無線乃至有線通信で送られる加速度信号を受けた制御部4が、揺動する可動部2に乗った使用者の動き(特に前後の動き)の死点のタイミングを上記加速度信号から検出し、このタイミングが前記リズム信号に合致するように可動部2の揺動動作の位相をリズム信号の位相から少しずらす。この場合、可動部2の揺動はリズムよりも少しだけ早く折り返す動作を行い、揺動する可動部2に乗った使用者の動きがリズムに合致したものとなる。
FIG. 5 shows another embodiment. This is in consideration of the fact that the movement of the user riding on the
上記加速度センサ9を用いて使用者の動きを検知するのではなく、予め揺動周期の早さに応じた使用者の動きの遅れ時間を計測しておき、この遅れ時間を補正データとして制御部4における記憶部内に格納して、リズム信号に同期させる際に該補正データを参照して揺動動作を制御するようにしてもよいのはもちろんである。なお、このような補正データを作成する場合、使用者の体型別にデータを作成することが好ましい。
Rather than detecting the user's movement using the
上記実施例では、乗馬を模した運動を使用者に負荷する揺動型運動装置を示したが、本発明はこの形態のものに限定されるものではなく、図6に示すように使用者が立つステップ部91を揺動させることで、例えばサーフィンを模した運動を使用者に負荷するもの、図7に示すように使用者が腰掛けるシート92を揺動させるとともに使用者の各足を個別に載せる足載せ台93,93を上下動させることによって歩行動作を模した運動を使用者に負荷するものなどにも適用することができる。
In the above-described embodiment, the swing type exercise device that loads the user with exercise simulating riding is shown. However, the present invention is not limited to this embodiment, and the user can use the exercise device as shown in FIG. By swinging the standing
1 本体
2 可動部
3 駆動部
4 制御部
5 アダプタ
30 モータ
51 リズム抽出部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
別途再生される音楽データからリズムを抽出するリズム抽出部を備え、該リズム抽出部は、上記揺動型運動装置の制御部が上記揺動動作速度及び上記揺動運動の位相を変更して上記可動部の揺動運動の周期を上記リズムに同期させるとともに上記タイミングを上記リズムに同期させるためのリズム信号を、上記制御部に送出するものであることを特徴とする揺動型運動装置用アダプタ。 A movable part on which the user rides , a drive part that causes the movable part to perform a periodic swinging motion, an acceleration sensor that detects the movement of the user riding on the movable part, and a swinging operation speed of the drive part An adapter that is externally added to an oscillating exercise device that includes a control unit that controls a dead center of a user's movement from a change in acceleration by the acceleration sensor ,
A rhythm extraction unit that extracts a rhythm from separately reproduced music data , and the rhythm extraction unit is configured such that the control unit of the swing type exercise device changes the swing motion speed and the phase of the swing motion. oscillation-type exercise device adapter, characterized in that the period of the oscillating movement of the movable portion rhythm signal for synchronizing the timing in the rhythm with synchronized to the rhythm is for sending to the control unit .
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