JPH0245465B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0245465B2
JPH0245465B2 JP59069922A JP6992284A JPH0245465B2 JP H0245465 B2 JPH0245465 B2 JP H0245465B2 JP 59069922 A JP59069922 A JP 59069922A JP 6992284 A JP6992284 A JP 6992284A JP H0245465 B2 JPH0245465 B2 JP H0245465B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
pulse rate
circuit
band
pulse
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59069922A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60215373A (en
Inventor
Shinroku Nakao
Masao Ito
Akira Ito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Combi Corp
Original Assignee
Combi Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Combi Corp filed Critical Combi Corp
Priority to JP6992284A priority Critical patent/JPS60215373A/en
Publication of JPS60215373A publication Critical patent/JPS60215373A/en
Publication of JPH0245465B2 publication Critical patent/JPH0245465B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Rehabilitation Tools (AREA)
  • Percussion Or Vibration Massage (AREA)
  • Massaging Devices (AREA)
  • Confectionery (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はトレーニング装置に関するものであ
り、更に詳しくは、入力信号(例えば脈拍数)変
化に応答して負荷を比例制御する手段を有するト
レーニング装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a training device, and more particularly to a training device having means for proportionally controlling a load in response to changes in an input signal (eg, pulse rate).

現在市場に健康運動器、エルゴメータ、トレー
ニング装置等の各称で種々の装置が提供されてい
る。
Currently, various devices are provided on the market under various names such as health exercise machines, ergometers, and training devices.

この1つにマイクロコンピユータを内臓し、そ
の指令に基づき身体条件(年令・体重・性別・脈
拍数等)を入力し、運動中の運動者の脈拍数と関
連させ演算処理することにより、使用者の最適負
荷値及びその値下の管理脈拍数を算出する装置
が、例えば昭和58年特許願第123172号等により知
られている。またこの装置により得られた最適負
荷値、管理脈拍数等を入力し、マイクロ・コンピ
ユータ内にプログラムされているプログラムに従
つて使用者が運動を行なうことにより好適なトレ
ーニングを実行させる装置が、例えば昭和58年特
許願第123173号等により知られている。この装置
に於ては、最高脈拍数から一定値をそれぞれ減算
した値又は最適負荷値下の脈拍数から一定値を増
減した値を管理上限及び管理下限脈拍数として設
定し、トレーニングが開始されたならば設定され
た初期負荷値から徐々にステツプ式で負荷値を上
昇させていき、脈拍数が管理下限脈拍数に達した
ならば、その時点での負荷値を維持し、管理上限
脈拍数に達したならば負荷値を減少させ、再び管
理下限脈拍数に達したならば負荷値を上昇させ
る、言わゆる「ステツプ制御」を用いて負荷を制
御していた。
One of these has a built-in microcomputer, and based on its commands, physical conditions (age, weight, gender, pulse rate, etc.) are input, and calculations are processed in relation to the pulse rate of the exerciser during exercise. A device for calculating a person's optimal load value and a management pulse rate below that value is known, for example, from Patent Application No. 123172 of 1981. In addition, there is a device that inputs the optimum load value, controlled pulse rate, etc. obtained by this device, and allows the user to execute a suitable training by exercising according to a program programmed in the microcomputer. It is known from Patent Application No. 123173 filed in 1988. In this device, a value obtained by subtracting a fixed value from the maximum pulse rate or a value obtained by increasing or decreasing a fixed value from the pulse rate under the optimal load value is set as the upper limit and lower limit pulse rate for management, and training is started. Then, the load value is gradually increased in steps from the set initial load value, and when the pulse rate reaches the control lower limit pulse rate, the load value at that point is maintained and the control upper limit pulse rate is reached. The load was controlled using so-called "step control" in which the load value was decreased when the lower limit pulse rate was reached, and the load value was increased when the lower limit pulse rate was reached again.

しかしこの方法では、管理脈拍数範囲内に於け
る負荷値の制御が段階的であり、かつその間隔
(1ステツプ当りの負荷変化量)が大きく、かつ、
管理脈拍数内に於ける負荷変化段階が1ステツプ
のオン・オフ、多くとも2ステツプのオン・オフ
であり、負荷値変更に対して脈拍数の変化が時間
的に遅延して表わされるので管理脈拍数上限で負
荷を1ステツプ(もしくはそれ以上)下げたとし
ても脈拍数は急には下がらず徐々に増加し、ある
時間経過した後はじめて減少する。同様に管理脈
拍数下限で負荷を1ステツプ、もしくはそれ以上
上げたとしても脈拍数はある時間経過してからは
じめて増加する。従つて管理脈拍範囲を定めても
現在脈拍数はしばしばこの範囲を逸脱してしまい
管理脈拍数範囲内で運動を維持することができな
いものであつた。加えて負荷ステツプ切り換え時
の値が大きいので(例えば約10Wのステツプ)運
動者に対してシヨツクを与えることにもなつてい
た。
However, in this method, the load value is controlled in stages within the managed pulse rate range, and the intervals (load change amount per step) are large, and
The load change stage within the control pulse rate is one step of on/off, or at most two steps of on/off, and the change in pulse rate is expressed with a time delay relative to the load value change, so it is easy to manage. Even if the load is lowered by one step (or more) at the upper limit of the pulse rate, the pulse rate does not drop suddenly but increases gradually, and only decreases after a certain period of time. Similarly, even if the load is increased by one step or more at the lower limit of the controlled pulse rate, the pulse rate will only increase after a certain period of time has elapsed. Therefore, even if a control pulse rate range is determined, the current pulse rate often deviates from this range, making it impossible to maintain exercise within the control pulse rate range. In addition, since the value at the time of load step switching is large (for example, a step of about 10 W), it also gives a shock to the exerciser.

従つて、本発明は上記欠点に鑑みなされたもの
であり、従来の装置よりも更に好適に入力信号値
を所望の管理範囲内に維持することができるトレ
ーニング装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks, and it is an object of the present invention to provide a training device that can maintain input signal values within a desired control range more favorably than conventional devices.

前記目的は、周期的に脈拍数をサンプリングす
る手段と、このサンプリングに基づき脈拍数を計
算する手段と、この脈拍数とあらかじめ設定され
ている目標脈拍値とを比較しそれらの大小関係と
共に差に応じた信号を発生する比較演算回路と、
この比較演算回路の出力に応答して負荷装置を制
御する負荷制御回路と、この負荷装置の負荷印加
時間を管理するタイマー手段及び初期負荷値を設
定する手段とを有するトレーニング装置に於て、 前記比較演算回路を、目標脈拍値に対してその
上下に不感帯を設けるための第1の設定手段と、
不感帯の上下に一定幅の比例帯を設けるための第
2の設定手段と、前記計算された脈拍数が比例帯
領域内の場合、その脈拍数と目標脈拍値との大小
関係及び差に対応して負荷を比例増減させるため
の信号を発生させるための偏差分演算回路と、前
記脈拍数及び前記第1の設定手段の出力が供給さ
れて該脈拍数が不感帯域内にあることを判別でき
る不感帯内脈拍判別回路、前記脈拍数及び前記第
2の設定手段の出力が供給されて該脈拍数が比例
帯域内にあることを判別できる比例帯内脈拍判別
回路及び所定時間だけ負荷量の増減を禁止する上
下側比例制御時間タイマーの出力が接続された負
荷禁止回路と、比例帯内に於ける負荷増減率を設
定する比例帯負荷増減率設定回路、前記偏差分演
算回路及び前記負荷禁止回路の出力が接続され、
前記負荷制御回路に必要な制御信号を発生する負
荷演算回路とから構成されるトレーニング装置に
より達成することができる。
The purpose is to provide a means for periodically sampling the pulse rate, a means for calculating the pulse rate based on this sampling, and a means for comparing the pulse rate with a preset target pulse value and determining the difference as well as the magnitude relationship between them. a comparison calculation circuit that generates a corresponding signal;
In the training device, the training device includes a load control circuit that controls the load device in response to the output of the comparison calculation circuit, a timer means that manages the load application time of the load device, and a means that sets an initial load value. a first setting means for providing a dead zone above and below a target pulse value in the comparison calculation circuit;
a second setting means for providing a proportional band of a constant width above and below the dead zone; and when the calculated pulse rate is within the proportional band area, the second setting means corresponds to the magnitude relationship and difference between the pulse rate and the target pulse value. a deviation calculating circuit for generating a signal for proportionally increasing or decreasing the load; and a dead band which is supplied with the pulse rate and the output of the first setting means and can determine that the pulse rate is within the dead band. a pulse rate discrimination circuit, a proportional band pulse discrimination circuit that is supplied with the pulse rate and the output of the second setting means and can determine that the pulse rate is within the proportional band; and a proportional band pulse discrimination circuit that prohibits increase or decrease of the load amount for a predetermined time. A load prohibition circuit to which the output of the upper and lower proportional control time timers is connected, a proportional band load increase/decrease rate setting circuit for setting the load increase/decrease rate within the proportional band, the outputs of the deviation calculation circuit and the load prohibition circuit are connected. connected,
This can be achieved by a training device comprising a load calculation circuit that generates a control signal necessary for the load control circuit.

以下本発明を添付図面に示した1実施例を用い
て説明する。
The present invention will be explained below using one embodiment shown in the accompanying drawings.

第1図は本発明に係る比例制御手段を有するト
レーニング装置10の概略図であり、使用者はト
レーニング装置のサドル1上に乗り、入出力ボツ
クス2から伸びている脈拍センサー3を耳等の脈
拍測定可能個所に取り付けると共に、入出力ボツ
クスの図示しないフロント・パネル上のトレーニ
ング操作手順に従つてキー操作をする。例えば身
体条件(年令・性別・目標脈拍値)の入力、トレ
ーニング・プログラム(一般・減量等)の選択、
トレーニング時間の入力、不感帯幅、不感帯の上
下に設ける比例帯幅、及び比例帯内に於ける負荷
増減率の設定(これらは選択切換を自動にしてお
けば記憶されているメモリー内のデータから自動
的に設定される。)。
FIG. 1 is a schematic diagram of a training device 10 having a proportional control means according to the present invention, in which a user rides on a saddle 1 of the training device and uses a pulse sensor 3 extending from an input/output box 2 to detect pulses in the ear or the like. Attach it to a measurable location and operate the keys according to the training operation procedure on the front panel (not shown) of the input/output box. For example, inputting physical conditions (age, gender, target pulse value), selecting a training program (general, weight loss, etc.),
Input the training time, set the dead band width, the proportional band width above and below the dead band, and the load increase/decrease rate within the proportional band (these can be set automatically from the data stored in the memory if the selection switch is set to automatic). ).

また、トレーニング装置を用いてあらかじめ体
力測定を行なつた後、トレーニング開始する場合
には、体力測定の結果得られる種々のデータを利
用することができる。例えば運動目標値(脈拍
数)に対する初期負荷設定値(比例制御開始負荷
値)として運動者の最高脈拍数に相当する負荷値
に対して一定の定数(0.5〜0.8)を乗じた値で設
定したり、又は運動最適脈拍数を運動目標値とし
て使用することができる。
Moreover, when starting training after previously measuring physical fitness using a training device, various data obtained as a result of physical fitness measurement can be used. For example, the initial load setting value (proportional control starting load value) for the exercise target value (pulse rate) is set as a value that is obtained by multiplying the load value corresponding to the maximum pulse rate of the exerciser by a certain constant (0.5 to 0.8). Alternatively, the exercise optimal pulse rate can be used as the exercise target value.

これら初期設定が完了したならば、使用者は入
出力ボツクス上のスタートボタンを押圧し、ハン
ドル4を把りながらペダル5上に足を載置し、連
続的に足の屈伸運動を行なうことによりペダルに
連結されている負荷装置を駆動してトレーニング
を開始する。図中6,7は後述するトレーニング
装置の制御回路6及び制御回路に応答して負荷装
置を制御する負荷制御回路7である。
Once these initial settings are completed, the user presses the start button on the input/output box, places his/her feet on the pedals 5 while grasping the handle 4, and continuously bends and stretches the feet. Training is started by driving a load device connected to the pedals. Reference numerals 6 and 7 in the figure represent a control circuit 6 of a training device, which will be described later, and a load control circuit 7 that controls a load device in response to the control circuit.

第2図は制御装置6を詳細に説明するための図
である。制御装置6は基本的にはマイクロコンピ
ユータで構成されており、入出力ボツクス2より
入力されたデータはマイクロコンピユータ6の
I/Oを介してRAMに記憶されると共に、スタ
ート・スイツチの押圧によりROM内に記憶され
ているプログラムをRAM内に転送及び必要に応
じてデータを呼び出すことにより、CPUはプロ
グラムに従つて脈拍センサー3からI/Oを介し
て入力される脈拍数とRAM又はROM内のデー
タと比較し、所望の制御信号をI/Oを介して負
荷制御装置7に出力する。ROM内には前述した
様に、一般・減量等のトレーニング・プログラ
ム、入力されたデータ、又は体力測定より得られ
るデータ等が記憶されており、これらを基に、自
動的に、目標値、不感帯幅、不感帯上下の比例帯
幅、比例帯内に於ける負荷増減率、初期負荷設定
値及び運動開始時負荷より初期負荷値までのステ
ツプ式印加数等のトレーニングに必要な全てのデ
ータを演算する。
FIG. 2 is a diagram for explaining the control device 6 in detail. The control device 6 basically consists of a microcomputer, and the data input from the input/output box 2 is stored in the RAM via the I/O of the microcomputer 6, and is also stored in the ROM by pressing the start switch. By transferring the program stored in the internal memory to the RAM and calling the data as necessary, the CPU reads the pulse rate input from the pulse sensor 3 via the I/O and the data stored in the RAM or ROM according to the program. It compares it with the data and outputs a desired control signal to the load control device 7 via I/O. As mentioned above, training programs such as general and weight loss, input data, and data obtained from physical fitness measurements are stored in the ROM, and based on these, target values and dead zones are automatically calculated. Calculate all the data necessary for training, such as width, proportional band width above and below the dead band, load increase/decrease rate within the proportional band, initial load setting value, and number of step-type applications from the load at the start of exercise to the initial load value. .

第3図は本発明に係るトレーニング装置の制御
回路であるマイクロコンピユータを機能的にブロ
ツク図で表わしたものである。
FIG. 3 is a functional block diagram of a microcomputer which is a control circuit for the training device according to the present invention.

脈拍センサー3、例えば発光素子と受光素子と
からなり耳を把持して脈拍を検出するセンサーか
らの出力信号は、好適な波形整形回路20で整形
された後、公知のパルス・カウンタで計数され、
入出力パネル2上の脈拍表示ユニツト22で表示
される。運動者の現在脈拍数は一定周期、例えば
3秒おきに3秒ずつサンプリングされた波形整形
回路20に入力され脈拍をなめらかにしパルス・
カウンタ21で計数された後、図示しない変換回
路で1分当りの脈拍数に換算された後脈拍表示ユ
ニツト22で表示される。
The output signal from the pulse sensor 3, for example, a sensor that includes a light emitting element and a light receiving element and detects the pulse by grasping the ear, is shaped by a suitable waveform shaping circuit 20, and then counted by a known pulse counter.
The pulse rate is displayed on the pulse display unit 22 on the input/output panel 2. The current pulse rate of the exerciser is input to the waveform shaping circuit 20, which samples the pulse rate at a fixed period, for example, every 3 seconds for 3 seconds, and smooths the pulse.
After being counted by the counter 21, the pulse rate is converted into a pulse rate per minute by a conversion circuit (not shown), and then displayed on the pulse rate display unit 22.

この波形整形回路は、例えば公知のCR素子に
よるフイルムを用いても構成することができる。
加えて移動平均算出回路と組み合わせ、脈拍数を
平均化することにより、サンプリング周期が短い
場合のサンプリング周期毎の差を小さくすること
ができる。
This waveform shaping circuit can also be constructed using, for example, a film using a known CR element.
In addition, by combining with a moving average calculation circuit and averaging the pulse rate, it is possible to reduce the difference between sampling periods when the sampling period is short.

しかし、本発明の構成は通常の波形整形回路又
はCR素子を用いて脈拍を揃えるのみで、その平
均化した脈拍数とは一致したり多少誤差のある脈
拍数を計数しても、それに対応する負荷変化量は
後述するようにステツプ制御ほど大きくなく、か
つ比例制御であるので、移動平均算出回路は、備
えてなくてもよい。
However, the configuration of the present invention only uses a normal waveform shaping circuit or CR element to align the pulses, and even if the pulse rate matches the averaged pulse rate or there is some error in the pulse rate, it will not respond to it. As will be described later, since the amount of load change is not as large as in step control and proportional control is used, a moving average calculation circuit does not need to be provided.

パルス・カウンタ21の出力はまた、比較演算
回路内の比例帯内脈拍判別回路23、不感帯内脈
拍判別回路24及び不感帯からの偏差分演算回路
25の一方の入力端子に供給されている。
The output of the pulse counter 21 is also supplied to one input terminal of a proportional band pulse determination circuit 23, a dead zone pulse determination circuit 24, and a deviation calculation circuit 25 from the dead zone in the comparison calculation circuit.

入出力パネル上にはトレーニング時間設定器2
6、初期負荷値設定器27と共に、本発明の特微
である比例帯幅設定用スイツチ、比例帯負荷増減
率設定用スイツチ、及び不感帯設定スイツチが設
けてあり、これらの動作をフロント・パネル上で
操作し、自動・手動設定切換可能である。これら
の値が入力されない場合には、内臓されたマイク
ロコンピユータにより自動的に設定される。手動
設定の場合にはこれらのスイツチを手動にすると
共に、入出力パネル上の図示しないテン・キーを
用いて設定する。自動設定の場合には、比較・演
算回路内のROM内に記憶されているプログラム
に従つて後述するフローチヤートに示すように、
例えば下感帯幅が目標値±5拍、比例帯幅が不感
帯上下限値からそれぞれ±15拍及び比例帯負荷増
減率が1拍/1Wと設定される。従つて、第3図
に於ては、手動又は自動で値を設定するための構
成をそれぞれ不感帯設定回路29、比例帯幅設定
回路28、及び比例帯幅増減率設定回路30で表
わしており、これらの出力はそれぞれ不感帯内脈
拍判別回路24と不感帯からの偏差分演算回路2
5のそれぞれの他方の入力端子、比例帯内脈拍判
別回路23の他方の入力端子、及び負荷演算回路
32の一入力端子に接続されている。
Training time setting device 2 is on the input/output panel.
6. Along with the initial load value setter 27, there are provided a proportional band width setting switch, a proportional band load increase/decrease rate setting switch, and a dead band setting switch, which are the features of the present invention, and these operations can be controlled on the front panel. It is possible to switch between automatic and manual settings. If these values are not entered, they will be automatically set by the built-in microcomputer. In the case of manual settings, these switches are set to manual and settings are made using the numeric keys (not shown) on the input/output panel. In the case of automatic setting, as shown in the flowchart described later, according to the program stored in the ROM in the comparison/arithmetic circuit,
For example, the width of the lower sensitive zone is set to ±5 beats from the target value, the width of the proportional zone is set to ±15 beats from the upper and lower limits of the dead zone, and the rate of increase/decrease in load in the proportional zone is set to 1 beat/1W. Therefore, in FIG. 3, the configuration for manually or automatically setting values is represented by a dead band setting circuit 29, a proportional band width setting circuit 28, and a proportional band width increase/decrease rate setting circuit 30, respectively. These outputs are respectively sent to a dead zone pulse discrimination circuit 24 and a deviation calculation circuit 2 from the dead zone.
5, the other input terminal of the proportional band pulse discrimination circuit 23, and one input terminal of the load calculation circuit 32.

従つて比例帯内判別回路はパルス・カウンタか
ら供給される現在脈拍数と比例帯幅設定回路で設
定された脈拍数範囲とを比較し、現在脈拍数が設
定範囲か否かを判別し、その結果に対応する信号
を負荷制御禁止回路31の一方の入力に供給す
る。また不感帯内脈拍判別回路24は現在脈拍数
と不感帯幅設定回路29の設定範囲とを比較し、
現在脈拍数が設定範囲か否かを判別し、その結果
に対応する信号を負荷制御禁止回路の他方の入力
に供給する。
Therefore, the proportional band inside determination circuit compares the current pulse rate supplied from the pulse counter with the pulse rate range set by the proportional band width setting circuit, determines whether the current pulse rate is within the set range, and determines whether or not the current pulse rate is within the set range. A signal corresponding to the result is supplied to one input of the load control inhibition circuit 31. In addition, the dead zone pulse determination circuit 24 compares the current pulse rate with the setting range of the dead zone width setting circuit 29,
It is determined whether the current pulse rate is within the set range or not, and a signal corresponding to the result is supplied to the other input of the load control prohibition circuit.

また不感帯幅設定回路29の出力は不感帯から
の偏差分演算回路25にも供給されており、演算
回路25は現在脈拍数が上側又は下側比例帯内の
時、現在脈拍数と、その属する比例帯と不感帯と
の臨界値との差をその大小関係と共に負荷演算回
路32に供給している。
The output of the dead band width setting circuit 29 is also supplied to the deviation calculation circuit 25 from the dead band, and when the current pulse rate is within the upper or lower proportional band, the calculation circuit 25 calculates the current pulse rate and the proportion to which it belongs. The difference between the critical value of the zone and the dead zone is supplied to the load calculation circuit 32 along with the magnitude relationship thereof.

負荷演算回路は、トレーニングが開始される
と、トレーニング開始時負荷値から比例制御開始
の初期設定負荷値までを数段階(後述する第6図
及び第8図に於ては6段階)に設定し、一定時間
経過するごとに1ステツプ負荷値を増加させる。
そして初期設定負荷値に達する前に不感帯脈拍数
に達した場合にはその時点で負荷値を一定程度下
げると共に比例制御を開始する。一方初期設定値
を超えても現在脈拍数が不感帯に達しなかつた場
合には(その状態を一定時間保持した後)、ステ
ツプ制御から比例制御に切り換わる。ステツプ制
御から比例制御に切り換わると、負荷演算回路
は、現在脈拍数が比例帯内の場合は、サンプリン
グされた脈拍数と不感帯臨界値とを比較すると共
に、不感帯からの偏差分演算回路からの信号に応
答して新たな負荷値を設定する。また現在脈拍数
が下側比例帯から不感帯に入つた場合には、入つ
た直後のサンプリングによる脈拍数と不感帯下限
値とが比較され、不感帯内脈拍判別回路からの出
力信号により、負荷制御禁止回路が動作し、負荷
演算回路に制御禁止信号を出力する。負荷演算回
路はこの信号を受信すると、更なる新しい負荷値
を設定するための演算を中止し、信号を受信した
時点での負荷値を維持する。
When training starts, the load calculation circuit sets the load value at the start of training to the initial set load value at the start of proportional control in several stages (six stages in Figs. 6 and 8, which will be described later). , the load value is increased by one step every time a certain period of time elapses.
If the dead band pulse rate is reached before reaching the initial set load value, the load value is lowered to a certain extent at that point and proportional control is started. On the other hand, if the current pulse rate does not reach the dead zone even after exceeding the initial setting value (after maintaining this state for a certain period of time), step control is switched to proportional control. When switching from step control to proportional control, the load calculation circuit compares the sampled pulse rate with the dead zone critical value if the current pulse rate is within the proportional band, and calculates the deviation from the dead zone from the calculation circuit. Setting a new load value in response to the signal. In addition, when the current pulse rate enters the dead zone from the lower proportional band, the pulse rate sampled immediately after entering the dead zone is compared with the dead zone lower limit value, and an output signal from the dead zone pulse determination circuit is used to control the load control prohibition circuit. operates and outputs a control prohibition signal to the load calculation circuit. When the load calculation circuit receives this signal, it stops calculation for setting a new load value and maintains the load value at the time of receiving the signal.

次に本発明で用いる比例制御方法を説明する。 Next, the proportional control method used in the present invention will be explained.

現在脈拍数が不感帯から上側比例帯に変化した
場合には、脈拍数が変化した直後のサンプリング
に基づく脈拍数が不感帯上限値と比較され、その
差を出力する偏差分演算回路の信号に応答して負
荷演算回路は新たな負荷値を設定する。その直
後、負荷禁止回路は比例帯制御時間タイマーより
設定される負荷禁止時間(例えば15秒間)禁止信
号を出力し負荷演算回路の新たなサンプリングに
基づく負荷値の変更を禁止する。負荷演算回路
は、比例帯制御時間タイマーによる禁止時間が解
除されると、その直後のサンプリングに基づく脈
拍数との差に対応する偏差分演算回路の信号に応
答して新たな負荷値を設定し、負荷禁止回路によ
り一定時間新たな負荷値の演算が禁止される。
When the current pulse rate changes from the dead band to the upper proportional band, the pulse rate based on the sampling immediately after the pulse rate change is compared with the dead band upper limit value, and responds to a signal from the deviation calculation circuit that outputs the difference. The load calculation circuit then sets a new load value. Immediately thereafter, the load prohibition circuit outputs a prohibition signal for a load prohibition period (for example, 15 seconds) set by the proportional band control time timer, and prohibits changes in the load value based on new sampling of the load calculation circuit. When the prohibited time by the proportional band control time timer is released, the load calculation circuit sets a new load value in response to a signal from the deviation calculation circuit corresponding to the difference from the pulse rate based on the sampling immediately after. , calculation of a new load value is prohibited for a certain period of time by the load prohibition circuit.

一方現在脈拍数が不感帯から下側比例帯に入つ
た場合には、入つた直後のサンプリングによる脈
拍数と不感帯下限値との比較より比例制御が開始
される。この場合、下側比例帯に於ける比例帯制
御時間タイマーによる負荷禁止回路の出力維持時
間は、前記上側比例帯のそれよりも長く、例えば
1分に設定されている。
On the other hand, when the current pulse rate enters the lower proportional band from the dead zone, proportional control is started by comparing the pulse rate sampled immediately after entering the dead zone lower limit value. In this case, the output maintenance time of the load prohibition circuit by the proportional band control time timer in the lower proportional band is longer than that in the upper proportional band, and is set to, for example, one minute.

また現在脈拍数が上、下側いずれかの比例帯か
ら不感帯に変化した場合には、比例制御は直ちに
停止され、不感帯内に変化する直前の負荷が維持
される。
Further, when the current pulse rate changes from either the upper or lower proportional band to the dead band, the proportional control is immediately stopped and the load immediately before changing into the dead band is maintained.

次に第4図に示したフローチヤートを用いて本
発明の実施例の回路動作を説明する。
Next, the circuit operation of the embodiment of the present invention will be explained using the flowchart shown in FIG.

運動者が種々の身体条件、又は運動最適脈拍数
及びトレーニング時間を入力した後スタート:ス
イツチを押圧すると、マイクロコンピユータはこ
の値を基にROM内に記憶されているプログラム
に従つて不感帯幅、脈拍上下側比例帯幅、上下側
負荷増減率定数、及び初期設定負荷値が計算(及
び入出力パネル上に表示)される。例えば目標値
として脈拍数140拍/分が入力されたとすると、
まずこの値の±5拍、すなわち135〜145拍が不感
帯として設定され、続いてこれらの値をそれぞれ
上限、下限値として±15拍、すなわち120〜135及
び145〜160拍が比例帯として設定され、続いて最
高脈拍数相当の負荷値140Wに一定係数を乗した
値(例えば0.5)が初期設定負荷値70Wとして設
定される。続いてトレーニング時間が設定された
か否かが判断され、スタート可能か否かが判断さ
れる。以上の判断が全てYESならば、例えば入
出力パネル面上でOKのランプが点滅する。そし
て運動者はペダルを踏むことにより、トレーニン
グを開始する。
Start after the exerciser inputs various physical conditions or optimal exercise pulse rate and training time: When the switch is pressed, the microcomputer will adjust the dead zone width and pulse rate based on these values according to the program stored in the ROM. The upper and lower proportional band widths, upper and lower load change rate constants, and initial setting load values are calculated (and displayed on the input/output panel). For example, if a pulse rate of 140 beats/min is entered as the target value,
First, ±5 beats of this value, that is, 135 to 145 beats, is set as a dead band, and then these values are set as upper and lower limits, respectively, and ±15 beats, that is, 120 to 135 and 145 to 160 beats, are set as proportional bands. Then, a value obtained by multiplying the load value 140W corresponding to the maximum pulse rate by a certain coefficient (for example, 0.5) is set as the initial setting load value 70W. Next, it is determined whether the training time has been set, and whether or not it is possible to start is determined. If all of the above judgments are YES, an OK lamp will blink on the input/output panel, for example. The exerciser then starts training by depressing the pedals.

トレーニングが開始されると、負荷演算回路は
プログラムに従つて負荷値を初期設定負荷値まで
徐々にステツプ式に現在脈拍数が不感帯下限に達
するまで6ステツプで増加させる。現在脈拍数が
不感帯下限に達すると、負荷演算回路は一程度
(例えば10W)負荷を下げるように負荷制御回路
に信号を供給する。続いて一定時間この負荷値を
維持すると共に、前述した本発明の特徴である脈
拍比例制御が開始される。
When training is started, the load calculation circuit gradually increases the load value stepwise in six steps until the current pulse rate reaches the lower limit of the dead band according to the program. When the current pulse rate reaches the lower limit of the dead band, the load calculation circuit supplies a signal to the load control circuit to reduce the load by some degree (for example, 10W). Subsequently, this load value is maintained for a certain period of time, and the pulse rate proportional control, which is a feature of the present invention described above, is started.

すなわち、一定周期毎のサンプリングに基づく
現在脈拍数の入力に対してまずその値が、比例帯
内にあるか否かが判断され、NOならば負荷制御
が禁止される。YESの場合は次に不感帯内にあ
るか否かが判断され、YESならば負荷制御が禁
止される。NOの場合は次に脈拍が上側比例帯内
にあるか否かが判断され、NOの場合には下側比
例帯内か否かが判断される。YESの場合には上
側比例制御が開始され、上側比例帯用タイマーが
スタートされると共に、不感帯上限の脈拍数と現
在脈拍数との偏差が演算され、この偏差にあらか
じめ設定されている増減率定数が乗じられ(この
場合はマイナスの値)その結果に対応する負荷量
だけその直前の負荷量から減算される。
That is, with respect to the input of the current pulse rate based on sampling at regular intervals, it is first determined whether the value is within the proportional band, and if NO, load control is prohibited. If YES, then it is determined whether or not it is within the dead zone, and if YES, load control is prohibited. If NO, then it is determined whether the pulse is within the upper proportional band, and if NO, it is determined whether the pulse is within the lower proportional band. If YES, upper proportional control is started, the upper proportional band timer is started, the deviation between the dead band upper limit pulse rate and the current pulse rate is calculated, and a preset increase/decrease rate constant is calculated for this deviation. is multiplied (in this case, by a negative value), and the load amount corresponding to the result is subtracted from the previous load amount.

一方前述した現在脈拍数が上限比例帯内でなか
つた場合は、下側比例帯内か否かが判断され、
NOの場合には、トレーニング時間が終了か否か
が判断されYESの場合には、プログラムに従つ
て徐々に負荷が減少され、スムーズにトレーニン
グが終了される。NOの場合にはトレーニング中
止条件か否かが判断され、YESの場合にはただ
ちにトレーニングが中止される。NOの場合には
脈拍が上、下側比例帯内にあるか否かのフローに
戻り再び判断される。脈拍が下限比例帯内にある
場合には、下側比例制御タイマーがスタートする
と共に、タイマーがタイムアツプか否かが判断さ
れ、YESの場合には、不感帯下限からの偏差が
測定され、この値に基づき偏差脈拍にあらかじめ
設定されている増減率定数が乗じられ(この場合
はプラスの値)、その結果に対応する負荷量だけ
その直前の負荷量に加算される。
On the other hand, if the current pulse rate mentioned above is not within the upper proportional band, it is determined whether it is within the lower proportional band,
In the case of NO, it is determined whether the training time is over, and in the case of YES, the load is gradually reduced according to the program, and the training is ended smoothly. In the case of NO, it is determined whether the training stop condition is met, and in the case of YES, the training is immediately stopped. If NO, the process returns to the flow to determine whether the pulse is within the upper or lower proportional bands or not. If the pulse is within the lower limit proportional band, the lower proportional control timer starts and it is determined whether the timer has timed up or not. If YES, the deviation from the lower limit of the dead band is measured and the value is adjusted to this value. Based on this, the deviation pulse rate is multiplied by a preset increase/decrease rate constant (in this case, a positive value), and the load amount corresponding to the result is added to the immediately preceding load amount.

上述したフローチヤートを用いた説明に於て、
目標値を管理脈拍数の中心値として設定し、この
上下に同じ幅の比例帯を用いて説明したが、目標
値を不感帯の上下限一方の側に近く設定すること
も、比例帯幅を上下で異ならせることもできる。
In the explanation using the flowchart mentioned above,
The target value is set as the central value of the control pulse rate, and proportional bands of the same width are used above and below this value. You can also make it different.

また、前述した上側及び下側比例制御時間タイ
マーの設定時間をそれぞれ15秒、1分として説明
してきたが最小時間としてサンプリング周期まで
短かく又は長くすることも可能であるが、実際の
使用に際しては脈拍数の変化は負荷印加時点より
遅れて表われるのでおのずから限定される。実際
社員を対象にトレーニングを行なつた結果、相対
的に上側比例帯よりも下側比例帯の負荷制御時間
を長くとることが望ましい。
In addition, although the setting times of the upper and lower proportional control timers mentioned above have been explained as 15 seconds and 1 minute, respectively, it is possible to make the sampling period shorter or longer as the minimum time, but in actual use Changes in pulse rate appear later than the time of load application, so they are naturally limited. As a result of actual training for employees, it was found that it is relatively desirable to take a longer load control time in the lower proportional band than in the upper proportional band.

第5図から第8図は従来と本発明の装置とを用
いてトレーニングを行なつた図である。第5図及
び第6図は42才の男性の従来の装置及び本発明の
装置を用いてトレーニングを行なつた図であり第
7図及び第8図は26才の女性の同様の図である。
図から容易に理解できるように、本発明の装置は
従来と比較して目標値±一定幅(本発明では不感
帯、従来例では管理脈拍帯に相当)に到達してか
らの脈拍数変化が少なくかつ一定幅をはずれた場
合に於てもその範囲内への復帰がスムーズに行な
われるので、運動者に対して急激な脈拍数の増
加・減少を伴なう負荷変化を伴なうことなく、か
つ機械的シヨツクを与えることなくトレーニング
をさせることができるものである。
FIGS. 5 to 8 are diagrams showing training performed using the conventional apparatus and the apparatus of the present invention. Figures 5 and 6 are diagrams of a 42-year-old man training using the conventional device and the device of the present invention, and Figures 7 and 8 are similar diagrams of a 26-year-old woman. .
As can be easily understood from the figure, the device of the present invention has less change in pulse rate after reaching the target value ± a certain width (corresponding to the dead zone in the present invention and the controlled pulse rate band in the conventional example) compared to the conventional device. In addition, even if the pulse rate deviates from a certain range, it is smoothly returned to within that range, so the exerciser does not experience load changes that are accompanied by sudden increases or decreases in pulse rate. Moreover, training can be performed without giving mechanical shocks.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係るトレーニング装置の概略
図であり、第2図はトレーニング装置のブロツク
図であり、第3図は演算回路を機能的に表わした
ブロツク図であり、第4図は本発明に係る制御を
フローチヤートで示したものであり、第5図から
第8図はトレーニング時間に対して運動者の脈拍
数変化を表わす図である。 図中符号、1……サドル、2……入出力ボツク
ス、3……脈拍センサー、4……ハンドル、5…
…ペダル、6……制御回路、7……負荷制御回
路、10……トレーニング装置、20……波形整
形回路、21……パルスカウンタ、22……波形
表示ユニツト、23……比例帯内脈拍判別回路、
24……不感帯内脈拍判別回路、25……不感帯
からの偏差分演算回路、26……トレーニング時
間設定器、27……初期負荷値設定器、28……
比例帯幅設定回路、29……不感帯幅設定回路、
30……比例帯負荷増減率設定回路、31……負
荷制御禁止回路、32……負荷制御禁止回路、3
3……上下側比例制御時間タイマー、34……負
荷制御回路。
FIG. 1 is a schematic diagram of a training device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the training device, FIG. 3 is a block diagram functionally representing an arithmetic circuit, and FIG. 4 is a block diagram of the training device. The control according to the invention is shown in a flowchart, and FIGS. 5 to 8 are diagrams showing changes in pulse rate of an exerciser with respect to training time. Symbols in the figure: 1... Saddle, 2... Input/output box, 3... Pulse sensor, 4... Handle, 5...
... Pedal, 6 ... Control circuit, 7 ... Load control circuit, 10 ... Training device, 20 ... Waveform shaping circuit, 21 ... Pulse counter, 22 ... Waveform display unit, 23 ... Proportional band pulse discrimination circuit,
24... Dead zone pulse discrimination circuit, 25... Deviation calculation circuit from the dead zone, 26... Training time setter, 27... Initial load value setter, 28...
Proportional band width setting circuit, 29...Dead band width setting circuit,
30...Proportional band load increase/decrease rate setting circuit, 31...Load control prohibition circuit, 32...Load control prohibition circuit, 3
3... Upper and lower proportional control time timer, 34... Load control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 周期的に脈拍数をサンプリングする手段と、
このサンプリングに基づき脈拍数を計算する手段
と、この脈拍数とあらかじめ設定されている目標
脈拍数とを比較しそれらの大小関係と共に差に応
じた信号を発生する比較演算回路と、この比較演
算回路の出力に応答して負荷装置を制御する負荷
制御回路と、この負荷装置の負荷印加時間を管理
するタイマー手段及び初期負荷値を設定する手段
とを有するトレーニング装置であつて、前記比較
演算回路は、目標脈拍値に対してその上下に不感
帯を設けるための第1の設定手段と、不感帯の上
下に一定幅の比例帯を設けるための第2の設定手
段と、前記計算された脈拍数が比例帯領域内の場
合、その脈拍数と目標脈拍値との大小関係及び差
に対応して負荷を比例増減させるための信号を発
生させるための偏差分演算回路と、前記脈拍数及
び前記第1の設定手段の出力が供給されて該脈拍
数が不感帯域内にあることを判別できる不感帯内
脈拍判別回路、前記脈拍数及び前記第2の設定手
段の出力が供給されて該脈拍数が比例帯域内にあ
ることを判別できる比例帯内脈拍半別回路及び所
定時間だけ負荷量の増減を禁止する上下側比例制
御時間タイマーの出力が接続された負荷禁止回路
と、比例帯内に於ける負荷増減率を設定する比例
帯負荷増減率設定回路、前記偏差分演算回路及び
前記負荷禁止回路の出力が接続され、前記負荷制
御回路に必要な制御信号を発生する負荷演算回路
とから構成されることを特徴とするトレーニング
装置。
1 means for periodically sampling pulse rate;
A means for calculating the pulse rate based on this sampling, a comparison calculation circuit that compares this pulse rate with a preset target pulse rate and generates a signal according to the difference as well as the magnitude relationship between them, and this comparison calculation circuit. A training device comprising: a load control circuit that controls a load device in response to the output of the load device; a timer means for managing the load application time of the load device; and a means for setting an initial load value; , a first setting means for providing a dead zone above and below the target pulse value; a second setting means for providing a proportional band of a constant width above and below the dead zone; If the pulse rate is within the band region, a deviation calculating circuit for generating a signal for proportionally increasing or decreasing the load in accordance with the magnitude relationship and difference between the pulse rate and the target pulse value; a dead band pulse determination circuit that is supplied with the output of the setting means and can determine that the pulse rate is within the dead band; and a dead band pulse determination circuit that is supplied with the pulse rate and the output of the second setting means so that the pulse rate is within the proportional band; A half-separate proportional band pulse rate circuit, a load prohibition circuit connected to the output of an upper and lower proportional control timer that prohibits the increase or decrease of the load amount for a predetermined period of time, and a load prohibition circuit connected to the output of the upper and lower proportional control timers that prohibit the increase or decrease of the load amount within the proportional band. It is characterized by comprising a proportional band load increase/decrease rate setting circuit to be set, a load calculation circuit to which the outputs of the deviation calculation circuit and the load prohibition circuit are connected, and which generates a control signal necessary for the load control circuit. training equipment.
JP6992284A 1984-04-10 1984-04-10 Training apparatus Granted JPS60215373A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6992284A JPS60215373A (en) 1984-04-10 1984-04-10 Training apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6992284A JPS60215373A (en) 1984-04-10 1984-04-10 Training apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60215373A JPS60215373A (en) 1985-10-28
JPH0245465B2 true JPH0245465B2 (en) 1990-10-09

Family

ID=13416663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6992284A Granted JPS60215373A (en) 1984-04-10 1984-04-10 Training apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60215373A (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0657270B2 (en) * 1985-12-13 1994-08-03 松下電工株式会社 Physical fitness training device
JPS62261377A (en) * 1986-05-06 1987-11-13 美津濃株式会社 Training bicycle apparatus
JPH067873B2 (en) * 1986-08-01 1994-02-02 美津濃株式会社 Training bicycle equipment
JPS6351886A (en) * 1986-08-20 1988-03-04 美津濃株式会社 Running apparatus
JPH069621B2 (en) * 1987-01-14 1994-02-09 美津濃株式会社 Running equipment
JPH0636839Y2 (en) * 1987-03-17 1994-09-28 ヤ−マン株式会社 Aerobic exercise equipment that can measure internal impedance
JPH05317457A (en) * 1992-11-25 1993-12-03 Matsushita Electric Works Ltd Physical strength training device
JPH05317455A (en) * 1992-11-25 1993-12-03 Matsushita Electric Works Ltd Physical strength training device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5424292B2 (en) * 1974-11-05 1979-08-20
JPS5674617A (en) * 1979-11-22 1981-06-20 Shimano & Co Ltd Running type health promotion equipment
JPS5717669A (en) * 1979-10-24 1982-01-29 Furanku Sumidatsuku Emiiru Training device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5424292U (en) * 1977-07-21 1979-02-17

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5424292B2 (en) * 1974-11-05 1979-08-20
JPS5717669A (en) * 1979-10-24 1982-01-29 Furanku Sumidatsuku Emiiru Training device
JPS5674617A (en) * 1979-11-22 1981-06-20 Shimano & Co Ltd Running type health promotion equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60215373A (en) 1985-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0975396B1 (en) Heart rate interval control for cardiopulmonary interval training
US4790528A (en) Training device for rehabilitation
US5853351A (en) Method of determining an optimum workload corresponding to user's target heart rate and exercise device therefor
US4911427A (en) Exercise and training machine with microcomputer-assisted training guide
US6459930B1 (en) Dehydration condition judging apparatus by measuring bioelectric impedance
US5318487A (en) Exercise system and method for managing physiological intensity of exercise
JP3947651B2 (en) Postpartum support device
JPH0245465B2 (en)
Bell Time estimation and increases in body temperature.
JP4503818B2 (en) Display device
EP1074278A1 (en) Device for automatically adjusting load on aerobic exercise machine
JPH0636839Y2 (en) Aerobic exercise equipment that can measure internal impedance
JP3698608B2 (en) Walking momentum display device
JPH0884706A (en) Walking pitch decision method for constant pulse exercising and pitch generation type pedometer
JPH06154355A (en) Determining method for optimal physical excercise load and physical exercise load device utilizing this method
JP2547887B2 (en) Maximum oxygen uptake estimation method and maximum oxygen uptake estimation device
US6967904B2 (en) Electronic watch for sports apparatus
JP2005342191A (en) Exercise device
JPS58195718A (en) Heating cooker
JP4521755B2 (en) Activity amount measuring device
JPH0578270U (en) Walking guide device
JP3236871B2 (en) Electronic altimeter
JPH06245914A (en) Method and device for estimating and utilizing normal number of pulses
JPH067476A (en) Bicycle ergometer
JPH05329225A (en) Exercise load device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees