JPH0736682Y2 - トレーニング器具 - Google Patents

トレーニング器具

Info

Publication number
JPH0736682Y2
JPH0736682Y2 JP1989099718U JP9971889U JPH0736682Y2 JP H0736682 Y2 JPH0736682 Y2 JP H0736682Y2 JP 1989099718 U JP1989099718 U JP 1989099718U JP 9971889 U JP9971889 U JP 9971889U JP H0736682 Y2 JPH0736682 Y2 JP H0736682Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
arm
strength
electromagnetic
speed
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 - Fee Related
Application number
JP1989099718U
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0339062U (ja
Inventor
秀敏 春木
Original Assignee
セノー株式会社
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 セノー株式会社 filed Critical セノー株式会社
Priority to JP1989099718U priority Critical patent/JPH0736682Y2/ja
Publication of JPH0339062U publication Critical patent/JPH0339062U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH0736682Y2 publication Critical patent/JPH0736682Y2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Rehabilitation Tools (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、トレーニング者の筋力およびトレーニング者
がアームに加える筋力運動に応じて筋力負荷をスムーズ
に変化させて提供し、かつ経年変化を防止することがで
きるトレーニング器具に関するものである。
従来の技術 従来より、アームを有し、トレーニング者が手や足等で
そのアームに筋力運動を加えたときに筋力負荷を提供し
て、トレーニングや筋力測定等に寄与する種々のトレー
ニング器具が知られている。このようなトレーニング器
具としては、ウェイト(錘)を筋力負荷の提供手段とす
るものが一般的である。
考案が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の技術におけるウェイトを用い
るトレーニング器具では、トレーニング者の筋力やトレ
ーニング状況に応じて負荷調整を行う場合にその負荷調
整が手元でできないことや、トレーニング者の筋力運動
に追随して理想的なあるいは必要な筋力負荷にコントロ
ールすることができないこと、あるいは、筋力運動を途
中でやめても引き続き負荷を発生するウェイトによる力
がトレーニング者に加わってトレーニング者の筋肉や関
節を傷めたりする虞れがあることなどの問題点があっ
た。
本考案は、上記問題点を解決するために創案されたもの
で、簡単な構成で、かつ経年変化がなく、トレーニング
者の筋力および筋力運動に応じて筋力負荷をスムーズに
変化させて発生することができるトレーニング器具を提
供することを目的とする。
課題を解決するための手段 上記の目的を達成するための本考案のトレーニング器具
の構成は、 トレーニング者が筋力運動を行うためのアームに取り付
けたトルク検出手段と、 上記アームに連動する該アームの速度検出手段と、 上記アームに加えられる速度を変数としてトレーニング
者が指示する負荷強度の指令値を乗じた形で負荷の強度
を求める関数を有し上記速度検出手段で検出した速度を
代入して得られる該関数値に上記トルク検出手段で検出
したトルクから求めた負荷強度との誤差分をフィードバ
ックにより補償するように加減して筋力運動に対する負
荷の強度を指令する演算手段と、 回転子と固定子の間に粉状の磁性体を充填して構成され
該回転子が上記アームに連結され該固定子のコイルに印
加される電圧により該固定子と該回転子の間に発生する
電磁界で上記磁性体の粉を繋いで摩擦力を変化させるこ
とにより上記筋力運動に対して負荷を提供する電磁負荷
と、 上記演算手段が指令した負荷の強度に対応するパルス幅
で上記電磁負荷のコイルに印加する定格電圧の数倍の電
圧をスイッチングして上記電磁負荷のコイルへ印加する
駆動回路とを備えることを特徴とする。
作用 本考案は、定格電圧の数倍の電圧をスイッチングして電
磁負荷を駆動するという簡単な構成で、スムーズにかつ
応答性良く筋力負荷を変化させる。その筋力負荷は、ト
レーニング者の筋力運動の速度を基にし筋力運動による
トルクを検出しフィードバックして演算手段によって制
御することにより、トレーニング者の筋力運動に応じて
変化させるだけでなく、そのとき乗ずる指令値を変える
ことでトレーニング者の筋力またはトレーニング状況に
応じて可変とする。また、上記トルクのフィードバック
による電磁負荷の制御によって、電磁負荷等の経年変化
を補償し、長期にわたって安定かつなめらかな筋力負荷
を提供する。
実施例 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
第1図は本考案の一実施例を示すトレーニング器具の回
路構成図である。本実施例は、トレーニング器具の筋力
負荷の提供手段として使用した電磁負荷をスイッチング
駆動する場合を例とする。1は、後記するようにトレー
ニング者が筋力運動を手や足等で加えるアームに連結し
た電磁負荷(MB)であり、電格電圧がDC24Vであるもの
とする。本実施例のトレーニング器具は、その他に電源
回路2と、電磁負荷1のスイッチング駆動回路(以下単
に駆動回路と略記する)3と、この駆動回路3への電磁
負荷1の発生負荷強度を指令する信号を与える指令回路
4などで構成する。
上記において電磁負荷1は、産業分野における一般的な
負荷提供手段として、知られているものであり、回転子
と固定子の間に磁性体の粉を充填し、固定子側のコイル
に電流を流して回転子と固定子の間に電磁界を発生され
ることにより、その磁性体の粉を繋ぎ、その摩擦力で回
転子に加えられる回転力に対して負荷を発生するもので
ある。
電源回路2において、21は商用のAC100Vを供給する端
子、22は端子21に接続した整流用のダイオードブリッ
ジ、C1はダイオードブリッジ22の整流出力の+−の線間
に接続した平滑用のコンデンサである。上記において、
ダイオードブリッジ22は、入力されるAC100Vを整流し、
その整流出力はコンデンサC1で平滑して、約140Vの直流
出力とし、電磁負荷1の駆動用に供給する。このDC140V
の直流出力は、電磁負荷Iの定格電圧(DC24V)の約5
〜6倍となっている。電源回路2は、これ以外に図では
省略しているが、駆動回路3や指令回路4の回路素子が
動作するために必要な直流電圧の出力回路を備えてい
る。
駆動回路3において、Q1はスイッチング用のトランジス
タ、31はnpn形のトランジスタQ1を指定の負荷強度に対
応するパルス幅でスイッチングさせるオペアンプ、32は
パルス幅を制御する際の基準の三角波信号を発生する三
角波発生回路である。トランジスタQ1のコレクタは電源
回路2の直流出力の+側に接続し、そのエミッタは電磁
負荷1側へ接続し、そのベースはオペアンプ31の出力に
接続する。オペアンプ31は、一方の入力に上記三角波信
号を接続し、他方の入力に指令回路4からの負荷強度の
指令信号電圧Sを接続して、その両者を比較し、スイッ
チング制御のパルス幅を決定する。トランジスタQ1のコ
レクタ−エミッタ間に逆方向に接続したダイオードD
1は、トランジスタQ1のスイッチング駆動によって電磁
負荷1のコイルに発生する逆起電圧で、トランジスタQ1
が破壊されるのを防止するためのものである。また、電
磁負荷1に対して並列になるように接続したダイオード
D2は、トランジスタQ1がパルス発生時にオフしている
間、電磁負荷1のインダクタンスに蓄積されたエネルギ
ーを還流させるフライホールダイオードである。
指令回路4において、41はアームに連動して筋力運動の
速度と方向とを検出する速度検出手段の一例のロータリ
エンコーダ、42はトレーニング器具のアームに取り付け
てトレーニング者が加えた筋力運動によるトルクを検出
するトルク検出手段の一例のロードセル、43は抵抗など
により電磁負荷1を流れる電流を検出する電流検出部、
44はロードセル42で検出したトルク信号とロータリエン
コーダ41で検出した速度,方向信号を入力してトルクと
速度を演算し筋力負荷の強度を決定する演算器、45はそ
の決定した強度に電流検出部43で検出した電流をフィー
ドバックし駆動回路3へ負荷強度の指令信号電圧Sを送
出するオペアンプ、46は上記トルクや速度等を表示する
表示部である。電流検出部43は、電磁負荷1の一端に直
列に接続して、前述のトランジスタQ1のエミッタへ接続
し、電磁負荷1の他端は電源回路2の−側へ接続する。
演算器44は、例えばトレーニング者が手元で設定する指
令値を筋力運動の速度に乗じて、その筋力運動に比例し
て筋力負荷強度を決定する。一般的には、速度xの関数
f(x)に指令値を掛けて負荷強度を決定する。オペア
ンプ45による電流フィードバックは、発生負荷のハンチ
ング現象を防止し、安定かつなめらかにトレーニング者
へ筋力負荷を提供するためのものである。
第2図は上記実施例におけるトレーニング器具の概略の
構成例を示す構成図である。5はトレーニング器具、6
はトレーニング者であり、座位でトレーニングを行って
いる状態を示している。51はトレーニング者6が筋力運
動を加えるアームであり、アーム51は前述した電磁負荷
1の回転子にベルト52やプーリ53,54等の回転伝達機構
で結合する。アーム51には前述のロードセル42を取り付
け、電磁負荷1には前述のロータリエンコーダ41を取り
付ける。これらロータリエンコーダ41やロードセル42に
より、アーム51に加えられる筋力運動のトルクや速度を
検出して、トレーニング者6へ最適な筋力負荷を与える
ように、電磁負荷1を制御する。また、46はロータリエ
ンコーダ41やロードセル42で検出された筋力運動の強さ
や速度を表示する前述の表示部である。
以上のように構成した実施例の動作および作用を述べ
る。
第3図は本実施例の動作波形図である。(A)は三角波
発生回路32の三角波信号であり、Sは負荷強度の指令信
号電圧を示し、(B)はトランジスタQ1のスイッチング
駆動波形を示している。オペアンプ31は、入力された基
準の三角波信号(A)と指令回路4からの負荷強度の指
令信号電圧Sを比較し、例えば(A)<Sである期間は
トランジスタQ1をオンに制御し、(A)>Sの期間はオ
フに制御する。これにより、指令信号電圧Sが大きけれ
ば、トランジスタQ1のオン期間幅(パルス幅)が長くな
り、それに応じて電磁負荷1で発生する負荷強度が大き
くなる。このように、本実施例は、駆動回路3で電磁負
荷1をスイッチング駆動することによって、筋力負荷を
指定の強度に制御することができる。以上のようにスイ
ッチング駆動を行えば、瞬間的に見た場合に電磁負荷1
には定格電圧の約5〜6倍の電圧が印加されるので、筋
力負荷は高速に発生し、電磁負荷の問題点でもある応答
速度を速くすることができる。また、駆動回路3のトラ
ンジスタQ1は、オン/オフのスイッチング動作で良いこ
とから、飽和状態(オン時)とカットオフ状態(オフ
時)のいずれかの動作となるので、そのコレクタ損失を
最小にすることができ、効率が良くなる。そのため、ト
ランジスタQ1は小電力用のものを使用することができ、
発熱が少なくなるので、放熱器も小容量にすることがで
きる。
第4図(a),(b)は、本実施例の演算器で決定する
筋力負荷強度と筋力運動の速度との関係図である。
(a)は筋力運動速度Vに対して筋力負荷強度Pを比例
させる場合を示し、(b)は筋力負荷強度Pを筋力運動
速度Vの2乗に比例させる場合を示している。(a)の
場合の関係式は一般にP=aVで表わされ、(b)の場合
はP=aV2で表わされる。本実施例では、演算器44に変
数xを速度として、(a)の場合であればf(x)=ax
なる関数を持たせ、(b)の場合であればf(x)=a
x2なる関数を持たせて、ロータリエンコーダ41で検出し
算出した速度Vをx=Vとして負荷強度f(V)を決定
し、これにロードセル42で検出し算出した筋力負荷Pを
フィードバックしてその誤差分を乗せて負荷強度を指示
する。上記において、aはトレーニング者等が指示によ
り可変にすることができ、その場合には、トレーニング
者は自己の筋力や目標とする運動能力またはトレーニン
グ状況に応じて筋力負荷強度を手元で容易に変えること
ができる。またフィードバックによりf(V)にPとの
誤差分を乗せることで、電磁負荷1等のトレーニング器
具各部の経年変化を補償することができる。
なお、上記実施例における演算手段である演算器に持た
せる関数は、実施例に限定されるものではなく、筋力運
動の方向によって変化させたり、その他の種々の関数を
当てたりすることが可能である。また、駆動回路もスイ
ッチング駆動形式に限定するものではなく、他の駆動形
式であっても良い。このように、本考案はその主旨に沿
って種々に応用され、種々の実施態様を取り得るもので
ある。
考案の効果 以上の説明で明らかなように、本考案のトレーニング器
具によれば、定格電圧の数倍の電圧をスイッチングして
駆動する電磁負荷を用いたので、簡単かつスムーズに応
答性良く筋力負荷を変化できる。また、アームの速度を
基にするだけでなく指令値を乗じた関数によって筋力負
荷の強度を決定しているので、トレーニング者の筋力運
動に応ずるだけでなくトレーニング者の筋力やトレーニ
ング状況に応じて最適な筋力負荷を提供することができ
る。さらに、筋力負荷の強度の決定に際し筋力運動によ
るトルクを検出しフィードバックしているので、経年変
化を補償し、その最適な筋力負荷を長期にわたって安定
に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例を示すトレーニング器具の回
路構成図、第2図は本実施例のトレーニング器具の概略
構成図、第3図は本実施例の動作波形図、第4図
(a),(b)は本実施例の演算器で決定する筋力負荷
強度と筋力運動の速度との関係図である。 1……電磁負荷、2……電源回路、3……スイッチング
駆動回路、4……指令回路、5……トレーニング器具、
6……トレーニング者、41……ロータリエンコーダ、42
……ロードセル、44……演算器。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】トレーニング者が筋力運動を行うためのア
    ームに取り付けたトルク検出手段と、 上記アームに連動する該アームの速度検出手段と、 上記アームに加えられる速度を変数としてトレーニング
    者が指示する負荷強度の指令値を乗じた形で負荷の強度
    を求める関数を有し上記速度検出手段で検出した速度を
    代入して得られる該関数値に上記トルク検出手段で検出
    したトルクから求めた負荷強度との誤差分をフィードバ
    ックにより補償するように加減して筋力運動に対する負
    荷の強度を指令する演算手段と、 回転子と固定子の間に粉状の磁性体を充填して構成され
    該回転子が上記アームに連結され該固定子のコイルに印
    加される電圧により該固定子と該回転子の間に発生する
    電磁界で上記磁性体の粉を繋いで摩擦力を変化させるこ
    とにより上記筋力運動に対して負荷を提供する電磁負荷
    と、 上記演算手段が指令した負荷の強度に対応するパルス幅
    で上記電磁負荷のコイルに印加する定格電圧の数倍の電
    圧をスイッチングして上記電磁負荷のコイルへ印加する
    駆動回路とを備えることを特徴とするトレーニング器
    具。
JP1989099718U 1989-08-25 1989-08-25 トレーニング器具 Expired - Fee Related JPH0736682Y2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1989099718U JPH0736682Y2 (ja) 1989-08-25 1989-08-25 トレーニング器具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1989099718U JPH0736682Y2 (ja) 1989-08-25 1989-08-25 トレーニング器具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0339062U JPH0339062U (ja) 1991-04-16
JPH0736682Y2 true JPH0736682Y2 (ja) 1995-08-23

Family

ID=31648759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1989099718U Expired - Fee Related JPH0736682Y2 (ja) 1989-08-25 1989-08-25 トレーニング器具

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0736682Y2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005027994A (ja) * 2003-07-10 2005-02-03 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 等粘性負荷による三次元運動療法装置
JP5565762B2 (ja) * 2008-03-19 2014-08-06 株式会社日立製作所 トレーニング装置、及びトレーニング装置の制御方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6125576A (ja) * 1984-07-13 1986-02-04 セノ−株式会社 可変負荷トレ−ニング装置
JPS62224278A (ja) * 1986-03-24 1987-10-02 稲田 晴信 超小型ボンベ式禁煙パイプ

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0339062U (ja) 1991-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101252078B1 (ko) 에너지를 재생 및 저장하는 운동 기구 시스템
US10751573B2 (en) Weight loading system for fitness equipments
US4891764A (en) Program controlled force measurement and control system
US7862476B2 (en) Exercise device
US6443873B2 (en) Exercise therapy device
US5569121A (en) Torque generator device, application thereof to physical exercise apparatus, and variable speed motor drive therefor
US4934694A (en) Computer controlled exercise system
US5165278A (en) Cycle ergometer
US5205801A (en) Exercise system
GB2235836A (en) Charging an auxiliary battery in an electric automobile
JPH0736682Y2 (ja) トレーニング器具
US11711035B2 (en) Exercise machine with a variable load provided by an electric motor
EP0840438B1 (en) Switched reluctance motor driving circuit
EP0376214A1 (en) Motor control circuit
WO2016156590A1 (en) Stationary bicycle and method for control
KR101041563B1 (ko) 바이크형 헬스기구, 그 제어방법
JPH0736681Y2 (ja) 電磁負荷駆動装置
JPH05219776A (ja) 誘導子電流感知回路
US5835676A (en) Motor driving apparatus
CN108820118B (zh) 一种基于速度闭环的踏板负荷控制方法
KR101021912B1 (ko) 바이크형 헬스기구, 그 제어방법
US5306216A (en) Variable weight-load generator
JPH0542232A (ja) 室内運動健康器
JPH0742444Y2 (ja) 格闘技トレーニング装置
JPS644318Y2 (ja)

Legal Events

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