JPH0938260A - 走行トレーニング装置 - Google Patents

走行トレーニング装置

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JPH0938260A
JPH0938260A JP19282295A JP19282295A JPH0938260A JP H0938260 A JPH0938260 A JP H0938260A JP 19282295 A JP19282295 A JP 19282295A JP 19282295 A JP19282295 A JP 19282295A JP H0938260 A JPH0938260 A JP H0938260A
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正人 板垣
Yoshihiro Sakakibara
義宏 榊原
Terumi Ogawa
輝美 小川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 トレーニング装置上で走行するにあたり、ト
レーニング者の運動値が変化した場合に走行フォームが
変化したものとしてトレーニング者に走行フォーム矯正
の指示を出しあるいは運動値の変化を表示することで走
行目標を明確にして、トレーナーやコーチが居なくても
自習でき、トレーニングを持続し易くしてトレーニング
効果が表われる走行トレーニング装置を提供することに
ある。 【構成】 トレーニング者の走行フォームを明確に示す
関節部等の身体運動表示部位の動きを測定する検出手段
と、その検出データから求め得る走行動作についての運
動値と走行開始頃の運動値あるいは基準値などの規定値
とを比べてトレーニング者の運動値が規定値以上に変化
したことを判断する分析評価手段と、該手段による分析
評価結果に基づいて走行フォームの矯正を指示する手段
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トレーニング者が走行
できる無端ベルトを備えたトレーニング装置に係り、特
に、トレーニング装置上のトレーニング者の走行運動値
を継続して測定し分析・評価して、走行フォームの矯正
等の指示ないしアドバイスを与え、あるいは運動値の変
化をトレーニング者に提示する走行トレーニング装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の走行トレーニング装置では、特開
平6−154354号公報に記載されているように、ト
レーニング者が装置上で走行する場合、装置側の被駆動
状況に応じてアドバイスを与えるものがある。アドバイ
スの内容としては、たとえばジョギング用トレーニング
装置においては、走行速度に関するものが設けられてい
るだけである。即ち、予め設定した記録走行速度情報に
対してトレーニング者の走行速度すなわち装置で検出し
た走行速度情報を比較し、その比較結果から、走行速度
矯正の指示を音声で流している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような装置では、
トレーニング者は速さだけを考えて走行するのみであ
る。そのため、トレーニングそのものが単調となり、走
行フォーム等に対する意識も低く、走行フォームは崩れ
易い。また、トレーニングそのものが飽きられ易いこと
も重なって、トレーニングの効果は得られにくい。
【0004】また、従来の走行速度矯正の指示すらでな
い走行トレーニング装置では、トレーナーやコーチがそ
ばに常時いて、走行フォームや運動能力が変化した場
合、トレーナーやコーチが彼らの主観的な判断で適時矯
正を指示している。そのため、トレーニングの効果は、
トレーナーやコーチの指導能力により決まってしまい、
更にトレーナーやコーチがいる時しか適正なトレーニン
グができない。
【0005】それゆえ本発明の目的は、トレーニング装
置上で走行するにあたり、トレーニング者の運動値が変
化した場合に走行フォームが変化したものとしてトレー
ニング者に走行フォーム矯正の指示を出しあるいは運動
値の変化を表示することができ、走行目標を明確にし
て、トレーニングを持続し易くしてトレーニング効果が
表われる走行トレーニング装置を提供することにある。
【0006】さらに本発明の他の目的は、トレーニング
者に表示あるいは矯正の指示を出し走行目標を明確にし
てトレーナーやコーチが居なくても自習できる走行トレ
ーニング装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の走行トレーニング装置の特徴とするところは、トレ
ーニング者の走行フォームを明確に示す(代表例として
の関節部を含む)身体運動表示部位の動きを測定する検
出手段と、その検出データから求め得る走行動作につい
ての運動値と走行開始頃の運動値あるいは基準値などの
規定値とを比べてトレーニング者の運動値が規定値以上
に変化したことを判断する分析評価手段と、該手段によ
る分析評価結果に基づいて走行フォームの矯正を指示す
る手段を設けたことにある。
【0008】換言すれば、トレーニング者の走行状況を
検出してトレーニング者の走行目標から走行フォームの
矯正の指示を出す手段を設けたことにある。
【0009】
【作用】上記の手段により、トレーニング装置上で走行
するトレーニング者は、走行フォームを明確に示す身体
運動表示部位の動きを連続的あるいは定期的に継続して
測定され、腰部上下変動幅などの運動値に変換して走行
開始頃の運動値あるいは基準値などの規定値と比較され
て、規定値以上に変化したことに基づいて、走行フォー
ムの矯正が指示される。ここで述べる身体運動表示部位
の代表例は、関節部や腰部であるが、他に腹、胸、頭等
も対象部位である。
【0010】そこでトレーニング者は、指示に従ってト
レーニングすることにより、客観的なデータにもとづい
た科学的なトレーニング効果が得られる。また、トレー
ニング者は、自動的に客観的な矯正指示を受けるので、
トレーナーやコーチが居なくても自習トレーニングを行
なうことができる。
【0011】この走行トレーニング装置に走行着地時の
足部に加わる垂直荷重を検出する手段を付加しておくこ
とによって、走行の歩幅、ラツプタイム等の走行に係る
各運動項目の運動値を得ることもでき、それらのデータ
を分析評価して運動値の変化が生じた場合にトレーニン
グ者へ走行フォームの矯正を指示することもできる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例による走行トレーニ
ング装置を図面を参照して説明する。
【0013】図1において、走行トレーニング装置1
は、トレーニングユニット10、運動評価ユニット(分
析評価手段)30および指示表示ユニット(走行フォー
ムの矯正を指示する手段)50から構成されている。
【0014】トレーニングユニット10は図示していな
い前後のロールシャフトに回動自在に巻回された無端ベ
ルト11を有し、トレーニング者Mの走行時の摩擦力で
回転するようになっている。トレーニング者Mが走行す
る無端ベルト11の下には荷重計12が設置されてい
る。この荷重計12はトレーニング者Mが走行して左右
いずれかの足を他方の足より前に出して無端ベルト11
を踏む度に垂直荷重(足着地荷重)を受けて出力をす
る。
【0015】トレーニング者Mが走行する辺りに磁気式
フォーム検出器(トレーニング者の関節部等の動きを測
定する検出手段)13の磁気トランスミッタ13aが設
置され、磁気式フォーム検出器13の磁気レシーバ13
bはトレーニング者Mの関節部に固定されている。磁気
レシーバ13bの好適な設置箇所はトレーニング者Mの
走行フォームを明確に掴み易い足先端部および腰部であ
る。腕の振りを観察したい場合には、手の甲や肘に設置
し、肩や頭部に設けて、各所の振れを求めても良い。
【0016】磁気式フォーム検出器13の一例は、米国
バーモント州にあるPOLHEMUS社で製造されてい
る3次元位置測定装置である。これは直交コイルで構成
されるトランスミッタに約10KHzの交流電流を与え
て磁気を発生させ、その磁界中に直交コイルで構成され
るレシーバを置いて誘起電流を生ぜしめ、検出回路で時
分割に測定を行なって、XYZの3次元座標値とPit
ch,Yaw,Rollのオイラー角の合計6自由度を
測定検出するものである(原理は特公昭63ー2115
7号公報参照)。
【0017】磁気式フォーム検出器13への電力供給や
検出結果の伝送は、トレーニングユニット10に設けた
支柱14とこの支柱14に回動可能に設けたバー15内
に組み込んだコード16およびトレーニングユニット1
0と運動評価ユニット30の間を接続するケーブル17
を介して行なわれる。この実施例では有線型の磁気式フ
ォーム検出器13を用いたが、無線型のものでも差し支
えない。
【0018】また、無端ベルト11のロールシャフトに
はエンコーダ(図示省略)など含む距離計を設けてあっ
て、トレーニング者の走行距離を測定しケーブル17を
介して運動評価ユニット30に伝送できるようになって
いる。
【0019】運動評価ユニット30の詳細は図2で説明
するが、ケースに収納した分析・評価部31とデータ入
力部32およびモニタ画面33から構成されている。ト
レーニングユニット10中、トレーニング者Mの前方に
は指示表示ユニット50を構成するスピーカ51と映像
ディスプレイ52がある。スピーカ51はトレーニング
者Mの走行フォームについて矯正の指示を音声で発する
ものであり、映像ディスプレイ52はトレーニング中の
運動値の変化を項目別に表示する。この指示表示ユニッ
ト50から発せられる指示や映像表示の制御はトレーニ
ングユニット10で得た検出データに基づいて運動評価
ユニット30で実行される。
【0020】図2は、図1に示した走行トレーニング装
置1の電気系統を示すブロック回路図である。トレーニ
ングユニット10には、磁気トランスミッタ13aに交
流電力を供給する電力部18や磁気レシーバ13bでの
誘起電流からXYZの3次元座標値とPitch,Ya
w,Rollのオイラー角の合計6個の自由度を測定検
出する検出回路19、これらを制御するコントローラ2
0、無端ベルト11のロールシャフトに設けた距離計2
1、運動評価ユニット30の分析・評価部31と信号の
授受を行なうためのインターフェイス22、やりとりを
する信号の変換を行なうデジタルーアナログ変換器2
3、アナログーデジタル変換器24などを備えている。
【0021】分析・評価部31内には、分析・評価のプ
ログラムを格納したROM35、荷重計12、磁気レシ
ーバ13b、距離計21、データ入力部32などからイ
ンターフェイス39を介して送られてくる各種検出デー
タを格納しておくRAMI36、RAMI36に格納さ
れたデータやタイマ(TIMER)38から得た時刻デ
ータを中央演算部(CPU)41でROM35のプログ
ラムに従って処理して得た指示や表示のデータを格納し
ておくRAMII37、RAMII37に格納された指
示や表示のデータをROM35のプログラムに従って表
示するよう処理し、且つ、インターフェイス40を介し
てその表示内容に従ってモニタ画面33、スピーカ5
1、映像ディスプレイ52を選択し表示の制御を行なう
表示制御部42などを備えている。これら指示・表示の
制御の一例は後述する。
【0022】図3および図4は、それぞれトレーニング
者Mに設置した各磁気レシーバ13bで捉えたトレーニ
ング者Mの腰部および足先端部の動きの一例を示してい
る。また、図5は無端ベルト11の下に設置した荷重計
12で捉えたトレーニング者Mの足着地時の垂直荷重の
一例を示している。
【0023】図3に示した腰部の上下はトレーニング者
Mの腰部に取付けた磁気レシーバ13bの検出データを
時間軸で示したもので、最高値と最低値の偏差幅hで運
動値を求める。
【0024】図4に示した足先端の振り(回動パター
ン)は、トレーニング者Mの足先端と腰部に取付けた各
磁気レシーバ13bの検出データを用いて、腰部を原点
とした相対位置で表され、サンプリングタイムにおける
測定値を直線で結んで求めることにより正確にパターン
化することができる。足先端の振りの基準点としては、
動きが少なく、かつ体の重心に近いという理由で腰部を
原点としている。足先端の振り(回動パターン)につい
ての運動値としての足先端最高高さH1は、足先端の1
振り(1回動パターン)における最高位置から求める。
また、足先端最高速度Vは、足先端の1振り(1回動パ
ターン)におけるサンプリングタイムでの各間隔のうち
最大間隔をサンプリング周期で除した値で求まる。
【0025】図5に示すトレーニング者Mの足着地時の
垂直荷重で最大垂直荷重値Fzを運動値として記録して
おく。その他、歩幅Sについては図1の荷重計12が左
右両足着地時の垂直荷重を検出するので、その一定時間
内の検出回数を歩数とし、この歩数で図示していないロ
ールシャフトに設置したエンコーダを含む距離計が示す
一定時間に対応した距離を除すことで求めることができ
る。また、ラップタイムTは上記距離計が示す一定距離
ごとの時間で得ることができる。歩幅Sについては平均
値で求めることもできる。この場合は、タイマ38によ
る一定時間内に荷重計12が検出した歩数Nでその時間
内に上記距離計が検出した距離を除すことで求められ
る。
【0026】求めた各運動値は図2のRAMII37に
格納しておき、表示制御部42によって、図6の形でモ
ニタ画面33や映像ディスプレイ52に表示する。腰の
上下や足先端の振りなどの走行フォームは疲労でくずれ
る。そこで、図6に示すように、トレーニング前に予め
決め、データ入力部32から入力した限度とする各規定
値X1〜X6と、各運動値h、H1、V、S、T、Fz
の変化量とを比較して、限度を超えたらスピーカ51及
び映像ディスプレイ52から指示を出す。
【0027】図4に示すように走り始め時の足先端最高
高さH0を基準値として運動値がどれだけ低下したか規
定値と比較しても良いし、オリンピックや世界陸上競技
会などに出場する著名な走者などのデータやトレーニン
グ者Mの目標データを基準値として各規定値X1〜X6
と比較してもよい。
【0028】疲労や気持ちの乱れなどでくずれた走行フ
ォームはトレーニング者Mに対してスピーカ51及び映
像ディスプレイ52から指示を出して矯正を促す必要が
ある。矯正指示はトレーニング者Mの気持ちをリフレッ
シュし、走行トレーニングを永続させる効用がある。
【0029】スピーカ51や映像ディスプレイ52から
出される矯正指示の一例を以下に列挙する。 a.『腰の上下変動が大きい。上下動を抑えて。』 b.『足の振上げ、引付けが小さい。足をもっと振上げ
て。』 c.『足の送りが遅い。もっと速く走って。』 オーバーペースでは図6の足先端最高高さH1、足先端
最高速度Vや歩幅Sなどは基準値から減少しないで上昇
の傾向を示す。オーバーペースは持続性を低下させるか
ら、各規定値X1〜X6に対して比較データが負の数値
を示したらオーバーペースと判断し(疲労では各規定値
に対する比較データが正の数値を示すものとして)、オ
ーバーペース抑制のために次のような走行フォームの矯
正指示を出してもよい。
【0030】d.『足の振上げが大きい。足の振上げを
もう少し下げて。』 e.『足の送りが速い。もう少しペースを落して。』 f.『足の送りはそのままで、もう少し歩幅を狭くし
て。』 ここで、磁気式フォーム検出器13の検出データで図
3、図4に示す腰部の上下変動や足先端の回動パターン
を得、矯正の指示を出す運動評価ユニット30のソフト
処理の一例について、図7、図8に示すフローチャート
を参照して説明する。
【0031】図7のステップSt1で規定値X1、X2
や目標距離などをデータ入力部32から入力する。続い
て、St2で走行トレーニング者Mの腰部に設けた磁気
レシーバ13bから検出データ(座標データ)Ai(X
ai,Zai)を得る。同様にSt3で足先端に設けた
磁気レシーバ13bから検出データ(座標データ)Bi
(Xbi,Zbi)を得る。
【0032】磁気レシーバ13bが設けられた片足が着
地し、次にその足が無端ベルト11から離れ、再び着地
する間を1単位期間として、その単位期間内はサンプリ
ングタイム毎にSt2とSt3を継続して実行する。
【0033】St4で、足先端の相対座標データ△Bi
(=Bi−Ai)を算出する。単位期間中の足先端の全
相対座標データ△Biが得られたSt5で図4に示すよ
うな足先端回動パターン(軌跡)をモニタ画面32や映
像ディスプレイ52で表示する。その後、St6で足先
端回動パターン(軌跡)から足先端最高高さH1iを算
出し、St7で足先端最高速度Viを算出する。
【0034】St8においてSt6で得た足先端最高高
さH1iと基準値H0の差を求め、この差が規定値X2
より大きいかどうかを判断する。大きい場合にはSt9
で矯正の指示を映像や音声で出す。St6で得た足先端
最高高さH1iと基準値H0の差が規定値より小さい場
合には、図8のSt10に進む。
【0035】図8のSt10において、図7のSt7で
得た足先端最高速度Viと基準値V0の差が規定値X3
より大きいかどうか判断する。大きい場合はSt11で
足の回転を促進するような指示を出す。小さい場合には
そのままSt12に進む。
【0036】St12においては、図6に示す各種運動
値の推移状況を定期的表示としてモニタ画面33や映像
ディスプレイ52でトレーニング者Mに示すかどうかを
判断し、その結果をもってSt13で連続表示をした
り、しないままSt14に移る。St14では、トレー
ニング者Mによる無端ベルト11の移動量(走行距離)
が目標距離に達しているかどうか判断して達していなけ
れば、図7のSt2に戻って以上説明した処理を繰り返
す。St14で走行距離が目標距離に達していると判断
した場合は、その旨を映像ディスプレイ52からトレー
ニング者Mに対して案内する。
【0037】上記のフローチャートは、図6の足先端最
高高さH1や足先端最高速度Vに関する例であるが、歩
幅S、ラップタイムTや垂直荷重FzなどについてもS
t1〜St14で項目を足先端最高高さH1から歩幅S
などに交換して同様なソフト処理を行ない、トレーニン
グ者Mに対して走行フォームの矯正指示の案内をするこ
とができる。
【0038】図9に、本発明の他の実施例を示す。この
実施例では、トレーニング者Mの走行フォームを検出す
る手段として、磁気式フォーム検出装置13に替えて画
像処理方式フォーム検出装置130を使用している。当
該装置130は、トレーニング者Mの複数個の関節部等
の身体運動表示部位に貼付等で固定した認識マーク13
0bをカメラ130aで撮像する。カメラ130aは、
三脚131で支持されており、検出信号はコード132
で運動評価ユニット30に送られる。運動評価ユニット
30は画像処理を行なうことにより、図3、図4の諸デ
ータを得る他の装置構成は図1の実施例と同一であるた
め、説明は省略する。なお、図9では荷重計12の表示
は省略した。
【0039】この他の実施例としては、図1の無端ベル
ト11をモーターで所望の速度に駆動するものがあげら
れる。また、図6の歩幅Sの求め方として衝撃センサを
無端ベルト11の下側に設置し、その出力で足の着地を
検知し歩数をカウントし、距離計の計量と歩数のカウン
トから求めてもよい。さらに、歩幅Sの検出方法とし
て、モーターの回転速度変動波形から求めてもよい。こ
れは、トレーニング者が着地する毎にモーターへの負荷
が増えて回転速度が少し減少することを検出して求める
ものである。
【0040】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ト
レーニング装置上で走行するにあたり、トレーニング者
の運動値が変化した場合に走行フォームが変化したもの
としてトレーニング者に走行フォーム矯正の指示を出し
あるいは運動値の変化を表示する。走行目標を明確にし
て、トレーニングを持続し易くしてトレーニング効果が
表われる走行トレーニング装置を得ることができる。
【0042】また、本発明によれば、トレーニング者に
表示あるいは矯正の指示を出し走行目標を明確にしてト
レーナーやコーチが居なくても自習できる走行トレーニ
ング装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す走行トレーニング装置
の概略図である。
【図2】図1に示す走行トレーニング装置の電気系統を
示す回路接続図である。
【図3】走行フォームにおける腰の上下変動を示す図で
ある。
【図4】走行フォームにおける足先端部の回動パターン
を示す図である。
【図5】走行フォームにおける走行着地時の荷重変動を
示す図である。
【図6】本発明の一実施例を示す走行トレーニング装置
の指示画面に表示される各走行状況の図である。
【図7】本発明の一実施例を示す走行トレーニング装置
の矯正指示部から指示を出すために行なわれる分析・評
価のソフトフローの前半を示す図である。
【図8】図7と同様の分析・評価のソフトフローの後半
を示す図である。
【図9】本発明の他の一実施例を示す走行トレーニング
装置の概略図である。
【符号の説明】 M…走行トレーニング者 1…走行トレーニング装置 10…トレーニングユニット 11…無端ベルト 12…荷重計 13…磁気式フォーム検出器 13a…磁気トランスミッタ 13b…磁気レシーバ 14…支柱 15…バー 16…コード 17…ケーブル 18…電力部 19…検出回路 20…コントローラ 21…距離計 22…インターフェイス 23…デジタルーアナログ相互変換器 24…アナログーデジタル変換器 30…運動評価ユニット 31…分析・評価部 32…データ入力部 33…モニタ画面 35…ROM 36…RAMI 37…RAMII 38…タイマ(TIMER) 39、40…インターフェイス 41…中央演算部(CPU) 42…表示制御部 50…指示表示ユニット 51…スピーカ 52…映像ディスプレイ
フロントページの続き (72)発明者 小川 輝美 茨城県竜ヶ崎市向陽台5丁目2番 日立テ クノエンジニアリング株式会社開発研究所 内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トレーニング者が走行できる無端ベルトを
    備えた走行トレーニング装置において、 トレーニング者の身体運動表示部位の動きを測定する検
    出手段と、 その検出データから求め得る走行動作についての運動値
    と走行開始頃の運動値あるいは基準値とを比べてトレー
    ニング者の運動値が規定値以上に変化したことを判断す
    る分析評価手段と、 該分析評価手段による分析評価結果に基づいて走行フォ
    ームの矯正を指示する手段を設けたことを特徴とする走
    行トレーニング装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のものにおいて、上記分析
    評価手段はトレーニング者の身体運動表示部位の繰り返
    される動きをパターン化し、そのパターンから上記運動
    値を求めるものであることを特徴とする走行トレーニン
    グ装置。
  3. 【請求項3】請求項1に記載のものにおいて、上記分析
    評価手段はトレーニング者の複数箇所の身体運動表示部
    位の動きのうちの一つの身体運動表示部位の位置を基準
    として他の身体運動表示部位の上記運動値を求めるもの
    であることを特徴とする走行トレーニング装置。
  4. 【請求項4】請求項1に記載のものにおいて、上記検出
    手段でトレーニング者の身体運動表示部位の動きを継続
    的に測定し、上記走行フォームの矯正を指示する手段は
    トレーニング者の運動値を距離あるいは時間に対応した
    変化量として表示するものであることを特徴とする走行
    トレーニング装置。
  5. 【請求項5】トレーニング者が走行できる無端ベルトを
    備えた走行トレーニング装置において、 上記無端ベルトの下方に走行時の足着地荷重を検出する
    荷重計があり、該無端ベルトのロールシャフトに距離計
    があって、分析評価手段で上記荷重計および距離計の検
    出データから走行動作についての運動値と走行開始頃の
    運動値あるいは基準値を比べてトレーニング者の運動値
    が規定値以上に変化したことを判断し、 走行フォーム矯正指示手段でトレーニング者に走行フォ
    ームについて矯正の指示を出すことを特徴とする走行ト
    レーニング装置。
  6. 【請求項6】トレーニング者が走行できる無端ベルトを
    備えた走行トレーニング装置において、 トレーニング者の走行状況を検出してトレーニング者の
    走行目標から走行フォームの矯正の指示を出す手段を有
    することを特徴とする走行トレーニング装置。
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