JPH11253502A - 腰痛予防訓練装置 - Google Patents
腰痛予防訓練装置Info
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- JPH11253502A JPH11253502A JP10063721A JP6372198A JPH11253502A JP H11253502 A JPH11253502 A JP H11253502A JP 10063721 A JP10063721 A JP 10063721A JP 6372198 A JP6372198 A JP 6372198A JP H11253502 A JPH11253502 A JP H11253502A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】被訓練者の腰部付近があらかじめ設定されてい
る動きに近くなるように座席を揺動させる。 【解決手段】被訓練者が着座する座席１をパラレルメカ
ニズム２により３次元で揺動させる。被訓練者の腰部付
近の移動量は加速度センサ４により検出され、この移動
量が制御装置３に設定されている目標値に近づくように
座席１の揺動がフィードバック制御される。
る動きに近くなるように座席を揺動させる。 【解決手段】被訓練者が着座する座席１をパラレルメカ
ニズム２により３次元で揺動させる。被訓練者の腰部付
近の移動量は加速度センサ４により検出され、この移動
量が制御装置３に設定されている目標値に近づくように
座席１の揺動がフィードバック制御される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、腰痛の予防のため
に腰部を主体とする筋肉群を訓練する腰痛予防訓練装置
に関するものである。
に腰部を主体とする筋肉群を訓練する腰痛予防訓練装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、腰痛の緩和や予防を目的とし
た装置として、特開平７−６７９２４号公報に記載され
ているように、人が跨いで座る鞍（座席）を備え、鞍を
前後に往復移動させることによって、腰部を主体とする
筋肉群を緊張・弛緩させるようにしたものが知られてい
る。
た装置として、特開平７−６７９２４号公報に記載され
ているように、人が跨いで座る鞍（座席）を備え、鞍を
前後に往復移動させることによって、腰部を主体とする
筋肉群を緊張・弛緩させるようにしたものが知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載された
ものは、座席を単純に前後移動させるものであって、腰
痛の緩和や予防にある程度の効果はあるものの十分では
なく、腰痛の緩和や予防の効果をさらに高めることが望
まれている。腰痛の緩和や予防には座席に着座している
被訓練者に与える振動や揺動に変化を与えるのが望まし
く、また、振動や揺動の変化のパターン（揺動パターン
という）も腰痛の緩和か予防かなどの目的に応じて異な
らせておくのが望ましいという知見が得られている。し
たがって、目的に応じた揺動パターンを座席に与えるこ
とが考えられるが、被訓練者の体格や被訓練者が座席に
着座する位置などは一定しないから、被訓練者の腰部付
近が目的とする動きになると予想される揺動パターンを
与えても所望の動きが得られない場合があり、腰痛の緩
和や予防の効果が十分ではないことがある。
ものは、座席を単純に前後移動させるものであって、腰
痛の緩和や予防にある程度の効果はあるものの十分では
なく、腰痛の緩和や予防の効果をさらに高めることが望
まれている。腰痛の緩和や予防には座席に着座している
被訓練者に与える振動や揺動に変化を与えるのが望まし
く、また、振動や揺動の変化のパターン（揺動パターン
という）も腰痛の緩和か予防かなどの目的に応じて異な
らせておくのが望ましいという知見が得られている。し
たがって、目的に応じた揺動パターンを座席に与えるこ
とが考えられるが、被訓練者の体格や被訓練者が座席に
着座する位置などは一定しないから、被訓練者の腰部付
近が目的とする動きになると予想される揺動パターンを
与えても所望の動きが得られない場合があり、腰痛の緩
和や予防の効果が十分ではないことがある。
【０００４】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、被訓練者の腰部付近があらかじめ設
定されている動きに近くなるように座席を揺動させるこ
とによって、腰痛の緩和や予防の効果を一層高めること
ができるようにした腰痛予防訓練装置を提供することに
ある。
あり、その目的は、被訓練者の腰部付近があらかじめ設
定されている動きに近くなるように座席を揺動させるこ
とによって、腰痛の緩和や予防の効果を一層高めること
ができるようにした腰痛予防訓練装置を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、被訓
練者が着座する座席と、座席を３次元で揺動させる駆動
手段と、座席の揺動パターンを駆動手段に指示する制御
手段と、被訓練者の少なくとも腰部の移動量を検出する
センシング手段と、センシング手段により検出した検出
量とあらかじめ設定されている目標値との誤差を求める
誤差検出手段とを備え、制御手段は誤差検出手段により
求めた誤差を小さくするように駆動手段をフィードバッ
ク制御するものである。この構成によれば、被訓練者の
腰部の移動量が目標値にほぼ一致するように駆動手段を
フィードバック制御するから、被訓練者の体格などの個
人差や被訓練者が座席に着座する位置などにかからわ
ず、被訓練者の腰部の移動量を目標値に近づけることが
でき、腰痛の緩和や予防の効果に適した目標値を設定し
ておくことによって、目的に即応した揺動を与えること
ができる。
練者が着座する座席と、座席を３次元で揺動させる駆動
手段と、座席の揺動パターンを駆動手段に指示する制御
手段と、被訓練者の少なくとも腰部の移動量を検出する
センシング手段と、センシング手段により検出した検出
量とあらかじめ設定されている目標値との誤差を求める
誤差検出手段とを備え、制御手段は誤差検出手段により
求めた誤差を小さくするように駆動手段をフィードバッ
ク制御するものである。この構成によれば、被訓練者の
腰部の移動量が目標値にほぼ一致するように駆動手段を
フィードバック制御するから、被訓練者の体格などの個
人差や被訓練者が座席に着座する位置などにかからわ
ず、被訓練者の腰部の移動量を目標値に近づけることが
でき、腰痛の緩和や予防の効果に適した目標値を設定し
ておくことによって、目的に即応した揺動を与えること
ができる。
【０００６】請求項２の発明は、被訓練者が着座する座
席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の揺
動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練者
の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量の一定時間毎
の積分値の変化パターンとあらかじめ設定されている目
標値の一定時間毎の積分値の変化パターンとの類似度を
求める類似度検出手段とを備え、制御手段は類似度検出
手段により求めた類似度を大きくするように駆動手段を
フィードバック制御するものである。この構成によれ
ば、請求項１の発明と同様の作用に加えて、一定時間毎
に求めた積分値の変化パターンを同じ時間毎の目標値の
積分値の変化パターンと比較して類似度を大きくするよ
うにフィードバック制御するから、センシング手段によ
り検出した検出量の瞬時値を用いる場合に比較すると一
過性のノイズの影響を受けにくいものである。
席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の揺
動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練者
の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量の一定時間毎
の積分値の変化パターンとあらかじめ設定されている目
標値の一定時間毎の積分値の変化パターンとの類似度を
求める類似度検出手段とを備え、制御手段は類似度検出
手段により求めた類似度を大きくするように駆動手段を
フィードバック制御するものである。この構成によれ
ば、請求項１の発明と同様の作用に加えて、一定時間毎
に求めた積分値の変化パターンを同じ時間毎の目標値の
積分値の変化パターンと比較して類似度を大きくするよ
うにフィードバック制御するから、センシング手段によ
り検出した検出量の瞬時値を用いる場合に比較すると一
過性のノイズの影響を受けにくいものである。
【０００７】請求項３の発明は、被訓練者が着座する座
席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の揺
動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練者
の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量の一定時間毎
の積分値とあらかじめ設定されている目標値の一定時間
毎の積分値との誤差を求める誤差検出手段とを備え、制
御手段は誤差検出手段により求めた誤差を小さくするよ
うに駆動手段をフィードバック制御するものである。こ
の構成によれば、請求項２の発明と同様の作用を有し、
しかも、積分値の変化パターンを比較して類似度を求め
る場合に比較して、積分値の比較のみであるから大小を
比較するだけの単純な処理になり、結果的に構成が簡単
になる。
席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の揺
動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練者
の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量の一定時間毎
の積分値とあらかじめ設定されている目標値の一定時間
毎の積分値との誤差を求める誤差検出手段とを備え、制
御手段は誤差検出手段により求めた誤差を小さくするよ
うに駆動手段をフィードバック制御するものである。こ
の構成によれば、請求項２の発明と同様の作用を有し、
しかも、積分値の変化パターンを比較して類似度を求め
る場合に比較して、積分値の比較のみであるから大小を
比較するだけの単純な処理になり、結果的に構成が簡単
になる。
【０００８】請求項４の発明は、被訓練者が着座する座
席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の揺
動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練者
の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量の一定時間毎
の周波数成分の分布パターンとあらかじめ設定されてい
る目標値の一定時間毎の周波数成分の分布パターンとの
類似度を求める類似度検出手段とを備え、制御手段は類
似度検出手段により求めた類似度を大きくするように駆
動手段をフィードバック制御するものである。この構成
によれば、請求項２の発明と同様の作用を有し、しか
も、検出量と目標値との一定時間毎の周波数成分の分布
パターンの類似度を大きくするようにフィードバック制
御することによって、一過性のノイズの影響を低減しな
がらも、被訓練者の腰部の移動の速さや頻度を目標値に
ほぼ一致させることができる。
席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の揺
動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練者
の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量の一定時間毎
の周波数成分の分布パターンとあらかじめ設定されてい
る目標値の一定時間毎の周波数成分の分布パターンとの
類似度を求める類似度検出手段とを備え、制御手段は類
似度検出手段により求めた類似度を大きくするように駆
動手段をフィードバック制御するものである。この構成
によれば、請求項２の発明と同様の作用を有し、しか
も、検出量と目標値との一定時間毎の周波数成分の分布
パターンの類似度を大きくするようにフィードバック制
御することによって、一過性のノイズの影響を低減しな
がらも、被訓練者の腰部の移動の速さや頻度を目標値に
ほぼ一致させることができる。
【０００９】請求項５の発明は、被訓練者が着座する座
席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の揺
動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練者
の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量の一定時間毎
の周波数成分の分布パターンのうちのピークの得られる
周波数とあらかじめ設定されている目標値の一定時間毎
の周波数成分の分布パターンのうちのピークの得られる
周波数との誤差を求める誤差検出手段とを備え、制御手
段は誤差検出手段により求めた誤差を小さくするように
駆動手段をフィードバック制御するものである。この構
成によれば、請求項４の発明と同様の作用に加えて、ピ
ークの得られる周波数についてのみ誤差を小さくするよ
うに制御するから、周波数成分の分布パターンの類似度
を比較する場合に比べて処理が簡単になる。
席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の揺
動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練者
の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量の一定時間毎
の周波数成分の分布パターンのうちのピークの得られる
周波数とあらかじめ設定されている目標値の一定時間毎
の周波数成分の分布パターンのうちのピークの得られる
周波数との誤差を求める誤差検出手段とを備え、制御手
段は誤差検出手段により求めた誤差を小さくするように
駆動手段をフィードバック制御するものである。この構
成によれば、請求項４の発明と同様の作用に加えて、ピ
ークの得られる周波数についてのみ誤差を小さくするよ
うに制御するから、周波数成分の分布パターンの類似度
を比較する場合に比べて処理が簡単になる。
【００１０】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
５の発明において、センシング手段が、被訓練者の腰部
の移動量に加えて、被訓練者における脈拍、呼吸数、腰
部を主体とする筋肉群の筋電位、重心の移動量、頭部の
移動量のうちの少なくとも一種類を検出するものであ
る。この構成によれば、腰部の移動量に関する情報だけ
ではなく、被訓練者の他の情報も合わせて得ることによ
って、運動量の過不足を防止したり、被訓練者の着座姿
勢を検出して正しい姿勢で着座するように警告を与えた
り、あるいはまた訓練の安全性を高めることが可能にな
る。
５の発明において、センシング手段が、被訓練者の腰部
の移動量に加えて、被訓練者における脈拍、呼吸数、腰
部を主体とする筋肉群の筋電位、重心の移動量、頭部の
移動量のうちの少なくとも一種類を検出するものであ
る。この構成によれば、腰部の移動量に関する情報だけ
ではなく、被訓練者の他の情報も合わせて得ることによ
って、運動量の過不足を防止したり、被訓練者の着座姿
勢を検出して正しい姿勢で着座するように警告を与えた
り、あるいはまた訓練の安全性を高めることが可能にな
る。
【００１１】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、前記制御手段が、前記誤差検出手段
により求めた誤差または前記類似度検出手段により求め
た類似度と揺動パターンとを対応付けたテーブルを備
え、前記誤差または前記類似度に応じて揺動パターンを
選択し、選択した揺動パターンにより駆動手段を制御す
るものである。この構成によれば、揺動パターンをテー
ブルから選択することにより、誤差や類似度に応じて揺
動パターンを演算する必要がなく、誤差や類似度の範囲
に応じてテーブルと照合し、テーブルから選択するだけ
の簡単な処理で目的を達成することができ処理が簡単に
なる。
６の発明において、前記制御手段が、前記誤差検出手段
により求めた誤差または前記類似度検出手段により求め
た類似度と揺動パターンとを対応付けたテーブルを備
え、前記誤差または前記類似度に応じて揺動パターンを
選択し、選択した揺動パターンにより駆動手段を制御す
るものである。この構成によれば、揺動パターンをテー
ブルから選択することにより、誤差や類似度に応じて揺
動パターンを演算する必要がなく、誤差や類似度の範囲
に応じてテーブルと照合し、テーブルから選択するだけ
の簡単な処理で目的を達成することができ処理が簡単に
なる。
【００１２】請求項８の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、前記制御手段が、前記誤差検出手段
により求めた誤差または前記類似度検出手段により求め
た類似度に基づいて、あらかじめ用意されている揺動パ
ターンの振幅と周波数との少なくとも一方を変更するも
のである。この構成によれば、あらかじめ用意されてい
る揺動パターンの振幅と周波数との少なくとも一方を変
更するだけでフィードバック制御の操作量を変化させる
から処理が簡単になる。
６の発明において、前記制御手段が、前記誤差検出手段
により求めた誤差または前記類似度検出手段により求め
た類似度に基づいて、あらかじめ用意されている揺動パ
ターンの振幅と周波数との少なくとも一方を変更するも
のである。この構成によれば、あらかじめ用意されてい
る揺動パターンの振幅と周波数との少なくとも一方を変
更するだけでフィードバック制御の操作量を変化させる
から処理が簡単になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】（実施形態１）本実施形態は、図
１（ａ）に示すように、被訓練者が着席する座席１を駆
動手段としてのパラレルメカニズム２により移動させ
る。パラレルメカニズム２の動作制御は後述する制御手
段である制御装置３により行なわれる。また、被訓練者
の腰部の移動量を３次元で検出するセンシング手段とし
ての加速度センサ４を設ける。ここに、駆動手段として
パラレルメカニズムを用いているが、多関節ロボットを
用いてもよい。また、パラレルメカニズムや多関節ロボ
ット以外でも、前後、左右、上下の直進往復移動と、前
後軸、左右軸、上下軸の回りでの回転往復移動とを組み
合わせた移動が可能な機構であれば、どのようなものを
用いてもよい。また、センシング手段は加速度センサ４
に限定されるものではなく、人の尾骨付近に取り付けた
３次元センサ（磁気計測器やジャイロセンサなど）を用
いたり、人の腰部付近に取り付けた反射球（球状の反射
物）を撮像して位置を検出する複数台のＴＶカメラより
なるモーションキャプチャなどを用いてもよい。
１（ａ）に示すように、被訓練者が着席する座席１を駆
動手段としてのパラレルメカニズム２により移動させ
る。パラレルメカニズム２の動作制御は後述する制御手
段である制御装置３により行なわれる。また、被訓練者
の腰部の移動量を３次元で検出するセンシング手段とし
ての加速度センサ４を設ける。ここに、駆動手段として
パラレルメカニズムを用いているが、多関節ロボットを
用いてもよい。また、パラレルメカニズムや多関節ロボ
ット以外でも、前後、左右、上下の直進往復移動と、前
後軸、左右軸、上下軸の回りでの回転往復移動とを組み
合わせた移動が可能な機構であれば、どのようなものを
用いてもよい。また、センシング手段は加速度センサ４
に限定されるものではなく、人の尾骨付近に取り付けた
３次元センサ（磁気計測器やジャイロセンサなど）を用
いたり、人の腰部付近に取り付けた反射球（球状の反射
物）を撮像して位置を検出する複数台のＴＶカメラより
なるモーションキャプチャなどを用いてもよい。
【００１４】パラレルメカニズム２は、周知のように定
位置に固定される固定台２１と、６本の脚２３を介して
固定台２１の上方に支持された可動台（図示せず）とを
備える。各脚２３は、固定台２１および可動台に対して
それぞれユニバーサルジョイントを介して結合されてい
る。また、各脚２３はアクチュエータにより伸縮可能に
駆動される。したがって、各脚２３のアクチュエータを
それぞれ制御して脚２３の長さを調節すれば、固定台２
１に対する可動台の位置（傾きを含む）を適宜に調節す
ることができる。この種のパラレルメカニズム２では、
可動台は前後、左右、上下の直進往復移動と、前後軸、
左右軸、上下軸の回りでの回転往復移動とを組み合わせ
た６自由度での移動が可能になっており、結果的に可動
台に結合された座席１は６自由度で移動する。パラレル
メカニズム２の可動台は、現実的には上述のような直進
移動と回転移動とに分解した動作よりも、むしろそれら
の複合した動作を行なうことになる。
位置に固定される固定台２１と、６本の脚２３を介して
固定台２１の上方に支持された可動台（図示せず）とを
備える。各脚２３は、固定台２１および可動台に対して
それぞれユニバーサルジョイントを介して結合されてい
る。また、各脚２３はアクチュエータにより伸縮可能に
駆動される。したがって、各脚２３のアクチュエータを
それぞれ制御して脚２３の長さを調節すれば、固定台２
１に対する可動台の位置（傾きを含む）を適宜に調節す
ることができる。この種のパラレルメカニズム２では、
可動台は前後、左右、上下の直進往復移動と、前後軸、
左右軸、上下軸の回りでの回転往復移動とを組み合わせ
た６自由度での移動が可能になっており、結果的に可動
台に結合された座席１は６自由度で移動する。パラレル
メカニズム２の可動台は、現実的には上述のような直進
移動と回転移動とに分解した動作よりも、むしろそれら
の複合した動作を行なうことになる。
【００１５】以下の説明では、座席１の前後方向をＸ軸
方向、左右方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とし、
原点をパラレルメカニズム２の固定台２１の中心とする
右手系の直交座標系を想定する。しかして、座席１は、
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の３方向の位置が可変で
あるとともに、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸回りの傾きが可
変になる。Ｘ軸回りの回転をロール、Ｙ軸回りの回転を
ピッチ、Ｚ軸回りの回転をヨーと呼ぶ。
方向、左右方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とし、
原点をパラレルメカニズム２の固定台２１の中心とする
右手系の直交座標系を想定する。しかして、座席１は、
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の３方向の位置が可変で
あるとともに、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸回りの傾きが可
変になる。Ｘ軸回りの回転をロール、Ｙ軸回りの回転を
ピッチ、Ｚ軸回りの回転をヨーと呼ぶ。
【００１６】制御装置３はコンピュータ装置を用いて構
成されたものであり、図１（ｂ）に示すように、データ
記憶部３１にあらかじめ書き込まれた制御情報と加速度
センサ４により求めた被訓練者の腰部の移動量とに基づ
いてパラレルメカニズム２をフィードバック制御する。
データ記憶部３１は半導体メモリよりなり、データ記憶
部３１に格納された制御情報は、演算部３０においてパ
ラレルメカニズム２の各脚２３の長さに変換される（こ
のような変換演算を逆運動学計算という）。演算部３０
での演算結果はアクチュエータ制御部３２に与えられ
る。アクチュエータ制御部３２では演算部３０で求めた
各脚２３の長さに応じてパラレルメカニズム２のアクチ
ュエータの動作量を決め、駆動部３３を介してアクチュ
エータを駆動する。駆動部３３はアクチュエータ制御部
３２で決められた動作量に基づいてアクチュエータへの
通電を制御する。
成されたものであり、図１（ｂ）に示すように、データ
記憶部３１にあらかじめ書き込まれた制御情報と加速度
センサ４により求めた被訓練者の腰部の移動量とに基づ
いてパラレルメカニズム２をフィードバック制御する。
データ記憶部３１は半導体メモリよりなり、データ記憶
部３１に格納された制御情報は、演算部３０においてパ
ラレルメカニズム２の各脚２３の長さに変換される（こ
のような変換演算を逆運動学計算という）。演算部３０
での演算結果はアクチュエータ制御部３２に与えられ
る。アクチュエータ制御部３２では演算部３０で求めた
各脚２３の長さに応じてパラレルメカニズム２のアクチ
ュエータの動作量を決め、駆動部３３を介してアクチュ
エータを駆動する。駆動部３３はアクチュエータ制御部
３２で決められた動作量に基づいてアクチュエータへの
通電を制御する。
【００１７】ところで、データ記憶部３１に格納される
制御情報は、座席１に関して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ
軸方向の位置Ｘi ，Ｙi ，Ｚi （ｉは正数）と、Ｘ軸回
り、Ｙ軸回り、Ｚ軸回りの傾き（ロール、ピッチ、ヨ
ー）θXi，θYi，θZi（ｉは正数）との６つ組を一定時
間間隔で設定したものである。この制御情報は、周期性
のある一連の振動パターンとして１周期分が格納されて
いる。以下では、このような一連の振動パターンを単位
パターンという。この単位パターンは１周期よりも十分
に短い一定時間間隔で区切られ、各区切りごとに上記６
つ組が設定されている。
制御情報は、座席１に関して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ
軸方向の位置Ｘi ，Ｙi ，Ｚi （ｉは正数）と、Ｘ軸回
り、Ｙ軸回り、Ｚ軸回りの傾き（ロール、ピッチ、ヨ
ー）θXi，θYi，θZi（ｉは正数）との６つ組を一定時
間間隔で設定したものである。この制御情報は、周期性
のある一連の振動パターンとして１周期分が格納されて
いる。以下では、このような一連の振動パターンを単位
パターンという。この単位パターンは１周期よりも十分
に短い一定時間間隔で区切られ、各区切りごとに上記６
つ組が設定されている。
【００１８】一方、上述のような単位パターンで座席１
を揺動させるのは被訓練者の腰部を所望の位置に所望の
移動量だけ移動させたいからであって、単位パターンに
対応する腰部の移動量はあらかじめ目標値として決める
ことができる。そこで、単位パターンに対応する腰部の
移動量の目標値もデータ記憶部３１に格納しておき、腰
部の移動量の目標値を加速度センサ４の出力値とともに
演算部３０に入力する。演算部３０では加速度センサ４
の出力値に基づいて腰部の移動量を求め、求めた移動量
とデータ記憶部３１から与えられた目標値との誤差を求
める。つまり、演算部３０の一部は誤差検出部（誤差検
出手段）３０ａとして機能する。こうして求めた誤差が
小さくなるように単位パターンを補正し、補正した単位
パターンをアクチュエータ制御部３２および駆動部３３
を通してパラレルメカニズム２に与える。このような動
作により、被訓練者の腰部付近の移動量が目標値に近づ
くようにパラレルメカニズム２の動作がフィードバック
制御され、被訓練者の体格差などには関係なく、目標量
だけ腰部を移動させることができる。
を揺動させるのは被訓練者の腰部を所望の位置に所望の
移動量だけ移動させたいからであって、単位パターンに
対応する腰部の移動量はあらかじめ目標値として決める
ことができる。そこで、単位パターンに対応する腰部の
移動量の目標値もデータ記憶部３１に格納しておき、腰
部の移動量の目標値を加速度センサ４の出力値とともに
演算部３０に入力する。演算部３０では加速度センサ４
の出力値に基づいて腰部の移動量を求め、求めた移動量
とデータ記憶部３１から与えられた目標値との誤差を求
める。つまり、演算部３０の一部は誤差検出部（誤差検
出手段）３０ａとして機能する。こうして求めた誤差が
小さくなるように単位パターンを補正し、補正した単位
パターンをアクチュエータ制御部３２および駆動部３３
を通してパラレルメカニズム２に与える。このような動
作により、被訓練者の腰部付近の移動量が目標値に近づ
くようにパラレルメカニズム２の動作がフィードバック
制御され、被訓練者の体格差などには関係なく、目標量
だけ腰部を移動させることができる。
【００１９】ところで、加速度センサ４により求めた瞬
時値と目標値とを比較してパラレルメカニズム２をフィ
ードバック制御すると、フィードバック制御系の応答性
を非常に高くしなければならない。ところが、本実施形
態のフィードバック制御系にはパラレルメカニズム２が
存在しており、パラレルメカニズム２は制御を指示して
から、指示された位置に移動するまでの時間遅れが他の
部分に比較して大きいから、応答性を高くすることは難
しい。また、瞬時値を用いてフィードバック制御する
と、一過性のノイズに対しても応答することになり、誤
動作する可能性が生じる。
時値と目標値とを比較してパラレルメカニズム２をフィ
ードバック制御すると、フィードバック制御系の応答性
を非常に高くしなければならない。ところが、本実施形
態のフィードバック制御系にはパラレルメカニズム２が
存在しており、パラレルメカニズム２は制御を指示して
から、指示された位置に移動するまでの時間遅れが他の
部分に比較して大きいから、応答性を高くすることは難
しい。また、瞬時値を用いてフィードバック制御する
と、一過性のノイズに対しても応答することになり、誤
動作する可能性が生じる。
【００２０】そこで、本実施形態では、データ記憶部３
１に格納される目標値を図２（ａ）〜（ｃ）のような一
定時間（Ｔ）毎の積分値の変化パターンとして表してお
き、図２（ｄ）のような加速度センサ４の出力値の同じ
時間（Ｔ）毎の積分値の変化パターンと比較する。積分
値の変化パターンとして与える目標値は、図２（ａ）の
ように上に凸になる曲線、図２（ｂ）のような直線、図
２（ｃ）のように下に凸になる曲線などと設定すること
ができる。なお、図示例は単純化したものであって、実
際には図示例のような単調な変化になるとは限らない。
積分値の変化パターンを求める一定時間（Ｔ）は、単位
パターンの周期の整数倍が望ましく、実際には単位パタ
ーンの周期に設定される。これは、単位パターンにおけ
る積分値の変化パターンは一定であり、積分値の変化パ
ターンを１種類だけ目標値として用意しておけばよいか
らである。積分値の変化パターンの比較に際しては類似
度を求める。たとえば、加速度センサ４の出力に基づい
て求めた積分値の変化パターンと、目標値である積分値
の変化パターンとについて各時刻における積分値のうち
の小さいほうの値の総和を求め、この総和を類似度とし
て用いるとともに類似度を大きくする方向に単位パター
ンを補正する。このようにして求めた類似度は、積分値
の変化パターンの重複する部分の面積を表している。こ
のような類似度の評価は演算部３０において行なう。つ
まり、演算部３０の一部は類似度検出部（類似度検出手
段）３０ｂとして機能する。なお、類似度の評価には他
の方法を採用してもよいのはもちろんのことである。な
お、図１（ｂ）にはテーブル３０ｃを示しているが、こ
れは実施形態５において説明する。
１に格納される目標値を図２（ａ）〜（ｃ）のような一
定時間（Ｔ）毎の積分値の変化パターンとして表してお
き、図２（ｄ）のような加速度センサ４の出力値の同じ
時間（Ｔ）毎の積分値の変化パターンと比較する。積分
値の変化パターンとして与える目標値は、図２（ａ）の
ように上に凸になる曲線、図２（ｂ）のような直線、図
２（ｃ）のように下に凸になる曲線などと設定すること
ができる。なお、図示例は単純化したものであって、実
際には図示例のような単調な変化になるとは限らない。
積分値の変化パターンを求める一定時間（Ｔ）は、単位
パターンの周期の整数倍が望ましく、実際には単位パタ
ーンの周期に設定される。これは、単位パターンにおけ
る積分値の変化パターンは一定であり、積分値の変化パ
ターンを１種類だけ目標値として用意しておけばよいか
らである。積分値の変化パターンの比較に際しては類似
度を求める。たとえば、加速度センサ４の出力に基づい
て求めた積分値の変化パターンと、目標値である積分値
の変化パターンとについて各時刻における積分値のうち
の小さいほうの値の総和を求め、この総和を類似度とし
て用いるとともに類似度を大きくする方向に単位パター
ンを補正する。このようにして求めた類似度は、積分値
の変化パターンの重複する部分の面積を表している。こ
のような類似度の評価は演算部３０において行なう。つ
まり、演算部３０の一部は類似度検出部（類似度検出手
段）３０ｂとして機能する。なお、類似度の評価には他
の方法を採用してもよいのはもちろんのことである。な
お、図１（ｂ）にはテーブル３０ｃを示しているが、こ
れは実施形態５において説明する。
【００２１】ところで、腰痛を予防ないし緩和すること
が目的であるから、被訓練者の腰部の移動量を求めるこ
とは必須であるが、たとえば、腰部を主体とする筋肉群
の表面筋電位をセンシング手段で検出すれば、被訓練者
の筋肉の使用状態を知ることにより訓練の効果の程度を
知ることができる。また、被訓練者が正しい姿勢で着座
していないときには被訓練者の重心や頭部が大きく動く
ことになる。したがって、重心位置や頭部の位置をセン
シング手段で求めれば、正しい姿勢か否かを知ることが
でき、被訓練者が座席１から落下したりすることのない
ように座席１の揺動を調節することができる。さらに、
センシング手段において脈拍や呼吸数を検出して管理す
れば、被訓練者の運動量の過不足を知ることができ、た
とえば、脈拍数が一定以上に高くならないように揺動の
振幅を調節して安全に訓練させることが可能になる。
が目的であるから、被訓練者の腰部の移動量を求めるこ
とは必須であるが、たとえば、腰部を主体とする筋肉群
の表面筋電位をセンシング手段で検出すれば、被訓練者
の筋肉の使用状態を知ることにより訓練の効果の程度を
知ることができる。また、被訓練者が正しい姿勢で着座
していないときには被訓練者の重心や頭部が大きく動く
ことになる。したがって、重心位置や頭部の位置をセン
シング手段で求めれば、正しい姿勢か否かを知ることが
でき、被訓練者が座席１から落下したりすることのない
ように座席１の揺動を調節することができる。さらに、
センシング手段において脈拍や呼吸数を検出して管理す
れば、被訓練者の運動量の過不足を知ることができ、た
とえば、脈拍数が一定以上に高くならないように揺動の
振幅を調節して安全に訓練させることが可能になる。
【００２２】（実施形態２）実施形態１では、加速度セ
ンサ４により求めた検出量の積分値の変化パターンを目
標値の積分値の変化パターンと比較していたが、本実施
形態では積分値そのものを比較している。つまり、図３
（ａ）のように積分値の目標値ｄ１が求められ、図３
（ｂ）のように加速度センサ４の出力から得られた積分
値ｄ２とが比較されるのである。このように積分値の目
標値ｄ１に対する積分値ｄ２の誤差を求める演算は演算
部３０の一部である誤差演算部３０ａで行なう。この場
合、積分値の目標値ｄ１に対する積分値ｄ２の誤差を求
めて、誤差が小さくなるようにパラレルメカニズム２を
フィードバック制御するから、変化パターンの類似度を
求める演算よりも演算量が少なくなり、結果的に制御が
簡単になる。他の構成および動作は実施形態１と同様で
ある。
ンサ４により求めた検出量の積分値の変化パターンを目
標値の積分値の変化パターンと比較していたが、本実施
形態では積分値そのものを比較している。つまり、図３
（ａ）のように積分値の目標値ｄ１が求められ、図３
（ｂ）のように加速度センサ４の出力から得られた積分
値ｄ２とが比較されるのである。このように積分値の目
標値ｄ１に対する積分値ｄ２の誤差を求める演算は演算
部３０の一部である誤差演算部３０ａで行なう。この場
合、積分値の目標値ｄ１に対する積分値ｄ２の誤差を求
めて、誤差が小さくなるようにパラレルメカニズム２を
フィードバック制御するから、変化パターンの類似度を
求める演算よりも演算量が少なくなり、結果的に制御が
簡単になる。他の構成および動作は実施形態１と同様で
ある。
【００２３】（実施形態３）本実施形態は、加速度セン
サ４により求めた検出量について一定時間毎にフーリエ
変換して周波数成分の分布パターンを求め、目標値の周
波数成分の分布パターンと比較するものである。つま
り、図４（ａ）のような目標値の周波数成分の分布パタ
ーンと、図４（ｂ）のような加速度センサ４の出力値に
基づいて求めた周波数成分の分布パターンとの類似度を
求めて、類似度が大きくなるようにパラレルメカニズム
２をフィードバック制御するものである。類似度は演算
部３０において求めるのであって、演算部３０の一部は
類似度検出部３０ｂとして機能する。分布パターンの類
似度の評価は実施形態１における積分値の変化パターン
の類似度の評価と同様に行なえばよい。この構成におい
ても実施形態１と同様の機能がある。
サ４により求めた検出量について一定時間毎にフーリエ
変換して周波数成分の分布パターンを求め、目標値の周
波数成分の分布パターンと比較するものである。つま
り、図４（ａ）のような目標値の周波数成分の分布パタ
ーンと、図４（ｂ）のような加速度センサ４の出力値に
基づいて求めた周波数成分の分布パターンとの類似度を
求めて、類似度が大きくなるようにパラレルメカニズム
２をフィードバック制御するものである。類似度は演算
部３０において求めるのであって、演算部３０の一部は
類似度検出部３０ｂとして機能する。分布パターンの類
似度の評価は実施形態１における積分値の変化パターン
の類似度の評価と同様に行なえばよい。この構成におい
ても実施形態１と同様の機能がある。
【００２４】（実施形態４）本実施形態は、加速度セン
サ４により求めた検出量について一定時間毎にフーリエ
変換して周波数成分の分布パターンにおいてピーク値が
得られる周波数と、目標値の周波数成分の分布パターン
においてピーク値が得られる周波数とを比較するもので
ある。つまり、図５（ａ）のような目標値の周波数成分
の分布パターンのうちピーク値が得られる周波数をｆ
１、図５（ｂ）のような加速度センサ４の出力値に基づ
いて求めた周波数成分の分布パターンのうちピーク値が
得られる周波数をｆ２とするとき、周波数ｆ２の周波数
ｆ１に対する誤差を小さくするようにパラレルメカニズ
ム２をフィードバック制御する。本実施形態においても
演算部３０の一部が誤差検出部３０ａとして機能する。
他の構成および動作は実施形態１と同様である。
サ４により求めた検出量について一定時間毎にフーリエ
変換して周波数成分の分布パターンにおいてピーク値が
得られる周波数と、目標値の周波数成分の分布パターン
においてピーク値が得られる周波数とを比較するもので
ある。つまり、図５（ａ）のような目標値の周波数成分
の分布パターンのうちピーク値が得られる周波数をｆ
１、図５（ｂ）のような加速度センサ４の出力値に基づ
いて求めた周波数成分の分布パターンのうちピーク値が
得られる周波数をｆ２とするとき、周波数ｆ２の周波数
ｆ１に対する誤差を小さくするようにパラレルメカニズ
ム２をフィードバック制御する。本実施形態においても
演算部３０の一部が誤差検出部３０ａとして機能する。
他の構成および動作は実施形態１と同様である。
【００２５】（実施形態５）上述した各実施形態では、
加速度センサ４による検出量が目標値に近づくように揺
動パターンを構成している単位パターンを補正してい
る。このような補正を行なうには検出量と補正量とを結
び付ける関数を設定してもよいが、関数の設定は比較的
面倒であり、また演算量が増加するおそれがある。そこ
で、本実施形態では、誤差検出部３０ａにより求めた誤
差、あるいは類似度検出部３０ｂにより求めた類似度を
揺動パターンに対応付けたテーブル３０ｃを演算部３０
に設けておき、誤差ないし類似度が得られると、テーブ
ル３０ｃから揺動パターンを選択し、選択した揺動パタ
ーンを用いてパラレルメカニズム２を制御するようにし
てある。ここに、誤差ないし類似度は複数段階の区間に
分割され、各段階ごとに揺動パターンが対応付けられ
る。テーブル３０ｃは、たとえば、表１のように設定さ
れる。
加速度センサ４による検出量が目標値に近づくように揺
動パターンを構成している単位パターンを補正してい
る。このような補正を行なうには検出量と補正量とを結
び付ける関数を設定してもよいが、関数の設定は比較的
面倒であり、また演算量が増加するおそれがある。そこ
で、本実施形態では、誤差検出部３０ａにより求めた誤
差、あるいは類似度検出部３０ｂにより求めた類似度を
揺動パターンに対応付けたテーブル３０ｃを演算部３０
に設けておき、誤差ないし類似度が得られると、テーブ
ル３０ｃから揺動パターンを選択し、選択した揺動パタ
ーンを用いてパラレルメカニズム２を制御するようにし
てある。ここに、誤差ないし類似度は複数段階の区間に
分割され、各段階ごとに揺動パターンが対応付けられ
る。テーブル３０ｃは、たとえば、表１のように設定さ
れる。
【００２６】
【表１】
【００２７】表１において、Ｐij（ｉ，ｊ＝１，２，…
…）は単位パターンを示し、誤差ないし類似度の１区間
ごとに複数の単位パターンが対応付けられている。つま
り、これらの単位パターンを連結して揺動パターンが形
成される。しかして、図６（ａ）に示す揺動パターンに
対して誤差ないし類似度が所定区間であるときには、た
とえば図６（ｂ）に示すような揺動パターンに補正され
ることになる。
…）は単位パターンを示し、誤差ないし類似度の１区間
ごとに複数の単位パターンが対応付けられている。つま
り、これらの単位パターンを連結して揺動パターンが形
成される。しかして、図６（ａ）に示す揺動パターンに
対して誤差ないし類似度が所定区間であるときには、た
とえば図６（ｂ）に示すような揺動パターンに補正され
ることになる。
【００２８】上述のように、誤差や類似度を複数の区間
に分けて各区間ごとに揺動パターンを対応付けているか
ら、テーブル３０ｃとの照合および選択という簡単な処
理で揺動パターンを補正することができ、処理量を低減
させることができる。他の構成および動作は他の実施形
態と同様である。 （実施形態６）本実施形態は、誤差や類似度に応じて元
の揺動パターンの振幅ないし周波数を変化させるもので
ある。つまり、揺動パターンの振幅を増減させるには駆
動部３３での増幅率を変化させればよく、揺動パターン
の周波数を変化させるには単位パターンをデータ記憶部
３１から読み出す時間間隔を変化させればよい。このよ
うな補正では、図７（ａ）に示す揺動パターンに対し
て、振幅を変化させると図７（ｂ）のようになり、周波
数を変化させると図７（ｃ）のようになるのであって、
元の揺動パターンに対して強度や速度が変化するのみで
あり、移動の順序は変化しないものである。つまり、制
御装置３に格納しておくデータ量が少なく、コストの低
減につながるものである。他の構成および動作は他の実
施形態と同様である。
に分けて各区間ごとに揺動パターンを対応付けているか
ら、テーブル３０ｃとの照合および選択という簡単な処
理で揺動パターンを補正することができ、処理量を低減
させることができる。他の構成および動作は他の実施形
態と同様である。 （実施形態６）本実施形態は、誤差や類似度に応じて元
の揺動パターンの振幅ないし周波数を変化させるもので
ある。つまり、揺動パターンの振幅を増減させるには駆
動部３３での増幅率を変化させればよく、揺動パターン
の周波数を変化させるには単位パターンをデータ記憶部
３１から読み出す時間間隔を変化させればよい。このよ
うな補正では、図７（ａ）に示す揺動パターンに対し
て、振幅を変化させると図７（ｂ）のようになり、周波
数を変化させると図７（ｃ）のようになるのであって、
元の揺動パターンに対して強度や速度が変化するのみで
あり、移動の順序は変化しないものである。つまり、制
御装置３に格納しておくデータ量が少なく、コストの低
減につながるものである。他の構成および動作は他の実
施形態と同様である。
【００２９】なお、上述した各実施形態では、座席１を
６自由度で駆動しているが、腰痛の予防には、３自由度
で座席１を駆動しても効果が得られる。とくに、Ｚ軸方
向、ピッチ、ロールの組み合わせでは高い効果があると
いう知見が得られている。このように座席を３自由度で
駆動すれば、駆動手段の構成が簡単になり、安価に提供
することが可能になる。
６自由度で駆動しているが、腰痛の予防には、３自由度
で座席１を駆動しても効果が得られる。とくに、Ｚ軸方
向、ピッチ、ロールの組み合わせでは高い効果があると
いう知見が得られている。このように座席を３自由度で
駆動すれば、駆動手段の構成が簡単になり、安価に提供
することが可能になる。
【００３０】
【発明の効果】請求項１の発明は、被訓練者が着座する
座席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の
揺動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練
者の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量とあらかじめ
設定されている目標値との誤差を求める誤差検出手段と
を備え、制御手段は誤差検出手段により求めた誤差を小
さくするように駆動手段をフィードバック制御するもの
であり、被訓練者の腰部の移動量が目標値にほぼ一致す
るように駆動手段をフィードバック制御するから、被訓
練者の体格などの個人差や被訓練者が座席に着座する位
置などにかからわず、被訓練者の腰部の移動量を目標値
に近づけることができ、腰痛の緩和や予防の効果に適し
た目標値を設定しておくことによって、目的に即応した
揺動を与えることができるという利点を有する。
座席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の
揺動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練
者の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量とあらかじめ
設定されている目標値との誤差を求める誤差検出手段と
を備え、制御手段は誤差検出手段により求めた誤差を小
さくするように駆動手段をフィードバック制御するもの
であり、被訓練者の腰部の移動量が目標値にほぼ一致す
るように駆動手段をフィードバック制御するから、被訓
練者の体格などの個人差や被訓練者が座席に着座する位
置などにかからわず、被訓練者の腰部の移動量を目標値
に近づけることができ、腰痛の緩和や予防の効果に適し
た目標値を設定しておくことによって、目的に即応した
揺動を与えることができるという利点を有する。
【００３１】請求項２の発明は、被訓練者が着座する座
席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の揺
動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練者
の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量の一定時間毎
の積分値の変化パターンとあらかじめ設定されている目
標値の一定時間毎の積分値の変化パターンとの類似度を
求める類似度検出手段とを備え、制御手段は類似度検出
手段により求めた類似度を大きくするように駆動手段を
フィードバック制御するものであり、請求項１の発明と
同様の効果に加えて、一定時間毎に求めた積分値の変化
パターンを同じ時間毎の目標値の積分値の変化パターン
と比較して類似度を大きくするようにフィードバック制
御するから、センシング手段により検出した検出量の瞬
時値を用いる場合に比較すると一過性のノイズの影響を
受けにくいという利点がある。
席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の揺
動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練者
の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量の一定時間毎
の積分値の変化パターンとあらかじめ設定されている目
標値の一定時間毎の積分値の変化パターンとの類似度を
求める類似度検出手段とを備え、制御手段は類似度検出
手段により求めた類似度を大きくするように駆動手段を
フィードバック制御するものであり、請求項１の発明と
同様の効果に加えて、一定時間毎に求めた積分値の変化
パターンを同じ時間毎の目標値の積分値の変化パターン
と比較して類似度を大きくするようにフィードバック制
御するから、センシング手段により検出した検出量の瞬
時値を用いる場合に比較すると一過性のノイズの影響を
受けにくいという利点がある。
【００３２】請求項３の発明は、被訓練者が着座する座
席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の揺
動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練者
の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量の一定時間毎
の積分値とあらかじめ設定されている目標値の一定時間
毎の積分値との誤差を求める誤差検出手段とを備え、制
御手段は誤差検出手段により求めた誤差を小さくするよ
うに駆動手段をフィードバック制御するものであり、請
求項２の発明と同様の効果を有し、しかも、積分値の変
化パターンを比較して類似度を求める場合に比較して、
積分値の比較のみであるから大小を比較するだけの単純
な処理になり、結果的に構成が簡単になるという利点が
ある。
席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の揺
動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練者
の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量の一定時間毎
の積分値とあらかじめ設定されている目標値の一定時間
毎の積分値との誤差を求める誤差検出手段とを備え、制
御手段は誤差検出手段により求めた誤差を小さくするよ
うに駆動手段をフィードバック制御するものであり、請
求項２の発明と同様の効果を有し、しかも、積分値の変
化パターンを比較して類似度を求める場合に比較して、
積分値の比較のみであるから大小を比較するだけの単純
な処理になり、結果的に構成が簡単になるという利点が
ある。
【００３３】請求項４の発明は、被訓練者が着座する座
席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の揺
動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練者
の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量の一定時間毎
の周波数成分の分布パターンとあらかじめ設定されてい
る目標値の一定時間毎の周波数成分の分布パターンとの
類似度を求める類似度検出手段とを備え、制御手段は類
似度検出手段により求めた類似度を大きくするように駆
動手段をフィードバック制御するものであり、請求項２
の発明と同様の効果を有し、しかも、検出量と目標値と
の一定時間毎の周波数成分の分布パターンの類似度を大
きくするようにフィードバック制御することによって、
一過性のノイズの影響を低減しながらも、被訓練者の腰
部の移動の速さや頻度を目標値にほぼ一致させることが
できるという利点がある。
席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の揺
動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練者
の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量の一定時間毎
の周波数成分の分布パターンとあらかじめ設定されてい
る目標値の一定時間毎の周波数成分の分布パターンとの
類似度を求める類似度検出手段とを備え、制御手段は類
似度検出手段により求めた類似度を大きくするように駆
動手段をフィードバック制御するものであり、請求項２
の発明と同様の効果を有し、しかも、検出量と目標値と
の一定時間毎の周波数成分の分布パターンの類似度を大
きくするようにフィードバック制御することによって、
一過性のノイズの影響を低減しながらも、被訓練者の腰
部の移動の速さや頻度を目標値にほぼ一致させることが
できるという利点がある。
【００３４】請求項５の発明は、被訓練者が着座する座
席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の揺
動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練者
の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量の一定時間毎
の周波数成分の分布パターンのうちのピークの得られる
周波数とあらかじめ設定されている目標値の一定時間毎
の周波数成分の分布パターンのうちのピークの得られる
周波数との誤差を求める誤差検出手段とを備え、制御手
段は誤差検出手段により求めた誤差を小さくするように
駆動手段をフィードバック制御するものであり、請求項
４の発明と同様の効果に加えて、ピークの得られる周波
数についてのみ誤差を小さくするように制御するから、
周波数成分の分布パターンの類似度を比較する場合に比
べて処理が簡単になるという利点がある。
席と、座席を３次元で揺動させる駆動手段と、座席の揺
動パターンを駆動手段に指示する制御手段と、被訓練者
の少なくとも腰部の移動量を検出するセンシング手段
と、センシング手段により検出した検出量の一定時間毎
の周波数成分の分布パターンのうちのピークの得られる
周波数とあらかじめ設定されている目標値の一定時間毎
の周波数成分の分布パターンのうちのピークの得られる
周波数との誤差を求める誤差検出手段とを備え、制御手
段は誤差検出手段により求めた誤差を小さくするように
駆動手段をフィードバック制御するものであり、請求項
４の発明と同様の効果に加えて、ピークの得られる周波
数についてのみ誤差を小さくするように制御するから、
周波数成分の分布パターンの類似度を比較する場合に比
べて処理が簡単になるという利点がある。
【００３５】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
５の発明において、センシング手段が、被訓練者の腰部
の移動量に加えて、被訓練者における脈拍、呼吸数、腰
部を主体とする筋肉群の筋電位、重心の移動量、頭部の
移動量のうちの少なくとも一種類を検出するものであ
り、腰部の移動量に関する情報だけではなく、被訓練者
の他の情報も合わせて得ることによって、運動量の過不
足を防止したり、被訓練者の着座姿勢を検出して正しい
姿勢で着座するように警告を与えたり、あるいはまた訓
練の安全性を高めることが可能になるという利点があ
る。
５の発明において、センシング手段が、被訓練者の腰部
の移動量に加えて、被訓練者における脈拍、呼吸数、腰
部を主体とする筋肉群の筋電位、重心の移動量、頭部の
移動量のうちの少なくとも一種類を検出するものであ
り、腰部の移動量に関する情報だけではなく、被訓練者
の他の情報も合わせて得ることによって、運動量の過不
足を防止したり、被訓練者の着座姿勢を検出して正しい
姿勢で着座するように警告を与えたり、あるいはまた訓
練の安全性を高めることが可能になるという利点があ
る。
【００３６】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、前記制御手段が、前記誤差検出手段
により求めた誤差または前記類似度検出手段により求め
た類似度と揺動パターンとを対応付けたテーブルを備
え、前記誤差または前記類似度に応じて揺動パターンを
選択し、選択した揺動パターンにより駆動手段を制御す
るものであり、揺動パターンをテーブルから選択するこ
とにより、誤差や類似度に応じて揺動パターンを演算す
る必要がなく、誤差や類似度の範囲に応じてテーブルと
照合し、テーブルから選択するだけの簡単な処理で目的
を達成することができ処理が簡単になるという利点があ
る。
６の発明において、前記制御手段が、前記誤差検出手段
により求めた誤差または前記類似度検出手段により求め
た類似度と揺動パターンとを対応付けたテーブルを備
え、前記誤差または前記類似度に応じて揺動パターンを
選択し、選択した揺動パターンにより駆動手段を制御す
るものであり、揺動パターンをテーブルから選択するこ
とにより、誤差や類似度に応じて揺動パターンを演算す
る必要がなく、誤差や類似度の範囲に応じてテーブルと
照合し、テーブルから選択するだけの簡単な処理で目的
を達成することができ処理が簡単になるという利点があ
る。
【００３７】請求項８の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、前記制御手段が、前記誤差検出手段
により求めた誤差または前記類似度検出手段により求め
た類似度に基づいて、あらかじめ用意されている揺動パ
ターンの振幅と周波数との少なくとも一方を変更するも
のであり、あらかじめ用意されている揺動パターンの振
幅と周波数との少なくとも一方を変更するだけでフィー
ドバック制御の操作量を変化させるから処理が簡単にな
るという利点がある。
６の発明において、前記制御手段が、前記誤差検出手段
により求めた誤差または前記類似度検出手段により求め
た類似度に基づいて、あらかじめ用意されている揺動パ
ターンの振幅と周波数との少なくとも一方を変更するも
のであり、あらかじめ用意されている揺動パターンの振
幅と周波数との少なくとも一方を変更するだけでフィー
ドバック制御の操作量を変化させるから処理が簡単にな
るという利点がある。
【図１】（ａ）は実施形態１の概略構成図、（ｂ）は同
上のブロック図である。
上のブロック図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は同上における目標値の例を示
す動作説明図、（ｄ）は同上における検出量の例を示す
動作説明図である。
す動作説明図、（ｄ）は同上における検出量の例を示す
動作説明図である。
【図３】（ａ）は実施形態２における目標値の例を示す
動作説明図、（ｂ）は同上における検出量の例を示す動
作説明図である。
動作説明図、（ｂ）は同上における検出量の例を示す動
作説明図である。
【図４】（ａ）は実施形態３における目標値の例を示す
動作説明図、（ｂ）は同上における検出量の例を示す動
作説明図である。
動作説明図、（ｂ）は同上における検出量の例を示す動
作説明図である。
【図５】（ａ）は実施形態４における目標値の例を示す
動作説明図、（ｂ）は同上における検出量の例を示す動
作説明図である。
動作説明図、（ｂ）は同上における検出量の例を示す動
作説明図である。
【図６】（ａ）は実施形態５における元の揺動パターン
を示す動作説明図、（ｂ）は同上における補正後の揺動
パターンを示す動作説明図である。
を示す動作説明図、（ｂ）は同上における補正後の揺動
パターンを示す動作説明図である。
【図７】（ａ）は実施形態６における元の揺動パターン
を示す動作説明図、（ｂ）は同上における振幅補正後の
揺動パターンを示す動作説明図、（ｃ）は同上における
周波数補正後の揺動パターンを示す動作説明図である。
を示す動作説明図、（ｂ）は同上における振幅補正後の
揺動パターンを示す動作説明図、（ｃ）は同上における
周波数補正後の揺動パターンを示す動作説明図である。
１ 座席 ２ パラレルメカニズム ３ 制御装置 ４ 加速度センサ ３０ 演算部 ３０ａ 誤差検出部 ３０ｂ 類似度検出部 ３０ｃ テーブル ３１ データ記憶部 ３２ アクチュエータ制御部 ３３ 駆動部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 幸男 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 被訓練者が着座する座席と、座席を３次
元で揺動させる駆動手段と、座席の揺動パターンを駆動
手段に指示する制御手段と、被訓練者の少なくとも腰部
の移動量を検出するセンシング手段と、センシング手段
により検出した検出量とあらかじめ設定されている目標
値との誤差を求める誤差検出手段とを備え、制御手段は
誤差検出手段により求めた誤差を小さくするように駆動
手段をフィードバック制御することを特徴とする腰痛予
防訓練装置。 - 【請求項２】 被訓練者が着座する座席と、座席を３次
元で揺動させる駆動手段と、座席の揺動パターンを駆動
手段に指示する制御手段と、被訓練者の少なくとも腰部
の移動量を検出するセンシング手段と、センシング手段
により検出した検出量の一定時間毎の積分値の変化パタ
ーンとあらかじめ設定されている目標値の一定時間毎の
積分値の変化パターンとの類似度を求める類似度検出手
段とを備え、制御手段は類似度検出手段により求めた類
似度を大きくするように駆動手段をフィードバック制御
することを特徴とする腰痛予防訓練装置。 - 【請求項３】 被訓練者が着座する座席と、座席を３次
元で揺動させる駆動手段と、座席の揺動パターンを駆動
手段に指示する制御手段と、被訓練者の少なくとも腰部
の移動量を検出するセンシング手段と、センシング手段
により検出した検出量の一定時間毎の積分値とあらかじ
め設定されている目標値の一定時間毎の積分値との誤差
を求める誤差検出手段とを備え、制御手段は誤差検出手
段により求めた誤差を小さくするように駆動手段をフィ
ードバック制御することを特徴とする腰痛予防訓練装
置。 - 【請求項４】 被訓練者が着座する座席と、座席を３次
元で揺動させる駆動手段と、座席の揺動パターンを駆動
手段に指示する制御手段と、被訓練者の少なくとも腰部
の移動量を検出するセンシング手段と、センシング手段
により検出した検出量の一定時間毎の周波数成分の分布
パターンとあらかじめ設定されている目標値の一定時間
毎の周波数成分の分布パターンとの類似度を求める類似
度検出手段とを備え、制御手段は類似度検出手段により
求めた類似度を大きくするように駆動手段をフィードバ
ック制御することを特徴とする腰痛予防訓練装置。 - 【請求項５】 被訓練者が着座する座席と、座席を３次
元で揺動させる駆動手段と、座席の揺動パターンを駆動
手段に指示する制御手段と、被訓練者の少なくとも腰部
の移動量を検出するセンシング手段と、センシング手段
により検出した検出量の一定時間毎の周波数成分の分布
パターンのうちのピークの得られる周波数とあらかじめ
設定されている目標値の一定時間毎の周波数成分の分布
パターンのうちのピークの得られる周波数との誤差を求
める誤差検出手段とを備え、制御手段は誤差検出手段に
より求めた誤差を小さくするように駆動手段をフィード
バック制御することを特徴とする腰痛予防訓練装置。 - 【請求項６】 センシング手段は、被訓練者の腰部の移
動量に加えて、被訓練者における脈拍、呼吸数、腰部を
主体とする筋肉群の筋電位、重心の移動量、頭部の移動
量のうちの少なくとも一種類を検出することを特徴とす
る請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の腰痛予防
訓練装置。 - 【請求項７】 前記制御手段は、前記誤差検出手段によ
り求めた誤差または前記類似度検出手段により求めた類
似度と揺動パターンとを対応付けたテーブルを備え、前
記誤差または前記類似度に応じて揺動パターンを選択
し、選択した揺動パターンにより駆動手段を制御するこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記
載の腰痛予防訓練装置。 - 【請求項８】 前記制御手段は、前記誤差検出手段によ
り求めた誤差または前記類似度検出手段により求めた類
似度に基づいて、あらかじめ用意されている揺動パター
ンの振幅と周波数との少なくとも一方を変更することを
特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の
腰痛予防訓練装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06372198A JP3606033B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 腰痛予防訓練装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06372198A JP3606033B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 腰痛予防訓練装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11253502A true JPH11253502A (ja) | 1999-09-21 |
| JP3606033B2 JP3606033B2 (ja) | 2005-01-05 |
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ID=13237555
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06372198A Expired - Fee Related JP3606033B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 腰痛予防訓練装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3606033B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11155836A (ja) * | 1997-09-25 | 1999-06-15 | Matsushita Electric Works Ltd | 運動分析方法および運動補助装置 |
| WO2013071408A1 (en) * | 2011-11-15 | 2013-05-23 | Fitlight Sports Corp. | Exercise training system |
| US9791246B2 (en) | 2015-08-28 | 2017-10-17 | Fitlight Sports Corp. | Stimulant target unit and accessory for a stimulant target unit |
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| JPH0767924A (ja) * | 1993-09-03 | 1995-03-14 | Akira Nishikawa | 腰部運動補助機 |
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-
1998
- 1998-03-13 JP JP06372198A patent/JP3606033B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US9808671B2 (en) | 2011-11-15 | 2017-11-07 | Fitlight Sports Corp. | Exercise training system |
| US10279216B2 (en) | 2011-11-15 | 2019-05-07 | Fitlight Sports Corp. | Exercise training system |
| US9791246B2 (en) | 2015-08-28 | 2017-10-17 | Fitlight Sports Corp. | Stimulant target unit and accessory for a stimulant target unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP3606033B2 (ja) | 2005-01-05 |
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