JPS6122609Y2 - - Google Patents

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JPS6122609Y2
JPS6122609Y2 JP13378681U JP13378681U JPS6122609Y2 JP S6122609 Y2 JPS6122609 Y2 JP S6122609Y2 JP 13378681 U JP13378681 U JP 13378681U JP 13378681 U JP13378681 U JP 13378681U JP S6122609 Y2 JPS6122609 Y2 JP S6122609Y2
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motor
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は筋力トレーニング装置に関し、特に筋
力トレーニングに必要な負荷にウエイトに代えて
トルクモータとした負荷装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a muscle strength training device, and more particularly to a load device that uses a torque motor instead of a weight as the load required for muscle strength training.

腕を使つてウエイトを上下操作する機構を有し
て腹や腕の筋肉を鍛えるためのラツトマシンと称
されるトレーニング器具に代表されるように、筋
力トレーニング装置は、一般に負荷としてワイヤ
ーに吊下げた1枚又は複数枚のウエイトを着脱自
在に構成し、該ワイヤーに連結されるハンドル等
のレバーをガイドバーに沿つて上下又は左右動自
在に設け、該レバーを諸姿勢からの操作に対して
該ウエイトを負荷として腕や腹の筋肉を鍛える構
成にされている。
Muscle strength training equipment is generally a machine that is suspended from a wire as a load, as exemplified by a training device called a rat machine, which has a mechanism for moving weights up and down using the arm and is used to train abdominal and arm muscles. One or more weights are configured to be detachable, and a lever such as a handle connected to the wire is provided so as to be movable vertically or horizontally along a guide bar, and the lever is configured to be able to be operated from various positions. It is designed to use weights as a load to train your arm and abdominal muscles.

こうした筋力トレーニング器具においては、負
荷調整にはウエイトの枚数変更を必要としてその
煩わしさがあるし、負荷調整後はレバー位置に拘
らず一定になるため実際の運動動作において加わ
る負荷位置・時間要素も含めた負荷態様とは異な
つてしまう不都合があつた。例えば、重量挙げの
負荷態様はバーベルをつかんで胸元まで持上げる
過程に無負荷に近い状態があるのに対して、トレ
ーニング器具には実際の負荷態様に同じにした構
造にするのが難しいし、仮りに同じ特性を持つ構
造に成し得ても複雑な構造にして高価な器具にな
るし、ジヤーク、スナツチなど負荷態様の少しの
変化にも別構造器具を必要とするなどその汎用性
に劣る欠点があつた。
In such strength training equipment, adjusting the load requires changing the number of weights, which is cumbersome, and after adjusting the load, it remains constant regardless of the lever position, so the load position and time factors added in the actual exercise movement are also There was an inconvenience that the load pattern differed from the included one. For example, in the loading mode of weightlifting, there is a nearly no-load state during the process of grasping the barbell and lifting it to the chest, but it is difficult to create a structure that matches the actual loading mode for training equipment, and it is difficult to create a structure that matches the actual loading mode. Even if it were possible to create a structure with the same characteristics as the previous one, it would be a complicated structure and an expensive device, and a device with a different structure would be required for slight changes in the load mode such as jerking and snatching, which is a disadvantage in that it is less versatile. It was hot.

本考案は、負荷としてトルクモータを使用し、
トルクモータのトルク設定値を負荷位置、負荷時
間要素も含めた負荷のプログラム制御とすること
により、任意の運動動作における負荷態様に適合
した負荷発生に自動調整可能にして従来の問題点
の解消した筋力トレーニング装置を提供すること
を目的とする。
This invention uses a torque motor as a load,
By controlling the torque setting value of the torque motor in a load program that includes load position and load time elements, it is possible to automatically adjust the load generation to match the load condition of any exercise operation, and the conventional problems have been solved. The purpose is to provide a strength training device.

第1図は本考案の一実施例を示す機構部構成を
示す。平行でかつ垂直に起立設したガイドレール
1に沿つて上下動できるようガイド輪2Aを持つ
滑車2にはハンドル3の一端が取付けられる。ハ
ンドル3の他端には運転者が種々姿勢を持つて把
持するレバー部3Aが設けられる。滑車2はガイ
ドレール2に沿つて張られるワイヤー4によつて
その上下動が規制され、ワイヤー4はプーリー
5,6,7によつてトルクモータ8もしくは該モ
ータ8からギヤ機構を介した変速機との間に張ら
れ、トルクモータ8と滑車2間の動力伝達に供さ
れる。こうした手段は適宜設計変更されるもの
で、例えばモータ8とワイヤー4の結合に安全対
策上に過負荷時のすべり手段や滑車2の位置規制
用ストツパ9が設けられるし、ハンドル3の操作
方向を左右動とするためにガイドバー1やモータ
8等を含めた一体機構を水平方向や斜方向に回動
可能にした機構とする。
FIG. 1 shows the structure of a mechanism showing an embodiment of the present invention. One end of a handle 3 is attached to a pulley 2 having a guide wheel 2A so as to be able to move up and down along a parallel and vertical guide rail 1. A lever portion 3A is provided at the other end of the handle 3 and is gripped by the driver in various postures. The vertical movement of the pulley 2 is regulated by a wire 4 stretched along the guide rail 2, and the wire 4 is connected by pulleys 5, 6, and 7 to a torque motor 8 or a transmission from the motor 8 via a gear mechanism. and is used for power transmission between the torque motor 8 and the pulley 2. These means are designed to be changed as appropriate. For example, a sliding means for overloading and a stopper 9 for regulating the position of the pulley 2 are provided at the connection between the motor 8 and the wire 4 for safety reasons, and a stopper 9 for regulating the position of the handle 3 is provided. For horizontal movement, the integrated mechanism including the guide bar 1, motor 8, etc. is configured to be rotatable horizontally or diagonally.

ワイヤー4には張力検出器10が設けられて滑
車2に加えられる負荷が検出される。また、滑車
2の位置検出器11としてプーリ6に結合された
回転式ポテンシヨメータが設けられる。
A tension detector 10 is provided on the wire 4 to detect the load applied to the pulley 2. Further, a rotary potentiometer coupled to the pulley 6 is provided as a position detector 11 of the pulley 2.

これら検出器10,11の検出信号はトルクモ
ータ8のフイードバツク制御用として利用され
る。この制御装置構成は第2図に示す構成にされ
る。同図において、張力検出器10はワイヤー4
が受ける張力から滑車2に作用する荷重に比例し
た電圧信号を出力し、位置検出器11は滑車位置
に比例した電圧信号を出力する。これら検出器1
0,11の出力はスイツチ12A,12Bによつ
て選択的又は両方一緒に制御部13へのフイード
バツク信号として取込まれ、その目標値としては
基準信号発生器14からのプログラム設定出力が
与えられる。このプログラム設定出力には必要に
応じてスイツチ14Aを通して時刻信号がタイマ
15から与えられる。
Detection signals from these detectors 10 and 11 are used for feedback control of the torque motor 8. The configuration of this control device is shown in FIG. In the figure, the tension detector 10 is a wire 4
The position detector 11 outputs a voltage signal proportional to the load acting on the pulley 2 from the tension received by the pulley 2, and the position detector 11 outputs a voltage signal proportional to the pulley position. These detectors 1
The outputs of 0 and 11 are taken in selectively or both together as feedback signals to the control section 13 by switches 12A and 12B, and the program setting output from the reference signal generator 14 is given as the target value. A time signal is applied from the timer 15 to this program setting output through a switch 14A as required.

制御部13は、基準信号発生器14の出力を比
較基準として滑車2の位置、負荷が該基準値に一
致するようモータ駆動装置16の操作出力を得
る。モータ駆動装置16は例えばパワートランジ
スタスイツチングによる電圧調整回路にされ、モ
ータ8の正逆転には相順変更のゲート制御による
構成にされる。また、制御部13はアナログ式に
限らず。基準信号発生器14等も含めてマイクロ
コンピユータによるデイジタル式にしてそのプロ
グラム制御を容易、多様化するのに好都合とな
る。
The control unit 13 uses the output of the reference signal generator 14 as a comparison standard to obtain the operation output of the motor drive device 16 so that the position and load of the pulley 2 match the reference values. The motor drive device 16 is, for example, a voltage adjustment circuit using power transistor switching, and the forward and reverse rotation of the motor 8 is configured by gate control for changing the phase order. Further, the control unit 13 is not limited to an analog type. It is advantageous to make the reference signal generator 14 and the like digitally controlled by a microcomputer to facilitate and diversify program control.

こうした構成のトレーニング装置の制御態様は
トレーニング種類に応じて適宜選択可能にされ
る。この制御を以下に例を上げて説明する。
The control mode of the training device having such a configuration can be selected as appropriate depending on the type of training. This control will be explained below using an example.

(1) アイソメトリツク的使用法 レバー3Aの位置が変化せず、運動者が押す
力と同じ反力をレバー3Aに発生するようモー
タ8のトルク出力制御を施す。このための制御
には、基準信号発生器14から滑車2の停止位
置を指令する基準信号Erefを与え、スイツチ
12Bを閉じて位置検出信号Esをフイードバ
ツク信号としてトルクモータ8の出力制御を行
なう。この制御にトルク制御系をマイナプール
として介在させるときには張力検出器10の出
力も制御部13に導入する。
(1) Isometric usage The torque output of the motor 8 is controlled so that the position of the lever 3A does not change and the lever 3A generates the same reaction force as the force pushed by the exerciser. For this control, a reference signal Eref for instructing the stop position of the pulley 2 is applied from the reference signal generator 14, the switch 12B is closed, and the output of the torque motor 8 is controlled using the position detection signal Es as a feedback signal. When the torque control system is interposed as a minor pool in this control, the output of the tension detector 10 is also introduced into the control section 13.

(2) 一定負荷使用法 レバー3Aに一定負荷を発生するようモータ
8のトルク一定出力制御を施す。このための制
御には基準信号発生器14から予め設定される
トルクに相当する基準信号Erefを発生し、ス
イツチ12Aを閉じて張力検出信号ETをフイ
ードバツク信号としてトルクモータ8の出力制
御を行なう。この使用法においては運動者の筋
力が設定されるトルクと同じではレバー位置に
変化なく、設定トルク以上ではレバーの移動に
残りのエネルギーが消費される。
(2) Constant load usage The motor 8 is controlled to have a constant torque output so as to generate a constant load on the lever 3A. For this control, a reference signal Eref corresponding to a preset torque is generated from the reference signal generator 14, the switch 12A is closed, and the output of the torque motor 8 is controlled using the tension detection signal ET as a feedback signal. In this usage, if the muscle strength of the exerciser is equal to the set torque, the lever position will not change, and if the set torque is exceeded, the remaining energy will be consumed to move the lever.

(3) 位置−負荷特性使用法 レバー3Aの位置に応じて予めプログラムさ
れる特性に従つた負荷を発生するようモータ8
のトルク出力制御を施す。このための制御には
位置検出器11の出力をスイツチ12cを通し
て基準信号発生器14の入力とし、例えば第3
図に示すように位置信号Esに対するトルク設
定出力を該基準信号発生器14から得て張力検
出器ETをフイードバツク信号としてトルクモ
ータ8の出力制御を行なう。
(3) How to use position-load characteristics The motor 8 is designed to generate a load according to the pre-programmed characteristics according to the position of the lever 3A.
Torque output control is applied. For this control, the output of the position detector 11 is input to the reference signal generator 14 through the switch 12c, for example, the third
As shown in the figure, a torque setting output corresponding to the position signal Es is obtained from the reference signal generator 14, and the output of the torque motor 8 is controlled using the tension detector E T as a feedback signal.

(4) 時間−位置又は負荷特性使用法 レバー3Aの位置又は負荷を時間の関数とし
て予めプログラされる特性に従つた負荷を発生
するようモータ8のトルク出力制御を施す。こ
のための制御には制御開始からスイツチ14A
を通してタイマ15の時限信号を基準信号発生
器14の入力とし、例えば第4図に示すように
時間に対する位置又はトルク設定出力を得て張
力検出器10又は位置検出器11の出力をフイ
ードバツク信号としてトルクモータ8の出力制
御を行なう。
(4) How to use time-position or load characteristics The torque output of the motor 8 is controlled so that the position or load of the lever 3A is generated as a function of time in accordance with the characteristics programmed in advance. For this purpose, switch 14A is used from the start of control.
The time signal of the timer 15 is input to the reference signal generator 14 through the input terminal 14, and the position or torque setting output with respect to time is obtained as shown in FIG. Controls the output of the motor 8.

以上のとおり、本考案による筋力トレーニング
装置は、ウエイトに代えてトルクモータを負荷と
して使用するため、負荷調整を容易にすると共に
任意の特性に適合させたプログラム制御が可能と
なり、トレーニング種目や目的に応じた負荷出力
を得る汎用性の高いものにできる。
As described above, the strength training device according to the present invention uses a torque motor as the load instead of weights, so it is easy to adjust the load, and it is also possible to control programs that match arbitrary characteristics, depending on the training type and purpose. It can be made highly versatile to obtain load output according to the load.

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

第1図は本考案の一実施例を示す機構部構成、
第2図は第1図におけるモータ8の制御装置回路
図、第3図及び第4図は第2図における負荷特性
例を示す図である。 2……滑車、3……ハンドル、4……ワイヤ
ー、8……トルクモータ、10……張力検出器、
11……位置検出器、13……制御部、14……
基準信号発生器、15……タイマー、16……モ
ータ駆動装置。
FIG. 1 shows the structure of a mechanism showing an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram of a control device for the motor 8 in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are diagrams showing examples of load characteristics in FIG. 2. 2... Pulley, 3... Handle, 4... Wire, 8... Torque motor, 10... Tension detector,
11...Position detector, 13...Control unit, 14...
Reference signal generator, 15...timer, 16...motor drive device.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 運動者が操作するレバーの移動負荷として該レ
バーに必要なトルクを発生するためのトルクモー
タと、上記レバーの位置を検出する位置検出器
と、上記レバーに作用する負荷を検出する張力検
出器と、これら位置検出器と張力検出器をフイー
ドバツク信号として予め設定されるプログラムに
従つた基準信号との比較によつて上記トルクモー
タの出力制御をする制御手段とを備えたことを特
徴とする筋力トレーニング装置。
a torque motor for generating the torque required for the lever as a moving load for the lever operated by the exerciser; a position detector for detecting the position of the lever; and a tension detector for detecting the load acting on the lever. , a control means for controlling the output of the torque motor by comparing the position detector and the tension detector as feedback signals with a reference signal according to a preset program. Device.
JP13378681U 1981-09-09 1981-09-09 muscle training equipment Granted JPS5840167U (en)

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JPS5840167U JPS5840167U (en) 1983-03-16
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