JPS6235501Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は脈拍数による運動負荷自動調節装置に
関する。

今日、運動不足や肥満の解消のためにジヨギン
グ等の運動が盛んに行なわれているが、日頃運動
をしていない者が自己の体力や能力を過信して急
激に無理な運動を行つた場合に事故を起こすケー
スが頻発している。このような事故を防止するた
めに、運動時の最高脈拍数や最低脈拍数を予めセ
ツトしておき、現在の脈拍数かこの範囲を超える
と警報が鳴るようにした装置が既に提供されては
いるが、前記最高脈拍数をどの程度の値にセツト
するかの基準が不明であり、その値によつては自
己の能力を超える運動を強いられる場合があつて
危険であつた。

本考案は上記の点に鑑み提案されたもので、小
さい運動負荷から時間をかけて大きな運動負荷へ
と段階的に変化せしめ得、人体に急激な負担がか
かるのを防いで事故を防止し、効果的な運動を行
なわしめる。すなわち、予め目標とする脈拍数を
設定しない為、自分の最高脈拍数を知らなくと
も、設定した脈拍数が高すぎて無理な運動を強い
られるという危険がなく、自己の能力以上の運動
を自重せしめるようにした脈拍数による運動負荷
自動調節装置を提供することを目的としている。

以下、図に沿つて本考案を説明する。

第１図は本考案の一実施例を示すブロツク図で
あり、図において、１は指尖や耳朶から脈拍を検
出してこれを電気的信号に変換するセンサであ
り、その出力側には検出信号からノイズ成分を除
去するフイルタ２、増幅器３、および脈波を脈拍
パルスに変換するコンパレータ４が順次接続され
ている。このコンパレータ４の出力端子には
CPUの如き演算部５が接続されている。

演算部５には第１および第２のタイマ６，７が
夫々接続されてお、また最高脈拍数を記憶する第
１のメモリ８と、現在の脈拍数を逐次記憶する第
２のメモリ９と、第１のタイマ６によつて計時し
た一定周期毎の脈拍数を記憶する第３のメモリ１
０と、最低脈拍数すなわち運動開始前の脈拍数を
記憶する第４のメモリ１１とが夫々並列に接続さ
れている。

更に演算部５の出力端には、運動負荷制御部１
２および負荷を何段階かに選択可能な自転車エル
ゴメータの如き運動器具１３が順次接続され、ま
た運動負荷制御部１２には運動負荷を選択するた
めの運動負荷選択スイツチ１４が接続されてい
る。

なお、演算部５には、現在選択されている負荷
を表示する運動負荷表示器１５、現在の脈拍を表
示する脈拍表示器１６およびリセツトスイツチ１
７が夫夫接続される。

しかしてその動作を説明すると、運動を開始す
る前の脈拍は演算部５によつて１分間当りの脈拍
数に換算され、脈拍表示器１６により表示されて
いる。同時にこの脈拍数は最低脈拍数として第４
のメモリ１１に記憶される。

いま運動器具１３の負荷が１〜３の３段階に切
換えが可能で、負荷１から負荷２、負荷３となる
に従つて負荷が増大するものと仮定しておく。

先ず負荷１で運動を開始したとする。第１のタ
イマ６は、第２図ロに示す如く所定の周期、例え
ば60秒おきにタイミングパルスを発するものと
し、演算部５はこのタイミングパルスが発せられ
る毎にその瞬間の脈拍数を第３のメモリ１０に記
憶する。この時、第２のメモリ９には現在の脈拍
数が演算部５を介して逐次記憶されており（同時
にこの脈拍数は脈拍表示器１６によつて表示され
ている）、メモリ９の脈拍数とメモリ１０の脈拍
数との差を逐次求めることにより、この差が大き
い場合にはその運動負荷のもとで運動を開始して
間もないことが推定される。従つてこの差が少な
く、一定範囲内で収まる期間がある程度続けば、
その負荷のもとで適度な運動が行なわれたと判断
することができる。

例えば、メモリ１０とメモリ９との脈拍数の差
が10拍以内であり、差がこの範囲内に収まつてい
る期間を４分以内と予め設定しておく。いま運動
前の脈拍数が70拍／分とすると70という値が第４
のメモリ１１に記憶されている。負荷１で運動を
開始した後、メモリ１０には第２図ロの１個目の
タイミングパルスにより第２図イに示す如く70と
いう脈拍数が記憶される。以後、次のタイミング
パルスによりメモリ１０の内容が更新されるまで
メモリ９内の現在の脈拍数とメモリ１０の内容が
比較され、その差が10以内になつたときから第２
のタイマ７が計時を始めて４分後に演算部５に信
号を送り、演算部５ではこれにに基づいて第２図
ハに示す如く運動負荷制御パルスを発する。この
パルスは運動負荷制御部１２に加えられ、この制
御部１２の動作により運動器具１３の負荷は１か
ら２へと段階的に増加せしめられるものである。

この負荷の加に追随するべく、第２図イに示す
ように脈拍数は一時的に増加するが、暫くすると
ほぼ一定になり、以後、前記同様の脈拍数の比較
が行なわれる。

なお、第１のメモリ８にはその時々の最高脈拍
数が逐次記憶される。

このようにして負荷の小さい運動から次第に負
荷を大きくしていき、自己の限界までの運動を行
うと同時に、最低（平常）脈拍数と最高脈拍数と
がメモリ１１，８に夫々記憶されることとなる。
一度、最低、最高脈拍数が夫々記憶されると、次
回から運動する場合には次式により近似的に最適
な運動負荷を求めることができる。

（現在脈拍数）−（最低（平常）脈拍数）／（最高脈拍
数）−（最低脈拍数） ×100〔％〕 かかる運動負荷は最適な運動負荷として運動負
荷表示器１５に表示され、使用者はこれを目安に
運動を行なうことができる。

なお、一定負荷で運動したい場合にはリセツト
スイツチ１７により運動負荷制御パルスをリセツ
トしておき、運動負荷選択スイツチ１４により運
動器具１３を適度な負荷に設定すればよい。

以上のように本考案によれば、運動中において
第２および第３のメモリの記憶内容を逐次比較
し、その差が一定値以内で第２のタイマにより設
定された一定期間継続した場合に運動負荷制御信
号により運動負荷制御部を介して運動負荷を切換
えることにより、小さい運動負荷から時間をかけ
て大きな運動負荷へと段階的に変化せしめ得、人
体に急激な負担がかかるのを防いで事故を防止
し、効果的な運動を行なわしめ、たとえ自己の最
高の脈拍数を知らなくとも、自己の能力以上の運
動を自重させ得る効果を有する。

また、必要に応じて運動負荷選択スイツチの操
作により一定負荷に固定し得る自在性をも有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すブロツク図、
第２図イ，ロ，ハ）は夫々動作説明図である。 １……センサ、２……フイルタ、３……増幅
器、４……コンパレータ、５……演算部、６……
第１のタイマ、７……第２のタイマ、８……第１
のメモリ、９……第２のメモリ、１０……第３の
メモリ、１１……第４のメモリ、１２……運動負
荷制御部、１３……運動器具、１４……運動負荷
選択スイツチ、１５……運動負荷表示器、１６…
…脈拍表示器、１７……リセツトスイツチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 生体より得た脈拍パルスが入力されると演算部
   と、第１および第２のタイマと、現在の脈拍数が
   記憶される第２のメモリと、第１のタイマからの
   タイミングパルスに基づき所定周期毎の脈拍数が
   記憶される第３のメモリと、演算部からの運動負
   荷制御信号を受けて運動器具の負荷の大きさを切
   換制御する運動負荷制御部とからなり、運動中に
   おいて第２および第３のメモリの記憶内容を逐次
   比較し、その差が一定値以内で第２のタイマより
   設定された一定期間継続した場合に前記運動負荷
   制御信号により運動負荷制御部を介して運動負荷
   を切換えるようにしたことを特徴とする脈拍数に
   よる運動負荷自動調節装置。