JPS63246181A - Motion training apparatus - Google Patents

Motion training apparatus

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JPS63246181A
JPS63246181A JP7950887A JP7950887A JPS63246181A JP S63246181 A JPS63246181 A JP S63246181A JP 7950887 A JP7950887 A JP 7950887A JP 7950887 A JP7950887 A JP 7950887A JP S63246181 A JPS63246181 A JP S63246181A
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JP
Japan
Prior art keywords
training
brake
speed
training device
arm
Prior art date
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Pending
Application number
JP7950887A
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Japanese (ja)
Inventor
眞 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sakai Medical Co Ltd
Original Assignee
Sakai Medical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sakai Medical Co Ltd filed Critical Sakai Medical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はスポーツ選手のパワーアップ訓練、−船人の
体力維持向上訓練、身障者の運動訓練などに使用する訓
練装置で、特にパワー(抵抗力×速度)が一定になるよ
うに訓練部の速度に応じて抵抗力が変化するようにした
訓練装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention is a training device used for power-up training for athletes, training for maintaining and improving the physical strength of sailors, exercise training for disabled people, etc. The present invention relates to a training device in which the resistance force changes according to the speed of the training section so that the speed (x speed) is constant.

[従来の技術] 従来、身体の筋肉又は関節を発達又は強化するための訓
練装置には、重錘や水を負荷に用いた抵抗カ一定の訓練
装置又は油圧、空気圧を利用して等速性運動を行わせる
訓練装置などがあった。
[Prior Art] Conventionally, training devices for developing or strengthening the muscles or joints of the body include training devices with constant resistance using weights or water as a load, or training devices with constant resistance using hydraulic or pneumatic pressure. There was also training equipment for exercising.

近年訓練方法の研究が進み訓練方法が多様化して、単に
筋力の強化のみならずスピードがあって、かつ力が強い
というパワーアップに関する訓練装置が要求されるよう
になって来た。
In recent years, research on training methods has progressed and training methods have diversified, and there has been a demand for training devices that not only strengthen muscle strength but also increase power, such as speed and strength.

パワーアップのための運動訓練装置としては、次のよう
なものが考えられていた。
The following were considered as exercise training devices for increasing power.

第2図は従来考えられていた運動訓練装置の構成を示す
ブロック図である。図において、1は訓練アーム、3は
電磁ブレーキ、4は制御部、8は希望するパワー値を制
御部4へ人力するためのキーボードあるいは回転つまみ
などのパワー設定部、6は訓練アームlの回転速度を検
出するための速度センサ、7は速度センサ6と共に回転
速度検出手段を構成している検出ホイールで、例えば速
度センサ6が磁気式の場合は磁性材よりなる歯車型の検
出ホイール、速度センサ6が光電式の場合は周面が黒白
等間隔て交互に塗装された検出ホイールか使用される。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a conventional exercise training device. In the figure, 1 is a training arm, 3 is an electromagnetic brake, 4 is a control unit, 8 is a power setting unit such as a keyboard or rotary knob for inputting a desired power value to the control unit 4, and 6 is a rotation of the training arm l. A speed sensor for detecting speed, 7 is a detection wheel that constitutes a rotational speed detection means together with the speed sensor 6. For example, if the speed sensor 6 is a magnetic type, a gear-shaped detection wheel made of a magnetic material, the speed sensor If 6 is a photoelectric type, a detection wheel whose circumferential surface is painted black and white alternately at equal intervals is used.

9は被訓練者が訓練の際に握るグリップ、15は端部に
訓練アーム1が連結し、中間に検出ホイール7が結合さ
れている電磁ブレーキ3の回転軸、14は電磁ブレーキ
3を支持する支持台である。
9 is a grip that a trainee holds during training; 15 is a rotating shaft of an electromagnetic brake 3 to which the training arm 1 is connected at the end and a detection wheel 7 is connected in the middle; 14 is a support for the electromagnetic brake 3; It is a support stand.

次に、第2図に示す従来考えられていた運動訓練装置の
動作について説明する。まず、パワー設定部8によって
希望するパワー値を設定する。次いて、被訓練者が人力
アームlのグリップ9を握り訓練アーム1を回転させる
。すると検出ホイール7が回転し、速度センサ6によっ
て回転軸15の回転速度情報が制御部4へ人力される。
Next, the operation of the conventional exercise training device shown in FIG. 2 will be explained. First, a desired power value is set using the power setting section 8. Next, the trainee grasps the grip 9 of the human-powered arm 1 and rotates the training arm 1. Then, the detection wheel 7 rotates, and the rotation speed information of the rotation shaft 15 is manually inputted to the control section 4 by the speed sensor 6.

制御部4はこの回転速度情報と上記設定したパワー値に
よって電磁ブレーキ3のブレーキトルクを制御すブレー
キトルクを1、回転数をN(rpm)、パワー値設定数
をPとすると、To = k P / Nの関−係式が
保持されるように制御部4は電磁ブレーキ3の制御を行
う。上記式中のkは比例定数である。
The control unit 4 controls the brake torque of the electromagnetic brake 3 using this rotational speed information and the power value set above.If the brake torque is 1, the rotational speed is N (rpm), and the number of power value settings is P, To = k P. The control unit 4 controls the electromagnetic brake 3 so that the relational expression of /N is maintained. k in the above formula is a proportionality constant.

このように制御されるので、訓練アームlを回転させる
ときの抵抗トルクはブレーキトルク1に等しいので訓練
アームlの回転速度に反比例するようになり、常にパワ
ー一定の抵抗力が与えられる。
Since it is controlled in this manner, the resistance torque when rotating the training arm 1 is equal to the brake torque 1 and is inversely proportional to the rotational speed of the training arm 1, so that a resistance force with constant power is always applied.

[発明が解決しようとする問題点コ 上記従来の考えられていた運動訓練装置は、実際の訓練
に使用する場合、訓練アームlには抵抗力として時には
100Kg−m以上のトルクが必要な場合もあり、しか
も設定したパワー値と訓練アーム1の回転速度によって
変化しなければならない。従って、電磁ブレーキ3はそ
のブレーキトルクが極めて大きく、かつ変動範囲の非常
に広いものを必要とし、制御部4も広い範囲にわたり制
御しなければならないと共に、極めて大きな電力の制御
を必要とするという問題点があった。このような問題点
は上記運動訓練装置の実用化を阻む原因となり今日まで
商品化されなかった。
[Problems to be solved by the invention] When the previously considered exercise training device described above is used for actual training, the training arm sometimes requires a torque of 100 Kg-m or more as a resistance force. Yes, and it must change depending on the set power value and the rotational speed of the training arm 1. Therefore, the problem is that the electromagnetic brake 3 needs to have an extremely large brake torque and a very wide variation range, and the control section 4 also needs to be controlled over a wide range and also needs to control an extremely large amount of electric power. There was a point. These problems have prevented the practical use of the exercise training device, and it has not been commercialized to date.

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、小型電磁ブレーキを用いたコンパクトで安価なパワ
ー訓練のための運動訓練装置を得ることを目的とする。
The present invention was made to solve these problems, and an object of the present invention is to obtain a compact and inexpensive exercise training device for power training using a small electromagnetic brake.

[問題点を解決するための手段] この発明に係る運動訓練装置は、減速手段の減速側軸に
被訓練者に抵抗力を与える訓練アームを、高速側軸にブ
レーキ手段と回転速度検出手段を設ける構成としたもの
である。
[Means for Solving the Problems] The exercise training device according to the present invention includes a training arm that applies a resistance force to the trainee on the deceleration side shaft of the deceleration means, and a brake means and rotational speed detection means on the high speed side shaft. This is a configuration in which it is provided.

[作用] この発明の運動訓練装置は、訓練アームが減速手段の減
速側軸に設けられ、ブレーキ手段が上記減速装置の高速
側軸に設けられているので、ブレーキ手段の高速側と減
速側の回転比をn: lとすると、訓練アームの抵抗ト
ルクはブレーキ手段のブレーキトルクのn倍となるので
ブレーキ手段を小型なものにすることができる。また、
無段変速(減速)機等を用い、その減速手段の減速比な
変化させることによって、ブレーキ手段のブレーキトル
クの変化範囲は特に広いものを必要としなくなる。
[Function] In the exercise training device of the present invention, the training arm is provided on the deceleration side shaft of the deceleration means, and the brake means is provided on the high speed side shaft of the deceleration device. When the rotation ratio is n:l, the resistance torque of the training arm is n times the brake torque of the brake means, so the brake means can be made smaller. Also,
By using a continuously variable transmission (reduction gear) or the like and changing the reduction ratio of the reduction means, the brake torque of the brake means does not need to have a particularly wide range of change.

[実施例コ 第1図はこの発明の一実施例である運動訓練装置の構成
を示すブロック図で、第2図と同−又は相当部分は同一
符号を用いて表示してあり、その詳細な説明は省略する
。図において、2は減速手段である減速機で、例えば機
械式の無段式又は数段の減速比を有するものを使用する
ことができる。
[Example 1] Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of an exercise training device which is an embodiment of the present invention. The same or equivalent parts as in Fig. 2 are indicated using the same reference numerals, and the details thereof are not explained. Explanation will be omitted. In the figure, reference numeral 2 denotes a speed reducer which is speed reduction means, and for example, a mechanical stepless type or one having several speed reduction ratios can be used.

10は減速比を変える変速レバーである。上記減速機2
の減速側軸12には一方向クラッチ11を介して訓練ア
ーム1が連結され、高速側軸13には回転速度検出手段
の一要素である検出ホイール7が設けられ、さらにブレ
ーキ手段である電磁ブレーキ3が連結されている。この
電磁ブレーキ3の回転軸には始動モータMが連結されて
いる。
10 is a speed change lever that changes the reduction ratio. Above speed reducer 2
The training arm 1 is connected to the deceleration side shaft 12 via a one-way clutch 11, and the high speed side shaft 13 is provided with a detection wheel 7 which is an element of rotational speed detection means, and an electromagnetic brake which is a braking means. 3 are connected. A starting motor M is connected to the rotating shaft of the electromagnetic brake 3.

6は回転速度検出手段である速度センサ、8はパワー設
定部、4は制御部で、パワー設定部8で設定されたパワ
ー値と速度センサ6からの回転速  ′度情報に基いて
、常に電磁ブレーキ3のブレーキトルクのパワー値が設
定された値に保持されるように回転速度に応して制御を
行い、始動モータMの制御も行う。
6 is a speed sensor which is a rotational speed detection means, 8 is a power setting section, and 4 is a control section. Based on the power value set in the power setting section 8 and the rotational speed information from the speed sensor 6, Control is performed according to the rotational speed so that the power value of the brake torque of the brake 3 is maintained at a set value, and the starting motor M is also controlled.

一方向クラッチ11は訓練アームlと減速機2を一方向
の回転に限って連結するクラッチで、付属する切替えレ
バーによって連結する回転方向を自由に切り換えること
ができる。
The one-way clutch 11 is a clutch that connects the training arm l and the speed reducer 2 only in one direction of rotation, and the direction of rotation of the connection can be freely switched using an attached switching lever.

次に、第1図に示すこの発明の一実施例である運動訓練
装置の動作について説明する。
Next, the operation of the exercise training device shown in FIG. 1, which is an embodiment of the present invention, will be explained.

まず、パワー設定部8によってパワー値をセットし、ま
た減速機2の変速レバーlOを訓練目的に合った任意の
減速比fα置にセットし、電源スィッチをONにすると
始動モータMが制御部4の制御により通電され回転を始
め、電磁ブレーキ3゜検出ホイール7及び減速機2を回
転させる。このとき訓練アームlは一方向クラッチ11
があるので回転しない。次に被訓練者がグリップ9を握
り訓練アームlを所定の方向に回転させ、回転速度が所
定の値に達すると制御3II部4の制御によって始動モ
ータMの通電はOFFになりフリーの状態になる。制御
部4は速度センサ6の速度情報に応して電磁ブレーキ3
のブレーキトルクが常に設定したパワー値を深持するよ
うに、ブレーキ増幅器5を制御し電磁ブレーキ3の励磁
電流を制御するので、被訓練者が訓練アーム】の回転速
度を変化させてもパワー値が一定になるように抵抗トル
クが変化し、速度×抵抗トルク=パワーが一定に保持さ
れる。従って訓練アームlの抵抗トルクはその回転速度
に反比例する値となる。
First, the power value is set using the power setting section 8, and the speed change lever lO of the reduction gear 2 is set to an arbitrary reduction ratio fα that suits the purpose of training, and when the power switch is turned on, the starting motor M is activated by the control section 4. The electromagnetic brake 3 degree detecting wheel 7 and speed reducer 2 are rotated by being energized and starting to rotate. At this time, the training arm l is the one-way clutch 11
Because of this, it does not rotate. Next, the trainee grips the grip 9 and rotates the training arm l in a predetermined direction, and when the rotational speed reaches a predetermined value, the starting motor M is de-energized by the control of the control 3II section 4 and becomes in a free state. Become. The control unit 4 operates the electromagnetic brake 3 according to the speed information from the speed sensor 6.
Since the brake amplifier 5 is controlled and the excitation current of the electromagnetic brake 3 is controlled so that the brake torque always maintains the set power value, even if the trainee changes the rotational speed of the training arm, the power value remains constant. The resistance torque changes so that the value remains constant, and speed x resistance torque = power is held constant. Therefore, the resistance torque of the training arm l has a value inversely proportional to its rotational speed.

以上のように、この発明の運動訓練装置によって被訓練
者は訓練アーム1の回転速度に関係なく一定のパワー値
を有する抵抗力を受けて訓練を続けろことができる。被
訓練者が力を抜いて回転速度を下げると大きい力を受け
ろようになり、回転速度を上げると抵抗力は小さくなる
。従って、長時間訓練を続けても飽きず、被訓練者が独
自のプログラム(例えば始めはゆっくり、中間で高速、
終りは再びゆっくりと行うなど)で訓練を行うことので
きる運動訓練装置を得ることかできる。
As described above, the exercise training device of the present invention allows the trainee to continue training by receiving a resistance force having a constant power value regardless of the rotational speed of the training arm 1. If the trainee relaxes and lowers the rotational speed, he or she will be able to receive a larger force, and if the trainee increases the rotational speed, the resistance force will become smaller. Therefore, trainees can continue training for a long time without getting bored, and can create their own programs (for example, slow at first, fast in the middle,
It is possible to obtain an exercise training device that allows you to train by repeating the exercise slowly at the end.

また、減速機2の減速側に訓練アーム1を連結し高速側
に電磁ブレーキ3を連結しているので、電磁ブレーキ3
のブレーキトルクは従来考えられていた装置に比へ非常
に小さな値でよくなり、その変化範囲も減速機2の減速
比を訓練に合わせてセットするので小さなものでよくな
り、小型の電磁ブレーキ3を使用することができる。
In addition, since the training arm 1 is connected to the deceleration side of the reducer 2 and the electromagnetic brake 3 is connected to the high speed side, the electromagnetic brake 3
The brake torque of the device can be changed to a very small value compared to the conventionally considered device, and the range of change can also be small because the reduction ratio of the reducer 2 is set according to the training, and the small electromagnetic brake 3 can be used.

なお、第1図に示した運動訓練装置の訓練アームlのグ
リップ9は訓練部位に応じて種々交換される。
Note that the grip 9 of the training arm l of the exercise training device shown in FIG. 1 can be replaced in various ways depending on the training area.

始動モータMは始動初期の回転速度が低い間、抵抗トル
クが極めて大きく被訓練者が訓練アームlを回転するこ
とができなくなることがあり、これを防ぐために設けら
れたものである。
The starting motor M is provided to prevent the trainee from sometimes being unable to rotate the training arm 1 due to extremely large resistance torque while the rotational speed is low at the initial stage of starting.

なお、上記運動訓練装置の始動に際し、上記電磁ブレー
キ3のブレーキトルクを零にし、回転速度か所定の速度
に達したとき、あるいは電源スィッチをONにしてから
所定時間経過後に上記ブレーキ増幅器5を作動させ、抵
抗トルクを発生させるようにすることもてきるが、制御
が複雑になったり使用上の制限を受ける。
When starting the exercise training device, the brake torque of the electromagnetic brake 3 is set to zero, and the brake amplifier 5 is activated when the rotational speed reaches a predetermined speed, or after a predetermined time has elapsed since the power switch is turned on. Although it is possible to generate a resistance torque by adjusting the resistance torque, the control becomes complicated and there are limitations in use.

[発明の効果] この発明は以上説明したとおり、運動訓練装置において
、減速手段の減速側軸に訓練アームを連結し、高速側軸
にブレーキ手段と回転速度検出手段を連結する構成とし
たので、ブレーキ手段の必要なブレーキトルクを非常に
小さく、またそのトルクの変化範囲も特に広いものを必
要゛どしないので、装置全体をコンパクトで安価に実用
化することができるという優れた効果を奏するものであ
る。
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention has an exercise training device in which the training arm is connected to the deceleration side shaft of the deceleration means, and the brake means and the rotational speed detection means are connected to the high speed side shaft. The braking torque required by the braking means is very small, and the range of change in the torque is not particularly wide, so it has the excellent effect that the entire device can be put to practical use in a compact and inexpensive manner. be.

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

第1図はこの発明の一実施例である運動訓練装置の構成
を示すブロック図、第2図は従来考えられていた運動訓
練装置の構成を示すブロック図である。 図において、l・・・訓練アーム、2・・・減速機、3
・・・電磁ブレーキ、4・・・制御部、5・・・ブレー
キ増幅器、6・・・速度センサ、7・・・検出ホイール
、8・・・パワー設定部、9・・・グリップ、10 用
変速レバー、11・・・一方向クラッチ、12・・・減
速側軸、13・・・高速側軸、14・・・支持台、15
・・・回転軸、M・・・始動モータ である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人  酒井医療株式会社 代理人 弁理士      島  1)   金弟1図 1:訓練アーム        11:  −力商クラ
、V+2:  =yf;c遠&           
  i:2:  ンfx*ilり釉3:t’!プレーへ
        13: &達順11釉6: 迷度江ン
サ        14: 支持台7二、ン*出、;1
′二、イー)し       M: 始動モータ9:グ
リ、2プ 10: 変漣レバ−
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an exercise training device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a conventional exercise training device. In the figure, l...training arm, 2...reducer, 3
...Electromagnetic brake, 4...Control unit, 5...Brake amplifier, 6...Speed sensor, 7...Detection wheel, 8...Power setting unit, 9...Grip, 10 Gear shift lever, 11... One-way clutch, 12... Deceleration side shaft, 13... High speed side shaft, 14... Support stand, 15
...rotating shaft, M...starting motor. In each figure, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts. Patent Applicant Sakai Medical Co., Ltd. Agent Patent Attorney Shima 1) Golden brother 1 Figure 1: Training arm 11: -Rikisho Kura, V+2: =yf;c far&
i:2: Nfx*ilriglaze3:t'! Go to play 13: &Achievement 11 Glaze 6: Lost Ensa 14: Support stand 72, N*out, ;1
'2, E) M: Start motor 9: GREEN, 2 P10: Change lever

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)抵抗力に打ち勝つことにより身体の筋肉又は関節
を発達又は強化するための訓練装置において、被訓練者
に上記抵抗力を与える訓練アームを減速手段の減速側軸
に設け、上記減速手段の高速側軸にブレーキ手段と回転
速度検出手段を設けたことを特徴とする運動訓練装置。
(1) In a training device for developing or strengthening the muscles or joints of the body by overcoming a resistance force, a training arm that provides the resistance force to the trainee is provided on the deceleration side shaft of the deceleration means; An exercise training device characterized in that a brake means and a rotational speed detection means are provided on the high-speed side shaft.
(2)上記ブレーキ手段に電磁ブレーキを用いたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の運動訓練装置。
(2) The exercise training device according to claim 1, wherein an electromagnetic brake is used as the braking means.
(3)上記ブレーキ手段の回転軸に始動モータを連結し
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の運動訓
練装置。
(3) The exercise training device according to claim 1, characterized in that a starting motor is connected to the rotating shaft of the brake means.
JP7950887A 1987-03-31 1987-03-31 Motion training apparatus Pending JPS63246181A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007000435A (en) * 2005-06-24 2007-01-11 Furukawa Co Ltd Swing practice apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007000435A (en) * 2005-06-24 2007-01-11 Furukawa Co Ltd Swing practice apparatus

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