WO2018198241A1 - エルゴメータ - Google Patents

エルゴメータ Download PDF

Info

Publication number
WO2018198241A1
WO2018198241A1 PCT/JP2017/016599 JP2017016599W WO2018198241A1 WO 2018198241 A1 WO2018198241 A1 WO 2018198241A1 JP 2017016599 W JP2017016599 W JP 2017016599W WO 2018198241 A1 WO2018198241 A1 WO 2018198241A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
exercise
motor
contraction
pedal
mode
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/016599
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
木村　雄一
水庫　功
和則 野坂
Original Assignee
三菱電機エンジニアリング株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機エンジニアリング株式会社 filed Critical 三菱電機エンジニアリング株式会社
Priority to US16/499,968 priority Critical patent/US11406871B2/en
Priority to PCT/JP2017/016599 priority patent/WO2018198241A1/ja
Priority to EP17907460.4A priority patent/EP3616759A4/en
Priority to JP2019514960A priority patent/JP6732114B2/ja
Publication of WO2018198241A1 publication Critical patent/WO2018198241A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0087—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B22/06—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with support elements performing a rotating cycling movement, i.e. a closed path movement
    • A63B22/0605—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with support elements performing a rotating cycling movement, i.e. a closed path movement performing a circular movement, e.g. ergometers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/04—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for lower limbs
    • A63B23/0476—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for lower limbs by rotating cycling movement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0062—Monitoring athletic performances, e.g. for determining the work of a user on an exercise apparatus, the completed jogging or cycling distance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0062—Monitoring athletic performances, e.g. for determining the work of a user on an exercise apparatus, the completed jogging or cycling distance
    • A63B2024/0065—Evaluating the fitness, e.g. fitness level or fitness index
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0062—Monitoring athletic performances, e.g. for determining the work of a user on an exercise apparatus, the completed jogging or cycling distance
    • A63B2024/0071—Distinction between different activities, movements, or kind of sports performed
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/005—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters
    • A63B21/0058—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters using motors

Definitions

  • the present invention relates to an ergometer having a pedal turned by an athlete.
  • a load means such as a mechanical brake or an electromagnetic brake is connected to a pedal on which an athlete rides, and by increasing or decreasing the intensity of the load generated by the load means, training of the athlete or Muscle strength evaluation is performed (for example, refer patent document 1).
  • the load generated by the load means is smaller than or equal to the torque generated by the exerciser. Therefore, the pedal movement direction is the same as the torque vector direction exerted by the muscles of the exerciser's legs, and a shortening contraction exercise (concentric exercise) is performed in which muscle strength is exerted while contracting muscle fibers.
  • stretch contraction exercise is exercise that exerts muscle strength while stretching muscle fibers, and can impart a relatively strong exercise load with less energy consumption.
  • An apparatus has been developed in which an exerciser exerts muscular strength against the rotation of a pedal that is rotationally driven by a motor, and exercises while muscle fibers are stretched (see, for example, Patent Document 2).
  • Patent Document 1 An ergometer represented by Patent Document 1 provides only a shortening contraction, and conversely, an apparatus represented by Patent Document 2 provides only an extensible contraction. For this reason, when it is desired to perform both the shortening contraction movement and the extension contraction movement, two devices are required. The introduction of two devices requires cost and a sufficient installation area.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an ergometer capable of performing both a shortening contraction movement and an extension contraction movement by a single unit.
  • An ergometer includes a pedal that is turned by an athlete, a motor connected to the pedal, and a control device that is connected to the motor and controls the operation of the motor. It is possible to switch between a shortening contraction motion mode in which the motor functions as a load when the pedal is turned by an exerciser and an extensible contraction motion mode in which the motor rotates the pedal and resists the rotation of the pedal by the exerciser. ing.
  • the control mode of the motor by the control device includes the shortening contraction motion mode in which the motor functions as a load when the pedal is turned by the athlete, the motor rotates the pedal, Since it is possible to switch between the extensible contraction motion mode that resists the rotation of the pedal, both the shortening contraction motion and the extensible contraction motion can be performed by one ergometer.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an internal configuration of the information processing apparatus in FIG. 2. It is explanatory drawing which shows the example of the screen displayed on the display apparatus 6 of FIG. 2 during an extensible contraction exercise
  • FIG. 1 is a block diagram showing an ergometer according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the ergometer 1 is provided with a seating portion 2, an ergometer body 3, an information processing device 4, an input device 5, and a display device 6.
  • the sitting part 2 includes a seating surface 20 on which an athlete sits.
  • the exerciser sitting on the seat surface 20 can turn the pedal 30 of the ergometer body 3 with the legs extended forward.
  • the ergometer body 3 is provided with a pedal 30, a transmission member 31, a speed reducer 32, a motor 33, an angle detector 34, a motor control device 35, and a communication interface 36.
  • the pedal 30 is turned by an athlete sitting on the seat surface 20 and is connected to a motor 33 via a transmission member 31 and a speed reducer 32.
  • the transmission member 31 is constituted by, for example, a chain or a belt.
  • the speed reducer 32 is configured by a plurality of gears and the like, and reduces the output of the motor 33.
  • the operation of the pedal 30 by the exerciser is transmitted to the motor 33 via the transmission member 31 and the speed reducer 32.
  • the output of the motor 33 during power running and the braking force (load) during regeneration are transmitted to the pedal 30 via the transmission member 31 and the speed reducer 32.
  • the speed reducer 32 is used to obtain an appropriate rotation speed and torque when the rated rotation speed of the motor 33 is too high with respect to the assumed rotation speed of the pedal 30.
  • the speed reducer 32 may be omitted.
  • the angle detector 34 is constituted by an encoder or the like, for example, and detects the rotation angle of the motor 33 (the angular position of the rotation shaft).
  • the motor 33 and the angle detector 34 are connected to a motor control device 35.
  • the motor control device 35 is connected to the information processing device 4 via the communication interface 36, and controls the operation of the motor 33 based on the control command 4 a from the information processing device 4 and the angle information 34 a from the angle detector 34. To do.
  • the information processing device 4 is configured by, for example, a personal computer and is connected to the motor control device 35 via the communication interface 40.
  • the information processing device 4 controls the operation of the motor 33 via the motor control device 35. That is, in the ergometer of the present embodiment, the motor control device 35 and the information processing device 4 constitute a control device that controls the operation of the motor 33.
  • the information processing device 4 can monitor the operation status of the motor 33 based on the control information 35 a from the motor control device 35 and obtain exercise load data from the operation status of the motor 33.
  • the exercise load data is information representing the load intensity (muscle strength) exerted by the leg of the exerciser who turns the pedal 30, and more specifically, the torque or watt (work rate) for each rotation angle exhibited by the exerciser's leg. Is information.
  • the input device 5 includes, for example, operation buttons or a touch panel, and is connected to the information processing device 4.
  • the input device 5 inputs information to the information processing device 4 according to the operation of the exerciser.
  • the information processing device 4 can change the control of the motor 33 based on information from the input device 5.
  • the display device 6 is constituted by a liquid crystal display or the like, for example, and is connected to the information processing device 4.
  • the display device 6 displays information input from the information processing device 4. Information displayed on the display device 6 will be described in detail later.
  • control mode of the motor 33 by the motor control device 35 and the information processing device 4 can be switched between the shortening contraction motion mode and the extensible contraction motion mode.
  • the control mode can be switched based on an input from the input device 5.
  • the shortening contraction exercise mode is a control mode in which the motor 33 functions as a load when the pedal 30 is turned by an exerciser.
  • the motor 33 By regeneratively driving the motor 33 when the pedal 30 is turned by the exerciser, the motor 33 can function as a load. Electric power generated in the motor 33 in the regenerative operation is consumed by a regenerative resistor (not shown).
  • a regenerative resistor By controlling the amount of power consumed by the regenerative resistor, the magnitude of the load (braking force) generated by the motor 33 can be adjusted to achieve the desired exercise intensity.
  • the amount of power consumed by the regenerative resistor is calculated from a value obtained by subtracting the torque generated by the dynamic friction of the transmission mechanism from the torque generated by the exerciser.
  • This shortening contraction motion mode can be implemented by performing isokinetic control in which the speed of the rotational motion (bicycle motion) by the pedal 30 is kept constant by controlling the load applied to the pedal 30.
  • isokinetic control a reference rotation speed of the pedal 30 (rotation speed of the motor 33) is set, and when the actual rotation speed of the pedal 30 is slower than the reference speed, the motor is used to increase the speed of the pedal 30.
  • the load generated by the motor 33 is increased to make it difficult to row and the pedal 30 is padded. The speed is induced to be constant.
  • the load is adjusted so as to reduce the load applied so far in order to increase the speed.
  • the reduced load corresponds to the difference between the muscular strength that the exerciser has used to pedal the pedal 21 and the muscular strength that the exerciser outputs after the load has been reduced.
  • the sum of the reduced load and the reference load is comparable to the muscular strength of the athlete who was put out just before the load was reduced.
  • the extensible contraction exercise mode is a control mode in which the motor 33 rotates the pedal 30 to cause the exerciser to resist the rotation of the pedal 33.
  • the control of the motor 33 in the extensible contraction motion mode will be described below.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a control block of the motor control device 35 of FIG.
  • the motor control device 35 receives a control command 4 a from the information processing device 4 and angle information 34 a from the angle detector 34.
  • the control command 4a includes a speed command 4b that instructs the rotation speed of the rotation shaft of the motor 33.
  • the angle information 34a is input in real time. Based on the angle information 34a, the motor control device 35 obtains an angle change for a predetermined time, that is, a motor actual speed value 34b.
  • the motor control device 35 includes a speed processing routine 350 and a current control routine 351.
  • the speed processing routine 350 compares the speed command 4b and the motor actual speed value 34b, and generates and outputs a current command 350a so that the difference between the actual speed of the motor 33 and the command speed 4b becomes zero.
  • the current control routine 351 supplies a current 351a to the motor 33 based on the current command 350a from the speed processing routine 350.
  • the current control routine 351 adjusts the magnitude of the current 351a so that the difference between the value of the current 351a actually supplied to the motor 33 and the current command 350a becomes zero.
  • Control of the motor 33 in the extensible contraction motion mode can be performed by fixing the rotational speed of the rotating shaft of the motor 33 to a constant value by the speed command 4b. That is, even if the exerciser depresses the pedal 30, the corresponding reaction force is immediately exerted and a constant speed is maintained. This reaction force is applied to the leg of the exerciser, thereby realizing an extensible contraction exercise.
  • the motor 33 a motor that can exert a sufficiently large force as compared with an exerciser's pedal depression force is used. In this mode, the motor 30 is in a power running operation. Further, the value of the current passed through the motor 30 is calculated from a value obtained by adding the torque generated by the dynamic friction of the transmission mechanism to the torque exhibited by the exerciser.
  • a current 351a having a magnitude proportional to the pedal depression force of the exerciser is supplied to the motor 33.
  • the angle information 34a from the angle detector 34, the motor actual speed value 34b obtained from the angle information 34a, and the value of the current 351a supplied to the motor 33 by the current control routine 351 are supplied to the information processing apparatus 4 as control information 35a. Entered.
  • the information processing device 4 can obtain the muscle strength (exercise load data) of the exerciser for each rotation angle of the pedal 30 by matching the angle information 34a and the current 351a in the extensible contraction exercise mode.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of the information processing apparatus 4 in FIG. 2, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a screen displayed on the display device 6 in FIG. is there.
  • the information processing device 4 controls the motor 33 in at least one of the extensible contraction motion mode and the contraction contraction motion mode
  • the information processing device 4 transmits the angle information 34a, the motor actuality through the communication interface 40.
  • the control information 35a including the value of the speed value 34b and the current 351a is received.
  • the information processing device 4 multiplies the value of the current 351a by a predetermined coefficient to convert the value into a load value such as N / m or kgf. Further, the information processing apparatus 4 sequentially stores the value of the current 351 a converted into the load and the angle information 34 a in the memory 41. Thereby, the muscular strength (exercise load data) of the exerciser for each rotation angle of the pedal 30 is sequentially accumulated in the memory 41.
  • the exerciser sits on the seat surface 20 (see FIG. 1), puts his / her foot on the pedal 30, and performs an exercise start operation with the input device 5.
  • a start signal is input from the input device 5 to the CPU 43 through the input / output unit 44.
  • the CPU 43 starts control of the motor 33 in the stretchable contraction motion mode. That is, the pedal 30 is rotated at a constant rotational speed. The exerciser performs an exercise to stop the rotating pedal 30.
  • the CPU 43 controls the motor 33 in the extensible contraction exercise mode
  • the CPU 43 causes the display device 6 to display data obtained by multiplying the exercise load data accumulated in the fixed storage device 42 by the coefficient.
  • the muscle strength measurement (exercise load data) of the exerciser in shortening contraction exercises is "New concept exercise load device-Prospect of treadmill and ergometer, Journal of Physical Therapy, 33 (6), 387-393, 1999-06" etc. As shown in Fig. 4, the reproducibility is extremely high and can be easily implemented. Even an athlete who is not accustomed to the stretching contraction exercise has a small dispersion of measurement data for each angle in the measurement of a plurality of rotations. By showing the data obtained by multiplying the exercise load data at the time of the contractile contraction exercise by a coefficient for the exerciser who is not accustomed to the extension contraction exercise, the exercise load to be targeted can be presented to the exerciser.
  • the data obtained by multiplying the exercise load data during shortening contraction exercise displayed on the display device 6 by a coefficient may be data for each angle as in the first curve 60 indicated by a one-dot chain line in FIG. It is good also as data only of the maximum value like the straight line 61 shown with a dashed-two dotted line.
  • the first curve 60 can be obtained by multiplying a value for each angle of exercise load data at the time of shortening contraction exercise by a coefficient.
  • the straight line 61 is obtained by multiplying the maximum value of the exercise load data during one rotation of the pedal during the shortening contraction exercise by a coefficient.
  • the coefficient can be a constant value that does not depend on the angular position of the pedal 30, such as 0.6.
  • the value of the received current 351a is converted into a load value, and simultaneously received in the memory 42 together with the received angle information 34a and the actual motor speed value 34b. accumulate.
  • the information exercise device 4 displays the current exercise load on the display device 6 as shown by a second curve 62 shown by a solid line in FIG.
  • This current exercise load is updated sequentially.
  • the second curve 62 indicating the current exercise load is displayed on the display device 6 so that the exerciser is presenting the target exercise load and the current exercise load. A difference from the exercise load can be shown, and it can be urged to exert the target exercise load more reliably.
  • the display device 6 can also display a window 63 indicating the current muscle strength value, the target muscle strength value, the remaining pedal rotation number, and the like as auxiliary information.
  • an exercise end button 64 can be displayed on the screen of the display device 6 in order to interrupt the exercise.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing an example of a muscle strength measurement result screen displayed on the display device 6 of FIG. 2 after the extensible contraction exercise.
  • Extensible contraction exercise is terminated when the pedal 30 is rotated a predetermined number of times by the program or a number set by the exerciser.
  • the information processing device 4 creates evaluation data by performing arithmetic processing on the information stored in the memory 42 during the extensible contraction exercise.
  • the evaluation data data obtained by averaging the load intensity (torque or watt) for a plurality of rotations exhibited by the exerciser for each angle, and data indicating the variation in the load intensity exhibited by the exerciser can be created.
  • the data indicating variation includes the maximum value, minimum value, and average value for each angle in multiple rotations during exercise, the standard deviation and variance of the data for each angle, and the sum of variances of all angles, to obtain the total for all rotations. It is possible to create a variance sum and a standard deviation sum of data. It is not always necessary to create all of them as data indicating variation, and at least one of them may be created as necessary.
  • the information processing apparatus 4 displays a muscle strength change waveform for each rotation of the pedal 30 and a graph 65 of the average waveform on the screen of the display device 6 as the muscle strength measurement result. Further, the information processing apparatus 4 displays an averaged graph 66 for each angle as data indicating variation in load intensity exhibited by the exerciser. The maximum value, the minimum value, and the average value are displayed like a legend shown on the right side of the averaged graph 66. Display item selection windows 67a and 67b are provided on the screen of the display device 6, and the contents to be displayed can be freely selected by the user. The type of data to be displayed can be arbitrarily selected. Multiple types of data may be displayed simultaneously.
  • the exercise force that resists the pedal in the extensible contraction exercise depends on the exerciser, the exercise force that is not accustomed to the extension contraction exercise may vary greatly with each rotation.
  • the exerciser or the training instructor can examine the proficiency level of the exerciser and the validity of the target value from the displayed waveforms and numerical values through the magnitude of variation in muscular strength during exercise.
  • the measurement result is stored in a storage device built in the information processing apparatus 4 or connected externally.
  • the storage device here refers to, for example, a fixed disk and a non-volatile memory that retain information even when the information processing apparatus 4 is powered off.
  • the data to be stored includes information specifying at least an exerciser (at least exercise date / time and ID) together with the exercise result, and the exerciser's disease and physical condition information of the day can be added as necessary.
  • the exercise date / time, ID, exerciser's illness and physical condition information of the day are input by the exerciser or the person instructing exercise before saving the data using the input means 5 connected to the information processing device 4. Can be done.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a data transition screen displayed on the display device 6 of FIG. 2 after the extensible contraction exercise.
  • the information processing apparatus 4 has a function of reading stored data and displaying data transitions in time series.
  • the information processing device 4 obtains exercise load data at the time of the extensible contraction exercise from the operation state of the motor when the control mode is the extensible contraction exercise mode, and the maximum value of the exercise load data for each rotation of the pedal, At least one transition of the minimum value and the average value is displayed on the display device 6. In FIG. 6, the transition of the average value of the exercise load data is displayed.
  • the information processing apparatus 4 can also display a transition of data indicating variation.
  • the data indicating the variation in which the transition is displayed include the maximum value, minimum value and average value for each angle in multiple rotations during exercise, the standard deviation and variance of the data for each angle, and the variance sum of all angles. And at least one of the variance sum and the standard deviation sum of all data in a plurality of rotations is included.
  • the control mode of the motor 33 by the control device is a shortening contraction exercise that causes the motor 33 to function as a load when the pedal 30 is turned by an athlete. It is possible to switch between the mode and the extensible contraction motion mode in which the motor 33 rotates the pedal 30 and makes the athlete resist the rotation of the pedal 30, so that the contraction contraction motion and the contraction contraction can be performed by one ergometer. Both exercises can be performed. Thereby, compared with the case where two apparatuses, the apparatus that provides only the shortening contraction movement and the apparatus that provides only the stretching contraction movement, are introduced, the required cost and installation area can be suppressed. .
  • the control device obtains exercise load data during the contraction contraction exercise from the operation state of the motor 33, and the control mode is set to the extensible contraction exercise mode. Since the display device 6 displays the data obtained by multiplying the exercise load data at the time of the shortening contraction exercise by the coefficient, the target training effect can be obtained more reliably. That is, when exercise load data is obtained by a device that provides only a shortening contraction exercise, and the exercise load data is used by a device that provides only an extensible contraction exercise, each device depends on the difference in the mechanism for detecting the exercise load. There is a risk of discrepancy in the exercise load displayed by. When such a divergence occurs, training based on different reference load intensities is performed, and the target training effect may not be expected. Such a problem can be solved by configuring like the ergometer 1 of the present embodiment.
  • the control device obtains exercise load data during the extensible contraction exercise from the operation state of the motor 33, and obtains the exercise load data during the shortening contraction exercise.
  • the exercise load data at the time of the extensible contraction exercise is displayed on the display device 6, so that the exerciser can be shown the difference between the target exercise load and the exercise load currently being exhibited, It can be urged to exert the target exercise load more reliably.
  • the data obtained by multiplying the exercise load data during shortening contraction exercise by a coefficient is obtained by multiplying the maximum value of the exercise load data during one rotation of the pedal during shortening contraction exercise by the coefficient. It can be simplified, can be easily measured even if not used to stretch contraction exercise, and can be set as an effective target value to prevent exercise due to excessive load on the exerciser.
  • control device obtains exercise load data at the time of the extensible contraction exercise from the operation state of the motor 33 when the control mode is the extensible contraction exercise mode, and exercise load for each rotation of the pedal in a plurality of pedal rotations. Since at least one of the average value and the variance value of at least one of the maximum value, the minimum value, and the average value of the data is displayed on the display device 6, at least one of the training effect and the habituation to the stretch contraction exercise can be confirmed. .
  • control device obtains exercise load data during the extensible contraction exercise from the operation state of the motor 33 when the control mode is the extensible contraction exercise mode, and the maximum value of the exercise load data for each rotation of the pedal. Since at least one transition of the minimum value and the average value is displayed on the display device, the training effect can be confirmed.
  • the present invention makes it possible to evaluate the target value and target value of the extensible contraction exercise, so that the low strength person and the respiratory patient can strengthen the muscle strength with less energy consumption. Based on this result, the training instructor can plan a training menu more accurately for the exerciser.

Abstract

本発明によるエルゴメータ１は、運動者によって回されるペダル３０と、ペダル３０に接続されたモータ３３と、モータ３３に接続されてモータ３３の動作を制御する制御装置とを備え、記制御装置によるモータの制御モードが、運動者によってペダルが回される際にモータを負荷として機能させる短縮性収縮運動モードと、モータがペダルを回転させ、運動者にペダルの回転に抗させる伸張性収縮運動モードとで切り替え可能とされている。

Description

エルゴメータ
　本発明は、運動者によって回されるペダルを有するエルゴメータに関するものである。
　現在、広く普及しているエルゴメータでは、運動者が漕ぐペダルに、例えば機械ブレーキ又は電磁ブレーキ等の負荷手段が接続され、負荷手段が発生する負荷の強度を増減させることにより、運動者のトレーニング又は筋力評価が行われる（例えば、特許文献１参照）。負荷手段が発生する負荷は、運動者が発生するトルクよりも小さいか等しい。従って、ペダルの運動方向と運動者の脚の筋肉が発揮するトルクのベクトル方向とは同一であり、筋繊維を縮ませながら筋力を発揮させる短縮性収縮運動（コンセントリック運動）が行われる。
　近年、例えば高齢者のサルコペニア及び呼吸疾患患者（特に慢性閉塞性呼吸器疾患）等の運動療法として、伸張性収縮運動（エキセントリック運動）が注目されている。この伸張性収縮運動は、筋繊維を伸張させながら筋力を発揮させる運動であり、少ない消費エネルギーで比較的強い運動負荷を与えることができる。モータにより回転駆動されるペダルの回転に抗するように運動者が筋力を発揮させ、筋繊維が伸ばされながら運動する装置が開発されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４－１７３８６２ 特開２００６－２３１０９２
　特許文献１に代表されるエルゴメータは短縮性収縮運動のみを提供しており、逆に特許文献２に代表される装置では伸張性収縮運動のみを提供する。このため、短縮性収縮運動及び伸張性収縮運動の両方を実施したい場合、２台の装置が必要となる。２台の装置の導入には費用及び十分な設置面積が必要とされる。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、１台で短縮性収縮運動及び伸張性収縮運動の両方を実施できるエルゴメータを提供することである。
　本発明に係るエルゴメータは、運動者によって回されるペダルと、ペダルに接続されたモータと、モータに接続されてモータの動作を制御する制御装置とを備え、制御装置によるモータの制御モードが、運動者によってペダルが回される際にモータを負荷として機能させる短縮性収縮運動モードと、モータがペダルを回転させ、運動者にペダルの回転に抗させる伸張性収縮運動モードとで切り替え可能とされている。
　本発明のエルゴメータによれば、制御装置によるモータの制御モードが、運動者によってペダルが回される際にモータを負荷として機能させる短縮性収縮運動モードと、モータがペダルを回転させ、運動者にペダルの回転に抗させる伸張性収縮運動モードとで切り替え可能とされているので、１台のエルゴメータにより短縮性収縮運動及び伸張性収縮運動の両方を実施できる。
本発明の実施の形態１によるエルゴメータを示す構成図である。 図１のモータ制御装置の制御ブロックを示すブロック図である。 図２の情報処理装置の内部構成を示すブロック図である。 伸張性収縮運動中に図２の表示装置６に表示される画面の例を示す説明図である。 伸張性収縮運動後に図２の表示装置６に表示される筋力測定結果画面の例を示す説明図である。 筋力測定結果、並びにばらつき度の推移画面例を図示したものである。
　以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
　実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１によるエルゴメータを示す構成図である。図１に示すように、エルゴメータ１には、着座部２、エルゴメータ本体３、情報処理装置４、入力装置５及び表示装置６が設けられている。
　着座部２は、運動者が座る座面２０を含んでいる。座面２０に座った運動者は、前方に伸ばした脚によりエルゴメータ本体３のペダル３０を回すことができる。
　エルゴメータ本体３には、ペダル３０、伝達部材３１、減速機３２、モータ３３、角度検出器３４、モータ制御装置３５及び通信インタフェース３６が設けられている。
　ペダル３０は、座面２０に着座した運動者によって回されるものであり、伝達部材３１及び減速機３２を介してモータ３３に接続されている。伝達部材３１は、例えばチェーン又はベルト等により構成されるものである。減速機３２は、複数のギヤ等により構成されたものであり、モータ３３の出力を減速するものである。運動者によるペダル３０の操作は、伝達部材３１及び減速機３２を介してモータ３３に伝えられる。同様に、モータ３３の力行時の出力及び回生時の制動力（負荷）は伝達部材３１及び減速機３２を介してペダル３０に伝えられる。なお、減速機３２は、想定されるペダル３０の回転速度に対してモータ３３の定格回転速度が速すぎる場合等に適切な回転数及びトルクを得るために使用される。モータ３３の特性によっては減速機３２を省略することもできる。
　角度検出器３４は、例えばエンコーダ等により構成されるものであり、モータ３３の回転角度（回転軸の角度位置）を検出するためのものである。モータ３３及び角度検出器３４は、モータ制御装置３５に接続されている。
　モータ制御装置３５は、通信インタフェース３６を介して情報処理装置４が接続されており、情報処理装置４からの制御指令４ａ及び角度検出器３４からの角度情報３４ａに基づいてモータ３３の動作を制御する。
　情報処理装置４は、例えばパーソナルコンピュータ等により構成されるものであり、通信インタフェース４０を介してモータ制御装置３５に接続されている。情報処理装置４は、モータ制御装置３５を介してモータ３３の動作を制御する。すなわち、本実施の形態のエルゴメータでは、モータ制御装置３５及び情報処理装置４は、モータ３３の動作を制御する制御装置を構成する。また後に詳しく説明するように、情報処理装置４は、モータ制御装置３５からの制御情報３５ａに基づいてモータ３３の動作状況を監視し、そのモータ３３の動作状況から運動負荷データを得ることができる。運動負荷データは、ペダル３０を回す運動者の脚が発揮した負荷強度（筋力）を表す情報であり、より具体的には運動者の脚が発揮した回転角度ごとのトルク又はワット（仕事率）を表す情報である。
　入力装置５は、例えば操作ボタン又はタッチパネル等により構成されるものであり、情報処理装置４に接続されている。入力装置５は、運動者の操作に応じて情報処理装置４に情報を入力する。情報処理装置４は、入力装置５からの情報に基づいてモータ３３の制御を変更することができる。
　表示装置６は、例えば液晶ディスプレイ等により構成されるものであり、情報処理装置４に接続されている。表示装置６は、情報処理装置４から入力される情報を表示する。表示装置６に表示される情報については後に詳しく説明する。
　ここで、本実施の形態のエルゴメータでは、モータ制御装置３５及び情報処理装置４によるモータ３３の制御モードが、短縮性収縮運動モードと伸張性収縮運動モードとで切り替え可能とされている。制御モードの切り替えは、入力装置５からの入力に基づいて行うことができる。
　短縮性収縮運動モードとは、運動者によってペダル３０が回される際にモータ３３を負荷として機能させる制御モードである。運動者によってペダル３０が回される際にモータ３３を回生運転することで、モータ３３を負荷として機能させることができる。回生運転でモータ３３に発生した電力は、図示しない回生抵抗で消費される。回生抵抗で消費される電力量を制御することで、モータ３３が発生する負荷（制動力）の大きさを調整し、目的の運動強度を実現できる。回生抵抗で消費する電力量は、運動者が発生するトルクから伝達機構の動摩擦で発生するトルク分を減算した値から算出したものとなる。
　この短縮性収縮運動モードは、ペダル３０による回転運動（自転車運動）の速度をペダル３０に与える負荷の制御によって一定に維持させるアイソキネティック制御を行うことで実施することができる。アイソキネティック制御は、基準となるペダル３０の回転速度（モータ３３の回転速度）を設定しておき、実際のペダル３０の回転速度が基準速度よりも遅いときはペダル３０の速度を上げるためにモータ３３が発生する負荷を軽くして漕ぎ易い状態とし、実際のペダル３０の回転速度が基準速度以上となったときはモータ３３が発生する負荷を重くして漕ぎにくい状態にして、ペダル３０を漕ぐ速度を誘導して一定にするものである。
　短縮性収縮運動モードにおいては、基準となる速度よりも遅くなってきた場合には、速度を上げるために、それまで掛けていた負荷を軽くするように負荷が調整される。軽減される負荷はそれまで運動者がペダル２１を漕ぐのに出していた筋力と負荷が軽くなった後に運動者が出す筋力との差に相当する。軽減される負荷と基準となる負荷との合算分は上記負荷を軽減する直前に出していた運動者の筋力に匹敵する。測定した筋力データと角度検出器３４からの角度情報３４ａとを突き合わせることで、ペダル３０の回転角度ごとに運動者の筋力の変化を知ることができる。情報処理装置４は、短縮性収縮運動モードでモータ３３を制御しているとき、測定した筋力データを運動負荷データとして得る。短縮性収縮運動モードにおける運動負荷データの蓄積については、特開２００１－２７６２７５号公報にも開示されている。
　伸張性収縮運動モードとは、モータ３３がペダル３０を回転させ、運動者にペダル３３の回転に抗させる制御モードである。伸張性収縮運動モードにおけるモータ３３の制御を以下説明する。
　図２は、図１のモータ制御装置３５の制御ブロックを示すブロック図である。図２に示すように、モータ制御装置３５は、情報処理装置４からの制御指令４ａ及び角度検出器３４からの角度情報３４ａの入力を受ける。制御指令４ａには、モータ３３の回転軸の回転速度を指示する速度指令４ｂが含まれている。角度情報３４ａは、リアルタイムで入力される。モータ制御装置３５は、角度情報３４ａに基づき、一定時間の角度変化、すなわちモータ実速度値３４ｂを得る。
　モータ制御装置３５は、速度処理ルーチン３５０及び電流制御ルーチン３５１を含んでいる。速度処理ルーチン３５０は、速度指令４ｂとモータ実速度値３４ｂとを比較して、モータ３３の実速度と指令速度４ｂとの差が０となるように電流指令３５０ａを生成して出力する。
　電流制御ルーチン３５１は、速度処理ルーチン３５０からの電流指令３５０ａに基づきモータ３３に電流３５１ａを供給する。電流制御ルーチン３５１は、モータ３３に実際に供給している電流３５１ａの値と電流指令３５０ａとの差が０となるように電流３５１ａの大きさを調整する。
　伸張性収縮運動モードによるモータ３３の制御は、速度指令４ｂによりモータ３３の回転軸の回転速度を一定値に固定することで実施することができる。すなわち、運動者がペダル３０を踏み込んでも、即座に相応する反力が発揮されて一定速度が維持される。この反力が運動者の脚にかかることで、伸張性収縮運動を実現する。モータ３３は、運動者のペダル踏込力と比較して十分大きい力を発揮できるものを使用する。このモードではモータ３０は力行運転となる。また、モータ３０に流す電流値は、運動者の発揮するトルクに伝達機構の動摩擦で発生するトルク分を加算した値から算出したものとなる。
　伸張性収縮運動モードでは、運動者のペダル踏込力に比例した大きさの電流３５１ａがモータ３３に供給される。角度検出器３４からの角度情報３４ａ、この角度情報３４ａから得られたモータ実速度値３４ｂ、及び電流制御ルーチン３５１がモータ３３に供給する電流３５１ａの値が、制御情報３５ａとして情報処理装置４に入力される。情報処理装置４は、伸張性収縮運動モード時に角度情報３４ａ及び電流３５１ａを突き合わせることで、ペダル３０の回転角度ごとに運動者の筋力（運動負荷データ）を得ることができる。
　次に、図３は図２の情報処理装置４の内部構成を示すブロック図であり、図４は伸張性収縮運動中に図２の表示装置６に表示される画面の例を示す説明図である。
　図３に示すように、情報処理装置４は、伸長性収縮運動モード及び短縮性収縮運動モードの少なくとも一方のモードでモータ３３を制御しているとき、通信インタフェース４０を通じて、角度情報３４ａ、モータ実速度値３４ｂ及び電流３５１ａの値を含む制御情報３５ａを受信する。情報処理装置４は、電流３５１ａの値に所定の係数を掛けて例えば単位がＮ／ｍ又はｋｇｆ等の負荷の値に変換する。また、情報処理装置４は、負荷に変換した電流３５１ａの値及び角度情報３４ａをメモリ４１に逐次蓄積する。これにより、ペダル３０の回転角度ごとの運動者の筋力（運動負荷データ）がメモリ４１に逐次蓄積される。これらの処理は、情報処理装置４内の固定記憶装置４２に保存されているプログラム４２０をＣＰＵ４３が実行することで実現される。
　伸張性収縮運動が開始する時、運動者は、座面２０（図１参照）に腰掛け、ペダル３０に足を置き、入力装置５により運動開始操作を行う。この運動開始操作に応じて入力装置５から入出力部４４を通じてＣＰＵ４３に開始信号が入力される。この開始信号に応じて、ＣＰＵ４３は、伸張性収縮運動モードによるモータ３３の制御を開始する。すなわち、ペダル３０を一定の回転速度で回転させる。運動者は、回転するペダル３０を制止させようとする運動を行う。
　ＣＰＵ４３は、伸張性収縮運動モードによるモータ３３の制御を行うとき、固定記憶装置４２に蓄積されている短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータを表示装置６に表示させる。
　短縮性収縮運動における運動者の筋力測定（運動負荷データ）は、「新しいコンセプトの運動負荷装置―トレッドミルとエルゴメータの展望、理学療法ジャーナル、３３（６）、３８７－３９３、１９９９－０６」等に示されているように再現性が極めて高く容易に実施できるとの特徴を有している。伸張性収縮運動に慣れていない運動者でも複数回転の測定において角度毎の測定データの分散が小さい。伸張性収縮運動に慣れていない運動者に対して短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータを示すことで、目標とすべき運動負荷を運動者に提示できる。
　表示装置６に表示される短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータは、図４において一点鎖線で示す第１曲線６０のように角度毎のデータとしてもよいし、図４において二点鎖線で示す直線６１のように最大値のみのデータとしてもよい。第１曲線６０は、短縮性収縮運動時の運動負荷データの角度毎の値に係数をそれぞれかけることで得ることができる。直線６１は、短縮性収縮運動時のペダル１回転中の運動負荷データの最大値に係数を掛けることで得られる。係数は、例えば０．６等のペダル３０の角度位置に依存しない一定値とすることができる。
　情報処理装置４は、伸張性収縮運動モードによるモータ３３の制御を行うとき、受信した電流３５１ａの値を負荷値に変換の上、同時に受信した角度情報３４ａ及びモータ実速度値３４ｂと共にメモリ４２に蓄積する。
　また、情報処理装置４は、伸張性収縮運動モードによるモータ３３の制御を行うとき、図４において実線で示す第２曲線６２のように現在の運動負荷を表示装置６に表示させる。この現在の運動負荷は、逐次更新される。目標運動負荷を示す第１曲線６０及び／又は直線６１に加えて、現在の運動負荷を示す第２曲線６２を表示装置６に表示させることで、運動者に目標運動負荷と現在発揮している運動負荷との差を示すことができ、より確実に目標運動負荷を発揮するように促すことができる。
　表示装置６には、補助的な情報として現在の筋力の数値、目標の筋力の数値及び残りペダル回転数等を示すウィンドウ６３も表示できる。また、表示装置６の画面には、運動を中断するために、運動終了ボタン６４も表示できる。
　次に、図５は、伸張性収縮運動後に図２の表示装置６に表示される筋力測定結果画面の例を示す説明図である。
　伸張性収縮運動は、プログラムで予め決められた回数か又は運動者が設定した回数だけペダル３０が回転されると終了される。伸張性収縮運動が終了すると、情報処理装置４は、伸張性収縮運動中にメモリ４２に蓄積した情報に演算処理を施して評価データを作成する。評価データとしては、運動者が発揮した複数回転分の負荷強度（トルク又はワット）を角度毎に平均化したデータ、及び運動者が発揮した負荷強度のばらつきを示すデータを作成することができる。ばらつきを示すデータとしては、運動時の複数回転における角度毎の最大値、最小値及び平均値と、角度毎のデータの標準偏差及び分散と、全角度の分散和を加算して複数回転における全データの分散和及び標準偏差和とを作成することができる。ばらつきを示すデータとしてこれらすべてを必ず作成する必要はなく、これらの少なくとも１つを必要に応じて作成すればよい。
　波形全体の分散の求め方の例を示す。Ｎ回筋力測定を実施した場合で説明する。最初に図５に示すように角度θにおけるｉ回目の筋力測定Ｎｉ(θ)と角度θにおける筋力測定の平均値μ（Ｎ（θ））との分散ＶＡＲ（θ）＝Σ（ｉ=１、Ｎ）（Ｎｉ（θ）－μ（Ｎ（θ））の二乗を計算し、次に全角度にわたって和をとるＶＡＲ=Σ（θ=１、３６０）ＶＡＲ（θ）。このことにより、波形全体での分散が計算できる。この分散は、運動者が伸張性収縮運動に慣れるに従って減少する。
　図５において、情報処理装置４は、筋力測定結果として、ペダル３０の１回転毎の筋力変化波形及びその平均波形のグラフ６５を表示装置６の画面に表示している。また、情報処理装置４は、運動者が発揮した負荷強度のばらつきを示すデータとして、角度毎の平均化グラフ６６を表示している。最大値、最小値及び平均値は、平均化グラフ６６の右側に示す凡例のように表示される。表示装置６の画面には、表示項目選択ウィンドウ６７ａ，６７ｂが設けられており、表示する内容は利用者が自由に選択することができる。表示するデータの種類は任意に選ぶことができる。複数種類のデータを同時に表示してよい。伸張性収縮運動においてペダルに抗する力は運動者に依存するため、伸張性収縮運動に不慣れな運動者の場合、ペダルに抗する力が回転毎に大きくばらつくことがある。運動者又はトレーニング指導者は、表示された波形や数値から、運動時の筋力発揮のばらつきの大きさを通して運動者の習熟度及び目標値の妥当性を検討できる。
　測定した結果は、情報処理装置４に内蔵又は外部接続された記憶装置に保存される。これにより、時間を空けて複数回の伸張性収縮運動を行った場合でも、過去に記録されたデータを時系列に沿って並べ、全角度の分散和、または標準偏差和をもってトレーニングの習熟度とし、時系列に沿った変化の確認を可能とする。ここで言う記憶装置は、情報処理装置４の電源が遮断されても情報を保持する例えば固定ディスク及び不揮発性メモリ等を指す。保存するデータには、運動者を特定する情報（少なくとも運動日時及びＩＤ）が運動結果と共に含まれ、必要に応じて運動者の疾患や当日の体調情報を付加され得る。ここで示す運動日時、ＩＤ、運動者の疾患及び当日の体調情報は、情報処理装置４に接続された入力手段５を用いて、データを保存する前に運動者又は運動を指導する者によって入力され得る。
　図６は、伸張性収縮運動後に図２の表示装置６に表示されるデータ推移画面の例を示す説明図である。図６に示すように、情報処理装置４は、保存されたデータを読み込み、時系列に沿ってデータの推移を表示する機能を有する。
　情報処理装置４は、制御モードが伸張性収縮運動モードとされているときにモータの動作状況から伸張性収縮運動時の運動負荷データを得るとともに、ペダル１回転毎の運動負荷データの最大値、最小値及び平均値の少なくとも１つの推移を表示装置６に表示させる。図６では、運動負荷データの平均値の推移が表示されている。
　また、情報処理装置４は、ばらつきを示すデータの推移を表示することもできる。推移が表示されるばらつきを示すデータには、上述のように運動時の複数回転における角度毎の最大値、最小値及び平均値、角度毎のデータの標準偏差及び分散、並びに全角度の分散和を加算して複数回転における全データの分散和及び標準偏差和のうちの少なくとも１つが含まれる。これらの表示を確認することで、筋力測定結果、ならびに運動習熟度を視覚的に確認することが可能となる。
　このようなエルゴメータ１では、制御装置（モータ制御装置３５及び情報処理装置４）によるモータ３３の制御モードが、運動者によってペダル３０が回される際にモータ３３を負荷として機能させる短縮性収縮運動モードと、モータ３３がペダル３０を回転させ、運動者にペダル３０の回転に抗させる伸張性収縮運動モードとで切り替え可能とされているので、１台のエルゴメータにより縮性収縮運動及び短縮性収縮運動の両方を実施できる。これにより、短縮性収縮運動のみを提供する装置と伸張性収縮運動のみを提供する装置との２台の装置を導入する場合と比較して、必要とされる費用及び設置面積を抑えることができる。
　また、制御装置は、制御モードが短縮性収縮運動モードとされているときに、モータ３３の動作状況から短縮性収縮運動時の運動負荷データを得て、制御モードが伸張性収縮運動モードとされているときに、短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータを表示装置６に表示させるので、目標とするトレーニング効果をより確実に得ることができる。すなわち、短縮性収縮運動のみを提供する装置により運動負荷データを得て、伸張性収縮運動のみを提供する装置でその運動負荷データを用いる場合、運動負荷を検出する機構の違いにより、それぞれの装置で表示される運動負荷に乖離が生じる虞がある。このような乖離が生じると、異なった基準の負荷強度を基にしたトレーニングを行うことになり、目標とするトレーニング効果を期待できない虞がある。本実施の形態のエルゴメータ１のように構成することで、このような問題を解消できる。
　さらに、制御装置は、制御モードが伸張性収縮運動モードとされているときに、モータ３３の動作状況から伸張性収縮運動時の運動負荷データを得て、短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータに加えて、伸張性収縮運動時の運動負荷データを表示装置６に表示させるので、運動者に目標運動負荷と現在発揮している運動負荷との差を示すことができ、より確実に目標運動負荷を発揮するように促すことができる。
　さらにまた、短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータは、短縮性収縮運動時のペダル１回転中の運動負荷データの最大値に前記係数を掛けたものであるので、表示を簡便にすることができ、伸張性収縮運動に慣れていなくても容易に測定可能で、運動者への過度な負荷による運動を防ぐ効果的な目標値として設定できる。
　また、制御装置は、制御モードが伸張性収縮運動モードとされているときにモータ３３の動作状況から伸張性収縮運動時の運動負荷データを得るとともに、ペダル複数回転におけるペダル１回転毎の運動負荷データの最大値、最小値及び平均値の少なくとも１つの平均値及び分散値の少なくとも一方を表示装置６に表示させるので、トレーニング効果及び伸張性収縮運動への慣れの少なくとも一方を確認することができる。
　さらに、制御装置は、制御モードが伸張性収縮運動モードとされているときにモータ３３の動作状況から伸張性収縮運動時の運動負荷データを得るとともに、ペダル１回転毎の運動負荷データの最大値、最小値及び平均値の少なくとも１つの推移を表示装置に表示させるので、トレーニング効果を確認することができる。
　本発明により、伸張性収縮運動の目標値、目標値の評価ができるようになり、低体力者、呼吸器患者が少ないエネルギー消費で筋力強化が可能となる。トレーニング指導者は、この結果を基に、運動者に対してトレーニングメニューをより的確に立案することが可能となる。

Claims (6)

  1. 　運動者によって回されるペダルと、
    　前記ペダルに接続されたモータと、
    　前記モータに接続されて前記モータの動作を制御する制御装置と
    　を備え、
    　前記制御装置による前記モータの制御モードが、前記運動者によって前記ペダルが回される際に前記モータを負荷として機能させる短縮性収縮運動モードと、前記モータが前記ペダルを回転させ、前記運動者に前記ペダルの回転に抗させる伸張性収縮運動モードとで切り替え可能とされている、
    　エルゴメータ。
  2. 　前記制御装置は、
    　前記制御モードが前記短縮性収縮運動モードとされているときに、前記モータの動作状況から短縮性収縮運動時の運動負荷データを得て、
    　前記制御モードが前記伸張性収縮運動モードとされているときに、前記短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータを表示装置に表示させる、
    　請求項１記載のエルゴメータ。
  3. 　前記制御装置は、前記制御モードが前記伸張性収縮運動モードとされているときに、前記モータの動作状況から伸張性収縮運動時の運動負荷データを得て、前記短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータに加えて、前記伸張性収縮運動時の運動負荷データを前記表示装置に表示させる、
    　請求項２記載のエルゴメータ。
  4. 　前記短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータは、前記短縮性収縮運動時のペダル１回転中の運動負荷データの最大値に前記係数を掛けたものである、
    　請求項２又は請求項３に記載のエルゴメータ。
  5. 　前記制御装置は、前記制御モードが前記伸張性収縮運動モードとされているときに前記モータの動作状況から伸張性収縮運動時の運動負荷データを得るとともに、ペダル複数回転におけるペダル１回転毎の運動負荷データの最大値、最小値、平均値、分散および、標準偏差と全角度の分散和および、標準偏差和の少なくとも１つを表示装置に表示させる、
    　請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のエルゴメータ。
  6. 　前記制御装置は、前記制御モードが前記伸張性収縮運動モードとされているときに前記モータの動作状況から伸張性収縮運動時の運動負荷データを得るとともに、ペダル１回転毎の運動負荷データの最大値、最小値、平均値、分散および、標準偏差と全角度の分散和および、標準偏差和の少なくとも１つの推移を表示装置に表示させる、
    　請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のエルゴメータ。
PCT/JP2017/016599 2017-04-26 2017-04-26 エルゴメータ WO2018198241A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/499,968 US11406871B2 (en) 2017-04-26 2017-04-26 Ergometer
PCT/JP2017/016599 WO2018198241A1 (ja) 2017-04-26 2017-04-26 エルゴメータ
EP17907460.4A EP3616759A4 (en) 2017-04-26 2017-04-26 ERGOMETER
JP2019514960A JP6732114B2 (ja) 2017-04-26 2017-04-26 エルゴメータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/016599 WO2018198241A1 (ja) 2017-04-26 2017-04-26 エルゴメータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018198241A1 true WO2018198241A1 (ja) 2018-11-01

Family

ID=63919535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/016599 WO2018198241A1 (ja) 2017-04-26 2017-04-26 エルゴメータ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11406871B2 (ja)
EP (1) EP3616759A4 (ja)
JP (1) JP6732114B2 (ja)
WO (1) WO2018198241A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113926160A (zh) * 2021-10-08 2022-01-14 重庆邮电大学 一种用于居家人员的上肢曲肌抗阻训练辅助系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0323874A (ja) * 1989-06-20 1991-01-31 Sanyo Electric Co Ltd 運動負荷装置
JPH07308405A (ja) * 1994-05-18 1995-11-28 Marutaka Iryoki Kk 足踏み式運動機
JP2001276275A (ja) 2000-03-31 2001-10-09 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd 運動療法装置
JP2004173862A (ja) 2002-11-26 2004-06-24 Matsushita Electric Works Ltd サイクル型エルゴメータ
JP2005192781A (ja) * 2004-01-07 2005-07-21 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd 運動療法装置
JP2006231092A (ja) 2000-02-29 2006-09-07 Arizona Board Of Regents トルク制御伸張性運動トレーニングのための方法および装置
WO2012120468A1 (en) * 2011-03-08 2012-09-13 Hero Holdings Limited Exercise apparatus

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4824104A (en) * 1987-07-10 1989-04-25 Bloch Ralph F Isokinetic exercise method and apparatus, using frictional braking
US5186695A (en) * 1989-02-03 1993-02-16 Loredan Biomedical, Inc. Apparatus for controlled exercise and diagnosis of human performance
FI87133C (fi) * 1989-03-23 1992-12-10 David Fitness & Medical Ltd Oy Foerfarande foer maetning av musklessfunktionsfoermaoga och maet- och rehabiliteringsfoerfarande foer maetning av musklers funktionsfoermaoga och rehabilitering av dessa
US5244441A (en) * 1990-01-31 1993-09-14 Loredan Biomedical, Inc. Position-based motion controller
US5314390A (en) * 1992-01-31 1994-05-24 Loredan Biomedical, Inc. Linear tracking programmable exerciser
US5569120A (en) * 1994-06-24 1996-10-29 University Of Maryland-Baltimore County Method of using and apparatus for use with exercise machines to achieve programmable variable resistance
US5919115A (en) * 1994-10-28 1999-07-06 The Regents Of Theuniversity Of California Adaptive exercise machine
US20060199700A1 (en) * 2002-10-29 2006-09-07 Eccentron, Llc Method and apparatus for speed controlled eccentric exercise training
CN2582671Y (zh) * 2002-12-02 2003-10-29 漳州爱康五金机械有限公司 电机磁控健身器
ATE451956T1 (de) * 2006-09-12 2010-01-15 Sport Service Mapei S R L Ergometer

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0323874A (ja) * 1989-06-20 1991-01-31 Sanyo Electric Co Ltd 運動負荷装置
JPH07308405A (ja) * 1994-05-18 1995-11-28 Marutaka Iryoki Kk 足踏み式運動機
JP2006231092A (ja) 2000-02-29 2006-09-07 Arizona Board Of Regents トルク制御伸張性運動トレーニングのための方法および装置
JP2001276275A (ja) 2000-03-31 2001-10-09 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd 運動療法装置
JP2004173862A (ja) 2002-11-26 2004-06-24 Matsushita Electric Works Ltd サイクル型エルゴメータ
JP2005192781A (ja) * 2004-01-07 2005-07-21 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd 運動療法装置
WO2012120468A1 (en) * 2011-03-08 2012-09-13 Hero Holdings Limited Exercise apparatus

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"New concepts for exercise load devices - The outlook for treadmills and ergometers", THE JAPANESE JOURNAL OF PHYSICAL THERAPY, vol. 33, no. 6, June 1999 (1999-06-01), pages 387 - 393
See also references of EP3616759A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113926160A (zh) * 2021-10-08 2022-01-14 重庆邮电大学 一种用于居家人员的上肢曲肌抗阻训练辅助系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP3616759A4 (en) 2020-11-25
JPWO2018198241A1 (ja) 2019-11-07
US20210128983A1 (en) 2021-05-06
JP6732114B2 (ja) 2020-07-29
US11406871B2 (en) 2022-08-09
EP3616759A1 (en) 2020-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6184353B2 (ja) 運動療法装置の制御装置および制御方法
US9901779B2 (en) Control apparatus and method for exercise therapy device
EP0623367A1 (en) Computer controlled exercise Machine
EP2564904A1 (en) Exercise machine and method for performing an exercise
JPH05146476A (ja) ３軸受動運動用運動器具
JP2007330513A (ja) 電動アシアストサイクル型健康器具
WO2010064935A1 (en) Arm exercise device and system
JPWO2020026440A1 (ja) 運動療法装置
JP2002126019A (ja) 脚部訓練装置
JP6611179B2 (ja) 電動トレーニング装置およびその運動制御方法
WO2018198241A1 (ja) エルゴメータ
JP5263799B2 (ja) 体性感覚運動統合評価訓練システム
JP2004173862A (ja) サイクル型エルゴメータ
KR101840398B1 (ko) 디지털 레그 프레스
JP4735951B2 (ja) 体性感覚運動統合評価訓練システム
US20020198080A1 (en) Training device
Wiesener et al. Robust discrimination of flexion and extension phases for mobile functional electrical stimulation (FES) induced cycling in paraplegics
JP3672724B2 (ja) 運動療法装置及び運動療法装置の制御方法
TW201622782A (zh) 運動訓練方法
JP5024697B2 (ja) 歩行訓練装置及び歩行訓練装置の制御方法
JP7475620B2 (ja) 運動機能回復訓練装置
US20170246506A1 (en) Resistive therapeutic wrist dynamometer and exerciser device
JP2001258972A (ja) マッサージ装置
US20230398407A1 (en) Electronic device and wearable device for providing function for measuring amount of exercise and operation methods thereof
KR101097990B1 (ko) 뇌가소성 향상장치 및 그 동작방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17907460

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019514960

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017907460

Country of ref document: EP

Effective date: 20191126