技术领域
[0001] 本发明涉及用于高龄者或病后康复等的最适合的肌肉力量训练机械的运动状况检测装置，特别涉及计测肌肉力量训练开始前的测试和肌肉力量训练时的运动状况数据并且连同各种设定数据都能够存储/演示的肌肉力量训练机械的运动状况检测装置。
相关背景技术
[0002] 作为一种肌肉力量训练机械的变形例，提出了脚趾训练装置的方案。该脚趾训练装置在放置脚的基台上设置滚柱，通过放置在该基台上的脚趾能够使该滚柱旋转，并且，利用检测部来检测所述滚柱的旋转状态，能够在显示部显示利用该检测部检测出的数据，而且，通过负荷赋予机构来赋予阻碍滚柱旋转的负荷(专利文献1)。
[0003] 并且，通过将脚放置在基台上并且利用脚趾使滚柱旋转，能够合理地可靠地恢复脚趾原来的运动功能。并且，在该现有的脚趾训练装置能够在显示部显示滚柱的旋转状况，能够正确地显示且提供客观的数据。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献1：日本特开2000-210393号公报
具体实施方式
[0049] 以下，参照附图说明用于实施本发明的方式。
[0050] 图1是示出本发明实施方式涉及的肌肉力量训练机械的运动状况检测装置的立体图。
[0051] 如图1所示，本发明实施方式涉及的肌肉力量训练机械的运动状况检测装置1由训练装置主体2和肌肉力量训练用负荷赋予装置3组成的肌肉力量训练机械4、以及计测装置5构成。并且，在图1中，虽然分体示出了计测装置5，但是也可以与肌肉力量训练用负荷赋予装置3成为一体。
[0052] 该训练装置主体2由如下部分构成：基框21；脚托板23，保持在立设于该基框21的一端的支柱22的上端；以及移动台27，在与所述脚托板23接离的方向上移动自如地安装在所述基框21的上部，具备在顶部的座部24、背倚靠部25以及两手的支持臂26、26。将肌肉力量训练用负荷赋予装置3中的负荷传递用绳索体30的前端，从该训练装置主体2中的脚托板23的相对侧越过移动台27引导至脚托板23侧，经由导向滑轮28等折返，固定于该移动台27。
[0053] 所述肌肉力量训练用负荷赋予装置3经由负荷传递用绳索体30对训练装置主体2的移动台27赋予负荷。
[0054] 所述数据处理装置5输入所述肌肉训练用负荷赋予装置3的主轴的旋转方向和旋转量的数据，将至少包括初期设定负荷量和训练者的各种身体状况信息以及其他测定中必要的数据的设定数据、以及所述输入的旋转方向和旋转量作为运动状况数据，存储于数据库，并且通过该数据库基于各种设定数据，将运动状况数据作为显示数据、打印数据等的演示数据进行制作且处理。
[0055] 图2是示出本发明实施方式涉及的肌肉力量训练机械的运动状况检测装置中肌肉力量训练用负荷赋予装置的原理性构成、旋转检测传感器以及数据处理的立体图。
[0056] 在该图2中，肌肉力量训练用负荷赋予装置3包括水平配置在未示出的基框内并且在垂直方向上旋转自如地被支撑的主轴31、赋予该主轴31负荷的负荷锤用滑轮32、将负荷传递用绳索体30的基端固定并且与固定于所述主轴31的端部的所述负荷锤用滑轮32同径的负荷传递用滑轮33、以及将基端固定于所述负荷锤用滑轮32并且连接于在与所述负荷传递用绳索体30的相反方向上被卷绕的负荷锤连接用绳索体34的前端的负荷锤35，经由负荷传递用绳索体30将负荷赋予训练装置主体2。并且，负荷传递用绳索体30的最大冲程L(m)与负荷锤连接用绳索体34的最大冲程L(m)为相同的长度。并且，负荷传递用滑轮33的“起点”为膝盖蜷缩的状态，负荷传递用绳索体30的最大冲程L(m)表示膝盖完全伸展的状态的时候。
[0057] 所述计测装置5由旋转检测传感器51，以及数据处理装置52所构成。该旋转检测传感器51设置在所述肌肉力量训练用负荷赋予装置3的主轴31的附近，且能够检测所述主轴31的旋转方向以及旋转量；该数据处理装置52输入来自所述旋转检测传感器51的旋转方向以及旋转量，将至少包括负荷量和训练者的各种身体状况信息以及其他测定中必要的数据的设定数据、以及所述输入的旋转方向以及旋转量作为运动状况数据，存储于数据库，并且，通过该数据库基于各种设定数据，将运动状况数据作为显示数据、打印数据等的演示数据进行制作且处理。
[0058] 所述旋转检测传感器51由设置于肌肉力量训练用负荷赋予装置3的主轴31上的滑轮51a、产生A相脉冲以及与A相脉冲偏移90度相位的B相脉冲并且能够输出与旋转方向以及旋转量有关的脉冲的编码器51b、设置于所述编码器51b的旋转轴上的滑轮51c、以及架设于滑轮51a与滑轮51c之间的皮带51d组成，并且能够检测所述肌肉力量训练用负荷赋予装置3的主轴31的旋转方向以及旋转量。
[0059] 该编码器51b是增量式编码器，旋转检测传感器51的旋转轴每旋转一定量就输出脉冲，A相脉冲与B相脉冲时刻(相位)偏移而输出，在其轴的顺时针旋转和逆时针旋转中以A相脉冲与B相脉冲的输出时刻成相反关系的方式输出脉冲。
[0060] 图3是示出本发明实施方式涉及的肌肉力量训练机械的运动状况检测装置中数据处理装置的构成例的框图。
[0061] 在该图3中，数据处理装置52包括：中央处理装置主体(CPU主体)53，执行各种处理，并且具有数据库；键盘54，对该CPU主体53提供至少包括初期设定负荷量和训练者的各种身体状况信息(例如，训练实施日期、姓名、ID、出生年月日、年龄、身高、体重、BMI、血压、心搏数、有无心律不齐、服用药物、本人的希望等)以及其他测定中必要的数据(例如，增加的负荷量)的各种设定数据；显示器55，能够显示有关由CPU主体53处理后的结果的运动状况数据的演示数据(显示数据)；打印机56，打印有关由CPU主体53处理后的结果的运动状况数据的演示数据(打印数据)；以及前处理电路57，将来自旋转检测传感器51的A相脉冲、B相脉冲进行前处理并提供给CPU主体53。并且，符号58为CPU主体53的数字信号输入部，从前处理电路57提供的A相脉冲、B相脉冲被输入至该数字信号输入部58。
[0062] 前处理电路57由A相用门极(gate)57a、B相用门极57b、以及门信号形成电路57c构成。来自编码器51b的A相脉冲被输入至A相用门极57a的一侧的输入端子。来自编码器51b的B相脉冲被输入至B相用门极57b的一侧的输入端子。来自门信号形成电路57c的门信号被输入至A相用门极57a以及B相用门极57b的另一侧的输入端子。并且，门信号形成电路57c的门信号也提供至CPU主体53。A相用门极57a以及B相用门极57b的各个输出端子分别连接于CPU主体53的数字信号输入部58，来自门信号形成电路57c的门信号形成为当逻辑“1”时，来自A相用门极57a的输出端子的A相脉冲、来自B相用门极57b的输出端子的B相脉冲提供至数字信号输入部58。
[0063] 虽然CPU主体53未示出，但包括：中央运算处理部，执行各种运算处理；主存储器，能够存储操作系统(OS)、用于执行本发明的处理的应用程序、以及各种数据；输入输出部，将来自键盘等的输入装置的数据提供至中央运算处理部等，或者将中央运算处理部处理后的显示数据和打印数据的演示数据提供至显示器55等的输出装置；以及硬盘装置，存储OS、用于实施本发明的应用程序、以及数据库。
[0064] 当接通电源时，CPU主体53以来自硬盘装置的OS、用于实施本发明的应用程序的顺序在主存储器中展开，通过中央运算处理部对这些进行处理，实现本发明的肌肉力量训练机械的运动状况检测装置。
[0065] 图4是示出本发明实施方式涉及的肌肉力量训练机械的运动状况检测装置中存储于数据处理装置内的硬盘装置的数据库的例的视图。
[0066] 符号59示意性地示出硬盘装置，通常设置在CPU主体53内，但是也可以设置在外部，利用例如USB连接、LAN连接等连接于CPU主体53。
[0067] 如图4所示，在该硬盘装置59中，设置有数据库60。数据库60是以例如姓名、ID等设定数据为基础并结合其他设定数据(训练实施日期、出生年月日、年龄、身高、体重、BMI、血压、心搏数、有无心律不齐、服用药物、本人的希望等)进行记录的数据的集合。
[0068] 如图4所示，在数据库60中，例如分别以姓名A或者(ID1)为基础记录此人的其他设定数据DT1和运动状况数据UD1，以姓名B或者(ID2)为基础记录此人的其他设定数据DT2和运动状况数据UD2…。并且，当记录在一端数据库60时，在CPU主体53的控制下，无论什么时候，都能够以按需要的形式，以姓名(或者ID)为基础输出此人的数据DTn…和运动状况数据UDn…。这里，n表示相对于CPU主体53要求输出的姓名(或者ID)的人的数据。
[0069] 并且，所谓此人的其他设定数据DT1、DT2…，可例举出例如训练实施日期、出生年月日、年龄、身高、体重、BMI、血压、心搏数、有无心律不齐、服用药物、本人的希望等、初期设定负荷等项目。
[0070] 并且，训练时的运动状况数据UD1、UD2是以从旋转检测传感器51的编码器51b输出的A相脉冲以及B相脉冲为基础，利用CPU主体53运算的数据，并且随着时间经过被记录的数据。
[0071] 图5是示出本发明实施方式涉及的肌肉力量训练机械的运动状况检测装置中数据处理装置获得的数据例的视图，横轴采取时间t，纵轴采取编码器51b的计数值。
[0072] 首先，在肌肉力量训练用负荷赋予装置3上设定负荷，同时使训练装置主体2能够进行训练，并且接通计测装置5的电源，准备计测。
[0073] 并且，使肌肉力量训练者的各种设定数据(初期设定负荷量、训练者的各种身体状况信息、以及其他测定中必要的数据)经由CPU主体53存储在数据库60中，成为能够计测的状态。
[0074] 这里，所谓此人的各种身体状况信息是指例如训练实施日期、姓名、ID、出生年月日、年龄、身高、体重、BMI、血压、心搏数、有无心律不齐、服用药物、本人的希望等。
[0075] 并且，所谓其他测定中必要的数据是指例如通过当初的设定而增加的负荷量、其他计测中必要的数据等。
[0076] 并且，在必要的信息已经存储于数据库60的情况下，通过将其姓名(或者ID)等提供给CPU主体53，能够成为可计测的状态。
[0077] 并且，肌肉力量训练者坐在训练装置主体2的座部24，使后背倚靠在背倚靠部25，两手把持支撑臂26、26，以膝盖蜷缩的状态将脚放置在脚托板23上。该状态为图3以及图5示出的“起点”。
[0078] 并且，当膝盖伸展时，肌肉力量训练用负荷赋予装置3的负荷传递用绳索体30拉紧，负荷传递用滑轮33旋转，主轴31旋转。由此，旋转力传递至滑轮51a、皮带51d、滑轮51c，通过编码器51b，A相脉冲、B相脉冲在规定的时刻输出。分别A相脉冲输入至A相用门极57a，B相脉冲输入至B相用门极57b。此时，由于A相用门极57a与B相用门极57b的另一侧的输入端子成为逻辑“1”，因此这些A相脉冲、B相脉冲通过A相用门极57a、B相用门极57b，经由数字信号输入部58输入至CPU主体53。在CPU主体53中，从A相脉冲与B相脉冲的时刻(相位)的状态判断进行加法运算，并且将其脉冲进行计数。并且，CPU主体
53将随着时间的计数值存储于数据库60。如图5所示，该状态作为随着时间t计数值上升的状态，被存储于数据库60(“起点”～时刻tm)。
[0079] 并且，当成为膝盖伸展的状态时，如图5所示，计数值成为最大值的状态(时刻tm)。
[0080] 接着，当膝盖蜷缩时，通过设置在肌肉力量训练用负荷赋予装置3的负荷锤用滑轮32的负荷锤连接用绳索体34的前端的负荷锤35的作用，负荷传递用绳索体30向肌肉力量训练用负荷赋予装置3内拉紧，负荷传递用滑轮33逆旋转，主轴31逆旋转。由此，旋转力传递至滑轮51a、皮带51d、滑轮51c，通过编码器51b，A相脉冲、B相脉冲在与负荷传递用绳索体30从肌肉力量训练用负荷赋予装置3拉出的时刻相反的时刻(相位)输出。分别A相脉冲输入至A相用门极57a，B相脉冲输入至B相用门极57b。此时，由于A相用门极57a与B相用门极57b的另一侧的输入端子成为逻辑“1”，因此这些A相脉冲、B相脉冲通过A相用门极57a、B相用门极57b，经由数字信号输入部58输入至CPU主体53。在CPU主体53中，因为A相脉冲与B相脉冲在与负荷传递用绳索体30从肌肉力量训练用负荷赋予装置3拉出的时刻为相反的时刻(相位)的状态，所以判断进行减法运算，并且以其脉冲为基础从最大值进行减法运算计数。并且，CPU主体53将随着时间的其减法运算计数值存储于数据库60。如图5所示，该状态作为随着时间t计数值从最大值减少的状态，被存储于数据库60(时刻tm～时刻tp)。并且，存储于数据库60的运动状况数据，无论什么时候都能够在需要的时候经由CPU主体53显示在显示器55上，并且经由打印机56能够进行打印。
[0081] 这样，根据本发明涉及的肌肉力量训练机械的运动状况检测装置，具有以下优点。
[0082] (1)能够测定每个利用肌肉力量训练机械4的被检验者的正确而具有定量性的运动状况数据，并且测定的运动状况数据被自动地保存于计测装置5。
[0083] (2)在判断负荷的测试等中，对于教练员来说，能够减轻进行极细小微量的负荷增减的身体负担、以及介意差错的精神负担。特别是，由于能够进行负荷适当值的算出、自动负荷变更等，因此人为的数据输入差错消失，并且在进行训练的系统相互之间以及被检验者之间的数据取得方面具有共通性，提高了在数据的存储方面的信赖性。
[0084] (3)个别的运动记录、履历、功能评价等被数据化(数据存储化)。特别是，能够简单地进行费时的报告书的作成和印刷，显著减小教练等的事务性负担。
[0085] (4)报告书样式能够基于CGT实施记录用纸来作成。并且，也能够作成一般人容易理解的雷达图表(radar chart)。此外，CGT(Comprehensive Geriatric Trainning)是指“综合高龄者运动训练”，是指厚生劳动省的看护预防程序的运动理论。
[0086] (5)具有对第二次以后的适当值的算出、医疗人员的训练方针的决定、个别训练目标的设定等按照CGT的综合评价有益的优点。
[0087] (6)由于能够看见冲程的经过时间的相关的运动状况数据，因此，能够用于在与现有模式不同的动作、或者在发生疼痛位置的异常变化状况等试行测试的判断。
[0088] 实施例
[0089] 另外，在用于实施上述发明的方式中，由于肌肉力量训练用负荷赋予装置3仅示出了原理性构成，因此在本实施例中，例举一个构成例对肌肉力量训练用负荷赋予装置3进行具体说明。
[0090] 图6是本发明实施例涉及的肌肉力量训练用负荷赋予装置的部分省略的正视图，图7是同侧视图，图8是本发明的主要部分的简略构成图，图9是本发明的原理说明图。
[0091] 图中，36为箱形的基框。31为水平配置在所述基框1内、旋转自如地被支撑在垂直方向上的主轴、并且，37、37为设置于所述基框36的该主轴31的轴承。
[0092] 符号32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g、32h为以规定的间隔配置于所述主轴31上、并且分别相对于该主轴31以旋转自如的状态安装的负荷锤用滑轮。并且该负荷锤用滑轮32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g、32h分别在其周面的一个位置设置下述的连接销的接受凹部32aa、32ba、32ca、32da、32ea、32fa、32ga、32ha。并且，在图面中省略了该连接销的接受凹部32aa、32ba、32ca、32da、32ea、32fa、32ga、32ha。并且，该负荷锤用滑轮32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g、32h在本实施例中与下述的负荷锤的个数相对应为8个。并且，符号39a、39b、39c、39d、39e、39f、39g、39h为设置在该负荷锤用滑轮32a、32b、32c、32d、32e、
32f、32g、32h与所述主轴31之间的轴承。
[0093] 33为负荷传递用滑轮，负荷传递用滑轮33为将负荷传递用绳索体30的基端固定、且固定于所述主轴31的端部的、与所述负荷锤用滑轮32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g、32h同径的滑轮。
[0094] 符号35a、35b、35c、35d、35e、35f、35g、35h为重量不同的负荷锤，在本实施例中，由以为0.25(Kg)的最轻量的负荷锤35a以及该负荷锤35a的2乘数倍重量的负荷锤35b、35c、35d、35e、35f、35g、35h全部8个所构成。并且，这些负荷锤的重量在本实施例中，负荷锤35a为0.25(Kg)，负荷锤35b为0.5(Kg)，负荷锤35c为1(Kg)，负荷锤35d为2(Kg)，负荷锤35e为4(Kg)，负荷锤35f为8(Kg)，负荷锤35g为16(Kg)，负荷锤35h为32(Kg)。当通过这样的负荷锤的组合时，能够在0～63.75(Kg)的范围内能够以每0.25(Kg)单位进行负荷设定，即能够进行255种的负荷设定。并且，这些负荷锤35a、35b、35c、35d、35e、35f、
35g、35h将基端分别固定于所述负荷锤用滑轮32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g、32h，连接于在与所述负荷传递用绳索体21的相反方向上被卷绕的负荷锤连接用绳索体34a、34b、
34c、34d、34e、34f、34g、34h的前端。
[0095] 并且，在所述最小单位的负荷锤为0.2(Kg)的情况下，其2乘数倍为0.4(Kg)、0.8(Kg)、1.6(Kg)、3.2(Kg)、6.4(Kg)、12.8(Kg)、25.6(Kg)。
[0096] 并且，符号40a、40b、40c、40d、40e、40f、40g、40h为旋转自如地支撑在所述负荷锤用滑轮32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g、32h的前方，并且将所述负荷锤连接用绳索体34a、34b、34c、34d、34e、34f、34g、34h的中途部悬挂转动的导向滑轮。并且，符号41a、41b、41c、
41d、41e、41f、41g、41h为该导向滑轮40a、40b、40c、40d、40e、40f、40g、40h的轴承。
[0097] 符号42、42、42、42、42、42、42、42为固定于所述主轴31中的所述各负荷锤用滑轮32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g、32h的邻近位置、并且与主轴31一体地旋转的、分别在前端设置有后述的连接销的接受凹部42a的连接臂。并且，在图面中仅示出了与负荷锤用滑轮32h成对的连接臂42。
[0098] 符号43、43、43、43、43、43、43、43为连接销。连接销43、43、43、43、43、43、43、43能够横跨所述负荷锤用滑轮32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g、32h中的连接销的接受凹部32aa、32ba、32ca、32da、32ea、32fa、32ga、32ha与所述连接臂44、44、44、44、44、44、44、44的连接销的接受凹部44a进入或者取出。
[0099] 符号45、45、45、45、45、45、45、45为连接销交接用臂。连接销交接用臂45、45、45、45、45、45、45、45配置在所述各负荷锤用滑轮32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g、32h的前方，并且在前端设置所述连接销43的接受凹部43a。各个连接销交接用臂45、45、45、45、45、45、
45、45以夹持所述负荷锤用滑轮32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g、32h的方式，由两个一组构成。并且，连接销传送用臂45、45、45、45、45、45、45、45分别通过电动机46、46、46、46、46、
46、46、46以规定的冲程沿垂直方向使其转动。并且，在所述负荷锤用滑轮32a、32b、32c、
32d、32e、32f、32g、32h中的连接销的接受凹部32aa、32ba、32ca、32da、32ea、32fa、32ga、
32ha与所述连接臂44、44、44、44、44、44、44、44中的连接销的接受凹部44a在它们的旋转始端位置一致时，该连接销交接用臂45、45、45、45、45、45、45、45使所述43进入连接销的接受凹部或者在连接销的接受凹部取出。并且，所述电动机46、46、46、46、46、46、46、46分别通过设置在基框36的适当位置的操作按钮(未图示)的按压操作而进行驱动。
[0100] 并且，在所述负荷传递用滑轮33的附近，设置未图示的吸震器。该吸震器用于缓和所述负荷传递用滑轮33返回旋转始端位置之前的震动。该吸震器由固定于基框36的吸震器主体、以及与该吸震器主体的动作杆接离并固定于负荷传递用滑轮33的按压板构成。
[0101] 符号71为固定于所述主轴31的从动链轮，符号72为固定于在基框36上固定的电动机73的旋转轴73a的驱动链轮，符号74为悬挂在驱动链轮72与从动链轮71之间的链条。
[0102] 接着，对利用负荷锤的组合的负荷的设定变更进行说明。
[0103] 为了作为最适合训练者的负荷，虽然通过负荷锤35a、35b、35c、35d、35e、34f、35g、35h的组合来进行，但是要选择并组合所使用的负荷锤。而且，在该情况下，仅将所选择的负荷锤连接于主轴31，这通过将连接该负荷锤的负荷锤连接用绳索体的基端固定的负荷锤用滑轮连接于主轴31上来进行。
[0104] 并且，设置在该肌肉力量训练用负荷赋予装置3的内部的计测装置5的旋转检测传感器51由可旋转地固定于主轴31的滑轮51a、将A相脉冲和B相脉冲输出的编码器51b、设置于编码器51b的旋转轴上的滑轮51c、以及架设在滑轮51a与滑轮51c之间的皮带51d构成。
[0105] 实际上，通过像这样构成的肌肉力量训练用负荷赋予装置3，能够对训练装置主体2赋予负荷。
