JP2004267376A - トレーニング装置、トレーニング装置の制御方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】下肢筋力強化及び全身持久力強化を行いつつ、握力や上腕筋力強化の運動も同時に行える、家庭で簡易に使用できるトレーニング装置は無かった。
【解決手段】全身の持久力を鍛える全身持久力トレーニング手段101と、握力を鍛える握力トレーニング手段102と、全身持久力トレーニング手段101、握力トレーニング手段102からの情報のいずれか、または両方の情報に基づき、全身持久力トレーニング手段101、握力トレーニング手段102のいずれかまたは両方を制御する制御手段104と、制御手段104からの情報を表示する表示手段105とを備えた。
【選択図】 図1
【解決手段】全身の持久力を鍛える全身持久力トレーニング手段101と、握力を鍛える握力トレーニング手段102と、全身持久力トレーニング手段101、握力トレーニング手段102からの情報のいずれか、または両方の情報に基づき、全身持久力トレーニング手段101、握力トレーニング手段102のいずれかまたは両方を制御する制御手段104と、制御手段104からの情報を表示する表示手段105とを備えた。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トレーニング装置およびトレーニング装置の制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、トレーニング装置として、自転車エルゴメータなどの持久力を鍛えるものが一般的に用いられているが、近時、単に任意の負荷を設定したペダルを踏むだけではなく、身長、体重、心拍などの生理情報を計測しつつ、これらに対応して演算される適切な負荷に自動調整して動作させるトレーニング装置も提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
あるいは、単調になる動作を考慮して、運動量に応じて演算される移動距離から、地図上での仮想的な移動を算出して表示装置上に表示させる、等の遊戯的要素を付加した提案も示されている(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
また、握力トレーニング装置としては、弾性体による反発力を利用したハンドグリップが一般に知られている(例えば、特許文献3参照)。この場合においても、単調な運動の繰り返しを避けて遊戯性を付与するために、操作量に応じてキャラクターの変化を表示させる(例えば、特許文献4参照)、等の工夫もされている。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−10353号公報
【特許文献2】
特開平6−23067号公報
【特許文献3】
特開2000−140150号公報
【特許文献4】
特開2000−140187号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のトレーニング装置において、自転車エルゴメータはペダルを踏む下肢の運動のみを対象とするもので、呼吸や心拍等の生理機能強化や脂肪燃焼させる等の代謝機能強化につながる持久力を鍛えるものの、筋力トレーニングの対象部位としては、大腿部の筋肉を中心にした下肢筋力に限定されるものであった。一方、他の部位の筋力増強には、握力強化にはハンドグリップ装置、上腕筋力増強にはダンベル、胸筋強化にはエキスパンダー等、それぞれ独自の個別装置を用いるのが一般的であり、家庭などで簡易に全身の持久力と筋力を同時にトレーニングするものはないのが実態であった。
【0007】
本発明は、上記従来の課題を考慮し、下肢筋力強化の運動を行うと同時に、握力の強化運動も行うことを可能としたトレーニング装置及びトレーニング装置の制御方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、第1の本発明は、
全身の持久力を鍛える全身持久力トレーニング手段(101)と、
握力を鍛える握力トレーニング手段(102)と、
前記全身持久力トレーニング手段(101)、前記握力トレーニング手段(102)からの情報のいずれか、または両方の情報に基づき、前記全身持久力トレーニング手段(101)、前記握力トレーニング手段(102)のいずれかまたは両方を制御する制御手段(104)と、
前記制御手段(104)からの情報を表示する表示手段(105)とを備えた、トレーニング装置(100)である。
【0009】
第2の本発明は、
前記全身持久力トレーニング手段は、いずれも基台に取り付けられた、着座するサドルと、両手で握るグリップを左右の両端に有するハンドルと、両足で回転させるペダルとを有し、
前記握力トレーニング手段は、前記ハンドルに取り付けられ、前記グリップと共に手で握るためのレバーを有する、第1の本発明のトレーニング装置である。
【0010】
第3の本発明は、
さらに、運動者の個人情報、装置の操作に関する情報のいずれかまたはその両方の情報を入力する入力手段を備え、
前記制御手段は、前記入力手段からの出力にも基づいて、前記全身持久力トレーニング手段、前記握力トレーニング手段のいずれかまたは両方を制御する、第1または第2の本発明のトレーニング装置である。
【0011】
第4の本発明は、
前記握力トレーニング手段は、さらに握力を計測する握力計測手段を有する、第1乃至第3のいずれかの本発明のトレーニング装置である。
【0012】
第5の本発明は、
前記握力トレーニング手段は、さらに前記レバーの負荷を調整する握力負荷調整手段を有する、第2乃至第4のいずれかの本発明のトレーニング装置である。
【0013】
第6の本発明は、
前記握力トレーニング手段は、さらに前記レバーを握る回数をカウントする握力運動回数計測手段を有する、第2乃至第5のいずれかの本発明のトレーニング装置である。
【0014】
第7の本発明は、
前記握力トレーニング手段は、さらに前記レバーの負荷と握る回数から握力運動量を計測する握力運動量計測手段を有する、第6の本発明のトレーニング装置である。
【0015】
第8の本発明は、
前記制御手段は、前記全身持久力トレーニング手段で計測された運動量と前記握力トレーニング手段で計測された握力運動量に基づき、前記全身持久力トレーニング手段と前記握力トレーニング手段の、いずれかまたは両方の負荷を制御する、第7の本発明のトレーニング装置である。
【0016】
第9の本発明は、
前記制御手段は、前記握力計測手段で計測される握力に基づき、前記全身持久力トレーニング手段の負荷を制御する、第4乃至第8のいずれかの本発明のトレーニング装置である。
【0017】
第10の本発明は、
さらに、腕力を鍛える腕力トレーニング手段と、
前記腕力トレーニング手段を利用して腕力を計測する腕力計測手段とを備えた、第1乃至第9のいずれかの本発明のトレーニング装置である。
【0018】
第11の本発明は、
前記腕力トレーニング手段は、腕力トレーニング用グリップを左右の両端に有する、弾性を有する腕力トレーニング用ハンドルを有し、
前記腕力トレーニング用グリップは、前記腕力トレーニング用ハンドルの弾性により3次元的に移動でき、両手で握り移動させる動作によって腕力を鍛える、第10の本発明のトレーニング装置である。
【0019】
第12の本発明は、
前記握力トレーニング手段でレバーと共に手で握る前記グリップは、前記腕力トレーニング用グリップを兼ねており、
前記全身持久力トレーニング手段が有するハンドルは、前記腕力トレーニング用ハンドルを兼ねている、第11の本発明のトレーニング装置である。
【0020】
第13の本発明は、
さらに、日時を計測する時計手段と、
トレーニング実施状況及び計測結果を前記時計手段からの情報に基づき時系列に記憶する記憶手段とを備えた、第1乃至第12のいずれかの本発明のトレーニング装置である。
【0021】
第14の本発明は、
全身の持久力を鍛える全身持久力トレーニング手段と、
握力を鍛える握力トレーニング手段と、
前記全身持久力トレーニング手段、前記握力トレーニング手段のいずれかまたは両方を制御する制御手段と、
前記制御手段からの情報を表示する表示手段とを備えたトレーニング装置の制御方法であって、
前記全身持久力トレーニング手段、前記握力トレーニング手段からの情報のいずれか、または両方の情報に基づき、前記制御手段により前記トレーニング装置を制御し、前記表示手段に前記制御手段からの情報を表示する、トレーニング装置の制御方法である。
【0022】
第15の本発明は、
第1の本発明のトレーニング装置の、
前記全身持久力トレーニング手段、前記握力トレーニング手段からの情報のいずれか、または両方の情報に基づき、前記全身持久力トレーニング手段、前記握力トレーニング手段のいずれかまたは両方を制御する前記制御手段として、コンピュータを機能させるためのプログラムである。
【0023】
第16の本発明は、
第15の本発明の、前記プログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0025】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1のトレーニング装置を示すブロック図であり、図2は、本実施の形態1のトレーニング装置を示す外観図であり、図3及び図4はその動作を説明する図である。
【0026】
まず、図1のブロック図について説明する。本実施の形態1のトレーニング装置100は、全身持久力トレーニング手段101と、握力トレーニング手段102と、運動者に関する情報やトレーニング装置100の操作に関する情報を入力する入力手段103と、トレーニング装置100の運転を制御する制御手段104と、制御手段104から出力される情報を表示する表示手段105とを有している。制御手段104は、全身持久力トレーニング手段101及び握力トレーニング手段102から出力される情報に基づいてトレーニング装置100の運転を制御する。
【0027】
さらに、全身持久力トレーニング手段101は、運動状況から運動者の全身持久力を測定する全身持久力計測手段106を有している。また、握力トレーニング手段102は、握力を測定する握力計測手段107と、握力運動の負荷を調整する握力負荷調整手段108と、握力運動の回数をカウントする握力運動回数計測手段109と、握力運動量を計測する握力運動量計測手段110を有している。
【0028】
次に、図2により、本実施の形態1のトレーニング装置の具体的な構成について説明する。
【0029】
図2に示すように、トレーニング装置120は、運動者が下肢動作を自在に行えるように座るサドル201と、運動者が足を掛けて回転運動をさせるペダル202と、運動者の上体を支えるハンドル203が基台200に取り付けられている。ハンドル203は左右に張り出したアーム204と、その先端に連なる運動者が手で握るグリップ205で構成されている。グリップ205には自転車のブレーキレバーのような形状のレバー210が取り付けられており、グリップ205を持ち、レバー210を指で握ることにより、握力運動を行なえるようになっている。
【0030】
そして、運動者がサドル201に着座し、両手でグリップ205を持った状態で運動者から自然に見える、ハンドル203が取り付けられている位置に、操作部206および液晶ディスプレイ209が取り付けられている。また、演算部207がハンドル203の取り付けられている位置に備えられ、制御部208が基台200の内部に備えられている。
【0031】
図1のブロック図で示す全身持久力トレーニング手段101は、基台200に取り付けられた、サドル201とペダル202とハンドル203とで構成されており、運動者はサドル201に着座し、両手でグリップ205を握り、ペダル202を両足で回転させることにより、全身持久力運動を行なう。
【0032】
握力トレーニング手段102は、図2のトレーニング装置120では、グリップ205とレバー210で構成されている。レバー210は反発力を有しており、グリップ205を手で持ち、指でレバー210を握ることにより、握力運動を行なう。そして、グリップ205は、握力計測手段107、握力負荷調整手段108、握力運動回数計測手段109、握力運動量計測手段110を有している。
【0033】
また、入力手段103は、操作部206であり、入力キーが配置されており、運動者の個人情報の入力や、運動メニューの選択のような装置の操作に関する情報の入力を行える。また、表示手段105は、液晶ディスプレイ209であり、運動量情報等がグラフィック表示され、運動中の運動者にそれらの情報が提示される。
【0034】
また、制御手段104は、演算部207と制御部208で構成されている。演算部207は、入力情報や運転情報などから必要な演算を行う。制御部208は、グリップ205およびペダル202の負荷の制御を行ない、またペダル202の回転から下肢運動量を計測する全身持久力計測手段106を兼ね備えている。
【0035】
次に、図2、図3および図4を用いて本実施の形態1のトレーニング装置120の動作を説明する。
【0036】
運動者はサドル201に着座し、グリップ205を両手で持ち、ペダル202を両足で回転させることにより下肢筋肉のトレーニングを行うことができる。
【0037】
レバー210は、グリップ205とレバー210とを握りしめる力に対して反発力を生じるバネ等の反発力発生手段を備えており、運動者は矢印(ハ)で示すグリップ205とレバー210とを握りしめる運動を繰り返すことにより握力を鍛えることができる。従って、従来の自転車エルゴメータのような全身持久力のトレーニング手段では下肢運動や心肺機能のみのトレーニングが中心であったが、本実施の形態1のトレーニング装置120では、グリップ205に握力トレーニング手段102を有することにより、握力トレーニングも組み合わせて総合的にトレーニングすることができる。
【0038】
また、グリップ205は、図1に示す握力計測手段107を有しており、グリップ205とレバー210とで正確な握力測定を行うことができる。従来、握力測定は専用の握力計で行っていたが、本実施の形態1のトレーニング装置120では、専用の握力計を使用しなくても、個人の左右の握力測定が簡単にできる。この握力測定の結果は液晶ディスプレイ209に表示される。
【0039】
また、予め、運動開始時に液晶ディスプレイ209を見ながら操作部206を用いて、運動者の性別、年齢、身長、体重等を入力しておくと、例えば15才男子であれば、握力右48kg、左45kgという運動者と同年代の平均値のデータが、運動者の個人データと対比され液晶ディスプレイ209に表示される。その表示を見て、運動者は、同年代の平均値より低ければ平均値に到達するよう握力トレーニングを行う動機付けを行うことができる。
【0040】
また、グリップ205は、図1に示す握力負荷調整手段108を有しており、女性や子供や老人等の握力が低い人も、アスリートのような握力が高い人も、筋力にあった握力負荷に調整することができる。握力を鍛えるためにはグリップ205とレバー210とを握りしめることにより、図2に示す握力運動変位(ハ)を発生させる必要がある。握力運動変位は、手の大きさによってその最適値が異なる。図3に、レバー210における握力運動変位と反発力の関係を図示する。
【0041】
例えば、アスリートの場合には、(イ)のように最大反発力80kg、最大変位40mmの設定で握力トレーニングを行うことにより握力を鍛えることができる。女子の場合は、これと同じ最大変位40mmの設定では20kgの握力で握った場合10mmしか変化せず、非常に握りにくく握力運動をしづらい。そこで操作部206から、性別:女性、年齢:10歳と入力することにより、例えば図3の(ロ)に示すように、最大変位20mm、最大反発力20kgのような握力トレーニング条件に設定される。この条件では、握力運動変位の最大変位も20mmと握りやすく、反発力20kgで握りしめることができるので、女性や子供でも最適条件で握力トレーニングができる。また、運動者に合わせて最大変位と最大反発力の設定ができる。
【0042】
また、グリップ205は、図1に示す握力運動回数計測手段109を有しており、運動者が握力トレーニングを行っている状態が液晶ディスプレイ209に表示される。
【0043】
例えば、操作部206から所定の時間内での目標握力運動回数を15回/分と設定し、握力トレーニングを行う場合、液晶ディスプレイ209に目標握力運動回数が表示され、握力運動を1回行うごとに握力運動回数計測手段109が回数をカウントし、握力運動回数の情報を演算部207に送る。そして、演算部207は、計算した結果を液晶ディスプレイ209にカウントダウンするように表示させる。このとき時間計測機構が働き、残り時間と握力運動回数が表示されるので、運動者は時間内に目標回数を達成しようと努力し、握力トレーニング効果が増大する。また、目標回数を達成したときは、液晶ディスプレイ209に「おめでとう!」の文字の表示やキャラクターの表示を行い、運動者が達成感を実感できるようにしてもよい。
【0044】
また、グリップ205は、図1に示す握力運動量計測手段110を有しており、握力運動回数だけでなく握力運動量を測定することもできる。そして、運動者が運動開始前に液晶ディスプレイ209を見ながら、操作部206から目標とする握力運動量と目標とする下肢運動量の設定を行うことができる。
【0045】
図4に、運動者が握力トレーニングを行ったときの時間と握力計測値の関係の一例を示す。図4(a)は、グリップ205とレバー210とを握りしめるときの反発力と経過時間の関係を示した図であり、図4(b)は、積算した握力運動量と経過時間の関係を示した図である。
【0046】
図4(a)にて、グリップ205とレバー210とを握りしめることによる反発力が握力計測値として逐次表示されるので、結果がすぐに運動者に伝わり、反発力が落ちた場合には運動者は意識して強く握るようにするなど、握力トレーニング効果が上がる。また、図4(b)のように積算された握力運動量が表示されるので、目標握力運動量に対する到達度が運動の途中でわかり、運動者が運動を継続しようという動機付けになる。
【0047】
また、図1において、制御手段104は、握力運動量と下肢運動量の情報に基づいて、運動者の運動中に、全身持久力トレーニング手段101及び握力トレーニング手段102の負荷を制御することができる。ここで下肢運動量とは、全身持久力計測手段106で計測される、全身持久力トレーニング手段101における運動量である。
【0048】
図2で、運動者は、操作部206から、目標とする握力運動量と目標とする下肢運動量を設定して運動を開始する。演算部207は、制御部208から出力される下肢運動量とグリップ205から出力される握力運動量を、運動者が設定した各運動量の目標量と比較し、必要に応じてペダル202の負荷とレバー210の反発力を調節する。
【0049】
運動者が運動する際、時間の経過とともに、下肢運動量は目標に対して順調に増加するのに対し、握力運動量が目標に対して順調に増加しない場合、演算部207は、その運動者にはその握力運動の負荷が大き過ぎるために握力運動量が順調に増加していないと判断する。そして、その運動者の運動能力に合うよう、演算部207は制御部208を介して、レバー210の反発力を小さくする、または相対的にレバー210の反発力が小さくなるようペダル202の負荷を大きくする制御を行なう。上記とは逆に、握力運動量に比べて下肢運動量の方が順調に増加しない場合、演算部207は制御部208を介して、ペダル202の負荷を小さくする、または相対的にペダル202の負荷が小さくなるよう、レバー210の反発力を大きくする制御を行なう。
【0050】
これにより、運動者は、負荷または反発力が小さくなったトレーニングをしやすくなり、運動量が増加していなかった運動が促進される。そして、運動者は、個人の各運動部位の運動能力に合ったバランスのよい全身運動を行なうことができる。また、グリップ205が有する握力負荷調整手段108により握力運動変位も調整できるので、演算部207は、運動者の運動能力に合わせて、握力運動の負荷だけではなく握力運動変位も調整するようにしてもよい。
【0051】
また、図1において、制御手段104は、握力運動の動作に連動させて、全身持久力トレーニング手段101の負荷を制御することができる。
【0052】
図2で、運動者がグリップ205とレバー210とを握りしめる動作に合わせて、演算部207は制御部208を介して、ペダル202の負荷を小さくするよう制御する。これにより、運動者がグリップ205のレバーを握りしめるために手に力をかけているときには、ペダル202の負荷は小さくなり、ペダル202を回転させやすくなり、全身持久力トレーニングの運動が促進される。このような握力運動の動作に連動させた全身持久力トレーニングの負荷の調整を行なうことにより、運動量に偏りの無い、バランスの取れた全身のトレーニングを行なうことができる。
【0053】
また、より短時間で効率的に体を鍛えたいような場合には、演算部207に上記とは逆の制御を行なわせるようにするとよい。つまり、運動者がグリップ205とレバー210とを握りしめる動作に合わせて、演算部207は制御部208を介して、ペダル202の負荷を大きくするように制御する。これにより、手及び下肢に同時に大きな負荷がかかるため、短時間で効果的なトレーニングを行なうことができる。
【0054】
なお、本実施の形態1では、握力トレーニング手段102が握力計測手段107を兼ねている構成としたが、別の構成としてもよい。
【0055】
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2のトレーニング装置について説明する。図5は本実施の形態2のトレーニング装置の構成を示すブロック図、図6は外観図、図7はハンドル部及びその動作説明図、図8は表示画面の表示例を示す図である。
【0056】
まず、図5のブロック図について説明する。本実施の形態2のトレーニング装置130は、実施の形態1のトレーニング装置100が有する握力トレーニング手段102に加えて、腕力トレーニング手段301を有したことを特徴としており、また、腕力トレーニング手段301は、腕力を測定する腕力計測手段302を有している。
【0057】
次に、図6および図7により、本実施の形態2のトレーニング装置の具体的な構成について説明する。
【0058】
図7(a)は、運動者が図6のサドル201に着座した時に運動者の視点から斜め下のハンドル部分を見た図であり、図7(b)は、図7(a)とは視点が90度異なる、斜め下からハンドル部分を見上げた図である。図7に示すように、運動者の上体を支えるハンドル203は、左右に張り出したアーム204と、その先端に連なる運動者が手で握るグリップ205で構成されている。そして、アーム204の部分は弾性を有しており、グリップ205の部分を3次元的に動かせるようになっている。また、グリップ205は、実施の形態1のトレーニング装置と同様に、自転車のブレーキレバーのようなレバー210を備えており、グリップ205とレバー210とを握りしめることにより、握力運動も行なえるようになっている。
【0059】
図6に示すように、トレーニング装置140は、アーム204への動作荷重に対する反発力を制御する制御部208と、アーム204への動作荷重の強度や動作回数から運動量等を算出する演算部207とを備えている。また、左右に伸びたハンドルのアーム204に、腕力トレーニング手段301を備えている。
【0060】
次に、本実施の形態2のトレーニング装置140の動作について、図6及び図7を用いて説明する。
【0061】
まず、腕力トレーニングの方法について説明する。運動者はグリップ205を握ったまま、図7(a)および図7(b)に示すように両手を左右に開閉する動作(二)や、前方下部に向けて押し倒したり、逆に手前上部に引き起こしたりする動作(ホ)を行う。グリップ205が動かされるこれらのいずれの動作も弾性的であり、腕力計測手段302に連動させて演算部207が制御部208を介して任意の制御を行えるようになっている。このように、グリップ205を3次元的に移動させる動作により、運動者は腕力を鍛える。
【0062】
そして、腕力トレーニングを行うだけでなく、グリップ205の左右開閉や前方後方への動作におけるアーム204の反発力を腕力計測手段302で測定することによって腕力も測定することができる。
【0063】
また、本実施の形態2のトレーニング装置140におけるトレーニングの進行状況は、動作各部に併設された動作計測の手段(全身持久力計測手段106、握力計測手段107及び腕力計測手段302)によって逐次計測されており、それらの情報は演算部207に集められる。演算部207は、操作部206から個人情報として入力された情報、あるいは必要に応じて予め保持されている各種の演算式の情報を参照しつつ、運動量や消費エネルギー量、筋力値等の演算を行い、その結果を液晶ディスプレイ209に送信し、図8に示すように、トレーニングの進捗状況、筋力や持久力などの増強状況などを表示させる。
【0064】
また演算部207は、予め設定された各運動に対する消費エネルギー単位を用いて、各トレーニング手段の負荷強度と回数を元に、総消費エネルギー量を算出し、液晶ディスプレイ209に表示させることも可能である。
【0065】
なお、本実施の形態2のトレーニング装置140では、握力トレーニング手段102と腕力トレーニング手段301が、同一のハンドル203に備えられている構成としたが、これらは別個に設けられていてもよい。例えば、握力トレーニング手段102が備えられているハンドルとは別のハンドルが設けられており、腕力トレーニング手段はその別のハンドルに備えられているような構成であってもよい。
【0066】
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3のトレーニング装置について説明する。図9は本実施の形態3のトレーニング装置の構成を示すブロック図であり、図10は、本実施の形態3のトレーニング装置の外観図である。
【0067】
まず、図9のブロック図について説明する。本実施の形態3のトレーニング装置150で実施の形態1のトレーニング装置100と異なる点は、内蔵される電池電源による駆動で日時を常時計測する時計手段401と記憶手段402とを備えた点、及び、時計手段401で計測された日時情報とともに制御手段104に送られた運動情報と計測結果とを任意に読み出し可能な状態で時系列に記憶手段402に記憶させるようにした点の2点である。
【0068】
次に、図10により、本実施の形態3のトレーニング装置160の動作を説明する。
【0069】
図10のトレーニング装置160では、時計手段401および記憶手段402が、演算部207に備えられている。制御部208に備えられた全身持久力計測手段106で計測された全身持久力運動に関する情報、グリップ205に備えられた握力計測手段107で計測された握力運動に関する情報、操作部206から入力された情報、の各情報が演算部207に集められる。演算部207に集められたこれらの情報を、時計手段401で計測された日時データと相関させつつ、記憶手段402に記憶保存させる。これにより、記憶手段402には、トレーニング実施状況と計測結果が、時系列的に記憶される。
【0070】
操作部206からの入力内容に応じて、過去のトレーニング結果との比較や、所定期間内の積算運動量表示、実行運動内容の経時的変化などを、必要に応じて液晶ディスプレイ209で表示出来るようになっている。このようにして、トレーニングの効果の確認をしつつ適切なメニュー選択が行えるとともに、単調な為に継続意欲が薄れがちな筋力トレーニングを楽しみながら実行することが可能になり、トレーニング効果を高めることにつなげられる。
【0071】
また、液晶ディスプレイ209では、現在および過去のトレーニングに関する物理的情報を表示するだけではなく、地図情報と連携させたドライビングゲームや筋力情報とキャラクター画像を組み合わせた筋力アップゲーム等として利用することが可能である。本実施の形態3のトレーニング装置160は下肢運動のみではなく全身運動を用いたトレーニングが可能であることから、これらのようなゲーム対応の応用メニューが広いトレーニング装置となり得るものである。
【0072】
なお、各実施の形態では、本発明の表示手段105として、画像表示を行う表示画面を備えた液晶ディスプレイ209を示しているが、視覚障害者でも利用できるように音声表示や振動などの体感表示機能を備えたものも利用可能で、本発明の全身トレーニングの効果が、これらの表示手段によって制限されるものではない。
【0073】
また、握力トレーニング手段として、自転車のブレーキレバーのようなレバー210を握りしめて握力運動を行なう構造としたが、握力運動ができる構造であれば、その他の構造であってもよい。
【0074】
また、液晶ディスプレイ209において許容運動量を超過した場合に警告を発生させることもできる。また、操作部206から入力した自己申請による限界値ではなく、心拍等を計測する手段を併設して、心拍数が所定の値を超えた場合にも警報を発生させることも可能である。これらにより、過剰負荷とならない安全なトレーニングが実施可能となる。
【0075】
以上のように本発明のトレーニング装置は、自転車型の下肢筋力トレーニングを行うと同時に、従来はほとんど運動負荷がかからなかった上肢にも同時に運動負荷を与え、握力トレーニングや上腕筋、胸筋などのトレーニングも含めて全身のトレーニングを同時進行できるものである。また、本トレーニング装置を1台設置するだけで全身トレーニングができるというスペースの有効利用ができるとともに、わずかな空き時間に集中的に全身トレーニングがバランス良く行える、という利便性もある。また、必要な部位の組み合わせを任意に選択して実行できる、という利便性もある。もちろん各部のトレーニング動作は個別に、単独でも行うことは可能で、それによって操作性を損なうものではない。
【0076】
なお、本発明のプログラムは、上述した本発明のトレーニング装置の制御手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【0077】
また、本発明の記録媒体は、上述した本発明のトレーニング装置の制御手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムの、全部または一部を担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協働して利用される記録媒体である。
【0078】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【0079】
また、記録媒体としては、ROM等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
【0080】
また、上述した本発明のコンピュータは、CPU等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、OS、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【0081】
なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【0082】
【発明の効果】
本発明により、下肢筋力強化の運動を行うと同時に、握力の強化運動も行うことを可能としたトレーニング装置及びトレーニング装置の制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1のトレーニング装置のブロック図
【図2】本発明の実施の形態1のトレーニング装置の外観図
【図3】本発明の実施の形態1のグリップにおける握力と動作変位の関係を示す図
【図4】本発明の実施の形態1における、握力と時間の関係を示す図
【図5】本発明の実施の形態2のトレーニング装置のブロック図
【図6】本発明の実施の形態2のトレーニング装置の外観図
【図7】本発明の実施の形態2における腕力トレーニング動作の説明図
【図8】本発明の実施の形態2のトレーニング装置の表示画面の一例を示す図
【図9】本発明の実施の形態3のトレーニング装置のブロック図
【図10】本発明の実施の形態3のトレーニング装置の外観図
【符号の説明】
100 トレーニング装置
101 全身持久力トレーニング手段
102 握力トレーニング手段
103 入力手段
104 制御手段
105 表示手段
106 全身持久力計測手段
107 握力計測手段
108 握力負荷調整手段
109 握力運動回数計測手段
110 握力運動量計測手段
301 腕力トレーニング手段
302 腕力計測手段
401 時計手段
402 記憶手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、トレーニング装置およびトレーニング装置の制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、トレーニング装置として、自転車エルゴメータなどの持久力を鍛えるものが一般的に用いられているが、近時、単に任意の負荷を設定したペダルを踏むだけではなく、身長、体重、心拍などの生理情報を計測しつつ、これらに対応して演算される適切な負荷に自動調整して動作させるトレーニング装置も提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
あるいは、単調になる動作を考慮して、運動量に応じて演算される移動距離から、地図上での仮想的な移動を算出して表示装置上に表示させる、等の遊戯的要素を付加した提案も示されている(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
また、握力トレーニング装置としては、弾性体による反発力を利用したハンドグリップが一般に知られている(例えば、特許文献3参照)。この場合においても、単調な運動の繰り返しを避けて遊戯性を付与するために、操作量に応じてキャラクターの変化を表示させる(例えば、特許文献4参照)、等の工夫もされている。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−10353号公報
【特許文献2】
特開平6−23067号公報
【特許文献3】
特開2000−140150号公報
【特許文献4】
特開2000−140187号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のトレーニング装置において、自転車エルゴメータはペダルを踏む下肢の運動のみを対象とするもので、呼吸や心拍等の生理機能強化や脂肪燃焼させる等の代謝機能強化につながる持久力を鍛えるものの、筋力トレーニングの対象部位としては、大腿部の筋肉を中心にした下肢筋力に限定されるものであった。一方、他の部位の筋力増強には、握力強化にはハンドグリップ装置、上腕筋力増強にはダンベル、胸筋強化にはエキスパンダー等、それぞれ独自の個別装置を用いるのが一般的であり、家庭などで簡易に全身の持久力と筋力を同時にトレーニングするものはないのが実態であった。
【0007】
本発明は、上記従来の課題を考慮し、下肢筋力強化の運動を行うと同時に、握力の強化運動も行うことを可能としたトレーニング装置及びトレーニング装置の制御方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、第1の本発明は、
全身の持久力を鍛える全身持久力トレーニング手段(101)と、
握力を鍛える握力トレーニング手段(102)と、
前記全身持久力トレーニング手段(101)、前記握力トレーニング手段(102)からの情報のいずれか、または両方の情報に基づき、前記全身持久力トレーニング手段(101)、前記握力トレーニング手段(102)のいずれかまたは両方を制御する制御手段(104)と、
前記制御手段(104)からの情報を表示する表示手段(105)とを備えた、トレーニング装置(100)である。
【0009】
第2の本発明は、
前記全身持久力トレーニング手段は、いずれも基台に取り付けられた、着座するサドルと、両手で握るグリップを左右の両端に有するハンドルと、両足で回転させるペダルとを有し、
前記握力トレーニング手段は、前記ハンドルに取り付けられ、前記グリップと共に手で握るためのレバーを有する、第1の本発明のトレーニング装置である。
【0010】
第3の本発明は、
さらに、運動者の個人情報、装置の操作に関する情報のいずれかまたはその両方の情報を入力する入力手段を備え、
前記制御手段は、前記入力手段からの出力にも基づいて、前記全身持久力トレーニング手段、前記握力トレーニング手段のいずれかまたは両方を制御する、第1または第2の本発明のトレーニング装置である。
【0011】
第4の本発明は、
前記握力トレーニング手段は、さらに握力を計測する握力計測手段を有する、第1乃至第3のいずれかの本発明のトレーニング装置である。
【0012】
第5の本発明は、
前記握力トレーニング手段は、さらに前記レバーの負荷を調整する握力負荷調整手段を有する、第2乃至第4のいずれかの本発明のトレーニング装置である。
【0013】
第6の本発明は、
前記握力トレーニング手段は、さらに前記レバーを握る回数をカウントする握力運動回数計測手段を有する、第2乃至第5のいずれかの本発明のトレーニング装置である。
【0014】
第7の本発明は、
前記握力トレーニング手段は、さらに前記レバーの負荷と握る回数から握力運動量を計測する握力運動量計測手段を有する、第6の本発明のトレーニング装置である。
【0015】
第8の本発明は、
前記制御手段は、前記全身持久力トレーニング手段で計測された運動量と前記握力トレーニング手段で計測された握力運動量に基づき、前記全身持久力トレーニング手段と前記握力トレーニング手段の、いずれかまたは両方の負荷を制御する、第7の本発明のトレーニング装置である。
【0016】
第9の本発明は、
前記制御手段は、前記握力計測手段で計測される握力に基づき、前記全身持久力トレーニング手段の負荷を制御する、第4乃至第8のいずれかの本発明のトレーニング装置である。
【0017】
第10の本発明は、
さらに、腕力を鍛える腕力トレーニング手段と、
前記腕力トレーニング手段を利用して腕力を計測する腕力計測手段とを備えた、第1乃至第9のいずれかの本発明のトレーニング装置である。
【0018】
第11の本発明は、
前記腕力トレーニング手段は、腕力トレーニング用グリップを左右の両端に有する、弾性を有する腕力トレーニング用ハンドルを有し、
前記腕力トレーニング用グリップは、前記腕力トレーニング用ハンドルの弾性により3次元的に移動でき、両手で握り移動させる動作によって腕力を鍛える、第10の本発明のトレーニング装置である。
【0019】
第12の本発明は、
前記握力トレーニング手段でレバーと共に手で握る前記グリップは、前記腕力トレーニング用グリップを兼ねており、
前記全身持久力トレーニング手段が有するハンドルは、前記腕力トレーニング用ハンドルを兼ねている、第11の本発明のトレーニング装置である。
【0020】
第13の本発明は、
さらに、日時を計測する時計手段と、
トレーニング実施状況及び計測結果を前記時計手段からの情報に基づき時系列に記憶する記憶手段とを備えた、第1乃至第12のいずれかの本発明のトレーニング装置である。
【0021】
第14の本発明は、
全身の持久力を鍛える全身持久力トレーニング手段と、
握力を鍛える握力トレーニング手段と、
前記全身持久力トレーニング手段、前記握力トレーニング手段のいずれかまたは両方を制御する制御手段と、
前記制御手段からの情報を表示する表示手段とを備えたトレーニング装置の制御方法であって、
前記全身持久力トレーニング手段、前記握力トレーニング手段からの情報のいずれか、または両方の情報に基づき、前記制御手段により前記トレーニング装置を制御し、前記表示手段に前記制御手段からの情報を表示する、トレーニング装置の制御方法である。
【0022】
第15の本発明は、
第1の本発明のトレーニング装置の、
前記全身持久力トレーニング手段、前記握力トレーニング手段からの情報のいずれか、または両方の情報に基づき、前記全身持久力トレーニング手段、前記握力トレーニング手段のいずれかまたは両方を制御する前記制御手段として、コンピュータを機能させるためのプログラムである。
【0023】
第16の本発明は、
第15の本発明の、前記プログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0025】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1のトレーニング装置を示すブロック図であり、図2は、本実施の形態1のトレーニング装置を示す外観図であり、図3及び図4はその動作を説明する図である。
【0026】
まず、図1のブロック図について説明する。本実施の形態1のトレーニング装置100は、全身持久力トレーニング手段101と、握力トレーニング手段102と、運動者に関する情報やトレーニング装置100の操作に関する情報を入力する入力手段103と、トレーニング装置100の運転を制御する制御手段104と、制御手段104から出力される情報を表示する表示手段105とを有している。制御手段104は、全身持久力トレーニング手段101及び握力トレーニング手段102から出力される情報に基づいてトレーニング装置100の運転を制御する。
【0027】
さらに、全身持久力トレーニング手段101は、運動状況から運動者の全身持久力を測定する全身持久力計測手段106を有している。また、握力トレーニング手段102は、握力を測定する握力計測手段107と、握力運動の負荷を調整する握力負荷調整手段108と、握力運動の回数をカウントする握力運動回数計測手段109と、握力運動量を計測する握力運動量計測手段110を有している。
【0028】
次に、図2により、本実施の形態1のトレーニング装置の具体的な構成について説明する。
【0029】
図2に示すように、トレーニング装置120は、運動者が下肢動作を自在に行えるように座るサドル201と、運動者が足を掛けて回転運動をさせるペダル202と、運動者の上体を支えるハンドル203が基台200に取り付けられている。ハンドル203は左右に張り出したアーム204と、その先端に連なる運動者が手で握るグリップ205で構成されている。グリップ205には自転車のブレーキレバーのような形状のレバー210が取り付けられており、グリップ205を持ち、レバー210を指で握ることにより、握力運動を行なえるようになっている。
【0030】
そして、運動者がサドル201に着座し、両手でグリップ205を持った状態で運動者から自然に見える、ハンドル203が取り付けられている位置に、操作部206および液晶ディスプレイ209が取り付けられている。また、演算部207がハンドル203の取り付けられている位置に備えられ、制御部208が基台200の内部に備えられている。
【0031】
図1のブロック図で示す全身持久力トレーニング手段101は、基台200に取り付けられた、サドル201とペダル202とハンドル203とで構成されており、運動者はサドル201に着座し、両手でグリップ205を握り、ペダル202を両足で回転させることにより、全身持久力運動を行なう。
【0032】
握力トレーニング手段102は、図2のトレーニング装置120では、グリップ205とレバー210で構成されている。レバー210は反発力を有しており、グリップ205を手で持ち、指でレバー210を握ることにより、握力運動を行なう。そして、グリップ205は、握力計測手段107、握力負荷調整手段108、握力運動回数計測手段109、握力運動量計測手段110を有している。
【0033】
また、入力手段103は、操作部206であり、入力キーが配置されており、運動者の個人情報の入力や、運動メニューの選択のような装置の操作に関する情報の入力を行える。また、表示手段105は、液晶ディスプレイ209であり、運動量情報等がグラフィック表示され、運動中の運動者にそれらの情報が提示される。
【0034】
また、制御手段104は、演算部207と制御部208で構成されている。演算部207は、入力情報や運転情報などから必要な演算を行う。制御部208は、グリップ205およびペダル202の負荷の制御を行ない、またペダル202の回転から下肢運動量を計測する全身持久力計測手段106を兼ね備えている。
【0035】
次に、図2、図3および図4を用いて本実施の形態1のトレーニング装置120の動作を説明する。
【0036】
運動者はサドル201に着座し、グリップ205を両手で持ち、ペダル202を両足で回転させることにより下肢筋肉のトレーニングを行うことができる。
【0037】
レバー210は、グリップ205とレバー210とを握りしめる力に対して反発力を生じるバネ等の反発力発生手段を備えており、運動者は矢印(ハ)で示すグリップ205とレバー210とを握りしめる運動を繰り返すことにより握力を鍛えることができる。従って、従来の自転車エルゴメータのような全身持久力のトレーニング手段では下肢運動や心肺機能のみのトレーニングが中心であったが、本実施の形態1のトレーニング装置120では、グリップ205に握力トレーニング手段102を有することにより、握力トレーニングも組み合わせて総合的にトレーニングすることができる。
【0038】
また、グリップ205は、図1に示す握力計測手段107を有しており、グリップ205とレバー210とで正確な握力測定を行うことができる。従来、握力測定は専用の握力計で行っていたが、本実施の形態1のトレーニング装置120では、専用の握力計を使用しなくても、個人の左右の握力測定が簡単にできる。この握力測定の結果は液晶ディスプレイ209に表示される。
【0039】
また、予め、運動開始時に液晶ディスプレイ209を見ながら操作部206を用いて、運動者の性別、年齢、身長、体重等を入力しておくと、例えば15才男子であれば、握力右48kg、左45kgという運動者と同年代の平均値のデータが、運動者の個人データと対比され液晶ディスプレイ209に表示される。その表示を見て、運動者は、同年代の平均値より低ければ平均値に到達するよう握力トレーニングを行う動機付けを行うことができる。
【0040】
また、グリップ205は、図1に示す握力負荷調整手段108を有しており、女性や子供や老人等の握力が低い人も、アスリートのような握力が高い人も、筋力にあった握力負荷に調整することができる。握力を鍛えるためにはグリップ205とレバー210とを握りしめることにより、図2に示す握力運動変位(ハ)を発生させる必要がある。握力運動変位は、手の大きさによってその最適値が異なる。図3に、レバー210における握力運動変位と反発力の関係を図示する。
【0041】
例えば、アスリートの場合には、(イ)のように最大反発力80kg、最大変位40mmの設定で握力トレーニングを行うことにより握力を鍛えることができる。女子の場合は、これと同じ最大変位40mmの設定では20kgの握力で握った場合10mmしか変化せず、非常に握りにくく握力運動をしづらい。そこで操作部206から、性別:女性、年齢:10歳と入力することにより、例えば図3の(ロ)に示すように、最大変位20mm、最大反発力20kgのような握力トレーニング条件に設定される。この条件では、握力運動変位の最大変位も20mmと握りやすく、反発力20kgで握りしめることができるので、女性や子供でも最適条件で握力トレーニングができる。また、運動者に合わせて最大変位と最大反発力の設定ができる。
【0042】
また、グリップ205は、図1に示す握力運動回数計測手段109を有しており、運動者が握力トレーニングを行っている状態が液晶ディスプレイ209に表示される。
【0043】
例えば、操作部206から所定の時間内での目標握力運動回数を15回/分と設定し、握力トレーニングを行う場合、液晶ディスプレイ209に目標握力運動回数が表示され、握力運動を1回行うごとに握力運動回数計測手段109が回数をカウントし、握力運動回数の情報を演算部207に送る。そして、演算部207は、計算した結果を液晶ディスプレイ209にカウントダウンするように表示させる。このとき時間計測機構が働き、残り時間と握力運動回数が表示されるので、運動者は時間内に目標回数を達成しようと努力し、握力トレーニング効果が増大する。また、目標回数を達成したときは、液晶ディスプレイ209に「おめでとう!」の文字の表示やキャラクターの表示を行い、運動者が達成感を実感できるようにしてもよい。
【0044】
また、グリップ205は、図1に示す握力運動量計測手段110を有しており、握力運動回数だけでなく握力運動量を測定することもできる。そして、運動者が運動開始前に液晶ディスプレイ209を見ながら、操作部206から目標とする握力運動量と目標とする下肢運動量の設定を行うことができる。
【0045】
図4に、運動者が握力トレーニングを行ったときの時間と握力計測値の関係の一例を示す。図4(a)は、グリップ205とレバー210とを握りしめるときの反発力と経過時間の関係を示した図であり、図4(b)は、積算した握力運動量と経過時間の関係を示した図である。
【0046】
図4(a)にて、グリップ205とレバー210とを握りしめることによる反発力が握力計測値として逐次表示されるので、結果がすぐに運動者に伝わり、反発力が落ちた場合には運動者は意識して強く握るようにするなど、握力トレーニング効果が上がる。また、図4(b)のように積算された握力運動量が表示されるので、目標握力運動量に対する到達度が運動の途中でわかり、運動者が運動を継続しようという動機付けになる。
【0047】
また、図1において、制御手段104は、握力運動量と下肢運動量の情報に基づいて、運動者の運動中に、全身持久力トレーニング手段101及び握力トレーニング手段102の負荷を制御することができる。ここで下肢運動量とは、全身持久力計測手段106で計測される、全身持久力トレーニング手段101における運動量である。
【0048】
図2で、運動者は、操作部206から、目標とする握力運動量と目標とする下肢運動量を設定して運動を開始する。演算部207は、制御部208から出力される下肢運動量とグリップ205から出力される握力運動量を、運動者が設定した各運動量の目標量と比較し、必要に応じてペダル202の負荷とレバー210の反発力を調節する。
【0049】
運動者が運動する際、時間の経過とともに、下肢運動量は目標に対して順調に増加するのに対し、握力運動量が目標に対して順調に増加しない場合、演算部207は、その運動者にはその握力運動の負荷が大き過ぎるために握力運動量が順調に増加していないと判断する。そして、その運動者の運動能力に合うよう、演算部207は制御部208を介して、レバー210の反発力を小さくする、または相対的にレバー210の反発力が小さくなるようペダル202の負荷を大きくする制御を行なう。上記とは逆に、握力運動量に比べて下肢運動量の方が順調に増加しない場合、演算部207は制御部208を介して、ペダル202の負荷を小さくする、または相対的にペダル202の負荷が小さくなるよう、レバー210の反発力を大きくする制御を行なう。
【0050】
これにより、運動者は、負荷または反発力が小さくなったトレーニングをしやすくなり、運動量が増加していなかった運動が促進される。そして、運動者は、個人の各運動部位の運動能力に合ったバランスのよい全身運動を行なうことができる。また、グリップ205が有する握力負荷調整手段108により握力運動変位も調整できるので、演算部207は、運動者の運動能力に合わせて、握力運動の負荷だけではなく握力運動変位も調整するようにしてもよい。
【0051】
また、図1において、制御手段104は、握力運動の動作に連動させて、全身持久力トレーニング手段101の負荷を制御することができる。
【0052】
図2で、運動者がグリップ205とレバー210とを握りしめる動作に合わせて、演算部207は制御部208を介して、ペダル202の負荷を小さくするよう制御する。これにより、運動者がグリップ205のレバーを握りしめるために手に力をかけているときには、ペダル202の負荷は小さくなり、ペダル202を回転させやすくなり、全身持久力トレーニングの運動が促進される。このような握力運動の動作に連動させた全身持久力トレーニングの負荷の調整を行なうことにより、運動量に偏りの無い、バランスの取れた全身のトレーニングを行なうことができる。
【0053】
また、より短時間で効率的に体を鍛えたいような場合には、演算部207に上記とは逆の制御を行なわせるようにするとよい。つまり、運動者がグリップ205とレバー210とを握りしめる動作に合わせて、演算部207は制御部208を介して、ペダル202の負荷を大きくするように制御する。これにより、手及び下肢に同時に大きな負荷がかかるため、短時間で効果的なトレーニングを行なうことができる。
【0054】
なお、本実施の形態1では、握力トレーニング手段102が握力計測手段107を兼ねている構成としたが、別の構成としてもよい。
【0055】
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2のトレーニング装置について説明する。図5は本実施の形態2のトレーニング装置の構成を示すブロック図、図6は外観図、図7はハンドル部及びその動作説明図、図8は表示画面の表示例を示す図である。
【0056】
まず、図5のブロック図について説明する。本実施の形態2のトレーニング装置130は、実施の形態1のトレーニング装置100が有する握力トレーニング手段102に加えて、腕力トレーニング手段301を有したことを特徴としており、また、腕力トレーニング手段301は、腕力を測定する腕力計測手段302を有している。
【0057】
次に、図6および図7により、本実施の形態2のトレーニング装置の具体的な構成について説明する。
【0058】
図7(a)は、運動者が図6のサドル201に着座した時に運動者の視点から斜め下のハンドル部分を見た図であり、図7(b)は、図7(a)とは視点が90度異なる、斜め下からハンドル部分を見上げた図である。図7に示すように、運動者の上体を支えるハンドル203は、左右に張り出したアーム204と、その先端に連なる運動者が手で握るグリップ205で構成されている。そして、アーム204の部分は弾性を有しており、グリップ205の部分を3次元的に動かせるようになっている。また、グリップ205は、実施の形態1のトレーニング装置と同様に、自転車のブレーキレバーのようなレバー210を備えており、グリップ205とレバー210とを握りしめることにより、握力運動も行なえるようになっている。
【0059】
図6に示すように、トレーニング装置140は、アーム204への動作荷重に対する反発力を制御する制御部208と、アーム204への動作荷重の強度や動作回数から運動量等を算出する演算部207とを備えている。また、左右に伸びたハンドルのアーム204に、腕力トレーニング手段301を備えている。
【0060】
次に、本実施の形態2のトレーニング装置140の動作について、図6及び図7を用いて説明する。
【0061】
まず、腕力トレーニングの方法について説明する。運動者はグリップ205を握ったまま、図7(a)および図7(b)に示すように両手を左右に開閉する動作(二)や、前方下部に向けて押し倒したり、逆に手前上部に引き起こしたりする動作(ホ)を行う。グリップ205が動かされるこれらのいずれの動作も弾性的であり、腕力計測手段302に連動させて演算部207が制御部208を介して任意の制御を行えるようになっている。このように、グリップ205を3次元的に移動させる動作により、運動者は腕力を鍛える。
【0062】
そして、腕力トレーニングを行うだけでなく、グリップ205の左右開閉や前方後方への動作におけるアーム204の反発力を腕力計測手段302で測定することによって腕力も測定することができる。
【0063】
また、本実施の形態2のトレーニング装置140におけるトレーニングの進行状況は、動作各部に併設された動作計測の手段(全身持久力計測手段106、握力計測手段107及び腕力計測手段302)によって逐次計測されており、それらの情報は演算部207に集められる。演算部207は、操作部206から個人情報として入力された情報、あるいは必要に応じて予め保持されている各種の演算式の情報を参照しつつ、運動量や消費エネルギー量、筋力値等の演算を行い、その結果を液晶ディスプレイ209に送信し、図8に示すように、トレーニングの進捗状況、筋力や持久力などの増強状況などを表示させる。
【0064】
また演算部207は、予め設定された各運動に対する消費エネルギー単位を用いて、各トレーニング手段の負荷強度と回数を元に、総消費エネルギー量を算出し、液晶ディスプレイ209に表示させることも可能である。
【0065】
なお、本実施の形態2のトレーニング装置140では、握力トレーニング手段102と腕力トレーニング手段301が、同一のハンドル203に備えられている構成としたが、これらは別個に設けられていてもよい。例えば、握力トレーニング手段102が備えられているハンドルとは別のハンドルが設けられており、腕力トレーニング手段はその別のハンドルに備えられているような構成であってもよい。
【0066】
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3のトレーニング装置について説明する。図9は本実施の形態3のトレーニング装置の構成を示すブロック図であり、図10は、本実施の形態3のトレーニング装置の外観図である。
【0067】
まず、図9のブロック図について説明する。本実施の形態3のトレーニング装置150で実施の形態1のトレーニング装置100と異なる点は、内蔵される電池電源による駆動で日時を常時計測する時計手段401と記憶手段402とを備えた点、及び、時計手段401で計測された日時情報とともに制御手段104に送られた運動情報と計測結果とを任意に読み出し可能な状態で時系列に記憶手段402に記憶させるようにした点の2点である。
【0068】
次に、図10により、本実施の形態3のトレーニング装置160の動作を説明する。
【0069】
図10のトレーニング装置160では、時計手段401および記憶手段402が、演算部207に備えられている。制御部208に備えられた全身持久力計測手段106で計測された全身持久力運動に関する情報、グリップ205に備えられた握力計測手段107で計測された握力運動に関する情報、操作部206から入力された情報、の各情報が演算部207に集められる。演算部207に集められたこれらの情報を、時計手段401で計測された日時データと相関させつつ、記憶手段402に記憶保存させる。これにより、記憶手段402には、トレーニング実施状況と計測結果が、時系列的に記憶される。
【0070】
操作部206からの入力内容に応じて、過去のトレーニング結果との比較や、所定期間内の積算運動量表示、実行運動内容の経時的変化などを、必要に応じて液晶ディスプレイ209で表示出来るようになっている。このようにして、トレーニングの効果の確認をしつつ適切なメニュー選択が行えるとともに、単調な為に継続意欲が薄れがちな筋力トレーニングを楽しみながら実行することが可能になり、トレーニング効果を高めることにつなげられる。
【0071】
また、液晶ディスプレイ209では、現在および過去のトレーニングに関する物理的情報を表示するだけではなく、地図情報と連携させたドライビングゲームや筋力情報とキャラクター画像を組み合わせた筋力アップゲーム等として利用することが可能である。本実施の形態3のトレーニング装置160は下肢運動のみではなく全身運動を用いたトレーニングが可能であることから、これらのようなゲーム対応の応用メニューが広いトレーニング装置となり得るものである。
【0072】
なお、各実施の形態では、本発明の表示手段105として、画像表示を行う表示画面を備えた液晶ディスプレイ209を示しているが、視覚障害者でも利用できるように音声表示や振動などの体感表示機能を備えたものも利用可能で、本発明の全身トレーニングの効果が、これらの表示手段によって制限されるものではない。
【0073】
また、握力トレーニング手段として、自転車のブレーキレバーのようなレバー210を握りしめて握力運動を行なう構造としたが、握力運動ができる構造であれば、その他の構造であってもよい。
【0074】
また、液晶ディスプレイ209において許容運動量を超過した場合に警告を発生させることもできる。また、操作部206から入力した自己申請による限界値ではなく、心拍等を計測する手段を併設して、心拍数が所定の値を超えた場合にも警報を発生させることも可能である。これらにより、過剰負荷とならない安全なトレーニングが実施可能となる。
【0075】
以上のように本発明のトレーニング装置は、自転車型の下肢筋力トレーニングを行うと同時に、従来はほとんど運動負荷がかからなかった上肢にも同時に運動負荷を与え、握力トレーニングや上腕筋、胸筋などのトレーニングも含めて全身のトレーニングを同時進行できるものである。また、本トレーニング装置を1台設置するだけで全身トレーニングができるというスペースの有効利用ができるとともに、わずかな空き時間に集中的に全身トレーニングがバランス良く行える、という利便性もある。また、必要な部位の組み合わせを任意に選択して実行できる、という利便性もある。もちろん各部のトレーニング動作は個別に、単独でも行うことは可能で、それによって操作性を損なうものではない。
【0076】
なお、本発明のプログラムは、上述した本発明のトレーニング装置の制御手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【0077】
また、本発明の記録媒体は、上述した本発明のトレーニング装置の制御手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムの、全部または一部を担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協働して利用される記録媒体である。
【0078】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【0079】
また、記録媒体としては、ROM等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
【0080】
また、上述した本発明のコンピュータは、CPU等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、OS、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【0081】
なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【0082】
【発明の効果】
本発明により、下肢筋力強化の運動を行うと同時に、握力の強化運動も行うことを可能としたトレーニング装置及びトレーニング装置の制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1のトレーニング装置のブロック図
【図2】本発明の実施の形態1のトレーニング装置の外観図
【図3】本発明の実施の形態1のグリップにおける握力と動作変位の関係を示す図
【図4】本発明の実施の形態1における、握力と時間の関係を示す図
【図5】本発明の実施の形態2のトレーニング装置のブロック図
【図6】本発明の実施の形態2のトレーニング装置の外観図
【図7】本発明の実施の形態2における腕力トレーニング動作の説明図
【図8】本発明の実施の形態2のトレーニング装置の表示画面の一例を示す図
【図9】本発明の実施の形態3のトレーニング装置のブロック図
【図10】本発明の実施の形態3のトレーニング装置の外観図
【符号の説明】
100 トレーニング装置
101 全身持久力トレーニング手段
102 握力トレーニング手段
103 入力手段
104 制御手段
105 表示手段
106 全身持久力計測手段
107 握力計測手段
108 握力負荷調整手段
109 握力運動回数計測手段
110 握力運動量計測手段
301 腕力トレーニング手段
302 腕力計測手段
401 時計手段
402 記憶手段
Claims (16)
- 全身の持久力を鍛える全身持久力トレーニング手段と、
握力を鍛える握力トレーニング手段と、
前記全身持久力トレーニング手段、前記握力トレーニング手段からの情報のいずれか、または両方の情報に基づき、前記全身持久力トレーニング手段、前記握力トレーニング手段のいずれかまたは両方を制御する制御手段と、
前記制御手段からの情報を表示する表示手段とを備えた、トレーニング装置。 - 前記全身持久力トレーニング手段は、いずれも基台に取り付けられた、着座するサドルと、両手で握るグリップを左右の両端に有するハンドルと、両足で回転させるペダルとを有し、
前記握力トレーニング手段は、前記ハンドルに取り付けられ、前記グリップと共に手で握るためのレバーを有する、請求項1に記載のトレーニング装置。 - さらに、運動者の個人情報、装置の操作に関する情報のいずれかまたはその両方の情報を入力する入力手段を備え、
前記制御手段は、前記入力手段からの出力にも基づいて、前記全身持久力トレーニング手段、前記握力トレーニング手段のいずれかまたは両方を制御する、請求項1または請求項2に記載のトレーニング装置。 - 前記握力トレーニング手段は、さらに握力を計測する握力計測手段を有する、請求項1乃至3のいずれかに記載のトレーニング装置。
- 前記握力トレーニング手段は、さらに前記レバーの負荷を調整する握力負荷調整手段を有する、請求項2乃至4のいずれかに記載のトレーニング装置。
- 前記握力トレーニング手段は、さらに前記レバーを握る回数をカウントする握力運動回数計測手段を有する、請求項2乃至5のいずれかに記載のトレーニング装置。
- 前記握力トレーニング手段は、さらに前記レバーの負荷と握る回数から握力運動量を計測する握力運動量計測手段を有する、請求項6に記載のトレーニング装置。
- 前記制御手段は、前記全身持久力トレーニング手段で計測された運動量と前記握力トレーニング手段で計測された握力運動量に基づき、前記全身持久力トレーニング手段と前記握力トレーニング手段の、いずれかまたは両方の負荷を制御する、請求項7に記載のトレーニング装置。
- 前記制御手段は、前記握力計測手段で計測される握力に基づき、前記全身持久力トレーニング手段の負荷を制御する、請求項4乃至8のいずれかに記載のトレーニング装置。
- さらに、腕力を鍛える腕力トレーニング手段と、
前記腕力トレーニング手段を利用して腕力を計測する腕力計測手段とを備えた、請求項1乃至9のいずれかに記載のトレーニング装置。 - 前記腕力トレーニング手段は、腕力トレーニング用グリップを左右の両端に有する、弾性を有する腕力トレーニング用ハンドルを有し、
前記腕力トレーニング用グリップは、前記腕力トレーニング用ハンドルの弾性により3次元的に移動でき、両手で握り移動させる動作によって腕力を鍛える、請求項10に記載のトレーニング装置。 - 前記握力トレーニング手段でレバーと共に手で握る前記グリップは、前記腕力トレーニング用グリップを兼ねており、
前記全身持久力トレーニング手段が有するハンドルは、前記腕力トレーニング用ハンドルを兼ねている、請求項11に記載のトレーニング装置。 - さらに、日時を計測する時計手段と、
トレーニング実施状況及び計測結果を前記時計手段からの情報に基づき時系列に記憶する記憶手段とを備えた、請求項1乃至12のいずれかに記載のトレーニング装置。 - 全身の持久力を鍛える全身持久力トレーニング手段と、
握力を鍛える握力トレーニング手段と、
前記全身持久力トレーニング手段、前記握力トレーニング手段のいずれかまたは両方を制御する制御手段と、
前記制御手段からの情報を表示する表示手段とを備えたトレーニング装置の制御方法であって、
前記全身持久力トレーニング手段、前記握力トレーニング手段からの情報のいずれか、または両方の情報に基づき、前記制御手段により前記トレーニング装置を制御し、前記表示手段に前記制御手段からの情報を表示する、トレーニング装置の制御方法。 - 請求項1記載のトレーニング装置の、
前記全身持久力トレーニング手段、前記握力トレーニング手段からの情報のいずれか、または両方の情報に基づき、前記全身持久力トレーニング手段、前記握力トレーニング手段のいずれかまたは両方を制御する前記制御手段として、コンピュータを機能させるためのプログラム。 - 請求項15記載の、前記プログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
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