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JP5179164B2 - Exercise assistance device - Google Patents

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JP5179164B2
JP5179164B2 JP2007333251A JP2007333251A JP5179164B2 JP 5179164 B2 JP5179164 B2 JP 5179164B2 JP 2007333251 A JP2007333251 A JP 2007333251A JP 2007333251 A JP2007333251 A JP 2007333251A JP 5179164 B2 JP5179164 B2 JP 5179164B2
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葉一 四宮
和弘 越智
孝夫 後藤
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Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

本発明は、使用者の足裏を足支持台の載置面に載せるとともに使用者の臀部をシート部で支持した状態において駆動源を用いてシート部を変位させることにより使用者の脚部に作用する自重を変化させる他動式の運動補助装置に関するものである。   The present invention places the sole of the user on the mounting surface of the foot support base and displaces the seat portion by using the driving source in a state where the user's buttocks are supported by the seat portion. The present invention relates to a passive movement assist device that changes its own weight.

従来から、使用者の足裏を足支持台の載置面に載せるとともにシート部を設けて使用者の臀部を接触面で支持した状態においてシート部を変位させることによって、膝の屈伸をほとんど行うことなく大腿部の筋群を緊張・弛緩させる運動補助装置が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。この運動補助装置は、シート部の位置を変位させ、使用者の体重のうちシート部で支持する割合を変化させることにより、脚部に作用する自重を変化させている。また、脚部に作用する自重が増加する際に足支持台の載置面が下降することで膝の曲げ角度がほぼ一定に保たれている。   Conventionally, the user's soles are placed on the mounting surface of the foot support base, and the seat portion is provided and the seat portion is displaced while the user's buttocks are supported by the contact surface, whereby the knee is almost bent and stretched. There has been proposed an exercise assisting device that tensions and relaxes the thigh muscle group without any problems (for example, see Patent Document 1). In this exercise assisting device, the weight of the leg portion is changed by displacing the position of the seat portion and changing the proportion of the weight of the user supported by the seat portion. Further, the knee bending angle is kept substantially constant by lowering the mounting surface of the foot support when the dead weight acting on the legs increases.

このような動作によって、使用者の脚部に全体重を作用させる場合よりも負荷を軽減するとともに、膝の屈伸をほとんど伴わずに大腿部の筋収縮を行うことによって、たとえば糖尿病患者でかつ、膝痛を持つ使用者でも大腿部の筋群の強化が可能になり、しかも、大腿部の筋群は体積が大きいから、筋収縮に伴う糖代謝によって生活習慣病の改善にも寄与することが期待される。さらに、駆動源を用いてシート部を変位させることにより、使用者は自発的に筋力を発揮することなく他動的に運動することができるから、軽負荷であることとあいまって運動能力の低い使用者や運動意欲の小さい使用者でも使用することが可能になる。   Such an operation reduces the load compared to the case where the total weight acts on the user's leg and performs muscle contraction of the thigh with little bending and stretching of the knee. Also, users with knee pain can strengthen the thigh muscle group, and the thigh muscle group has a large volume, which contributes to the improvement of lifestyle-related diseases through glucose metabolism accompanying muscle contraction. Is expected to do. Further, by displacing the seat portion using the drive source, the user can move freely without spontaneously exerting muscular strength, so that the exercise ability is low in combination with the light load. It can be used even by a user or a user with a low motivation to exercise.

ところで、上述した構成を有する運動補助装置によって、膝関節への負荷を低減しながら大腿四頭筋の運動効果を与えるためには、ハムストリングス(大腿二頭筋、半膜様筋、半腱様筋)や下腿筋群を同時収縮させて膝関節に作用する剪断力を低減することが肝要である。そのために特許文献1に記載されている従来装置では、足裏が載せられる足支持台の載置面(上面)を爪先下がり(踵から爪先に向かう方向に沿った下向き)に傾斜させることで足関節が底屈したまま、爪先側により多くの荷重をかける状態に誘導していた。このような構成により、下腿三頭筋(腓腹筋,ヒラメ筋)が収縮し、同時に協働筋であるハムストリングスも収縮し、膝周囲の筋肉を同時に収縮させることができる。
特開2007−181731号公報
By the way, in order to give the exercise effect of the quadriceps muscles while reducing the load on the knee joint by the exercise assisting device having the above-described configuration, hamstrings (biceps femoris, meniscus muscle, semitendon like) It is important to reduce the shear force acting on the knee joint by simultaneously contracting the muscles) and the crus muscle group. For this reason, in the conventional device described in Patent Document 1, the foot support surface (upper surface) on which the sole is placed is inclined to the toe lowering (downward along the direction from the heel toward the toe). While the joint was bent down, it was guided to a state where more load was applied to the toe side. With such a configuration, the triceps surae (gastrocnemius, soleus) contracts, and the hamstrings, which are cooperating muscles, contract simultaneously, and the muscles around the knee can contract simultaneously.
JP 2007-181731 A

しかしながら、上記従来例のように単に足支持台の載置面を爪先下がりに傾斜させただけでは、使用者のシート部への乗り方や体格の個人差によって、シート部を変位させて脚部に作用する自重を増加させる際、稀に踵側に荷重がかかることがあった。そして、爪先側よりも踵側に多くの荷重がかかった場合、膝関節に過度の負荷がかかってしまう虞がある。   However, just by inclining the mounting surface of the foot support base to the toe-down as in the above-described conventional example, the seat portion is displaced depending on how the user rides on the seat portion and individual differences in physique. In some cases, the load on the heel side was sometimes increased when the dead weight acting on the wing was increased. And when many loads are applied to the heel side rather than the toe side, there is a possibility that an excessive load is applied to the knee joint.

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、膝関節に過度の負荷がかかることを防ぎつつ膝周囲の筋肉を鍛えることが可能な運動補助装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an exercise assisting device capable of forging muscles around the knee while preventing an excessive load from being applied to the knee joint. .

請求項1の発明は、上記目的を達成するために、上面に載置される使用者の足を下方から支持する足支持台と、使用者が足支持台の載置面に足裏を載せている状態で使用者の臀部を接触面で支持するシート部と、使用者の脚部に作用する自重が変化するように駆動源を用いてシート部を変位させるシート駆動部とを備え、足支持台は、定位置に設置される基部と、使用者の踵から爪先に向かう方向に沿って下方に傾斜する前記載置面が形成された載置部と、基部に対して載置部を上下方向に往復移動自在且つ上向きに付勢した状態で支持する支持機構部とを有し、支持機構部は、使用者の脚部に作用する自重が増加する際に載置部の後側の部位を前側の部位よりも相対的に大きく移動させることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a foot support base for supporting a user's foot placed on the upper surface from below, and a user places the sole on the placement surface of the foot support base. A seat portion that supports the user's buttocks with a contact surface, and a seat drive portion that displaces the seat portion using a drive source so that the weight acting on the leg portion of the user changes. The support base includes a base portion installed at a fixed position, a placement portion on which the placement surface is inclined downward along a direction from the user's heel toward the toe, and a placement portion with respect to the base portion. A support mechanism portion that is supported in a state in which it can reciprocate in the vertical direction and is urged upward, and the support mechanism portion is provided on the rear side of the placement portion when the weight acting on the leg portion of the user increases. The part is moved relatively larger than the front part.

請求項1の発明によれば、使用者の脚部に作用する自重が増加する際、支持機構部が載置部の後側の部位を前側の部位よりも相対的に大きく移動させるので、使用者のシート部への乗り方や体格の個人差にかかわらず、踵側に対して爪先側により多くの荷重をかけることができる。その結果、膝関節に過度の負荷がかかることを防ぎつつ膝周囲の筋肉を鍛えることが可能になる。   According to the first aspect of the present invention, when the weight acting on the leg of the user increases, the support mechanism moves the rear part of the mounting part relatively larger than the front part. Regardless of individual differences in how the person rides on the seat and the physique, more load can be applied to the toe side than the heel side. As a result, muscles around the knee can be trained while preventing an excessive load on the knee joint.

請求項2の発明は、請求項1の発明において、使用者の脚部の筋活動を検出する検出部と、検出部による脚部の筋活動の検出結果に応じて支持機構部による載置部の移動量を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the detection unit for detecting the muscle activity of the leg of the user, and the placement unit by the support mechanism unit according to the detection result of the leg muscle activity by the detection unit And a control unit for controlling the amount of movement of the above.

請求項2の発明によれば、脚部の筋活動の程度に応じて載置部の移動量を制御することにより、膝周囲の筋肉に適切な負荷をかけることができる。   According to the second aspect of the present invention, it is possible to apply an appropriate load to the muscles around the knee by controlling the amount of movement of the placement unit according to the degree of muscle activity of the leg.

請求項3の発明は、請求項2の発明において、検出部は、使用者の大腿二頭筋、半膜様筋、半腱様筋からなるハムストリングス若しくは腓腹筋、ヒラメ筋からなる下腿三頭筋の何れかの筋活動を検出することを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein the detector is a hamstring or gastrocnemius muscle comprising the user's biceps, hemimembrane-like muscle, half-tendon-like muscle, or triceps surae comprising the soleus. Any one of the following muscle activities is detected.

本発明によれば、膝関節に過度の負荷がかかることを防ぎつつ膝周囲の筋肉を鍛えることが可能になる。   According to the present invention, muscles around the knee can be trained while preventing an excessive load from being applied to the knee joint.

(実施形態1)
本実施形態は、図2、図3に示すように、床などの定位置に置かれる基台10を有し、基台10の上には、使用者Mの臀部を支持するシート部21を上端部に備えたシート支持台20と、使用者Mが必要に応じて手で把持するハンドル31を上端部に備えたハンドルポスト30とが設けられる。基台10においてシート支持台20とハンドルポスト30との間の部位には、上面を足裏の載置面40aとする足支持台40が設けられている。足支持台40の載置面40aに使用者Mが足裏を載せることによって足位置が規制される。
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 2 and 3, the present embodiment includes a base 10 that is placed at a fixed position such as a floor, and a sheet portion 21 that supports the buttocks of the user M is provided on the base 10. A seat support base 20 provided at the upper end portion and a handle post 30 provided with a handle 31 at the upper end portion, which is gripped by the user M as necessary, are provided. In the base 10, a foot support base 40 having an upper surface as a mounting surface 40 a is provided at a portion between the seat support base 20 and the handle post 30. The position of the foot is regulated by the user M placing his sole on the placement surface 40 a of the foot support 40.

シート支持台20には、シート部21を揺動させるシート駆動部50と、シート部21とシート駆動部50とを基台10に対して昇降させる昇降機構部60とが設けられる。つまり、昇降機構部60によりシート部21とシート駆動部50を基台10に対して昇降させることによって、シート部21の接触面21aに臀部を載せるとともに足支持台40の載置面40aに足裏を載せた状態の使用者Mの膝の曲げ角度θを調整することができる。   The seat support 20 is provided with a seat driving unit 50 that swings the seat unit 21, and an elevating mechanism unit 60 that raises and lowers the seat unit 21 and the seat driving unit 50 with respect to the base 10. That is, the elevating mechanism unit 60 moves the seat unit 21 and the sheet driving unit 50 up and down with respect to the base 10, thereby placing the heel portion on the contact surface 21 a of the seat unit 21 and the feet on the mounting surface 40 a of the foot support 40. The bending angle θ of the knee of the user M in a state where the back is placed can be adjusted.

シート駆動部50は、シート部21の接触面21aに臀部を載せるとともに足支持台40の載置面40aに足裏を載せた状態の使用者Mに対して、シート駆動部50によりシート部21を揺動させ臀部の位置を変化させることにより、使用者Mの脚に作用する自重を変化させる。つまり、使用者Mの体重を臀部と脚部とに分散して支持している状態において、臀部の位置を変化させることにより臀部で支持する自重を増減させ、結果的に脚部に作用する自重を変化させる。   The seat driving unit 50 is configured so that the seat driving unit 50 causes the seat unit 21 to act on the user M in a state where the heel portion is placed on the contact surface 21 a of the seat portion 21 and the sole is placed on the placement surface 40 a of the foot support base 40. The weight of the user M acting on the leg of the user M is changed by changing the position of the buttocks. That is, in the state where the weight of the user M is distributed and supported between the buttocks and the legs, the weight of the user M supported by the buttocks is increased or decreased by changing the position of the buttocks, and the weight acting on the legs as a result. To change.

ここで、膝を所定角度だけ曲げていると、シート部21で体重を支持する割合が減少したときに、スクワット運動を行って膝を曲げているときと同様に、使用者Mの大腿部に作用する負荷が増加し、大腿部の筋群を筋収縮させることが可能になる。つまり、シート部21をシート駆動部50により揺動させると、使用者Mの自発的な運動ではない他動的な運動によって大腿部の筋群が緊張と弛緩とを繰り返すことになる。すなわち、シート駆動部50がシート部21を揺動させることにより、主として大腿部の筋群の運動が可能になる。   Here, when the knee is bent by a predetermined angle, when the ratio of supporting the body weight by the seat portion 21 is reduced, the thigh of the user M is performed in the same manner as when the knee is bent by performing a squat exercise. The load acting on the thigh increases, and the thigh muscle group can be contracted. That is, when the seat portion 21 is swung by the seat driving portion 50, the muscle group of the thigh repeats tension and relaxation by a passive motion that is not the spontaneous motion of the user M. That is, when the seat driving unit 50 swings the seat unit 21, the muscle group of the thigh can mainly be exercised.

シート部21の揺動方向は、膝関節に剪断力が作用しないように設定しておくことが望ましい。使用者Mの臀部をシート部21の接触面21aで支持している状態において、使用者Mの足は、図3のように、爪先側の距離が踵側の距離よりも大きくなるのが自然な姿勢であり、両足間の開き角度θ2は足支持台40に足を載せる位置で決めることができる。そこで、足支持台40に足を載せたときの各足の踵と爪先とを結ぶ中心線に沿う方向にシート部21を揺動させることによって、膝関節に剪断力を作用させずに運動させることが可能になる。つまり、シート部21が揺動範囲において後端位置から前方に移動する際に、斜め右前方に移動する期間と斜め左前方に移動する期間とを設けることにより、膝関節に剪断力を作用させることなく左右の脚の大腿部にそれぞれ自重を作用させることが可能になる。   The swinging direction of the seat portion 21 is desirably set so that no shearing force acts on the knee joint. In the state where the user M's buttocks are supported by the contact surface 21a of the seat portion 21, it is natural that the user's M feet have a toe side distance larger than the toe side distance as shown in FIG. The opening angle θ <b> 2 between both feet can be determined by the position where the foot is placed on the foot support base 40. Thus, the seat portion 21 is swung in a direction along the center line connecting the heel and toe of each foot when the foot is placed on the foot support base 40, thereby causing the knee joint to exercise without applying a shearing force. It becomes possible. That is, when the seat portion 21 moves forward from the rear end position in the swing range, a shearing force is applied to the knee joint by providing a period of moving diagonally right forward and a period of moving diagonally left forward. Thus, it is possible to apply the own weight to the thighs of the left and right legs without any problem.

なお、図2に示す例では、シート部21の上面である接触面21aは略水平面であるが、使用者Mの脚部に作用する自重を変化させることによって大腿部の筋群の筋収縮を誘発する運動を行うから、使用者Mの臀部に接触する接触面21aはシート部21が揺動する方向での前方に向かって下り傾斜していることが望ましい。つまり、シート部21の前端部であって使用者Mの右臀部を支持する部位は斜め右前方に下り傾斜し、使用者Mの左臀部を支持する部位は斜め左前方に下り傾斜していることが望ましい。このような形状であると、シート部21が揺動範囲の後端位置から前方に移動したときに、脚部に作用する自重を増加させやすくなり、運動効果を高めることができる。   In the example shown in FIG. 2, the contact surface 21 a that is the upper surface of the seat portion 21 is a substantially horizontal plane, but the muscle contraction of the thigh muscle group by changing its own weight acting on the leg portion of the user M. Therefore, it is desirable that the contact surface 21a that contacts the buttocks of the user M is inclined downward toward the front in the direction in which the seat portion 21 swings. That is, the portion that supports the starboard portion of the user M at the front end portion of the seat portion 21 is inclined obliquely downward to the right and the portion that supports the port portion of the user M is inclined obliquely downward to the left front. It is desirable. With such a shape, when the seat portion 21 moves forward from the rear end position of the swinging range, it becomes easy to increase the own weight acting on the leg portion, and the exercise effect can be enhanced.

次に、本発明の要旨である足支持台40の構成について説明する。足支持台40は、図1に示すように基台10に固定されることで定位置に設置される基部41と、使用者Mの踵から爪先に向かう方向(図1における左向き)に沿って下方に傾斜する載置面40aが形成された載置部42と、基部41に対して載置部42を上下方向に往復移動自在且つ上向きに付勢した状態で支持する支持機構部43とを有している。載置部42は、前後方向におけるほぼ中央で2つの部位、すなわち、爪先側の前方部位42bと踵側の後方部位42cとに分割されるとともに、図示しない連結機構によって上下方向に変位自在に連結されている。   Next, the structure of the foot support 40 which is the gist of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the foot support base 40 is fixed to the base 10 to be installed at a fixed position, and along the direction from the user M's heel toward the toe (leftward in FIG. 1). A mounting portion 42 on which a mounting surface 40a inclined downward is formed, and a support mechanism portion 43 that supports the mounting portion 42 in a state in which the mounting portion 42 can reciprocate in the vertical direction and is biased upward with respect to the base 41. Have. The mounting part 42 is divided into two parts, ie, a front part 42b on the toe side and a rear part 42c on the heel side, at approximately the center in the front-rear direction, and is connected to be displaceable in the vertical direction by a connection mechanism not shown. Has been.

支持機構部43は、第1可動板430,第2可動板431,第1ばね432,第2ばね433で構成される。第1可動板430並びに第2可動板431は幅細で長尺な板材によって同形状、同寸法に形成されており、第1可動板430の前端部が載置部42の前方部位42bの先端部分から下方に突設されている突部に軸支され、その後端部が基部41の後端部に軸支されている。一方、第2可動板431は、基部41の先端部分から上方に突設されている突部に前端部が軸支され、その後端部が載置部42の後方部位42cの後端部に軸支され、第1可動板430と第2可動板431とが長手方向の中心から前方寄りの位置でピン434によって回動可能に連結されている。第1ばね432は、基部41に対して載置部42の前方部位42bを上向きに弾性付勢し、第2ばね433は、後方部位42cを上向きに弾性付勢している。但し、後方部位42cを弾性付勢する第2ばね433のばね定数は、載置部42の前方部位42bを弾性付勢する第1ばね432のばね定数よりも小さく設定されている。   The support mechanism unit 43 includes a first movable plate 430, a second movable plate 431, a first spring 432, and a second spring 433. The first movable plate 430 and the second movable plate 431 are formed in the same shape and the same size by a thin and long plate material, and the front end portion of the first movable plate 430 is the tip of the front portion 42b of the mounting portion 42. The rear end portion is pivotally supported by the rear end portion of the base portion 41 and is supported by a projecting portion projecting downward from the portion. On the other hand, the second movable plate 431 has a front end portion pivotally supported by a protrusion projecting upward from the tip portion of the base portion 41, and a rear end portion pivoted on the rear end portion of the rear portion 42 c of the mounting portion 42. The first movable plate 430 and the second movable plate 431 are supported by a pin 434 so as to be rotatable at a position closer to the front than the center in the longitudinal direction. The first spring 432 elastically urges the front portion 42b of the mounting portion 42 upward with respect to the base 41, and the second spring 433 elastically urges the rear portion 42c upward. However, the spring constant of the second spring 433 that elastically biases the rear portion 42c is set smaller than the spring constant of the first spring 432 that elastically biases the front portion 42b of the mounting portion 42.

したがって、載置部42の載置面42aに足裏を載置した状態で脚部にかかる自重が増加する際、爪先側の足裏に接触する前方部位42bが第1ばね432のばね力に抗して下方へ移動(下降)すると、第1可動板430が基部41に軸支された後端部を支点にして反時計回りに回動し、その回動によって、ピン434で第1可動板430と連結されている第2可動板431が基部41に軸支された前端部を支点にして時計回りに回動する。このとき、第1可動板430と第2可動板431の連結箇所(ピン434の位置)が各可動板430,431の長手方向の中心から前方寄りにあるため、載置部42の前方部位42bの下向きの移動量(下降量)よりも後方部位42cの下向きの移動量(下降量)の方が大きくなる。   Therefore, when the dead weight applied to the leg portion increases with the sole placed on the placement surface 42 a of the placement portion 42, the front part 42 b that contacts the sole on the toe side becomes the spring force of the first spring 432. When it moves downward (downward), the first movable plate 430 rotates counterclockwise with the rear end portion pivotally supported by the base 41 as a fulcrum, and the first movable plate 434 is moved by the rotation. The second movable plate 431 connected to the plate 430 rotates clockwise with the front end portion pivotally supported by the base portion 41 as a fulcrum. At this time, the connecting portion (position of the pin 434) between the first movable plate 430 and the second movable plate 431 is located closer to the front than the center in the longitudinal direction of each movable plate 430, 431. The downward movement amount (falling amount) of the rear portion 42c is larger than the downward movement amount (falling amount).

この構成により、載置部42の載置面42aに足裏を載置した状態で使用者Mの脚部にかかる自重が増加する際、踵側の足裏が載置部42の後方部位42cから離れ、載置部42の前方部位42bと接触している爪先側の足裏のみで荷重を受けることになる。   With this configuration, when the own weight applied to the leg portion of the user M increases with the sole placed on the placement surface 42a of the placement portion 42, the sole on the heel side is the rear portion 42c of the placement portion 42. The load is received only by the sole on the toe side in contact with the front portion 42b of the placement portion 42.

而して、本実施形態によれば、使用者Mの脚部に作用する自重が増加する際、支持機構部43によって載置部42の後方部位42cが前方部位42bよりも相対的に大きく下向きに移動するので、使用者Mのシート部21への乗り方や体格の個人差にかかわらず、踵側に対して爪先側により多くの荷重をかけることができる。その結果、膝関節に過度の負荷がかかることを防ぎつつ膝周囲の筋肉を鍛えることが可能になる。   Thus, according to the present embodiment, when the own weight acting on the leg portion of the user M increases, the rear portion 42c of the placement portion 42 is relatively lower than the front portion 42b by the support mechanism portion 43. Therefore, regardless of how the user M rides on the seat portion 21 and individual differences in physique, a greater load can be applied to the toe side relative to the heel side. As a result, muscles around the knee can be trained while preventing an excessive load on the knee joint.

(実施形態2)
本実施形態は、使用者Mの脚部の筋活動を検出する検出部44と、検出部44による脚部の筋活動の検出結果に応じて支持機構部43による載置部42(後方部位42c)の移動量を制御する制御部46とを備えている点に特徴がある。但し、これ以外の構成は実施形態1と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明は省略する。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, the detection unit 44 that detects the muscle activity of the leg of the user M, and the placement unit 42 (rear part 42c) by the support mechanism unit 43 according to the detection result of the muscle activity of the leg by the detection unit 44. And a control unit 46 for controlling the amount of movement). However, since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and illustration and description thereof are omitted.

図5に示すように、本実施形態における支持機構部43は、載置部42の前方部位42bを上下方向に移動自在且つ上向きに弾性付勢して支持する第1ばね432と、載置部42の後方部位42cを上下方向で移動自在に支持するアクチュエータ435とで構成されている。   As shown in FIG. 5, the support mechanism 43 in the present embodiment includes a first spring 432 that supports the front portion 42 b of the mounting portion 42, which is movable in the vertical direction and elastically biased upward, and the mounting portion. And an actuator 435 that supports a rear portion 42c of 42 so as to be movable in the vertical direction.

検出部44は、筋肉の能動的な収縮活動を電気的に検出する筋電計や、筋肉の能動的な収縮活動を力学的に検出する筋硬度計、あるいは、近赤外分光法を利用して筋肉の収縮による酸素消費量を検知する計測器などの周知の手段からなり、筋活動の検出値を電気信号(検出信号)に変換して制御部46に出力する。尚、検出部44で筋活動を検出する箇所は、ハムストリングス(大腿二頭筋、半膜様筋、半腱様筋)若しくは下腿三頭筋(腓腹筋、ヒラメ筋)の少なくとも何れか一方とすることが望ましい。   The detection unit 44 uses an electromyograph that electrically detects the active contraction activity of the muscle, a muscle hardness meter that mechanically detects the active contraction activity of the muscle, or near-infrared spectroscopy. Thus, it comprises a well-known means such as a measuring instrument for detecting oxygen consumption due to muscle contraction, and converts a detected value of muscle activity into an electric signal (detection signal) and outputs it to the control unit 46. In addition, the location where the detection unit 44 detects muscle activity is at least one of hamstrings (biceps femoris, semimembranous muscle, half tendon-like muscle) and triceps surae (gastrocnemius, soleus). It is desirable.

制御部46は、マイクロコンピュータを主構成とする電気回路であり、検出部44から受け取る検出信号(筋活動の検出値)に応じてアクチュエータ435を制御して載置部42の後方部位42cの移動量を調整する。   The control unit 46 is an electric circuit having a microcomputer as a main component, and controls the actuator 435 in accordance with a detection signal (muscle activity detection value) received from the detection unit 44 to move the rear part 42c of the placement unit 42. Adjust the amount.

従来技術で説明したように、膝関節への負荷を低減しながら大腿四頭筋の運動効果を与えるためには、ハムストリングス(大腿二頭筋、半膜様筋、半腱様筋)や下腿筋群を同時収縮させて膝関節に作用する剪断力を低減することが肝要であり、足関節を底屈したままで踵側よりも爪先側により多くの荷重をかけることで、下腿三頭筋(腓腹筋,ヒラメ筋)が収縮し、同時に協働筋であるハムストリングスも収縮して膝周囲の筋肉を同時に収縮させることができる。故に、検出部44によってハムストリングス若しくは下腿三頭筋の筋活動を検出し、その検出値が所定の適正範囲内でより大きくなるように制御部46がアクチュエータ435を制御して載置部42の後方部位42cを下向きに移動させれば、安全且つ効果的に膝周囲の筋肉を鍛えることが可能になる。尚、検出部44によって大腿四頭筋の筋活動とハムストリングス若しくは下腿三頭筋の筋活動の双方を検出し、後者の筋活動が前者の筋活動よりも少ない場合に載置部42の後方部位42cの下向きの移動量を増加して、ハムストリングス若しくは下腿三頭筋の筋群の筋活動を大腿四頭筋の筋活動と拮抗するように誘導しても良い。   As explained in the prior art, hamstrings (biceps femoris, meniscus-like muscles, half-tendon-like muscles) and lower legs are used to give quadriceps exercise effects while reducing the load on the knee joint. It is important to reduce the shear force acting on the knee joint by simultaneously contracting the muscle groups, and by applying more load to the toe side than the heel side while keeping the ankle joint bent down, the triceps surae muscle (Gastrocnemius muscle, soleus muscle) contracts, and at the same time, hamstrings, which are cooperating muscles, contract, and the muscles around the knee can contract simultaneously. Therefore, the detecting unit 44 detects hamstrings or triceps surae muscle activity, and the control unit 46 controls the actuator 435 so that the detected value becomes larger within a predetermined appropriate range. If the rear part 42c is moved downward, the muscles around the knee can be trained safely and effectively. The detection unit 44 detects both the muscle activity of the quadriceps muscle and the muscle activity of the hamstrings or the triceps surae muscle, and when the latter muscle activity is less than the former muscle activity, The amount of downward movement of the part 42c may be increased to induce the muscle activity of the hamstring or triceps muscle group to antagonize the muscle activity of the quadriceps.

(a),(b)は本発明の実施形態1における足支持台を示す概略側面図である。(A), (b) is a schematic side view which shows the foot support stand in Embodiment 1 of this invention. 同上の概略側面図である。It is a schematic side view same as the above. 同上の概略平面図である。It is a schematic plan view same as the above. 本発明の実施形態2における制御系のブロック図である。It is a block diagram of a control system in Embodiment 2 of the present invention. 同上における足支持台を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the foot support stand in the same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

40 足支持台
41 基部
42 載置部
42a 前方部位
42b 後方部位
43 支持機構部
430 第1可動板
431 第2可動板
432 第1ばね
433 第2ばね
434 ピン
40 foot support base 41 base portion 42 placement portion 42a front portion 42b rear portion 43 support mechanism portion 430 first movable plate 431 second movable plate 432 first spring 433 second spring 434 pin

Claims (3)

上面に載置される使用者の足を下方から支持する足支持台と、使用者が足支持台の載置面に足裏を載せている状態で使用者の臀部を接触面で支持するシート部と、使用者の脚部に作用する自重が変化するように駆動源を用いてシート部を変位させるシート駆動部とを備え、
足支持台は、定位置に設置される基部と、使用者の踵から爪先に向かう方向に沿って下方に傾斜する前記載置面が形成された載置部と、基部に対して載置部を上下方向に往復移動自在且つ上向きに付勢した状態で支持する支持機構部とを有し、
支持機構部は、使用者の脚部に作用する自重が増加する際に載置部の後側の部位を前側の部位よりも相対的に大きく移動させることを特徴とする運動補助装置。
A foot support that supports the user's foot placed on the upper surface from below, and a sheet that supports the user's buttocks with the contact surface while the user places the sole on the placement surface of the foot support. And a seat drive unit that displaces the seat unit using a drive source so that the weight acting on the leg of the user changes,
The foot support base includes a base portion installed at a fixed position, a placement portion on which the placement surface is inclined downward along a direction from the user's heel toward the toe, and a placement portion with respect to the base portion And a support mechanism portion that supports the reciprocating movement in the vertical direction and in a state of being biased upward,
The support mechanism unit moves the rear portion of the placement portion relatively larger than the front portion when the weight of the user acting on the leg portion of the user increases.
使用者の脚部の筋活動を検出する検出部と、検出部による脚部の筋活動の検出結果に応じて支持機構部による載置部の移動量を制御する制御部とを備えたことを特徴とする請求項1記載の運動補助装置。   A detection unit that detects the muscle activity of the leg of the user, and a control unit that controls the amount of movement of the placement unit by the support mechanism unit according to the detection result of the muscle activity of the leg by the detection unit The exercise assisting device according to claim 1, wherein: 検出部は、使用者の大腿二頭筋、半膜様筋、半腱様筋からなるハムストリングス若しくは腓腹筋、ヒラメ筋からなる下腿三頭筋の何れかの筋活動を検出することを特徴とする請求項2記載の運動補助装置。   The detection unit detects a muscular activity of the user's biceps femoris, semimembranous muscle, half-tendon-like muscle, hamstrings or gastrocnemius, triceps surae muscle. The exercise assistance device according to claim 2.
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