肌肉訓練裝置及其控制方法
2023-08-12 12:07:21
專利名稱：肌肉訓練裝置及其控制方法
技術領域：
本發明涉及利用EMS(Electrical Muscle Stimulation，電肌肉刺激)的肌肉訓練裝置及其控制方法。
背景技術：
以提高肌肉力量或減肥為目的，使用利用了EMS的肌肉訓練裝置。利用EMS的肌肉訓練裝置經由導體向訓練者的體內供給電流，對訓練者的肌肉進行刺激。此時，供給的電流的電流值越大，則訓練者的肌肉受到越大的刺激，所以期待訓練效果也提高。但是，如單純地提高電流值，則對訓練者的皮膚有大的刺激，所以有時訓練者感到疼痛。
特開2001-025510號公報中公開了一種計算機或遊戲機的訓練者使用的作為人機接口的力觸覺手套(glove)等所使用的技術。該技術用來抑制訓練者的低溫燒傷等。但是在該技術中，為了訓練者的安全而降低電流值或停止電流。從而，產生應用於肌肉訓練裝置時訓練效果下降的問題。
發明內容
本發明鑑於上述情況而完成，其目的在於提供一種肌肉訓練裝置，可以對訓練者的體內供給大的電流值而不使訓練者感到過度的疼痛。
本發明為了解決上述以前課題而採用以下的部件。
即，本發明的肌肉訓練裝置具備多個導體，安裝在訓練者的身體上；操作部，接受來自所述訓練者的指示；存儲部，存儲表示電刺激信號的大小和供給頻率間的關係的電流頻率函數相關數據；控制部，基於從所述操作部輸入的所述電刺激信號的大小以及所述電流頻率相關數據來決定所述供給頻率；以及電刺激輸出部，基於從所述控制部指定的所述電刺激信號的大小以及所述供給頻率來生成所述電刺激信號，並經由所述各導體對所述訓練者的身體供給所述電刺激信號，從而發生幹涉波。
根據上述肌肉訓練裝置，由於配合電刺激信號的大小也變化供給頻率，所以可以抑制使用肌肉訓練裝置時的疼痛。
所述電流頻率相關數據中的所述電刺激信號的大小和所述供給頻率也可以具有正比例的關係。
在該情況下，由於供給頻率也與電刺激信號的大小成正比例上升，所以可以進一步確實抑制肌肉訓練裝置的使用引起的疼痛。
所述操作部在從所述訓練者接受到所述電刺激信號的供給頻率的變更指示的情況下，對所述控制部輸出該變更指示；所述控制部基於所述變更指示，對所述電刺激輸出部指示所述電刺激信號的供給頻率的變更；所述電刺激輸出部也可以接受來自所述控制部的所述指示從而變更所述電刺激信號的供給頻率。
在該情況下，由於訓練者也可以配合要求的電刺激信號的大小來變更供給頻率，所以可以分別根據各訓練者來抑制肌肉訓練裝置的使用引起的疼痛。
而且，本發明的肌肉訓練裝置的控制方法輸入來自訓練者的指示；基於表示所述電刺激信號的大小和供給頻率之間的關係的電流頻率相關數據，求根據所述指示的電刺激信號的大小所對應的供給頻率；基於所述電刺激信號的大小和供給頻率生成所述電刺激信號，將該電刺激信號供給到所述訓練者的身體而發生幹涉波。
根據上述肌肉訓練方法，由於配合電刺激信號的大小也改變供給頻率，所以可以抑制使用肌肉訓練裝置時的疼痛。
所述電流頻率相關數據中的所述電刺激信號的大小和所述供給頻率也可以具有正比例的關係。
在該情況下，由於供給頻率也與電刺激信號的大小成正比例上升，所以可以進一步確實抑制肌肉訓練裝置的使用引起的疼痛。
圖1是本表示發明的一實施方式的肌肉訓練裝置的結構的方塊圖。
圖2是表示同一肌肉訓練裝置輸出的電刺激信號的大小和供給頻率的關係的曲線圖，橫軸表示輸出，縱軸表示供給頻率。
圖3是表示同一肌肉訓練裝置的控制的流程的流程圖。
圖4是表示同一肌肉訓練裝置的操作部的一例的正視圖。
圖5是表示同一肌肉訓練裝置輸出的電刺激信號的大小和供給頻率的關係的變形例的曲線圖，橫軸表示輸出，縱軸表示供給頻率。
圖6是表示同一肌肉訓練裝置的各導體貼在訓練者的訓練部位的情況的立體圖。
圖7是表示同一肌肉訓練裝置的幹涉波的發生位置的圖。
具體實施例方式
以下，參照
發明的一個實施方式。
圖1表示本實施方式的肌肉訓練裝置1的結構。控制部3具有用於控制肌肉訓練裝置1的功能(後面詳細敘述)。電刺激輸出部2基於來自控制部3的指示生成電刺激信號，並在導體7a和導體7c之間施加電刺激信號。而且，電刺激輸出部2在導體7b和7d之間也施加電刺激信號。
導體7a～導體7d是將電刺激輸出部2生成的電流供給到訓練者身體的墊片，如圖6所示，貼在訓練者要鍛鍊的肌肉的相應位置(以下為訓練部位)來使用。如圖6所示，訓練者將導體7a～導體7d貼在訓練部位來進行訓練時，例如，在導體7a～7c之間施加1000Hz的電流，並且在導體7b～7d之間施加具有990Hz的供給頻率的電流的情況下，在圖7所示的部分A～D發生10Hz的幹涉波，這些部分A～D的位置的肌肉被鍛鍊。
圖1所示的操作部4在接受了來自肌肉訓練裝置1的訓練者的指示的情況下，將該指示的內容輸出到控制部3。訓練者通過對操作部4進行指示，例如可以指定輸出10mA～80mA的電刺激信號。
存儲部5存儲表示電刺激信號的大小和供給頻率的關係的電流頻率相關數據(參照圖2)。電流頻率相關數據的供給頻率表示電刺激輸出部2實際上發生的電刺激信號的頻率。
顯示部6基於來自控制部3的輸出，顯示肌肉訓練裝置1輸出的電刺激信號的強度等。
接著，說明本實施方式的肌肉訓練裝置1的動作。圖3表示肌肉訓練裝置1的控制處理的流程。
首先，肌肉訓練裝置1的訓練者將導體7a～導體7d貼在自己的訓練部位之後，對操作部4輸入訓練的開始。
肌肉訓練裝置1的控制部3經由操作部4接受來自訓練者的指示時，從存儲部5讀取圖2所示的所述電流頻率相關數據。然後，由於當前為訓練的開始時刻，所以控制部3判斷應該對訓練者的體內供給最弱電平(強度)的電流。進而，控制部3對電刺激輸出部2輸入基於電流頻率相關數據最弱的電流值「10mA」、作為對應於該電流值「10mA」的供給頻率根據所述電流頻率相關數據求的「600Hz」、實際上作用於訓練者的肌肉的幹涉波的頻率的最小值的「0Hz」。這樣，控制部對電刺激輸出部2指示電流供給的開始(圖3的步驟S01)。進而，控制部3對顯示部6輸出並使其顯示當前的運轉狀況(電流值為10mA，幹涉波的頻率為0Hz)。然後，控制部3等待來自訓練者的下一個指示。
電刺激輸出部2根據來自控制部3的指示，發生電流值為10mA且供給頻率為600Hz的電刺激信號並發送給導體7a～導體7d。此時，由於從電刺激輸出部2發送給導體7a～導體7d的各電刺激信號的供給頻率相同，所以在訓練者的體內不發生幹涉波。另外，電刺激輸出部2最初不發生電流值為10mA且供給頻率為60Hz的電刺激信號，而是從電流值為0mA且供給頻率為0Hz的狀態開始，在規定的時間內緩慢使電流值以及供給頻率上升。
接著，說明訓練者對操作部4進行了使幹涉波的頻率上升到10Hz的指示的情況。
在控制部3經由操作部4接受來自訓練者的上述指示，並判斷不需要為了使幹涉波的頻率上升到10Hz而提高供給頻率的情況下，對電刺激輸出部2發送用於使幹涉波的頻率上升到10Hz的信號(圖3的步驟S02)。而且，控制部3對顯示部6輸出並使其顯示當前的運轉狀況(電流值為10mA，幹涉波的頻率為10Hz)。然後，控制部3等待來自訓練者的下一個指示。
電刺激輸出部2根據來自控制部3的指示，在規定的時間內緩慢變化當前發生的電刺激信號。即，將對於導體7a以及導體7c的電刺激信號的供給頻率保持在600Hz，將對於導體7b以及導體7d的電刺激信號的供給頻率緩慢下降10Hz而降低到590Hz。導體7a～導體7d將接收了的電刺激信號供給到訓練者的各訓練部位。其結果，訓練者的身體對幹涉波的發生作出反應，並進行訓練。
接著，說明訓練者對操作部4進行了使電流值上升到30mA的指示的情況。
控制部3在經由操作部4接受了來自訓練者的上述指示的情況下(圖3的步驟S03)，參照所述電流頻率相關數據(圖3的步驟S04)，將電流值30mA和供給頻率2000Hz輸出到電刺激輸出部2並指示輸出的上升。而且，控制部3對顯示部6輸出並使其顯示當前的運轉狀況(電流值為30mA，幹涉波的頻率為10Hz)。然後，控制部3等待來自訓練者的下一個指示。
在將導體7a～導體7d的大小設為T並將供給頻率設為C的情況下，人的皮膚電阻由「1/(2πTC)」表示。從而，通過伴隨電刺激信號的輸出的上升來提高供給頻率C來降低皮膚電阻。而且，例如，已知與使供給頻率從10Hz上升到100Hz的情況相比，從100Hz向1000Hz上升，雖然同是10倍的上升，但實際上對皮膚的刺激感格外柔和。在控制部3的所述處理中，由於使供給頻率從600Hz上升到2000Hz，所以與使供給頻率從10Hz上升到100Hz的情況相比，對皮膚的刺激感可以格外地柔和。
電刺激輸出部2在接受了來自控制部3的指示的情況下，將用於使發生的電刺激信號的輸出和供給頻率在規定的時間肉緩慢上升的信號發送給導體7a～導體7d(圖3的步驟S05)。此時，電刺激輸出部2使供給到導體7a和導體7c之間的電刺激信號的供給頻率和供給到導體7b以及導體7d之間的電刺激信號的供給頻率之間與上述同樣具有差分。以後，控制部3根據來自訓練者的請求進行幹涉波的頻率和輸出的變更。
以上，說明了本發明的優選的實施例，但本發明不限定於這些實施例。在不脫離本發明的主要內容的範圍內，可以進行結構的附加、省略、置換、以及其它的變更。本發明不由上述的說明限定，而僅由權利要求的範圍限定。
例如，本發明也可以應用於肌肉的緊張緩和或鎮痛等的治療器具。在該情況下，由於可以對患者的體內供給大的電流而不使其皮膚感到強烈的疼痛，所以可以期待更高的治療效果。
而且，在本實施方式中，以具備四個導體(導體7a～導體7d)的四極幹涉方式發生EMS，但不限於四極，將導體的數目設為大於等於6個也可以。在增加了導體的數目的情況下，由於可以在更寬的位置發生幹涉波，所以可以期待進一步的訓練效果。
而且，在本實施方式中，作為電刺激輸出部2發生的電刺激信號，如圖2所示，採用了供給頻率與輸出成比例增大的裝置。但是，不限於此，也可以由訓練者指定供給頻率來改變。例如，訓練者通過操作圖4所示的操作部4來提高降低使用感也可以。在該情況下，訓練者在皮膚上感到了疼痛時，按壓圖4所示的操作部4的使用感的下箭頭按鈕10。所述控制部3接受該操作，並對電刺激輸出部2指示供給頻率的增加。由此，供給頻率增加，訓練者的疼痛緩和。
即使是相同的供給頻率以及相同的輸出，也有感到疼痛的人和感不到疼痛的人，所以在知覺神經敏感的訓練者使用的情況下，可以將供給頻率設定高來使用。而且，為了訓練者的直觀的理解，也可以代替在顯示部6中顯示供給頻率，而顯示「激烈」或「溫柔」等語言或面部標誌(face mark)等符號。
而且，本實施方式的肌肉訓練裝置1中不包含在訓練的前後進行的熱身和冷卻的過程，但也可以進行這些過程。在該情況下，可以有效地防止訓練者使用肌肉訓練裝置1時由於激烈的運動而損傷肌肉的情況。
而且，在本實施方式中，如圖2所示，電刺激輸出部2發生的電刺激信號的供給頻率採用與輸出有比例關係的頻率，但不限於此，例如圖5所示，也可以對每個規定的輸出範圍採用供給頻率階梯狀增加的電刺激信號。在該情況下，裝置的結構變得簡單，可以進行肌肉訓練裝置1的小型化或者低價格化。
權利要求
1.一種肌肉訓練裝置，具備多個導體，安裝在訓練者的身體上；操作部，接受來自所述訓練者的指示；存儲部，對表示電刺激信號的大小和供給頻率間的關係的電流頻率函數相關數據進行存儲；控制部，基於從所述操作部輸入的所述電刺激信號的大小以及所述電流頻率相關數據來決定所述供給頻率；以及電刺激輸出部，基於從所述控制部指定的所述電刺激信號的大小以及所述供給頻率來生成所述電刺激信號，並經由所述各導體對所述訓練者的身體供給所述電刺激信號，從而發生幹涉波。
2.如權利要求1所述的肌肉訓練裝置，其中，所述電流頻率相關數據中的所述電刺激信號的大小和所述供給頻率具有正比例的關係。
3.如權利要求1所述的肌肉訓練裝置，其中，所述操作部在從所述訓練者接受到所述電刺激信號的供給頻率的變更指示的情況下，對所述控制部輸出該變更指示；所述控制部基於所述變更指示，對所述電刺激輸出部指示所述電刺激信號的供給頻率的變更；所述電刺激輸出部接受來自所述控制部的所述指示從而變更所述電刺激信號的供給頻率。
4.一種肌肉訓練裝置的控制方法，其中，輸入來自訓練者的指示；基於表示所述電刺激信號的大小和供給頻率之間的關係的電流頻率相關數據，求按照所述指示的電刺激信號的大小所對應的供給頻率；基於所述電刺激信號的大小和供給頻率生成所述電刺激信號；將該電刺激信號供給到所述訓練者的身體而發生幹涉波。
5.如權利要求4所述的肌肉訓練裝置的控制方法，其中，所述電流頻率相關數據中的所述電刺激信號的大小和所述供給頻率具有正比例的關係。
全文摘要
本發明提供一種肌肉訓練裝置及其控制方法。該肌肉訓練裝置具備多個導體，安裝在訓練者的身體上；操作部，接受來自所述訓練者的指示；存儲部，對表示電刺激信號的大小和供給頻率間的關係的電流頻率函數相關數據進行存儲；控制部，基於從所述操作部輸入的所述電刺激信號的大小以及所述電流頻率相關數據來決定所述供給頻率；以及電刺激輸出部，基於從所述控制部指定的所述電刺激信號的大小以及所述供給頻率來生成所述電刺激信號，並經由所述各導體對所述訓練者的身體供給所述電刺激信號，從而發生幹涉波。
文檔編號A61H1/00GK1706507SQ20051006845
公開日2005年12月14日 申請日期2005年4月28日 優先權日2004年6月9日
發明者太田厚美, 荻原信夫 申請人:伊藤超短波株式會社