专利名称：肌肉训练装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及利用EMS(Electrical Muscle Stimulation，电肌肉刺激)的肌肉训练装置及其控制方法。
背景技术：
以提高肌肉力量或减肥为目的，使用利用了EMS的肌肉训练装置。利用EMS的肌肉训练装置经由导体向训练者的体内供给电流，对训练者的肌肉进行刺激。此时，供给的电流的电流值越大，则训练者的肌肉受到越大的刺激，所以期待训练效果也提高。但是，如单纯地提高电流值，则对训练者的皮肤有大的刺激，所以有时训练者感到疼痛。
特开2001-025510号公报中公开了一种计算机或游戏机的训练者使用的作为人机接口的力触觉手套(glove)等所使用的技术。该技术用来抑制训练者的低温烧伤等。但是在该技术中，为了训练者的安全而降低电流值或停止电流。从而，产生应用于肌肉训练装置时训练效果下降的问题。
发明内容
本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种肌肉训练装置，可以对训练者的体内供给大的电流值而不使训练者感到过度的疼痛。
本发明为了解决上述以前课题而采用以下的部件。
即，本发明的肌肉训练装置具备多个导体，安装在训练者的身体上；操作部，接受来自所述训练者的指示；存储部，存储表示电刺激信号的大小和供给频率间的关系的电流频率函数相关数据；控制部，基于从所述操作部输入的所述电刺激信号的大小以及所述电流频率相关数据来决定所述供给频率；以及电刺激输出部，基于从所述控制部指定的所述电刺激信号的大小以及所述供给频率来生成所述电刺激信号，并经由所述各导体对所述训练者的身体供给所述电刺激信号，从而发生干涉波。
根据上述肌肉训练装置，由于配合电刺激信号的大小也变化供给频率，所以可以抑制使用肌肉训练装置时的疼痛。
所述电流频率相关数据中的所述电刺激信号的大小和所述供给频率也可以具有正比例的关系。
在该情况下，由于供给频率也与电刺激信号的大小成正比例上升，所以可以进一步确实抑制肌肉训练装置的使用引起的疼痛。
所述操作部在从所述训练者接受到所述电刺激信号的供给频率的变更指示的情况下，对所述控制部输出该变更指示；所述控制部基于所述变更指示，对所述电刺激输出部指示所述电刺激信号的供给频率的变更；所述电刺激输出部也可以接受来自所述控制部的所述指示从而变更所述电刺激信号的供给频率。
在该情况下，由于训练者也可以配合要求的电刺激信号的大小来变更供给频率，所以可以分别根据各训练者来抑制肌肉训练装置的使用引起的疼痛。
而且，本发明的肌肉训练装置的控制方法输入来自训练者的指示；基于表示所述电刺激信号的大小和供给频率之间的关系的电流频率相关数据，求根据所述指示的电刺激信号的大小所对应的供给频率；基于所述电刺激信号的大小和供给频率生成所述电刺激信号，将该电刺激信号供给到所述训练者的身体而发生干涉波。
根据上述肌肉训练方法，由于配合电刺激信号的大小也改变供给频率，所以可以抑制使用肌肉训练装置时的疼痛。
所述电流频率相关数据中的所述电刺激信号的大小和所述供给频率也可以具有正比例的关系。
在该情况下，由于供给频率也与电刺激信号的大小成正比例上升，所以可以进一步确实抑制肌肉训练装置的使用引起的疼痛。
图1是本表示发明的一实施方式的肌肉训练装置的结构的方块图。
图2是表示同一肌肉训练装置输出的电刺激信号的大小和供给频率的关系的曲线图，横轴表示输出，纵轴表示供给频率。
图3是表示同一肌肉训练装置的控制的流程的流程图。
图4是表示同一肌肉训练装置的操作部的一例的正视图。
图5是表示同一肌肉训练装置输出的电刺激信号的大小和供给频率的关系的变形例的曲线图，横轴表示输出，纵轴表示供给频率。
图6是表示同一肌肉训练装置的各导体贴在训练者的训练部位的情况的立体图。
图7是表示同一肌肉训练装置的干涉波的发生位置的图。
具体实施例方式
以下，参照
发明的一个实施方式。
图1表示本实施方式的肌肉训练装置1的结构。控制部3具有用于控制肌肉训练装置1的功能(后面详细叙述)。电刺激输出部2基于来自控制部3的指示生成电刺激信号，并在导体7a和导体7c之间施加电刺激信号。而且，电刺激输出部2在导体7b和7d之间也施加电刺激信号。
导体7a～导体7d是将电刺激输出部2生成的电流供给到训练者身体的垫片，如图6所示，贴在训练者要锻炼的肌肉的相应位置(以下为训练部位)来使用。如图6所示，训练者将导体7a～导体7d贴在训练部位来进行训练时，例如，在导体7a～7c之间施加1000Hz的电流，并且在导体7b～7d之间施加具有990Hz的供给频率的电流的情况下，在图7所示的部分A～D发生10Hz的干涉波，这些部分A～D的位置的肌肉被锻炼。
图1所示的操作部4在接受了来自肌肉训练装置1的训练者的指示的情况下，将该指示的内容输出到控制部3。训练者通过对操作部4进行指示，例如可以指定输出10mA～80mA的电刺激信号。
存储部5存储表示电刺激信号的大小和供给频率的关系的电流频率相关数据(参照图2)。电流频率相关数据的供给频率表示电刺激输出部2实际上发生的电刺激信号的频率。
显示部6基于来自控制部3的输出，显示肌肉训练装置1输出的电刺激信号的强度等。
接着，说明本实施方式的肌肉训练装置1的动作。图3表示肌肉训练装置1的控制处理的流程。
首先，肌肉训练装置1的训练者将导体7a～导体7d贴在自己的训练部位之后，对操作部4输入训练的开始。
肌肉训练装置1的控制部3经由操作部4接受来自训练者的指示时，从存储部5读取图2所示的所述电流频率相关数据。然后，由于当前为训练的开始时刻，所以控制部3判断应该对训练者的体内供给最弱电平(强度)的电流。进而，控制部3对电刺激输出部2输入基于电流频率相关数据最弱的电流值“10mA”、作为对应于该电流值“10mA”的供给频率根据所述电流频率相关数据求的“600Hz”、实际上作用于训练者的肌肉的干涉波的频率的最小值的“0Hz”。这样，控制部对电刺激输出部2指示电流供给的开始(图3的步骤S01)。进而，控制部3对显示部6输出并使其显示当前的运转状况(电流值为10mA，干涉波的频率为0Hz)。然后，控制部3等待来自训练者的下一个指示。
电刺激输出部2根据来自控制部3的指示，发生电流值为10mA且供给频率为600Hz的电刺激信号并发送给导体7a～导体7d。此时，由于从电刺激输出部2发送给导体7a～导体7d的各电刺激信号的供给频率相同，所以在训练者的体内不发生干涉波。另外，电刺激输出部2最初不发生电流值为10mA且供给频率为60Hz的电刺激信号，而是从电流值为0mA且供给频率为0Hz的状态开始，在规定的时间内缓慢使电流值以及供给频率上升。
接着，说明训练者对操作部4进行了使干涉波的频率上升到10Hz的指示的情况。
在控制部3经由操作部4接受来自训练者的上述指示，并判断不需要为了使干涉波的频率上升到10Hz而提高供给频率的情况下，对电刺激输出部2发送用于使干涉波的频率上升到10Hz的信号(图3的步骤S02)。而且，控制部3对显示部6输出并使其显示当前的运转状况(电流值为10mA，干涉波的频率为10Hz)。然后，控制部3等待来自训练者的下一个指示。
电刺激输出部2根据来自控制部3的指示，在规定的时间内缓慢变化当前发生的电刺激信号。即，将对于导体7a以及导体7c的电刺激信号的供给频率保持在600Hz，将对于导体7b以及导体7d的电刺激信号的供给频率缓慢下降10Hz而降低到590Hz。导体7a～导体7d将接收了的电刺激信号供给到训练者的各训练部位。其结果，训练者的身体对干涉波的发生作出反应，并进行训练。
接着，说明训练者对操作部4进行了使电流值上升到30mA的指示的情况。
控制部3在经由操作部4接受了来自训练者的上述指示的情况下(图3的步骤S03)，参照所述电流频率相关数据(图3的步骤S04)，将电流值30mA和供给频率2000Hz输出到电刺激输出部2并指示输出的上升。而且，控制部3对显示部6输出并使其显示当前的运转状况(电流值为30mA，干涉波的频率为10Hz)。然后，控制部3等待来自训练者的下一个指示。
在将导体7a～导体7d的大小设为T并将供给频率设为C的情况下，人的皮肤电阻由“1/(2πTC)”表示。从而，通过伴随电刺激信号的输出的上升来提高供给频率C来降低皮肤电阻。而且，例如，已知与使供给频率从10Hz上升到100Hz的情况相比，从100Hz向1000Hz上升，虽然同是10倍的上升，但实际上对皮肤的刺激感格外柔和。在控制部3的所述处理中，由于使供给频率从600Hz上升到2000Hz，所以与使供给频率从10Hz上升到100Hz的情况相比，对皮肤的刺激感可以格外地柔和。
电刺激输出部2在接受了来自控制部3的指示的情况下，将用于使发生的电刺激信号的输出和供给频率在规定的时间肉缓慢上升的信号发送给导体7a～导体7d(图3的步骤S05)。此时，电刺激输出部2使供给到导体7a和导体7c之间的电刺激信号的供给频率和供给到导体7b以及导体7d之间的电刺激信号的供给频率之间与上述同样具有差分。以后，控制部3根据来自训练者的请求进行干涉波的频率和输出的变更。
以上，说明了本发明的优选的实施例，但本发明不限定于这些实施例。在不脱离本发明的主要内容的范围内，可以进行结构的附加、省略、置换、以及其它的变更。本发明不由上述的说明限定，而仅由权利要求的范围限定。
例如，本发明也可以应用于肌肉的紧张缓和或镇痛等的治疗器具。在该情况下，由于可以对患者的体内供给大的电流而不使其皮肤感到强烈的疼痛，所以可以期待更高的治疗效果。
而且，在本实施方式中，以具备四个导体(导体7a～导体7d)的四极干涉方式发生EMS，但不限于四极，将导体的数目设为大于等于6个也可以。在增加了导体的数目的情况下，由于可以在更宽的位置发生干涉波，所以可以期待进一步的训练效果。
而且，在本实施方式中，作为电刺激输出部2发生的电刺激信号，如图2所示，采用了供给频率与输出成比例增大的装置。但是，不限于此，也可以由训练者指定供给频率来改变。例如，训练者通过操作图4所示的操作部4来提高降低使用感也可以。在该情况下，训练者在皮肤上感到了疼痛时，按压图4所示的操作部4的使用感的下箭头按钮10。所述控制部3接受该操作，并对电刺激输出部2指示供给频率的增加。由此，供给频率增加，训练者的疼痛缓和。
即使是相同的供给频率以及相同的输出，也有感到疼痛的人和感不到疼痛的人，所以在知觉神经敏感的训练者使用的情况下，可以将供给频率设定高来使用。而且，为了训练者的直观的理解，也可以代替在显示部6中显示供给频率，而显示“激烈”或“温柔”等语言或面部标志(face mark)等符号。
而且，本实施方式的肌肉训练装置1中不包含在训练的前后进行的热身和冷却的过程，但也可以进行这些过程。在该情况下，可以有效地防止训练者使用肌肉训练装置1时由于激烈的运动而损伤肌肉的情况。
而且，在本实施方式中，如图2所示，电刺激输出部2发生的电刺激信号的供给频率采用与输出有比例关系的频率，但不限于此，例如图5所示，也可以对每个规定的输出范围采用供给频率阶梯状增加的电刺激信号。在该情况下，装置的结构变得简单，可以进行肌肉训练装置1的小型化或者低价格化。
权利要求
1.一种肌肉训练装置，具备多个导体，安装在训练者的身体上；操作部，接受来自所述训练者的指示；存储部，对表示电刺激信号的大小和供给频率间的关系的电流频率函数相关数据进行存储；控制部，基于从所述操作部输入的所述电刺激信号的大小以及所述电流频率相关数据来决定所述供给频率；以及电刺激输出部，基于从所述控制部指定的所述电刺激信号的大小以及所述供给频率来生成所述电刺激信号，并经由所述各导体对所述训练者的身体供给所述电刺激信号，从而发生干涉波。
2.如权利要求1所述的肌肉训练装置，其中，所述电流频率相关数据中的所述电刺激信号的大小和所述供给频率具有正比例的关系。
3.如权利要求1所述的肌肉训练装置，其中，所述操作部在从所述训练者接受到所述电刺激信号的供给频率的变更指示的情况下，对所述控制部输出该变更指示；所述控制部基于所述变更指示，对所述电刺激输出部指示所述电刺激信号的供给频率的变更；所述电刺激输出部接受来自所述控制部的所述指示从而变更所述电刺激信号的供给频率。
4.一种肌肉训练装置的控制方法，其中，输入来自训练者的指示；基于表示所述电刺激信号的大小和供给频率之间的关系的电流频率相关数据，求按照所述指示的电刺激信号的大小所对应的供给频率；基于所述电刺激信号的大小和供给频率生成所述电刺激信号；将该电刺激信号供给到所述训练者的身体而发生干涉波。
5.如权利要求4所述的肌肉训练装置的控制方法，其中，所述电流频率相关数据中的所述电刺激信号的大小和所述供给频率具有正比例的关系。
全文摘要
本发明提供一种肌肉训练装置及其控制方法。该肌肉训练装置具备多个导体，安装在训练者的身体上；操作部，接受来自所述训练者的指示；存储部，对表示电刺激信号的大小和供给频率间的关系的电流频率函数相关数据进行存储；控制部，基于从所述操作部输入的所述电刺激信号的大小以及所述电流频率相关数据来决定所述供给频率；以及电刺激输出部，基于从所述控制部指定的所述电刺激信号的大小以及所述供给频率来生成所述电刺激信号，并经由所述各导体对所述训练者的身体供给所述电刺激信号，从而发生干涉波。
文档编号A61H1/00GK1706507SQ20051006845
公开日2005年12月14日 申请日期2005年4月28日 优先权日2004年6月9日
发明者太田厚美, 荻原信夫 申请人:伊藤超短波株式会社