JPH0553154B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、人工馬体等の座乗型機械の腹部に対
する座乗者の脚による扶助動作を定量的に検出す
るための腹部圧力検出装置に関する。

［従来の技術］ 従来、メリーゴーランド等に見られる遊戯用の
乗馬機械、あるいは座乗型のスポーツトレーニン
グ機械は、座乗部分が可動するように構成されて
いたり、座乗者の脚部または腰部を支えるように
構成されているものがある。しかしながら座乗者
が脚部を動かし上記座乗型機械の腹部に対する扶
助動作をすることにより、上記乗馬機械、あるい
はスポーツトレーニング機械を制御するための脚
部による扶助動作検出手段を設けた座乗型機械は
無かつた。

［発明が解決しようとする課題］ 従つて、上記従来の乗馬機械、あるいは座乗型
のスポーツトレーニング機械等の座乗型機械にお
いては、座乗者の脚部による扶助動作を定量的に
検出し、座乗型機械を制御したり、あるいは座乗
者の脚の位置が異常状態になつたとき、座乗型機
械の駆動を停止させることができなかつた。

ところが最近、乗馬技術を習得しようとする人
が増加し、脚による扶助動作をマスターすること
が極めて重要になつてきたにも係わらず、これを
習得する手段としては実際に実馬に乗り、鏡など
に乗馬姿勢、及び脚動作を写し、正しい扶助動作
をしているか否かを目視判断するという定性的な
手段によつていた。しかしながら乗馬技術をマス
ターしようとする初心者は、初めから正しい乗馬
姿勢で騎乗することは極めて困難であり、また、
正しい扶助動作をすることができないため、実馬
の調教内容に狂いが生じたり、実馬が暴れたりし
て騎乗者が落馬することがあつた。

そこで本発明では座乗型機械の腹部に、座乗者
の脚による扶助動作を定量的に検出するための検
出装置を設け、座乗者の脚による扶助動作により
座乗型機械を実馬に近い動作をさせるように制御
し、且つ座乗者の脚動作が異常状態になつたとき
に座乗型機械を停止させて座乗者の安全を確保す
ることを解決すべき技術的課題とするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記課題解決のための技術的手段は、座乗型機
械の腹部左右それぞれに配設されて座乗者の脚部
による上記腹部に対する扶助動作を定量的に検出
するための座乗型機械の腹部圧力検出装置を、前
記脚部による圧力を受けたときに同圧力に応じた
変位をするように腹部の複数箇所に取り付けられ
た複数の受圧板と、前記それぞれの受圧板が受け
た圧力を、弾力調節可能に形成された弾性機構を
介して変位量に変換させるための複数の圧力変位
変換手段と、前記それぞれの圧力変位変換手段に
より変換されたそれぞれの変位量を検出し、検出
した変位量対応の電気信号を出力する変位検出器
とを備えた構成にすることである。

［作用］ 上記構成の座乗型機械の腹部圧力検出装置によ
ると、座乗型機械に座乗し、腹部に対する脚部扶
助動作が行われると受圧板が踵による圧力を受け
る。その結果、上記受圧板が受けた圧力は圧力変
位変換手段の弾性機構の弾力に応じて変位量に変
換される。上記変位量は変位検出器により検出さ
れ、変位量を検出した上記変位検出器から検出変
位量に対応した信号が出力される。

この信号は、座乗型機械を制御する制御装置に
入力され、脚部扶助動作に応じて座乗型機械が制
御されたり、あるいは脚部扶助動作の巧拙が演算
され、定量的に評価される。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。

第１図は、座乗者１が座乗して乗馬技術の修得
をするための人工馬体２、及びその駆動機構を示
した略体構成説明図である。尚、第１図は人工馬
体２、及びその駆動機構の左半分を示しており、
実際には右側にも同様の駆動機構が構成されてい
る。

同図に示すように、人工馬体２の背部には鞍３
が載せられており、座乗者１が鞍３に座乗した状
態で座乗者１の左右の足を載せる鐙４が左右に取
付けられている。上記鞍３が載置された人工馬体
２の背部には、鞍３自体の荷重、座乗者１の自
重、更には座乗者１の体重移動に伴う負重を検出
し、検出荷重、及び検出負重に対応した検出信号
を出力する鞍部荷重センサ５ａ，５ｂ，５ｃが取
付けられている。また上記左右の鐙４には、座乗
者１の脚により印加された荷重を検出するための
鐙部荷重センサ６ａ，６ｂが取付けられている。

人工馬体２の頭部２ａには手綱７が結ばれてお
り、その頭部２ａには、上記手綱７が座乗者１に
より引かれたとき、その手綱７に加わつた力を複
数箇所で検出し、検出した力の強さと方向に対応
した検出信号を出力する頭部センサ８ａ，８ｂ，
８ｃ，８ｄ，８ｅが取付けられている。更に、上
記手綱７が引かれたとき、この力に応じて可動す
るように形成された人工馬体２首部の付け根に加
わる力を検出し、検出した力に対応した信号を出
力する首部センサ９ａ，９ｂが上記付け根の左右
部に取付けられている。

また、上記人工馬体２の腹部２ｂには、座乗者
１の脚部による扶助動作、即ち脚部の踵等による
扶助動作が行われたとき、これを検出するための
本発明に基づく腹部センサ１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１０ｄが取付けられている。

なお、この腹部センサ１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１０ｄの取付位置は第３図に示しており、実
際には後述するように合計８個の検出スイツチが
用いられる。

人工馬体２の左側の前脚１１、後脚１２（実際
には右前脚、右後脚もあるが、第１図においては
右前脚、右後脚を図示していない。）はそれぞれ
前脚ピボツト１５、後脚ピボツト１６を中心とし
て回動できるように人工馬体２の胴部に取付けら
れている。前脚１１の下端部は、人工馬体２を上
下方向及び前後方向に移動させるときの振幅を変
化させるための振幅可変機構１７を構成する円板
１８の偏心軸１９周りに回転できるように支持さ
れている。一方、後脚１２の下端部は、振幅可変
機構２０を構成する円板２１と円板２２とのそれ
ぞれに取付けられた偏心軸２３と偏心軸２４とに
亘つて取付けられた水平バー２５に固定されてい
る。そして水平バー２５は上記円板２１と円板２
２によつて常に水平を保つように揺動される。

第１図に示す偏心量Ｅは、円板１８，２１，２
２それぞれに設けられた図示していない偏心量設
定用モータを制御することによつて可変すること
ができる。円板１８を回転させる回転軸２６は、
人工馬体２の上下動と前後動間の位相差を生成す
るための位相可変機構２７に接続されている。ま
た、円板２１を回転させる回転軸２８は、位相可
変機構２９に接続されている。

位相可変機構２７は、回転軸２６と、プーリ３
０に挿着されたプーリ軸３１との間の位相を図示
していない位相可変用モータにより可変する。一
方、位相可変機構２９は回転軸２８と、プーリ３
２に挿着されたプーリ軸３３との間の位相を図示
していない位相可変用モータにより可変する。

前記プーリ３０は、メインモータ３４の回転を
減速して出力する減速機３５の出力軸３６に取付
けられたプーリ３７と、タイミングベルト３８と
を介して回転するように構成されている。また前
記プーリ３２は、上記出力軸３６に取付けられた
プーリ３９と、タイミングベルト４０とを介して
回転するように構成されている。

メインモータ３４はインバータ４１と接続され
ており、このインバータ４１から出力される駆動
電力の周波数に応じて回転数が可変される。そし
てメインモータ３４の回転数に応じて前記人工馬
体２が周期的運動を行う。従つて、メインモータ
３４と、位相可変機構２７，２９と、振幅可変機
構１７，２０とにより、常歩、速歩、駆歩等の歩
法、及び歩度に応じた動きを人工馬体２にさせる
ことができる。

上記インバータ４１と電気的に接続されて、同
インバータ４１に対し、人工馬体２の歩動作態様
に応じた駆動指令信号を出力する制御装置４２が
設けられており、この制御装置４２には操作盤４
３が電気的に接続されている。従つて人工馬体２
の歩動作態様は、この操作盤４３に設けられた図
示していない設定スイツチにより設定される。
尚、上記制御装置４２は電源４４から所要の電力
の供給を受ける。

次に、第２図、及び第３図を参照しながら人工
馬体２の腹部２ｂに取付けられた腹部圧力検出装
置を詳細に説明する。

第２図は、人工馬体２の座乗部、及び腹部を示
した左側面図、第３図は、人工馬体２の座乗部、
腹部の略体断面図である。

第２図、及び第３図に示すように、人工馬体２
には背骨５１Ｌ、及び５１Ｒが左右対称位置に取
り付けられており、背骨５１Ｌ，５１Ｒには、腹
帯固定用台５２に固定された腹帯５３を介して前
記鞍３が載置されている。また、上記背骨５１Ｌ
と背骨５１Ｒそれぞれには、実馬背部の外形を模
した背板５４Ｌ，５４Ｒが左右対称位置に取付け
られている。そして背板５４Ｌには、実馬腹部の
外形を模した圧力板（受圧板）５５，５６が蝶番
５７，５８を介して取付けられている。一方、背
板５４Ｒには、実馬腹部の外形を模した圧力板５
９，６０が蝶番６１，６２を介して取付けられて
いる。

上記圧力板５５，５６は、座乗者１が鞍３に座
乗し、左右を左の鐙４Ｌに乗せた状態で、踵部が
触れる位置に取付けられ、また、圧力板５９，６
０は、座乗者１が鞍３に座乗し、右足を右の鐙４
Ｒに乗せた状態で、踵部が触れる位置に取付けら
れている。

実馬乗馬の場合、騎乗者の脚による扶助動作の
うち、踵による馬体腹部への扶助動作は、実馬の
運動の開始、歩様の変化、あるいは進行方向の変
化を支持するときに極めて重要である。従つて、
前記圧力板５５，５６，５９，６０は上記踵によ
る馬体腹部への扶助動作と同じような動作を可能
にさせる位置に設けられている。

上記圧力板５５の内面には、先端が背骨５１Ｌ
近くまで延出された腕７１が取付けられており、
圧力板５６の内面には、上記同様の腕７２が、圧
力板５９の内面には、上記同様の腕７３が、更に
圧力板６０の内面には、腕７４が取付けられてい
る。また前記背骨５１Ｌの下端部にはバネ固定台
８１，８２が取付けられ、背骨５１Ｒの下端部に
はバネ固定台８３，８４が取付けられている。

上記バネ固定台８１には、バネ８５の下端部を
掛けるためのバネ係止具８７と、バネ８６の下端
部を掛けるためのバネ係止具８８とが取付けられ
ており、また、バネ固定台８２には、バネ８９の
下端部を掛けるためのバネ係止具９１と、バネ９
０の下端部を掛けるためのバネ係止具９２とが取
付けられている。一方、バネ固定台８３には、バ
ネ９３の下端部を掛けるためのバネ係止具９５
と、バネ９４の下端部を掛けるためのバネ係止具
９６とが取付けられており、また、バネ固定台８
４には、バネ９７の下端部を掛けるためのバネ係
止具９９と、バネ９８の下端部を掛けるためのバ
ネ係止具１００とが取付けられている。

また、前記バネ８５，８６の上端部を掛止する
ためのバネ係止ピン１０１が前記腕７１の上部に
貫通して取付けられ、また、前記バネ８９，９０
の上端部を掛止するためのバネ係止ピン１０２が
前記腕７２の上部に貫通して取付けられている。
一方、前記バネ９３，９４の上端部を掛止するた
めのバネ係止ピン１０３が前記腕７３の上部に貫
通して取付けられ、また、前記バネ９７，９８の
上端部を掛止するためのバネ係止ピン１０４が前
記腕７４の上部に貫通して取付けられている。

尚、前記バネ係止具８７，８８，９１，９２，
９５，９６，９９，１００それぞれは、前記バネ
８５，８６，８９，９０，９３，９４，９７，９
８それぞれの引張力を調節できるようにボルト及
びナツトで構成されている。従つて、例えば圧力
板５５が座乗者１の踵により押された場合、圧力
板５５は前記蝶番５７を回動中心としてバネ８
５，８６の付勢力に抗し、人工馬体２の内側方向
に変位される。上記圧力板５５の変位範囲を規制
するため、前記背骨５１Ｌには、圧力板５５が圧
力を加えられない状態において、腕７１先端の下
端面が当接する当接片１１１と、圧力板５５に強
い圧力が加えられたときの最大変位状態において
腕７１先端の上端面が当接する当接片１１２とが
取付けられており、圧力板５５の変位範囲が上記
当接片１１１と１１２とにより規制されている。
同様に腕７２先端の下端面、上端面それぞれが当
接する当接片１１３，１１４が背骨５１Ｌに取付
けられている。また、背骨５１Ｒには同様の当接
片１１５，１１６，１１７，１１８が取付けられ
ている。

また、腕７１の下端面が当接片１１１に当接し
ているときに作動して信号を出力する下限検知ス
イツチ１２１、腕７１の上端面が当接片１１２に
当接しているときに作動して信号を出力する上限
検知スイツチ１２２、腕７２の下端面が当接片１
１３に当接しているときに作動して信号を出力す
る下限検知スイツチ１２３、腕７２の上端面が当
接片１１４に当接しているときに作動して信号を
出力する上限検知スイツチ１２４、腕７３の下端
面が当接片１１５に当接しているときに作動して
信号を出力する下限検知スイツチ１２５、腕７３
の上端面が当接片１１６に当接しているときに作
動して信号を出力する上限検知スイツチ１２６、
腕７４の下端面が当接片１１７に当接していると
きに作動して信号を出力する下限検知スイツチ１
２７、腕７４の上端面が当接片１１８に当接して
いるときに作動して信号を出力する上限検知スイ
ツチ１２８のそれぞれが、図示していないスイツ
チブラケツトに取付けられている。

上記それぞれの検知スイツチ１２１，１２２，
１２３，１２４，１２５，１２６，１２７、及び
１２８は、前記制御装置４２と電気的に接続され
ている。尚、上記検知スイツチ１２２，１２４は
第１図における腹部センサ１０ａに相当し、検知
スイツチ１２６，１２８は腹部センサ１０ｂに、
検知スイツチ１２１，１２３は腹部センサ１０ｃ
に、検知スイツチ１２５，１２７は腹部センサ１
０ｄに相当する。また、前記それぞれの当接片１
１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１
６，１１７，１１８、及び前記それぞれの検知ス
イツチ１２１，１２２，１２３，１２４，１２
５，１２６，１２７，１２８は、座乗者１の踵で
それぞれの圧力板を押す力に応じて取付位置を調
節できるように考慮されている。

以上のように構成された人工馬体２の腹部圧力
検出装置において、第３図に示すように座乗者１
の左脚の踵１３０Ｌが圧力板５５，５６から離れ
ているときは前述したように下限検知スイツチ１
２１，１２３の両方に腕７１，７２下端面が当接
しているため、下限検知スイツチ１２１，１２３
の両方から制御装置４２に対して信号が出力され
ており、制御装置４２は、圧力板５５，５６の両
方に対して座乗者１の脚による扶助動作が行われ
ていないことを認識することができる。

一方、座乗者１の右脚の踵１３０Ｒで例えば圧
力板５９が軽く押された場合、腕７３下端面が下
限検知スイツチ１２５から離れるため、下限検知
スイツチ１２５から出力されていた信号が遮断さ
れ、制御装置４２は圧力板５９が軽く押されてい
ることを認識する。更に、圧力板５９が強く押さ
れた場合は、第３図に示すように腕７３上端面が
当接片１１６に当たつてそれ以上の変位が規制さ
れるとともに、上限検知スイツチ１２６に当接し
て作動させるため、同スイツチ１２６から制御装
置４２に対して信号が出力される。そのため、制
御装置４２は圧力板５９が強い力で押されている
ことを認識することができる。

以上のように、制御装置４２は前記上限検知ス
イツチ、及び下限検知スイツチそれぞれから出力
される信号に応じて座乗者１の脚の踵１３０Ｌ，
１３０Ｒによる圧力の強さ、及び圧力が加えられ
る圧力板に応じて扶助動作を認識し、認識した扶
助動作に応じて人工馬体２を制御することができ
る。

尚、上記実施例においては、前記圧力板を４枚
としたが、その数を変えたり、位置を変えたりす
ることにより、より簡便に、あるいはより正確に
座乗者の脚による扶助動作を検出することができ
る。また前記上下限検知スイツチの数を変更した
り、バネの数を変えたりすることにより、より簡
便に、あるいはより正確に座乗者の脚による扶助
動作を検出することができる。そして本実施例で
は人工馬体の例を説明したが、人工馬体に限ら
ず、座乗型機械全般に適用することが可能であ
る。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、座乗型機械の
腹部に、座乗者の脚による扶助動作を定量的に検
出するための検出装置を設けたため、座乗者の脚
による扶助動作を定量的に検出することが可能に
なり、乗馬技術の習得を容易にさせることができ
るという効果がある。また、座乗型機械を実馬に
近い動作をさせるように制御し、且つ座乗者の脚
動作が異常状態になつたときに、座乗型機械を停
止させて座乗者の安全を確保することができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、人工馬体、及び人工馬体を駆動する
駆動機構を示した略体構成系統図、第２図は、本
発明の一実施例の人工馬体の座乗部、及び腹部を
示した左側面図、第３図は、人工馬体の座乗部、
腹部の略体断面図である。 １……座乗者、２……人工馬体、５１Ｌ，５１
Ｒ……背骨、５４Ｌ，５４Ｒ……背板、５５，５
６，５９，６０……圧力板、５７，５８，６１，
６２……蝶番、７１，７２，７３，７４……腕、
８１，８２，８３，８４……バネ固定台、８５，
８６，８９，９０，９３，９４，９７，９８……
バネ、８７，８８，９１，９２，９５，９６，９
９，１００……バネ係止具、１０１，１０２，１
０３，１０４……バネ係止ピン、１１１，１１
２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７，
１１８……当接片、１２１，１２３，１２５，１
２７……下限検知スイツチ、１２２，１２４，１
２６，１２８……上限検知スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 座乗型機械の腹部左右それぞれに配設されて
   座乗者の脚部による上記腹部に対する扶助動作を
   定量的に検出するための腹部圧力検出装置であつ
   て、 前記脚部による圧力を受けたときに同圧力に応
   じた変位をするように腹部の複数箇所に取り付け
   られた複数の受圧板と、 前記それぞれの受圧板が受けた圧力を、弾力調
   節可能に形成された弾性機構を介して変位量に変
   換させるための複数の圧力変位変換手段と、 前記それぞれの圧力変位変換手段により変換さ
   れたそれぞれの変位量を検出し、検出した変位量
   対応の電気信号を出力する変位検出器とを備えた
   ことを特徴とする座乗型機械の腹部圧力検出装
   置。