JPH02203842A

JPH02203842A - ランニングフォーム判定装置

Info

Publication number: JPH02203842A
Application number: JP1024945A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Yamada; 智博山田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1989-02-02
Filing date: 1989-02-02
Publication date: 1990-08-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は運動用測定器具に係り、とくにランフグ中のフ
オームの良否を判定する装置に関するものである。

（ロ）従来の技術ボールの初速度及び方向によりゴルフのスウィングを判
定するゴルフ練習機が市販されているが、ランニング中
の人のフオームの良否を判定する場合、従来はコーチ等
第３者に実際に見て診断してもらったり、或いはＶＴＲ
に撮ったものを見て診断するしか方法がなく、その判定
基準は殆どコーチやランニングする人自信の経験に頼る
ところが多く厳密なものではながった。

この為、−人でフオームのチエツクを行なうことができ
ず、ランニング中にはフオームのチェソりは行えず、且
つフオームの良否を数値的に判定することができないと
云う問題点があった。

（ハ）発明が解決しようとする課題本発明が解決しようとする問題点は一人で且つノアルタ
イムでフオームの判定を数値的に行なうことのできるラ
ンニングフオーム判定装置を開発することである。

（ニ）課題を解決するための手段身体の上下方向移動に対する加速度と前後方向移動に対
する加速度とを検出するか、或いは身体の上下方向移動
に対する加速度と前後方向に対する速度とを検出するか
してランニングフオームの良否を判定する。

２つの加速度を検出する場合には各加速度を互いに除算
した除算値と予め設定された最適値とを比較するか、或
いは前記除算値の値の過去１分間の平均値と現在の１分
間の平均値とを比較してランニングフオームの良否を判
定する。また前記除算値と前記最適値との比を算出し、
この比の値によってランニングフオームの良否を判定し
たり、或いは前記比の過去１分間の平均値と現在の１分
間の平均値とを比較してランニングフオームの良否を判
定しても良い。

一方、加速度と速度を検出する場合には、前記上下方向
加速度を予め設定された最適値と比較したり、該加速度
と最適値との比を求めたり、この比の過去と現在の１分
間ずつの平均値を比較したりしてランニングフオームの
良否を判定する。

尚両方の場合において良否判定基準としての最適値は夫
々前後方向加速度或いは前後方向速度の大きさによって
自動的に調整されることも考えられる。

（ホ）作　用ランニング中のフオームのチエツクはリアルタイムに数
値的に自ら行える。

即ち２方向の加速度を検出する場合、前後方向の加速度
の大きさで上下方向の加速度の大きさを割った値は加速
度の大きさにより最適値が異なっているが、加速度が大
きい程該最適値が小さくなる傾向にある。そして最適へ
の達成度が基準値以下であるとフオームが悪いと判断し
、基準値以上であるとフオームが良いと判断する。これ
は進行方向に対して上下方向への力が大きい程悪いフオ
ームになるという経験則に基づいている。

マラソン等では特に長時間走り続けるので時間−ランニ
ングフオームの特性も重要となる。このためには１分間
に先の除算値をメモリーしておき、次の１分間の除算値
と比較すれば７オームの時間的な変動を把握することが
できる。

一方、早く走るためにはなるべく両足が空中に浮いてい
る時間を短くする必要がある。即ち地面をけった足が早
く着地するためにはその足の軌跡が、特に足が到達する
最高点に関して、なるべく低い方が良いと云うことにな
る。つまり上下方向への身体の移動は小さい方が良いと
云うことになり、これも上記除算値によって判定できる
。

（へ）実施例以下本発明のランニングフオーム判定装置を図面の実施
例について詳細に説明する。

第２図において、（１）はランニングフオーム判定装置
の外殻を構成する合成樹脂製の２分割本体ケースであり
、前面にスタート／ストップキー（２）、スタート表示
用ＬＥＤ（３）、判定表示用ＬＣＤ（４）、判定値アッ
プキー（５）、判定値ダウンキー（６）、判定値セット
キー（７）が取付けられており、前記本体ケース（１）
はベルト（８）を介して身体（９）の腰に装着できる（
第５図参照）。（１０）はイヤフオンであり、前記本体
ケース（１）の−側に形成された接続端子部（１１）に
接続可能である。

第３図に示すように前記本体ケース（１）の内部には上
下方向移動に対する加速度を検出する加速度センサＡ　
（１２）と前後方向移動に対する加速度を検出する加速
度センサＢ　（１３）が互いに直交する内壁に取付けら
れ、該加速度センサＡ、（１２）、センサＢ　（１３）
からの入力に基づき前記判定値表示用ＬＣＤ（４）に判
定値を出力する制御回路部（１４）が設置されている。

前記制御回路部（１４）は第４図に示す如く一対の単３
型電池（１５）（１６）を含んでいる。

第６図は前記加速度センサＡ（１２）、Ｂ　（１３）の
構造を示す断面図である。同図において、（１７）はベ
ース、（１８）は外装ケース、（１９）は前記ベース（
１７）の中央に立設された軸、（２０）は前記ベース（
１７）の側方より延設されたコネクタ、（２１）は前記
軸（１９）を中央に貫通させて該軸（１９）に嵌合され
圧力の印加により電圧を生じる圧電素子、（２２）はナ
ツト（２３）を介して該軸（１９）に固定され、判定装
置の移動によって加速度を印加されたときに前記早電素
子（２１）に押圧力を加える錘である。そして前記圧電
素子（２１）に生じる電圧はリード（２４）を介して前
記ベース（１７）のコネクタ（２０）に接続されて１．
）る。

次に第１図に沿って制御回路部（１４）の回路構成につ
いて説明する。前記制御回路部（１４）は前記加速度セ
ンサＡ（１２，）の出力信号を増幅するアンプＡ（２５
）、該アンプＡ　（２５）の出力を整流平滑する整流平
滑回路Ａ（，２６）と、前記加速度センサＢ　（１３）
の出力信号を増幅するアンプＥ！　（，２７＞、該アン
プＢ　（２７）の出力を整流平滑する整流平滑回路Ｂ　
（２Ｑ都、前記両平滑回路Ａ　（２６）、Ｂ　（２８）
の出力を互いに除算する除算器（２９）、基準となる最
適値を発生害る。と共に前記整流平滑回路Ｂ、、、、、
ｃ　２８　）の出力をＡ／Ｄ変換回路Ｂ　（３０）を介
して取り込むマイクロプロセッサ（３１）、前記除算器
（２９）の出力の前記マイクロプロセッサ（３１）が屈
力子る最適値’ｔＤ／Ａ変換回路（３２）により変換し
た出力に対する達成率を算出する演算回路部（３３）、
該演算回路（３３）の出力をＡ／Ｄ変換して前記マイク
ロプロセッサ（３１）に入力するＡ’／Ｄ変換回路Ａ　
（３４）とより成る。そして前記制御回路部・（１４）
の動作はキー人力部（３５）の操作により前記マイクロ
プロセッサ（３１）を介して行なわれる。（３６）は前
記マイクロプロセッサ（３１）の出力に基づき所定の報
知を行なう報知回路である。

以上の構成を有するランニングフオーム判定装置におい
てその動作を説明する。

ランニング中の身体（９）の前後方向の加速度は足が地
面から離れた時及び着地した時に夫々最大加速度点（絶
対値）を生じ、この最大値はランニングスピードによっ
て変化する。即ち、遅く走っている場合は小さく、早く
走っている場合は大きくなる。もちろん等速度でランニ
ングしていれば、加速度の平均値は０であり、加速中は
正方向が大きく、減速中は負方向が大きくなる。

一方、上下方向の加速度も足が地面から離れるとき及び
着地したときに夫々最大加速度点（絶対値）を生じ、ラ
ンニング中の加速度は平均すれば０になる。上下方向の
加速度は身体（９）の上下方向の振動を表すものである
から加速度の最大値が小さい程ランニングフオームに無
駄がないと云える。

さて前記加速度センサＢ　（１３）に生じる前後方向信
号波形をアンプＢ　（２７）で増幅して信号ａｘを得、
これを整流平滑回路Ｂ　（２８）で整形して波形ａＸ゛
を得る。一方前記加速度センサＡ　（１２）に生じる上
下方向信号波形をアンプＡ（２５）で増幅して信号ａ、
を得、これを整流平滑回路Ａ　（２６）にて整流平滑す
ることにより波形ａｙ’を得る。これらの波形ａｘ、ａ
ｘ’、ａｙＳ　ａｙ’の一態様を第７図に示し、５．９
ｋｍ／ｈのスピードで走っているときのａＸ、ａｙのデ
ータを第８図に示す。

ａｙ’／ａｘ’が小さいほうがランニングフオーム良好
であるから、除算器（２９）で整流平滑回路Ａ（２６）
及びＢ（２８）の出力を除算しくｒａ＝ａｙ’／ａｘ’
）、その出力ｒａは演算回路部（３３）へ送り込まれる
。

前記整流平滑回路Ｂ　（２８）の出力ａｘ’はまたＡ／
Ｄ変換回路Ｂ　（３０）を経てマイクロプロセッサ（３
１）へ直接送り込まれる。マイクロプロセッサ（３１）
ではこの人力ａｘ’に基づいてこれに対応する前記除算
値ｒａの最適値ｒａ’を計算する。即ち、マイクロプロ
セッサ（３１）内部では入力ａｘ’の値を１００ｍ５ｅ
ｃ毎にサンプリングし、該サンプリング値の１００回分
（１０ｓｅｃ）の値を平均することによりａｘ’を求め
る。このａｘ’に対応する最適値ｒａ’はマイクロプロ
セッサ（３１）内にテーブルデータとして用意されてい
る。

前記最適値ｒａ’はマイクロプロセッサ（３１）からＤ
／Ａ変換回路（３２）を介して演算回路部（３３）に送
り出される。前記演算回路部（３３）は最適値ｒａ’と
除算値ｒａを取り込み次式に従ってランニングフオーム
達成度Ｒａを算出する。

そして得られた達成度ＲａをＡ／Ｄ変換器（３４）を経
てマイクロプロセッサ（３１）へ送り出す。このＲａはＲａ　　ユ　１００となれば最適のランニングフオームである。第９図に前
後方向速度に対する最適値ｒａ’の相関図を示す。

前記マイクロプロセッサ（３１）では前記ｒａ及びＲａ
に対応した報知信号を発生させ、この信号によって報知
回路（３６）を制御し、音声による報知を行なう。

例えば１、　　Ｇｏｏｄ　（目標達成度が８０％以上のとき）
２、　８ａｄ　　（目標達成度が８０％未満のとき）と
云うような具合である。この音声はイヤフオン（１０）
を介して報知されるのでランニング中−人でフオームの
チエツクを行なうことができる。上の例の代わりに目標
達成度の数字を報知することもでき、この数字を判定地
表示用ＬＣＤ（４）に表示させることも可能である。

キー人力部（３５）のスタート／ストップキー（２）に
よってフオーム測定のスタートとストップを行なう。ス
タート時にはスタート表示用ＬＥＤ（３）が点灯する。

前記加速度センサ（１２）（１３）は一般に圧電効果を
用いたものや、動電型のもの、或いは半導体を用いたも
の等各種存在するが、上記実施例では圧電型の加速度セ
ンサを用いており、錘（２２）により圧電素子が受けた
歪力に応じた電荷を発生するメカニズムを有する。しか
もこのときの出力はセンサ（１２）（１３）が受けた加
速度に比例したものである。

第１０図及び第１１図に示したものはランニングフオー
ム判定器の他の実施例である。同図において、（３７）
は身体の前後方向の移動に対応する速度を検出する速度
センサであり、例えばマイクロ波ドツプラ一方式のもの
を用いる。この例においては前記除算器（２９）は必要
なく、Ａ／Ｄ変換回路（３８）を有し、その他の構成は
先の実施例と同じで、演算回路部（１４）では次式に従
って達成度Ｒｖが算出される。

Ｒｖ＝１００Ｘ（１−１ａｙ　　ｒｖ　　ｌ）　ｖここでａｙ’は上下方向加速度センサ（１２）のアンプ
（２５）及び整流平滑回路（２６）を経た出力、ｒｖ’
は前後方向速度センサ（３７）のアンプ（２７）を経た
出力ａｖ’に基づきマイクロプロセッサ（３１）にて発
生された最適値ｒＶ’である。

第１２図に前後方向速度に対する最適値ｒｖ’の相関図
を示す。

このＲｖはやはりＲｖ＝１００となれば最適のランニン
グフオームである。そしてマイクロプロセッサ（３１）
はＲａのときと同様に報知回路（３６）をこのＲｖに基
づいて制御する。

前記マイクロプロセッサ（３１）の動作プログラムを変
更すればランニングフオームの良否判定をソフト的に変
えることも可能である。例えば、加速度センサ（１２）
（１３）を使った実施例で最初の１分間の前記除算器（
２９）の出力ｒａの平均値をｒａ、とし、次の１分間の
平均値をｒａ２とする。こうして得られたｒａ、、ｒａ
２を比較、即ちｒａｔ／　ｒ　ａ、の値を算出する。そ
して次の１分間の平均値ｒａ、を得、これを先のｒａ、
と比較、ｒ　ａ３／　ｒ　ａｔすると云うようにｒａｎ
／　ｒａｎ−、（ｎ　＝　２．３、・・・）の値を算出
する。このとき前の１分間の平均値はマイクロプロセッ
サ（３１）のメモリ回路（図示せず）に格納される。

また前後方向加速度センサ（１２）の出力ａｘ’に応じ
て最適値ｒａ’を変化させたり、前後方向速度センサ（
３７）の出力ａｖ’に応じて最適値ｒｖ’を変化させる
こともできる。

即ち後者を例にとればランニングスピードが大きくなる
に従って上下方向の加速度は小さくなるほうが良いラン
ニングフオームであるから前記ａ■′に対応した最適の
ａｙ’（＝ｒｖ）があると云うことであり、その特性を
第１３図に示す。同図においてａｙ’が曲線よりも上に
あるほどフオームは良いと云うことを示している。この
とき演算回路部（３３）ではＲｖ＝ａｙ’−ｒｖの演算を行ない、この値Ｒｖｅマイクロプロセッサ（３
１）へ出力してＲｖ≧　Ｏ・・・・・・ＧｏｏｄＲｖ＜Ｏ・・・・・・Ｂａｄの判定を行なう。

更にキー人力部（３５）のスイッチ（５）（６）（７）
を使ってランニング実演者の希望の達成基準を設定でき
るようにし、この基準値との比較によりフオームの良否
の判定を行なうようにすることもできる。例えば先の例
の一つでは８０％の達成度を境にしてＧｏｏｄ、　Ｂａ
ｄの判定を行なったが、これ以外に７２％、６４％等自
由に設定できる（これをｒａ”とする）。そして演算回
路部（２９）にてＲａ＝ｒａ−ｒａの演算を行ない、やはりＲａ≧　０　のとき　ＧｏｏｄＲａ＜Ｏのとき　Ｂａｄの報知を行なわせる、前記ｒｖ“についても同様である
（第１４〜１６図参照）。

（ト）発明の効果本発明は以上の説明の如く、身体の上下方向移動に対す
る加速度と前後方向に対する加速度とを検出し、ランニ
ングフオームの良否を判定することにより、ランニングフオームの改良が一人で行える大がかりな装
置を必要とせず簡単に自分のフオームを評価できる等の効果が期待できる。

また前記２つの加速度を互いに除算した除算値を予め設
定された最適値と比較してランニングフオームの良否を
判定することにより、ランニングフオームの良否が数値
で表わせて客観的な評価ができるランニング中リアルタイムでフオームの良否が解るため
その改良も同時に行なうことができる等の効果も期待で
きる。この効果は前記除算値と予め設定された最適値と
の比を算出し、該比の過去１分間の平均値と、現在の１
分間の平均値とを比較してランニングフオームの良否を
判定するものでも同様に期待できる。

更に身体の上下方向移動に対する加速度と、前後方向移
動に対する速度とを検出し、前記上下方向加速度の大き
さを良否判定基準値を比較することによってランニング
フオームの良否を判定するランニングフオーム判定装置
において、前記良否判定基準値を前記前後方向速度の大
きさによって調整したり、前後方向加速度を速度の代わ
りに用いてこの加速度の大きさによって調整することに
より、スピードや加速度が変わっても判定の厳密さを変
えることなく、確実にランニングフオームの良否を判定
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ランニングフオーム判定装置の一実施例
を示すブロック回路図、第２図は要部概観平面図、第３
図は同じく要部概観斜視図、第４図は第３図を一部透視
した要部斜視図、第５図は装着状態を示す側面図、第６
図は加速度センサの断面図、第７図は第１図の各出力を
示す波形図、第８図は第７図とはランニングスピードが
異なるときの波形図、第９図は前後方向加速度と最適値
ｒａ’との相関図、第１０図は第１図とは異なる他の実
施例のブロック回路図、第１１図は同しく要部概観斜視
図、第１２図は前後方向速度と最適値τＶ°との相関図
、第１３図は前後方向速度の大きさによって最適値を変
化させるときの相関図、第１４図は前後方向加速度の大
きさによって最適値に対する判定基準値を変化させると
きの相関図、第１５図は同じく最適値の８０％、５０％
に判定基準値を設定するときの相関図、第１６図は第１
５図に相当する前後方向速度についての相関図である。（１２）（１３）・・・加速度センサ、（２９）・・・
除算器、（３３）・・演算回路部、（３１）・・・マイ
クロプロセッサ、（３７）・・・速度センサ、（３５）
・・・キー人力部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）身体の上下方向移動に対する加速度と、前後方向
移動に対する加速度とを検出しランニングフオームの良
否を判定するランニングフオーム判定装置。
（２）請求項第１項記載のランニングフオーム判定装置
において、前記２つの加速度を互いに除算した除算値を
予め設定された最適値と比較してランニングフオームの
良否を判定するランニングフオーム判定装置。
（３）請求項第１項記載のランニングフオーム判定装置
において、前記２つの加速度を互いに除算して除算値を
算出し、該除算値の過去１分間の平均値と現在の１分間
の平均値とを比較してランニングフオームの良否を判定
するランニングフオーム判定装置。
（４）請求項第２項記載のランニングフオーム判定装置
において、前記除算値と予め設定された最適値との比を
算出し、該比の値によってランニングフオームの良否を
判定するランニングフオーム判定装置。
（５）請求項第４項記載のランニングフオーム判定装置
において、前記比の過去１分間の平均値と、現在の１分
間の平均値とを比較してランニングフオームの良否を判
定するランニングフオーム判定装置。
（６）身体の上下方向移動に対する加速度と、前後方向
移動に対する速度とを検出し、ランニングフオームの良
否を判定するランニングフオーム判定装置。
（７）請求項第６項記載のランニングフオーム判定装置
において、前記上下方向加速度を予め設定された最適値
と比較しランニングフオームの良否を判定するランニン
グフオーム判定装置。
（８）請求項第７項記載のランニングフオーム判定装置
において、前記上下方向加速度と前記最適値との比を算
出し、該比の値によってランニングフオームの良否を判
定するランニングフオーム判定装置。
（９）請求項第７項記載のランニングフオーム判定装置
において、前記上下方向加速度と前記最適値との比を算
出し、該比の値の過去１分間の平均値と現在の１分間の
平均値とを比較してランニングフオームの良否を判定す
るランニングフオーム判定装置。
（１０）身体の上下方向移動に対する加速度と、前後方
向移動に対する速度とを検出し、前記上下方向加速度の
大きさを良否判定基準値と比較することによってランニ
ングフオームの良否を判定するランニングフオーム判定
装置おいて、前記良否判定基準値を前記前後方向速度の
大きさによって調整することを特徴とするランニングフ
オーム判定装置。
（１１）身体の上下方向移動に対する加速度と、前後方
向移動に対する加速度とを検出し、これら２つの加速度
を互いに除算して除算値を算出し、該除算値を予め設定
され良否判定基準値と比較してランニングフオームの良
否を判定するランニングフオーム判定装置において、前
記良否判定基準値を前記前後方向加速度の大きさによっ
て調整することを特徴とするランニングフオーム判定装
置。