JPH11342228A - 運動評価装置 - Google Patents
運動評価装置Info
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- JPH11342228A JPH11342228A JP10155531A JP15553198A JPH11342228A JP H11342228 A JPH11342228 A JP H11342228A JP 10155531 A JP10155531 A JP 10155531A JP 15553198 A JP15553198 A JP 15553198A JP H11342228 A JPH11342228 A JP H11342228A
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- Japan
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- load
- exercise
- waveform
- evaluation device
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 運動中の右足及び左足から印加される荷重を
検出して、運動状態を評価し、その結果を表示告知する
ことにより、より効果的に運動するための情報を得るこ
とのできる運動評価装置を提供する。 【解決手段】 負荷運動時に左足及び右足を載せること
により動作する左ステップ及び右ステップを備え、運動
中に左足及び右足から印加される荷重を左ステップ及び
右ステップに取り付けた左荷重検知手段19及び右荷重
検知手段20により電気信号として検知して増幅部35
により増幅し、増幅部35により増幅された電気信号か
ら波形処理部36により左荷重波形及び右荷重波形を抽
出する。これらの左荷重波形及び右荷重波形に基づいて
運動評価手段37により各運動状態を評価して表示告知
部14により表示告知する。
検出して、運動状態を評価し、その結果を表示告知する
ことにより、より効果的に運動するための情報を得るこ
とのできる運動評価装置を提供する。 【解決手段】 負荷運動時に左足及び右足を載せること
により動作する左ステップ及び右ステップを備え、運動
中に左足及び右足から印加される荷重を左ステップ及び
右ステップに取り付けた左荷重検知手段19及び右荷重
検知手段20により電気信号として検知して増幅部35
により増幅し、増幅部35により増幅された電気信号か
ら波形処理部36により左荷重波形及び右荷重波形を抽
出する。これらの左荷重波形及び右荷重波形に基づいて
運動評価手段37により各運動状態を評価して表示告知
部14により表示告知する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、運動活動中に人体
の脚部に加わる荷重や逆立ち運動時の腕部荷重等を検
知、分析して運動状態を評価する運動評価装置に関す
る。
の脚部に加わる荷重や逆立ち運動時の腕部荷重等を検
知、分析して運動状態を評価する運動評価装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】体重の測定、管理は、健康の維持増進に
おいて最も基本となるものであり、家庭内や職場におけ
る健康管理として幅広く実施されている。近年は、単に
体重のみならず、体調や体力、若さ(実年齢)等の情報
を測定して、より効果的な健康管理を行うようになりつ
つある。
おいて最も基本となるものであり、家庭内や職場におけ
る健康管理として幅広く実施されている。近年は、単に
体重のみならず、体調や体力、若さ(実年齢)等の情報
を測定して、より効果的な健康管理を行うようになりつ
つある。
【0003】特に、基本的な生活活動に不可欠な立つこ
と、歩くこと等の運動機能を維持増進することが注目さ
れており、体重の測定と同時に又は体重測定と併せて運
動機能をチェックできるような運動評価装置が望まれて
いる。
と、歩くこと等の運動機能を維持増進することが注目さ
れており、体重の測定と同時に又は体重測定と併せて運
動機能をチェックできるような運動評価装置が望まれて
いる。
【0004】そのような従来の技術としては、特開平5
−18810号公報に記載されたものが知られている。
−18810号公報に記載されたものが知られている。
【0005】図17は従来の運動評価装置の外観図であ
り、図18は従来の運動評価装置のブロック図である。
り、図18は従来の運動評価装置のブロック図である。
【0006】図において、運動評価装置としての携帯用
体重計201はマット状測定部202及び表示部203
とを備えており、これらマット状測定部202と表示部
203とは、信号送受用のケーブル204及びコネクタ
205を介して着脱可能に接続されている。
体重計201はマット状測定部202及び表示部203
とを備えており、これらマット状測定部202と表示部
203とは、信号送受用のケーブル204及びコネクタ
205を介して着脱可能に接続されている。
【0007】携帯用体重計201のマット状測定部20
2の上面には、測定者の両足を載せるために足形状とさ
れた載置部206が設けられている。該載置部206に
は複数のストレンゲージ207が内蔵されており、スト
レンゲージ207は測定者が載置部206へ両足または
片足を載せて立った時に加わる圧力(荷重)を電圧へ変
換し、制御部211へ出力するようになっている。
2の上面には、測定者の両足を載せるために足形状とさ
れた載置部206が設けられている。該載置部206に
は複数のストレンゲージ207が内蔵されており、スト
レンゲージ207は測定者が載置部206へ両足または
片足を載せて立った時に加わる圧力(荷重)を電圧へ変
換し、制御部211へ出力するようになっている。
【0008】他方、携帯用体重計201の表示部203
の上面には、載置部206へ両足立ちした時の測定者の
体重を表示する体重表示部208と、載置部206へ片
足立ちした時の片足立ち時間を表示する時間表示部20
9と、両足立ちした時の体重の荷重分布状態による姿勢
状態や、片足立ちした時の体重の荷重分布状態による健
康状態や、片足立ちした時の体重の荷重分布状態の変化
周期・波形による健康状態の良否に関する健康データを
表示する健康データ表示部210とが設けられている。
の上面には、載置部206へ両足立ちした時の測定者の
体重を表示する体重表示部208と、載置部206へ片
足立ちした時の片足立ち時間を表示する時間表示部20
9と、両足立ちした時の体重の荷重分布状態による姿勢
状態や、片足立ちした時の体重の荷重分布状態による健
康状態や、片足立ちした時の体重の荷重分布状態の変化
周期・波形による健康状態の良否に関する健康データを
表示する健康データ表示部210とが設けられている。
【0009】携帯用体重計201の表示部203には制
御部211が内蔵されている。携帯用体重計201の制
御系の構成は図17に示すように、ストレンゲージ20
7、体重表示部208、時間表示部209、健康データ
表示部210、制御部211、記憶部212から構成さ
れている。
御部211が内蔵されている。携帯用体重計201の制
御系の構成は図17に示すように、ストレンゲージ20
7、体重表示部208、時間表示部209、健康データ
表示部210、制御部211、記憶部212から構成さ
れている。
【0010】また、記憶部212は平均的な人間に関す
る基準健康データが予め記憶されるようになっており、
かつ、測定者の前回・前々回等の各種の測定データが記
憶されるようになっている。
る基準健康データが予め記憶されるようになっており、
かつ、測定者の前回・前々回等の各種の測定データが記
憶されるようになっている。
【0011】このような携帯用体重計201を用いて、
測定者が両足立ちして体重及び姿勢状態を評価する場合
には、マット状測定部202の載置部206へ両足を載
せる。その時、載置部206に内蔵された複数のストレ
ンゲージ207により測定者の体重による荷重が電圧へ
変換された後、制御部211へ出力される。制御部21
1はストレンゲージ207からの出力電圧に基づき測定
者の体重の荷重分布状態を測定すると共に、測定した体
重を表示部203の体重表示部208へ表示する。
測定者が両足立ちして体重及び姿勢状態を評価する場合
には、マット状測定部202の載置部206へ両足を載
せる。その時、載置部206に内蔵された複数のストレ
ンゲージ207により測定者の体重による荷重が電圧へ
変換された後、制御部211へ出力される。制御部21
1はストレンゲージ207からの出力電圧に基づき測定
者の体重の荷重分布状態を測定すると共に、測定した体
重を表示部203の体重表示部208へ表示する。
【0012】さらに、制御部211は測定者の体重の荷
重分布状態に基づいて、測定者の姿勢の良否を評価し、
健康データ表示部210へ「姿勢平均並み」「姿勢良
好」「姿勢平均以下」のいずれかを表示する。これによ
り、測定者は自己の体重と共に姿勢状態の良否を即座に
知ることができる。
重分布状態に基づいて、測定者の姿勢の良否を評価し、
健康データ表示部210へ「姿勢平均並み」「姿勢良
好」「姿勢平均以下」のいずれかを表示する。これによ
り、測定者は自己の体重と共に姿勢状態の良否を即座に
知ることができる。
【0013】他方、測定者が片足立ちして健康状態及び
健康年齢を評価する場合には、マット状測定部202の
載置部206へ片足を載せ、体重の荷重分布状態の変化
周期・波形を測定し、測定者の健康状態と健康年齢を評
価する。
健康年齢を評価する場合には、マット状測定部202の
載置部206へ片足を載せ、体重の荷重分布状態の変化
周期・波形を測定し、測定者の健康状態と健康年齢を評
価する。
【0014】評価結果は、健康データ表示部210ヘ
「健康状態平均並み」「健康年齢は○○歳代」または
「健康状態良好」「健康年齢は△△歳代」または「健康
状態平均以下」「健康年齢は××歳代」と表示する。こ
れにより、測定者は自己の健康状態の良否、健康年齢
(実際の年齢より若いか否か)を即座に知ることができ
る。
「健康状態平均並み」「健康年齢は○○歳代」または
「健康状態良好」「健康年齢は△△歳代」または「健康
状態平均以下」「健康年齢は××歳代」と表示する。こ
れにより、測定者は自己の健康状態の良否、健康年齢
(実際の年齢より若いか否か)を即座に知ることができ
る。
【0015】上記のごとき従来の技術によれば、足部に
おける体重信号から体重のみならず、それ以外の健康状
態に関連する情報を得ることが一部可能になる。
おける体重信号から体重のみならず、それ以外の健康状
態に関連する情報を得ることが一部可能になる。
【0016】
【本発明が解決しようとする課題】ところで、近年は、
健康維持増進には体重管理や食事管理等の重要性ととも
に、適度の運動を行うことの重要性が再認識され、身体
を積極的に動かすこと、例えば歩くことが推奨されてい
る。
健康維持増進には体重管理や食事管理等の重要性ととも
に、適度の運動を行うことの重要性が再認識され、身体
を積極的に動かすこと、例えば歩くことが推奨されてい
る。
【0017】一方で、生活様式の多様化に代表されるよ
うな環境要因のため、健康に有効な運動を実施する時間
的余裕が少ないのが現状であり、より効果的に運動する
ことが望まれている。効果的な運動の実現には、運動状
態を検知して運動状態の情報を提供することが必要であ
る。
うな環境要因のため、健康に有効な運動を実施する時間
的余裕が少ないのが現状であり、より効果的に運動する
ことが望まれている。効果的な運動の実現には、運動状
態を検知して運動状態の情報を提供することが必要であ
る。
【0018】従来の技術のものでも一部運動状態を表示
するが、装置の構成上、足が床上の装置に触れなければ
体重信号を取り出せず、運動中の運動状態を評価するこ
とはできないという課題を有していた。
するが、装置の構成上、足が床上の装置に触れなければ
体重信号を取り出せず、運動中の運動状態を評価するこ
とはできないという課題を有していた。
【0019】本発明において解決すべき課題は、運動中
の右足及び左足から印加される荷重を検出して、運動状
態を評価し、その結果を表示告知することにより、より
効果的に運動するための情報を得られる運動評価装置を
提供することにある。
の右足及び左足から印加される荷重を検出して、運動状
態を評価し、その結果を表示告知することにより、より
効果的に運動するための情報を得られる運動評価装置を
提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明の運動評価装置
は、負荷運動時に左足及び右足を載せることにより動作
する左ステップ及び右ステップを備え、前記左ステップ
及び右ステップに取り付けられて運動中に左足及び右足
からそれぞれ印加される左荷重及び右荷重を電気信号と
して検知する荷重検知手段と、前記電気信号から荷重波
形を抽出する波形処理部と、前記波形処理部によりそれ
ぞれ抽出された左荷重波形及び右荷重波形に基づいて運
動を評価する運動評価手段と、前記運動評価手段により
得られた結果を告知する表示告知部とを備えたものであ
る。
は、負荷運動時に左足及び右足を載せることにより動作
する左ステップ及び右ステップを備え、前記左ステップ
及び右ステップに取り付けられて運動中に左足及び右足
からそれぞれ印加される左荷重及び右荷重を電気信号と
して検知する荷重検知手段と、前記電気信号から荷重波
形を抽出する波形処理部と、前記波形処理部によりそれ
ぞれ抽出された左荷重波形及び右荷重波形に基づいて運
動を評価する運動評価手段と、前記運動評価手段により
得られた結果を告知する表示告知部とを備えたものであ
る。
【0021】この構成によれば、運動中の右足及び左足
から印加される荷重を検出して、運動状態を評価し、そ
の結果を表示告知することにより、より効果的に運動す
るための情報を得ることができる。
から印加される荷重を検出して、運動状態を評価し、そ
の結果を表示告知することにより、より効果的に運動す
るための情報を得ることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、反力の
あるところで印加される荷重を電気信号として検出する
荷重検知手段と、前記電気信号から荷重波形を抽出する
波形処理部と、前記荷重波形に基づいて運動状態を評価
する運動評価手段と、前記運動評価手段により得られた
結果を告知する表示告知部とを備えたことを特徴とする
運動評価装置であるから運動中の運動状態の情報を提供
することができるようになり、運動内容のチェックがで
き、より効果的な運動を行なうことが可能になる。
あるところで印加される荷重を電気信号として検出する
荷重検知手段と、前記電気信号から荷重波形を抽出する
波形処理部と、前記荷重波形に基づいて運動状態を評価
する運動評価手段と、前記運動評価手段により得られた
結果を告知する表示告知部とを備えたことを特徴とする
運動評価装置であるから運動中の運動状態の情報を提供
することができるようになり、運動内容のチェックがで
き、より効果的な運動を行なうことが可能になる。
【0023】請求項2に記載の発明は、前記荷重検知手
段は左右の荷重を電気信号として検出する機能を備え、
前記運動評価手段は前記波形処理部により抽出された左
右の荷重波形に基づいて運動状態を評価する機能を備え
たことを特徴とする請求項1に記載の運動評価装置であ
るから運動中の左右の運動状態の情報を提供することに
よって、左右の運動の違いをチェックすることができ、
より効果的な運動を行なうことが可能になる。
段は左右の荷重を電気信号として検出する機能を備え、
前記運動評価手段は前記波形処理部により抽出された左
右の荷重波形に基づいて運動状態を評価する機能を備え
たことを特徴とする請求項1に記載の運動評価装置であ
るから運動中の左右の運動状態の情報を提供することに
よって、左右の運動の違いをチェックすることができ、
より効果的な運動を行なうことが可能になる。
【0024】請求項3に記載の発明は、前記反力のある
ところには、負荷運動時に左足及び右足を載せることに
より動作する左ステップ及び右ステップを備え、前記荷
重検知手段は、前記左ステップ及び右ステップに取り付
けられて運動中に左足及び右足からそれぞれ印加される
左荷重及び右荷重を電気信号として検知する機能を備
え、前記運動評価手段は前記波形処理部によりそれぞれ
抽出された左荷重波形及び右荷重波形に基づいて運動を
評価する機能を備えたことを特徴とする請求項1または
2に記載の運動評価装置であるから、運動中の左足及び
右足の運動状態の情報を提供することによって、運動内
容のチェックができ、より効果的に運動することが可能
になる。
ところには、負荷運動時に左足及び右足を載せることに
より動作する左ステップ及び右ステップを備え、前記荷
重検知手段は、前記左ステップ及び右ステップに取り付
けられて運動中に左足及び右足からそれぞれ印加される
左荷重及び右荷重を電気信号として検知する機能を備
え、前記運動評価手段は前記波形処理部によりそれぞれ
抽出された左荷重波形及び右荷重波形に基づいて運動を
評価する機能を備えたことを特徴とする請求項1または
2に記載の運動評価装置であるから、運動中の左足及び
右足の運動状態の情報を提供することによって、運動内
容のチェックができ、より効果的に運動することが可能
になる。
【0025】請求項4に記載の発明は、前記運動評価手
段は、前記左荷重波形及び右荷重波形からそれぞれ左荷
重値及び右荷重値を検知して体重値を検知する体重検知
手段と、前記体重値と前記左荷重値及び右荷重値から左
足あるいは右足の荷重負担度を評価する荷重負担度評価
手段を備えたことを特徴とする請求項3に記載の運動評
価装置であるから、運動中に左足あるいは右足にかかる
荷重の大きさを荷重負担度として知らせることができ
る。
段は、前記左荷重波形及び右荷重波形からそれぞれ左荷
重値及び右荷重値を検知して体重値を検知する体重検知
手段と、前記体重値と前記左荷重値及び右荷重値から左
足あるいは右足の荷重負担度を評価する荷重負担度評価
手段を備えたことを特徴とする請求項3に記載の運動評
価装置であるから、運動中に左足あるいは右足にかかる
荷重の大きさを荷重負担度として知らせることができ
る。
【0026】請求項5に記載の発明は、前記運動評価手
段は、前記左荷重波形及び右荷重波形からそれぞれ左荷
重値及び右荷重値を検知する体重検知手段を備え、前記
表示告知部は、体重値の数値入力キーを備え、前記体重
値と前記左荷重値及び右荷重値から左足あるいは右足の
荷重負担度を評価する荷重負担度評価手段を備えたこと
を特徴とする請求項3に記載の運動評価装置であるか
ら、数値入力された体重に基づいて左足あるいは右足の
荷重負担度を評価できると共に体重検知手段の構成が簡
素化される。
段は、前記左荷重波形及び右荷重波形からそれぞれ左荷
重値及び右荷重値を検知する体重検知手段を備え、前記
表示告知部は、体重値の数値入力キーを備え、前記体重
値と前記左荷重値及び右荷重値から左足あるいは右足の
荷重負担度を評価する荷重負担度評価手段を備えたこと
を特徴とする請求項3に記載の運動評価装置であるか
ら、数値入力された体重に基づいて左足あるいは右足の
荷重負担度を評価できると共に体重検知手段の構成が簡
素化される。
【0027】請求項6に記載の発明は、前記運動評価手
段は、前記左荷重波形及び右荷重波形から運動時の左右
バランスを評価するバランス評価手段を備えたことを特
徴とする請求項3から5のいずれかに記載の運動評価装
置であるから、運動中の身体及び左足及び右足の動作に
おける左右のバランスの状態を知らせることによって、
左右バランスを考えて効果的な運動ができる。
段は、前記左荷重波形及び右荷重波形から運動時の左右
バランスを評価するバランス評価手段を備えたことを特
徴とする請求項3から5のいずれかに記載の運動評価装
置であるから、運動中の身体及び左足及び右足の動作に
おける左右のバランスの状態を知らせることによって、
左右バランスを考えて効果的な運動ができる。
【0028】請求項7に記載の発明は、前記左ステップ
及び右ステップの負荷強度をそれぞれ調整できる負荷調
整部を備え、前記運動評価手段は、前記右負荷調整部を
制御するバランス調整手段を備えたことを特徴とする請
求項6に記載の運動評価装置であるから、常に左右のバ
ランスの取れた安心で効果的な運動が可能になる。
及び右ステップの負荷強度をそれぞれ調整できる負荷調
整部を備え、前記運動評価手段は、前記右負荷調整部を
制御するバランス調整手段を備えたことを特徴とする請
求項6に記載の運動評価装置であるから、常に左右のバ
ランスの取れた安心で効果的な運動が可能になる。
【0029】請求項8に記載の発明は、前記運動評価手
段は、前記左荷重波形及び右荷重波形から運動時の消費
カロリを演算する消費カロリ演算手段を備えたことを特
徴とする請求項3から7のいずれかに記載の運動評価装
置であるから、運動によって体内で消費したカロリ量を
知らせることによって、運動の成果を把握できるため、
運動の継続意欲の促進に役立つ。
段は、前記左荷重波形及び右荷重波形から運動時の消費
カロリを演算する消費カロリ演算手段を備えたことを特
徴とする請求項3から7のいずれかに記載の運動評価装
置であるから、運動によって体内で消費したカロリ量を
知らせることによって、運動の成果を把握できるため、
運動の継続意欲の促進に役立つ。
【0030】請求項9に記載の発明は、前記運動評価手
段は、前記左荷重波形及び右荷重波形と理想的な運動に
対する理想波形から運動の適合性を評価する運動適合度
評価手段を備えたことを特徴とする請求項3から8のい
ずれかに記載の運動評価装置であるから、運動中におけ
る身体及び左足及び右足の動作状況を運動適合性として
知らせることによって、より効果的な運動の実施が可能
になる。
段は、前記左荷重波形及び右荷重波形と理想的な運動に
対する理想波形から運動の適合性を評価する運動適合度
評価手段を備えたことを特徴とする請求項3から8のい
ずれかに記載の運動評価装置であるから、運動中におけ
る身体及び左足及び右足の動作状況を運動適合性として
知らせることによって、より効果的な運動の実施が可能
になる。
【0031】請求項10に記載の発明は、前記運動評価
手段は、前記左荷重波形及び右荷重波形から運動中の身
体状態を検知する身体状態検知手段を備えたことを特徴
とする請求項3から9のいずれかに記載の運動評価装置
であるから、運動中に疲れ具合等の身体情報を知らせる
ことによって、より安心して運動することができる。
手段は、前記左荷重波形及び右荷重波形から運動中の身
体状態を検知する身体状態検知手段を備えたことを特徴
とする請求項3から9のいずれかに記載の運動評価装置
であるから、運動中に疲れ具合等の身体情報を知らせる
ことによって、より安心して運動することができる。
【0032】請求項11に記載の発明は、前記運動評価
手段は、前記左荷重波形及び右荷重波形から装置の故障
を検知する故障検知手段を備えたことを特徴とする請求
項3から10のいずれかに記載の運動評価装置であるか
ら、運動器の故障を自動的に検知して知らせることによ
って、誤った判断をすることがない。
手段は、前記左荷重波形及び右荷重波形から装置の故障
を検知する故障検知手段を備えたことを特徴とする請求
項3から10のいずれかに記載の運動評価装置であるか
ら、運動器の故障を自動的に検知して知らせることによ
って、誤った判断をすることがない。
【0033】請求項12に記載の発明は、前記左ステッ
プ及び右ステップの動作位置を検知する位置検知手段を
備えたことを特徴とする請求項3から11のいずれかに
記載の運動評価装置であるから、運動評価をより正確
に、又は、より多角的に実施することができる。
プ及び右ステップの動作位置を検知する位置検知手段を
備えたことを特徴とする請求項3から11のいずれかに
記載の運動評価装置であるから、運動評価をより正確
に、又は、より多角的に実施することができる。
【0034】以下、本発明の実施の形態について説明す
る。 (実施の形態1)図1は本発明の第1実施の形態として
の運動評価装置を搭載した足踏運動装置の概略構成図、
図2は図1の左,右荷重検知手段の縦断面図、図3は図
1の左,右負荷調整部と左,右ステップ前方支持アーム
の接続部の断面図、図4は図1の表示告知部の詳細図で
ある。
る。 (実施の形態1)図1は本発明の第1実施の形態として
の運動評価装置を搭載した足踏運動装置の概略構成図、
図2は図1の左,右荷重検知手段の縦断面図、図3は図
1の左,右負荷調整部と左,右ステップ前方支持アーム
の接続部の断面図、図4は図1の表示告知部の詳細図で
ある。
【0035】図1において足踏運動装置は、足踏運動装
置本体1、運動時に左足を載せる左ステップ2、運動時
に右足を載せる右ステップ3、左ステップ2の動作及び
荷重を支持する左ステップ前方支持アーム4及び左ステ
ップ後方支持アーム5、右ステップ3の動作及び荷重を
支持する右ステップ前方支持アーム6及び右ステップ後
方支持アーム7、左,右ステップ2,3の動作を同期さ
せるための滑車8、左,右ステップ2,3の動作を同期
させるための左,右ステップ前方支持アーム4,6を連
結するワイヤ9、左ステップ2の動作に対して抗力を発
生する左ダンパ10、右ステップ3の動作に対して抗力
を発生する右ダンパ11、左,右ステップ2,3が下降
端に達したときの運動衝撃を緩和する緩衝ストッパ1
2、運動時に使用するハンドル13、運動評価結果を表
示告知するための表示告知部14、左ダンパ10と前方
支持アーム4とを結合し、その結合位置を変更して左ス
テップ3の動作負荷を調整する左負荷調整部15、右ダ
ンパ11と前方支持アーム6とを結合し、その結合位置
を変更して右ステップ3の動作負荷を調整する右負荷調
整部16、左足による荷重を電気信号として検知する左
荷重検知手段19、右足による荷重を電気信号として検
知する右荷重検知手段20、滑車8の回転軸上に配置さ
れた位置検知手段23により構成されている。
置本体1、運動時に左足を載せる左ステップ2、運動時
に右足を載せる右ステップ3、左ステップ2の動作及び
荷重を支持する左ステップ前方支持アーム4及び左ステ
ップ後方支持アーム5、右ステップ3の動作及び荷重を
支持する右ステップ前方支持アーム6及び右ステップ後
方支持アーム7、左,右ステップ2,3の動作を同期さ
せるための滑車8、左,右ステップ2,3の動作を同期
させるための左,右ステップ前方支持アーム4,6を連
結するワイヤ9、左ステップ2の動作に対して抗力を発
生する左ダンパ10、右ステップ3の動作に対して抗力
を発生する右ダンパ11、左,右ステップ2,3が下降
端に達したときの運動衝撃を緩和する緩衝ストッパ1
2、運動時に使用するハンドル13、運動評価結果を表
示告知するための表示告知部14、左ダンパ10と前方
支持アーム4とを結合し、その結合位置を変更して左ス
テップ3の動作負荷を調整する左負荷調整部15、右ダ
ンパ11と前方支持アーム6とを結合し、その結合位置
を変更して右ステップ3の動作負荷を調整する右負荷調
整部16、左足による荷重を電気信号として検知する左
荷重検知手段19、右足による荷重を電気信号として検
知する右荷重検知手段20、滑車8の回転軸上に配置さ
れた位置検知手段23により構成されている。
【0036】ここで、左,右ダンパ10,11は、一般
的には粘性を有する流体を封入したシリンダ構造をして
おり伸縮動作に対し抗力を発生し、入力された機械的エ
ネルギを熱エネルギに変換して吸収するものであり、場
合によっては伸方向のみ抗力を発するもの、又は縮方向
でのみ抗力を発するもの、又は伸縮両方で抗力を発する
もの等があるが、いずれでも構わない。但し、本実施の
形態においては伸方向のみ抗力を発するものとして説明
する。
的には粘性を有する流体を封入したシリンダ構造をして
おり伸縮動作に対し抗力を発生し、入力された機械的エ
ネルギを熱エネルギに変換して吸収するものであり、場
合によっては伸方向のみ抗力を発するもの、又は縮方向
でのみ抗力を発するもの、又は伸縮両方で抗力を発する
もの等があるが、いずれでも構わない。但し、本実施の
形態においては伸方向のみ抗力を発するものとして説明
する。
【0037】位置検知手段23は、光又は磁気式エンコ
ーダやポテンショ等いずれの方法でも構わない。また、
位置検知手段23を滑車8の回転軸上に配置したが、左
ステップ前方支持アーム4または左ステップ後方支持ア
ーム5の回転中心など、左,右ステップ2,3の位置が
検知できればどこでもよい。
ーダやポテンショ等いずれの方法でも構わない。また、
位置検知手段23を滑車8の回転軸上に配置したが、左
ステップ前方支持アーム4または左ステップ後方支持ア
ーム5の回転中心など、左,右ステップ2,3の位置が
検知できればどこでもよい。
【0038】また、図2に示すように、左,右荷重検知
手段19,20は、左,右ステップ2,3に取り付けら
れる下ケース24、荷重に相関して歪みを発生する起歪
部25、左足あるいは右足の荷重を受ける上ケース2
6、上ケース26の上面に貼られて左足あるいは右足の
スリップを防止する表面シート27、上ケース26と起
歪部25及び起歪部25と下ケース24とを結合するボ
ルト28、起歪部25に貼り付けられて起歪部25の表
面歪み量を検知する歪みゲージ29、歪みゲージ29に
電気的に接続されるリード線30、信号線32とリード
線30を電気的に接続する中継コネクタ31により構成
される。ここで、左足あるいは右足による荷重が表面シ
ート27を介して上ケース26に印加されると、下ケー
ス24と上ケース26の間に固定接続された起歪部25
に対してせん断力が加わる。そのせん断力の大きさに比
例して起歪部25が変形し、その表面に貼り付けられた
歪みゲージ29によって、左足あるいは右足による荷重
は電気抵抗の変化として検知される。本実施の形態で
は、左,右荷重検知手段として歪みゲージ29を用いた
が、左足あるいは右足による荷重を電気的に変換検知で
きる方法であれば、磁気歪み式、変位式、圧力式、音叉
式等、その方法は限定されるものではない。
手段19,20は、左,右ステップ2,3に取り付けら
れる下ケース24、荷重に相関して歪みを発生する起歪
部25、左足あるいは右足の荷重を受ける上ケース2
6、上ケース26の上面に貼られて左足あるいは右足の
スリップを防止する表面シート27、上ケース26と起
歪部25及び起歪部25と下ケース24とを結合するボ
ルト28、起歪部25に貼り付けられて起歪部25の表
面歪み量を検知する歪みゲージ29、歪みゲージ29に
電気的に接続されるリード線30、信号線32とリード
線30を電気的に接続する中継コネクタ31により構成
される。ここで、左足あるいは右足による荷重が表面シ
ート27を介して上ケース26に印加されると、下ケー
ス24と上ケース26の間に固定接続された起歪部25
に対してせん断力が加わる。そのせん断力の大きさに比
例して起歪部25が変形し、その表面に貼り付けられた
歪みゲージ29によって、左足あるいは右足による荷重
は電気抵抗の変化として検知される。本実施の形態で
は、左,右荷重検知手段として歪みゲージ29を用いた
が、左足あるいは右足による荷重を電気的に変換検知で
きる方法であれば、磁気歪み式、変位式、圧力式、音叉
式等、その方法は限定されるものではない。
【0039】さらに、図3に示すように、左,右負荷調
整部15,16は、端部に左,右ダンパ10,11と結
合する部位を持ち、上下方向に移動可能なラック付レー
ル151、ラック付レール151の移動を円滑にし、か
つ移動を上下方向に拘束するローラ152、正逆回転す
ることによってラック付レール151を上下に移動させ
るウォームギヤ153、ウォームギヤ153先端を保持
する先端軸受154、モータ159の出力回転数を減速
するための第1減速歯車156及び第2減速歯車15
7、ウォームギヤ153と減速第1歯車156を接続す
る軸を保持する中間軸受155、正逆回転可能なモータ
159、モータ159と第2減速歯車157を接続する
モータ出力軸を保持するモータ出力軸受158、モータ
配線160と制御配線162とを電気的に接続する中継
ボックス151により構成されている。ここで、モータ
159を回転させると、第2減速歯車157と第1減速
歯車156を介してウォームギヤ153が回転し、ウォ
ームギヤ153の回転とともにラック付レール151が
移動する。
整部15,16は、端部に左,右ダンパ10,11と結
合する部位を持ち、上下方向に移動可能なラック付レー
ル151、ラック付レール151の移動を円滑にし、か
つ移動を上下方向に拘束するローラ152、正逆回転す
ることによってラック付レール151を上下に移動させ
るウォームギヤ153、ウォームギヤ153先端を保持
する先端軸受154、モータ159の出力回転数を減速
するための第1減速歯車156及び第2減速歯車15
7、ウォームギヤ153と減速第1歯車156を接続す
る軸を保持する中間軸受155、正逆回転可能なモータ
159、モータ159と第2減速歯車157を接続する
モータ出力軸を保持するモータ出力軸受158、モータ
配線160と制御配線162とを電気的に接続する中継
ボックス151により構成されている。ここで、モータ
159を回転させると、第2減速歯車157と第1減速
歯車156を介してウォームギヤ153が回転し、ウォ
ームギヤ153の回転とともにラック付レール151が
移動する。
【0040】ところで、左ステップ2に印加される荷重
は、左ステップ前方支持アーム4及び左ステップ後方支
持アーム5と左ステップ2の本体1に対する取付位置と
ステップ位置とで構成される幾何構造とステップ位置に
よる負荷分配の影響と、左ステップ2の長さと左負荷調
整部15の位置で決まる幾何係数を乗じて求められる荷
重となって左ダンパ10に作用する。右ステップ3、右
ステップ前方支持アーム6、右ステップ後方支持アーム
7、右ダンパ11及び右負荷調整部16についても同様
である。
は、左ステップ前方支持アーム4及び左ステップ後方支
持アーム5と左ステップ2の本体1に対する取付位置と
ステップ位置とで構成される幾何構造とステップ位置に
よる負荷分配の影響と、左ステップ2の長さと左負荷調
整部15の位置で決まる幾何係数を乗じて求められる荷
重となって左ダンパ10に作用する。右ステップ3、右
ステップ前方支持アーム6、右ステップ後方支持アーム
7、右ダンパ11及び右負荷調整部16についても同様
である。
【0041】したがって、左,右ステップ2,3、左,
右前方支持アーム4,6及び左,右後方支持アーム5,
7等の構造材を固定し、左,右ダンパ10,11の抗力
発生強度も固定する場合でも、左,右負荷調整部15,
16の位置を変更することで左,右ステップ2,3に作
用する抗力を変更調整できる。
右前方支持アーム4,6及び左,右後方支持アーム5,
7等の構造材を固定し、左,右ダンパ10,11の抗力
発生強度も固定する場合でも、左,右負荷調整部15,
16の位置を変更することで左,右ステップ2,3に作
用する抗力を変更調整できる。
【0042】例えば、左,右負荷調整部15,16を上
方に移動させると左,右ステップ2,3に作用する負荷
力は大きくなり、左,右負荷調整部15,16を下方に
移動させると左,右ステップ2,3に作用する負荷力は
小さくなる。よって、負荷調整部15内のモータを正逆
転させることで左,右ステップ2,3に作用する負荷力
の調整ができることになる。
方に移動させると左,右ステップ2,3に作用する負荷
力は大きくなり、左,右負荷調整部15,16を下方に
移動させると左,右ステップ2,3に作用する負荷力は
小さくなる。よって、負荷調整部15内のモータを正逆
転させることで左,右ステップ2,3に作用する負荷力
の調整ができることになる。
【0043】さらに、図4に示すように、表示告知部1
4は、液晶又は7セグメントLED等で構成され各種の
情報を表示する表示部41、数値データを入力するのに
使用される数値入力キー42、機能や表示項目の変更選
択を行う選択スイッチ43、入力情報の受け付けを決定
する決定入力スイッチ44、アラーム音やデータ告知等
を行うためのスピーカ45により構成される。
4は、液晶又は7セグメントLED等で構成され各種の
情報を表示する表示部41、数値データを入力するのに
使用される数値入力キー42、機能や表示項目の変更選
択を行う選択スイッチ43、入力情報の受け付けを決定
する決定入力スイッチ44、アラーム音やデータ告知等
を行うためのスピーカ45により構成される。
【0044】以下に、足踏運動装置の動作原理について
説明する。右ステップ3が下降端にあって緩衝ストッパ
12に当っており、左ステップ2が上方にある状態で
は、使用者が両足をそれぞれ左,右ステップ2,3に乗
せて右足に多く体重を掛けても、左,右ステップ2,3
は動かない。
説明する。右ステップ3が下降端にあって緩衝ストッパ
12に当っており、左ステップ2が上方にある状態で
は、使用者が両足をそれぞれ左,右ステップ2,3に乗
せて右足に多く体重を掛けても、左,右ステップ2,3
は動かない。
【0045】続いて、使用者が左足へ多く体重を掛ける
と、左ステップ2は徐々に降下を始める。このとき、左
ステップ前方支持アーム4はそれに伴って後方へ倒れる
ので、左負荷調整部15も同時に後方へ移動し、左ダン
パ10は伸びる。また、左ステップ前方支持アーム4に
取り付けられたワイヤ9が引っ張られるため、右ステッ
プ前方支持アーム6が上方前方へ引っ張られ、結果とし
て、左右のステップ2,3は上下動作が反転同期するこ
とになる。
と、左ステップ2は徐々に降下を始める。このとき、左
ステップ前方支持アーム4はそれに伴って後方へ倒れる
ので、左負荷調整部15も同時に後方へ移動し、左ダン
パ10は伸びる。また、左ステップ前方支持アーム4に
取り付けられたワイヤ9が引っ張られるため、右ステッ
プ前方支持アーム6が上方前方へ引っ張られ、結果とし
て、左右のステップ2,3は上下動作が反転同期するこ
とになる。
【0046】このとき、左ステップ2の降下の速度は、
左ステップ前方支持アーム4を倒そうとする力と左ダン
パ10が伸びるときに発する抗力の大きさで決まる。一
般的には、標準的成人男子が左足あるいは右足を左,右
ステップ2,3へ載せて荷重をかけた場合、左,右ステ
ップ2,3の片側降下時間が0.2〜2.0秒で、心地
よい運動には0.3〜0.8秒が好ましいので、その範
囲になるように左,右のダンパ10,11の抗力を調整
する。
左ステップ前方支持アーム4を倒そうとする力と左ダン
パ10が伸びるときに発する抗力の大きさで決まる。一
般的には、標準的成人男子が左足あるいは右足を左,右
ステップ2,3へ載せて荷重をかけた場合、左,右ステ
ップ2,3の片側降下時間が0.2〜2.0秒で、心地
よい運動には0.3〜0.8秒が好ましいので、その範
囲になるように左,右のダンパ10,11の抗力を調整
する。
【0047】さらに、位置検知手段23は、滑車8の回
転角度から左,右ステップ前方支持アーム4,6の位
置、すなわち左,右ステップ2,3の位置を検知する。
転角度から左,右ステップ前方支持アーム4,6の位
置、すなわち左,右ステップ2,3の位置を検知する。
【0048】以上の動作を左足及び右足で繰り返すこと
によって、継続的に足踏運動を行うことができ、運動時
の左足及び右足による負荷は、左,右ダンパ10,11
で吸収される。
によって、継続的に足踏運動を行うことができ、運動時
の左足及び右足による負荷は、左,右ダンパ10,11
で吸収される。
【0049】なお、第1実施の形態として左足及び右足
を中心とした運動を行なう足踏運動装置として示した
が、左手及び右手に適用して逆立ちした状態でこの装置
を使用することもできる。
を中心とした運動を行なう足踏運動装置として示した
が、左手及び右手に適用して逆立ちした状態でこの装置
を使用することもできる。
【0050】図5は本発明の第1実施の形態としての運
動評価装置のブロック図である。運動評価装置は、左,
右荷重検知手段19,20の電気抵抗変化を荷重と相関
する電気信号として増幅する増幅部35、増幅部35か
らの荷重と相関する電気信号から左,右荷重波形を抽出
する波形処理部36、波形処理部36によって抽出され
た左,右荷重波形を用いて各種の運動状況を評価する運
動評価手段37、表示告知部14により構成されてい
る。
動評価装置のブロック図である。運動評価装置は、左,
右荷重検知手段19,20の電気抵抗変化を荷重と相関
する電気信号として増幅する増幅部35、増幅部35か
らの荷重と相関する電気信号から左,右荷重波形を抽出
する波形処理部36、波形処理部36によって抽出され
た左,右荷重波形を用いて各種の運動状況を評価する運
動評価手段37、表示告知部14により構成されてい
る。
【0051】また、運動評価手段37は、波形処理部3
6によって抽出された左,右荷重波形から左荷重値及び
右荷重値を検知して体重値を検知する体重検知手段37
a、体重検知手段37aで検知された体重値と左,右荷
重値から左足あるいは右足の荷重負担度を求めて運動を
評価する荷重負担度評価手段37b、波形処理部36に
よって抽出された左,右荷重波形を比較して運動時の左
右バランスを評価するバランス評価手段37c、バラン
ス評価手段37cで得られた結果に基づいて左右のバラ
ンスを修正するように左,右負荷調整部15,16を制
御するバランス調整手段37d、波形処理部36によっ
て抽出された左,右荷重波形から消費カロリを演算する
消費カロリ演算手段37e、波形処理部36によって抽
出された左,右荷重波形と理想的な運動に対する理想波
形とを比較演算することによって、実施している運動の
適合性を演算評価する運動適合度評価手段37f、波形
処理部36によって抽出された左,右荷重波形の乱れ具
合から運動中の人の疲れ具合等の身体状態を検知する身
体状態検知手段37g、波形処理部36によって抽出さ
れた左,右荷重波形から装置の故障を検知する故障検知
手段37hにより構成されている。
6によって抽出された左,右荷重波形から左荷重値及び
右荷重値を検知して体重値を検知する体重検知手段37
a、体重検知手段37aで検知された体重値と左,右荷
重値から左足あるいは右足の荷重負担度を求めて運動を
評価する荷重負担度評価手段37b、波形処理部36に
よって抽出された左,右荷重波形を比較して運動時の左
右バランスを評価するバランス評価手段37c、バラン
ス評価手段37cで得られた結果に基づいて左右のバラ
ンスを修正するように左,右負荷調整部15,16を制
御するバランス調整手段37d、波形処理部36によっ
て抽出された左,右荷重波形から消費カロリを演算する
消費カロリ演算手段37e、波形処理部36によって抽
出された左,右荷重波形と理想的な運動に対する理想波
形とを比較演算することによって、実施している運動の
適合性を演算評価する運動適合度評価手段37f、波形
処理部36によって抽出された左,右荷重波形の乱れ具
合から運動中の人の疲れ具合等の身体状態を検知する身
体状態検知手段37g、波形処理部36によって抽出さ
れた左,右荷重波形から装置の故障を検知する故障検知
手段37hにより構成されている。
【0052】体重検知手段37aは、使用者が表示告知
部41の選択スイッチ43及び決定入力スイッチ44を
操作した後、一定長さの測定時間を設定して、その間の
左,右荷重波形から左,右荷重値を求めて体重値を検知
するものである。
部41の選択スイッチ43及び決定入力スイッチ44を
操作した後、一定長さの測定時間を設定して、その間の
左,右荷重波形から左,右荷重値を求めて体重値を検知
するものである。
【0053】ここで、図1の足踏運動装置において、ハ
ンドル13を持つことなく左,右ステップ2,3上に静
かに立った場合、波形処理部36によって抽出された
左,右荷重波形から求めた左,右荷重値の合計はすなわ
ち体重値に相当する。また、左右どちらかの片足を乗せ
て立った場合でも全体重は乗せた方の足の荷重検知手段
に印加され、一方の荷重検知手段は無荷重となるので、
結果として左,右荷重波形から求めた左,右荷重値の合
計は体重値と同じとなり、体重値を求めることができ
る。
ンドル13を持つことなく左,右ステップ2,3上に静
かに立った場合、波形処理部36によって抽出された
左,右荷重波形から求めた左,右荷重値の合計はすなわ
ち体重値に相当する。また、左右どちらかの片足を乗せ
て立った場合でも全体重は乗せた方の足の荷重検知手段
に印加され、一方の荷重検知手段は無荷重となるので、
結果として左,右荷重波形から求めた左,右荷重値の合
計は体重値と同じとなり、体重値を求めることができ
る。
【0054】あるいは、左,右荷重値から体重値を求め
ずに、表示告知部14に設けた数値入力キー42から使
用者が体重値を数値入力することもできる。この場合
は、体重検知手段37aの構成を簡素化できる。
ずに、表示告知部14に設けた数値入力キー42から使
用者が体重値を数値入力することもできる。この場合
は、体重検知手段37aの構成を簡素化できる。
【0055】ところで、荷重負担度Rfは、体重検知手
段37aで検知した使用者の体重値に対する左あるいは
右荷重値の割合を指標とするものであり、体重値をM、
左あるいは右荷重値をFmとすると、 Rf=Fm/M で表される。
段37aで検知した使用者の体重値に対する左あるいは
右荷重値の割合を指標とするものであり、体重値をM、
左あるいは右荷重値をFmとすると、 Rf=Fm/M で表される。
【0056】このとき、片足立ちして静止している場合
には、Rf=1.0であり、両足でバランス良く立って
いる場合は左右それぞれにおいてRf=0.5となる。
また、例えばジョギングのように、空中に跳ね上がるよ
うな動作や着地するような動作の瞬間には、左足あるい
は右足には体重に加速度変化による荷重が加わるので、
Rfは1.0を超える。
には、Rf=1.0であり、両足でバランス良く立って
いる場合は左右それぞれにおいてRf=0.5となる。
また、例えばジョギングのように、空中に跳ね上がるよ
うな動作や着地するような動作の瞬間には、左足あるい
は右足には体重に加速度変化による荷重が加わるので、
Rfは1.0を超える。
【0057】そこで、荷重負担度評価手段37bでは、
左あるいは右荷重値Fmとしてピーク荷重値Fmaxを
求めて、 Rf=Fmax/M として、荷重負担度Rfを演算する。
左あるいは右荷重値Fmとしてピーク荷重値Fmaxを
求めて、 Rf=Fmax/M として、荷重負担度Rfを演算する。
【0058】以下に、ピーク荷重値Fmaxの抽出方法
を示す。図6は波形処理部で抽出した波形図であり、6
1は第1波形、62は第2波形、63は第1波形61の
ピーク値、64は第2波形62のピーク値である。
を示す。図6は波形処理部で抽出した波形図であり、6
1は第1波形、62は第2波形、63は第1波形61の
ピーク値、64は第2波形62のピーク値である。
【0059】第1波形61及び第2波形62からそれぞ
れのピーク値63,64を求めるには、ハードウエアと
しての電気回路で求める場合やソフトウエアで比較演算
ループで求める場合及び両方を組み合わせる場合がある
が、ここでは図7のピーク検出回路図に示すハードウエ
アとしての電気回路で求める。ピーク検出回路50は、
ダイオード51、コンデンサ52、抵抗53により構成
され、入力電圧54に対して、出力電圧55が得られ
る。
れのピーク値63,64を求めるには、ハードウエアと
しての電気回路で求める場合やソフトウエアで比較演算
ループで求める場合及び両方を組み合わせる場合がある
が、ここでは図7のピーク検出回路図に示すハードウエ
アとしての電気回路で求める。ピーク検出回路50は、
ダイオード51、コンデンサ52、抵抗53により構成
され、入力電圧54に対して、出力電圧55が得られ
る。
【0060】このような構成において、コンデンサ52
の両端にはダイオード51を通過した入力電圧54が印
加される。このとき、既に入力電圧54によりコンデン
サ52が充電されていた場合は、充電電荷はダイオード
51により逆流を阻止されるので、抵抗53及び出力端
へ流れようとする。一般的に、本回路の次に接続される
回路はその回路の入力側から見た抵抗が大きいので、コ
ンデンサ52から流れ出す電流はほとんど抵抗53を介
して放電されることになる。
の両端にはダイオード51を通過した入力電圧54が印
加される。このとき、既に入力電圧54によりコンデン
サ52が充電されていた場合は、充電電荷はダイオード
51により逆流を阻止されるので、抵抗53及び出力端
へ流れようとする。一般的に、本回路の次に接続される
回路はその回路の入力側から見た抵抗が大きいので、コ
ンデンサ52から流れ出す電流はほとんど抵抗53を介
して放電されることになる。
【0061】このとき、放電していく状態の緩やかさの
指標として用いる時定数τ(sec)は、 τ=C×R で求められ、コンデンサ52の両端電圧Vcは Vc=Vco×e−T/τ・・・・・・(1) で表される。
指標として用いる時定数τ(sec)は、 τ=C×R で求められ、コンデンサ52の両端電圧Vcは Vc=Vco×e−T/τ・・・・・・(1) で表される。
【0062】ここで,Vcoは放電開始時の電圧、eは
自然対数の底である。したがって、コンデンサ52の両
端電圧は(1)式のごとく低下していき、入力電圧54
の方が高くなると再び入力電圧54の電圧まで充電され
る。このとき、ダイオード51における電圧ロスが発生
するが、処理上一定値であるので補正できるものとし、
表現上は無視している。
自然対数の底である。したがって、コンデンサ52の両
端電圧は(1)式のごとく低下していき、入力電圧54
の方が高くなると再び入力電圧54の電圧まで充電され
る。このとき、ダイオード51における電圧ロスが発生
するが、処理上一定値であるので補正できるものとし、
表現上は無視している。
【0063】このようなピーク検出回路50のコンデン
サ52の容量と抵抗53の抵抗値を適当な値で組み合わ
せて、時定数τを0.1〜2.0秒とすることで、出力
電圧55はコンデンサ52の両端電圧Vcとして連続す
る荷重信号からピーク値を抽出できる。
サ52の容量と抵抗53の抵抗値を適当な値で組み合わ
せて、時定数τを0.1〜2.0秒とすることで、出力
電圧55はコンデンサ52の両端電圧Vcとして連続す
る荷重信号からピーク値を抽出できる。
【0064】図8はこのピーク検出回路50による処理
を示す波形図である。運動中に連続的に波形処理部36
へ入力される第3連続波形71はピーク検出回路50の
入力電圧54に相当し、第3連続波形71のピーク検出
波形72はピーク検出回路50の出力電圧55に相当す
る。
を示す波形図である。運動中に連続的に波形処理部36
へ入力される第3連続波形71はピーク検出回路50の
入力電圧54に相当し、第3連続波形71のピーク検出
波形72はピーク検出回路50の出力電圧55に相当す
る。
【0065】こうして得られた出力電圧55をピーク荷
重値Fmaxとして抽出し、荷重負担度Rfを計算し
て、その結果を表示告知部14に表示する。
重値Fmaxとして抽出し、荷重負担度Rfを計算し
て、その結果を表示告知部14に表示する。
【0066】また、本実施の形態のピーク検出回路50
では抵抗53を用いたが、抵抗53の代わりまたは抵抗
53とシリーズに回路を開閉できるリレーやトランジス
タ回路を挿入してピーク値を維持するようにした上で、
別途この回路を開閉するリレーやトランジスタを作動さ
せてピーク値を放電リセットする方法もある。
では抵抗53を用いたが、抵抗53の代わりまたは抵抗
53とシリーズに回路を開閉できるリレーやトランジス
タ回路を挿入してピーク値を維持するようにした上で、
別途この回路を開閉するリレーやトランジスタを作動さ
せてピーク値を放電リセットする方法もある。
【0067】さらに、上記の荷重負担度評価手段37b
では、ピーク荷重値Fmaxを用いて荷重負担度Rfを
計算したが、ピーク荷重値Fmaxに代えて、波形の平
均値、実効値、または波形中の最大値と最小値の差分、
または一定荷重値を超えた時間と一定荷重値以下の時間
から求まるデューティ比率等を用いることも有り得る。
では、ピーク荷重値Fmaxを用いて荷重負担度Rfを
計算したが、ピーク荷重値Fmaxに代えて、波形の平
均値、実効値、または波形中の最大値と最小値の差分、
または一定荷重値を超えた時間と一定荷重値以下の時間
から求まるデューティ比率等を用いることも有り得る。
【0068】また、荷重負担度Rfの表示告知方法とし
ても、上記の表示に代えて、%表示や、体重値をゼロ点
としての表示や、一定間隔毎に区分しての表示や、バー
グラフ表示や、一定間隔毎に区分してダイオード表示
や、代表される言葉に変換しての表示や、音声告知や、
それらのレベルを音色や発音ピッチに変換する方法等、
使用者が荷重負担度を認識できるいずれの方法でも構わ
ない。この表示告知は、片足別々の表示、両足平均の表
示、一定時間平均後の表示、及び時間変化割合としての
表示等でも構わない。
ても、上記の表示に代えて、%表示や、体重値をゼロ点
としての表示や、一定間隔毎に区分しての表示や、バー
グラフ表示や、一定間隔毎に区分してダイオード表示
や、代表される言葉に変換しての表示や、音声告知や、
それらのレベルを音色や発音ピッチに変換する方法等、
使用者が荷重負担度を認識できるいずれの方法でも構わ
ない。この表示告知は、片足別々の表示、両足平均の表
示、一定時間平均後の表示、及び時間変化割合としての
表示等でも構わない。
【0069】図9はバランス評価手段37cによる処理
を示す波形図である。81は右荷重検知手段20で検知
した第4右荷重波形、82は左荷重検知手段19で検知
した第5左荷重波形、83は荷重の有無を判断するため
の荷重しきい値、84は右荷重波形81が荷重しきい値
83を超えている時間幅TR、85は左荷重波形82が
荷重しきい値83を超えている時間幅TLである。
を示す波形図である。81は右荷重検知手段20で検知
した第4右荷重波形、82は左荷重検知手段19で検知
した第5左荷重波形、83は荷重の有無を判断するため
の荷重しきい値、84は右荷重波形81が荷重しきい値
83を超えている時間幅TR、85は左荷重波形82が
荷重しきい値83を超えている時間幅TLである。
【0070】連続的に運動している場合において、使用
者が左右バランス良く運動している場合、左荷重波形と
右荷重波形は、ほぼ同じである。しかし、左右の負荷調
整の不備や使用者の身体的条件等によっては左右のバラ
ンスが崩れ、波形が異なることがある。このとき、時間
幅TR84と時間幅TL85には差が生じる。
者が左右バランス良く運動している場合、左荷重波形と
右荷重波形は、ほぼ同じである。しかし、左右の負荷調
整の不備や使用者の身体的条件等によっては左右のバラ
ンスが崩れ、波形が異なることがある。このとき、時間
幅TR84と時間幅TL85には差が生じる。
【0071】例えば、右ダンパ11の方が左ダンパ10
よりも伸方向の抗力が大きい場合には、左右の足に対し
て同じように力を入れても右ダンパ11の方がゆっくり
伸びるので、結果として時間幅TR84は時間幅TL8
5も長くなる。
よりも伸方向の抗力が大きい場合には、左右の足に対し
て同じように力を入れても右ダンパ11の方がゆっくり
伸びるので、結果として時間幅TR84は時間幅TL8
5も長くなる。
【0072】バランス評価手段37cでは、これらの時
間幅を比較演算し、その結果を左右のバランスとして評
価する。
間幅を比較演算し、その結果を左右のバランスとして評
価する。
【0073】ここで、バランス指標FBを、 FB=(TR−TL)/((TR+TL)/2) で表し、結果がプラスの場合は右側の負荷が比較的大き
く、結果がマイナスの場合には左側の負荷が比較的大き
いというように評価する。そして、得られた結果を、表
示告知部14に左右バランス度合いの評価として表示告
知する。
く、結果がマイナスの場合には左側の負荷が比較的大き
いというように評価する。そして、得られた結果を、表
示告知部14に左右バランス度合いの評価として表示告
知する。
【0074】なお、左右のバランス度合いの評価情報と
して上記のように時間幅を用いたが、これ以外にも波形
のピーク値、平均値、実効値、または波形中の最大値と
最小値の差分、または一定荷重値を超えた時間と一定荷
重値以下の時間から求まるデューティ比率等を用いる場
合もある。
して上記のように時間幅を用いたが、これ以外にも波形
のピーク値、平均値、実効値、または波形中の最大値と
最小値の差分、または一定荷重値を超えた時間と一定荷
重値以下の時間から求まるデューティ比率等を用いる場
合もある。
【0075】また、左右バランス度合いの表示告知方法
としても、上記の表示に代えて、%表示や、一定間隔毎
に区分しての表示や、バーグラフ表示や、一定間隔毎に
区分してダイオード表示や、代表される言葉に変換して
の表示や、音声告知や、それらのレベルを音色や発音ピ
ッチに変換する方法等、使用者が左右バランス度合いを
認識できるいずれの方法でも構わない。この表示告知
は、一定時間平均後の表示、及び時間変化割合としての
表示等でも構わない。
としても、上記の表示に代えて、%表示や、一定間隔毎
に区分しての表示や、バーグラフ表示や、一定間隔毎に
区分してダイオード表示や、代表される言葉に変換して
の表示や、音声告知や、それらのレベルを音色や発音ピ
ッチに変換する方法等、使用者が左右バランス度合いを
認識できるいずれの方法でも構わない。この表示告知
は、一定時間平均後の表示、及び時間変化割合としての
表示等でも構わない。
【0076】バランス調整手段37dは、バランス評価
手段37cによるバランス度合いの評価が悪化している
場合に、自動的に左右のバランスを正常化するように調
整するものである。
手段37cによるバランス度合いの評価が悪化している
場合に、自動的に左右のバランスを正常化するように調
整するものである。
【0077】図9に示すように、右荷重波形の時間幅T
R84に比較して第5左荷重波形例の時間幅TL85が
長く、その差又はその比率が、予め設定したしきい値を
超えた場合には、図3に示す左,右負荷調整部15,1
6により、左右のバランスを正常化するように負荷調整
する。
R84に比較して第5左荷重波形例の時間幅TL85が
長く、その差又はその比率が、予め設定したしきい値を
超えた場合には、図3に示す左,右負荷調整部15,1
6により、左右のバランスを正常化するように負荷調整
する。
【0078】一般的に負荷を軽く調整する方が快適とな
るので、この場合は、左負荷調整部15を左側の運動負
荷が軽く(小さく)なるように動かせば、時間幅TL8
5も短くなる。そうして、左右のバランスが正常化する
ように調整する。
るので、この場合は、左負荷調整部15を左側の運動負
荷が軽く(小さく)なるように動かせば、時間幅TL8
5も短くなる。そうして、左右のバランスが正常化する
ように調整する。
【0079】ところが、既に左負荷調整部15が負荷調
整範囲の限度に達している場合で、運動負荷を重くする
ことに問題がない場合には、右負荷調整部16を重く
(大きく)することでバランスを正常化することも有り
得る。
整範囲の限度に達している場合で、運動負荷を重くする
ことに問題がない場合には、右負荷調整部16を重く
(大きく)することでバランスを正常化することも有り
得る。
【0080】図10に左,右ステップ2,3に印加され
る荷重と左,右ダンパ10,11の速度の相関図を示
す。
る荷重と左,右ダンパ10,11の速度の相関図を示
す。
【0081】図10の相関曲線86を用いて運動時のダ
ンパ速度を求め、さらに時間積分することによって、運
動時のストロークを求めることができる。この求めた運
動時のストロークと装置の幾何条件から、左,右ステッ
プ2,3の高さ方向ストロークを求める。また、荷重波
形より、足踏運動の速さ(ピッチ)を求める。消費カロ
リ演算手段37eでは、これらの値を用いて消費カロリ
Emを計算する。
ンパ速度を求め、さらに時間積分することによって、運
動時のストロークを求めることができる。この求めた運
動時のストロークと装置の幾何条件から、左,右ステッ
プ2,3の高さ方向ストロークを求める。また、荷重波
形より、足踏運動の速さ(ピッチ)を求める。消費カロ
リ演算手段37eでは、これらの値を用いて消費カロリ
Emを計算する。
【0082】ここで、高さ方向成分をHm(m)、運動
中の実効平均荷重値をMm(kg)、重力加速度をG
(m/s2)、足踏運動の速さ(ピッチ)をPm(回/
分)、運動時間をTm(分)とすると、その時間内の運
動における消費カロリEmは位置エネルギの計算法を用
いて、 Em=Km×Mm×G×Hm×Pm×Tm/4.18 で求められる。
中の実効平均荷重値をMm(kg)、重力加速度をG
(m/s2)、足踏運動の速さ(ピッチ)をPm(回/
分)、運動時間をTm(分)とすると、その時間内の運
動における消費カロリEmは位置エネルギの計算法を用
いて、 Em=Km×Mm×G×Hm×Pm×Tm/4.18 で求められる。
【0083】ここで、Kmは足踏運動時の左足及び右足
の機械的出力と体内の生理的反応も含む体内消費出力の
比を示すもので、一般的には2.0〜10.0程度のも
ので、足踏運動等においては、代表的にKm=5程度で
ある。
の機械的出力と体内の生理的反応も含む体内消費出力の
比を示すもので、一般的には2.0〜10.0程度のも
ので、足踏運動等においては、代表的にKm=5程度で
ある。
【0084】上記に示す方法では、高さ方向ストローク
を左,右ダンパ10,11の速度から求めたが、運動ス
トロークを検知するものとして位置検知手段23の信号
を用いてもよい。
を左,右ダンパ10,11の速度から求めたが、運動ス
トロークを検知するものとして位置検知手段23の信号
を用いてもよい。
【0085】また、前述の方法では、位置エネルギの計
算法を用いたが、図10に示す荷重とダンパ速度の関係
に追加して、実験的に速度と変位量に対する左,右ダン
パ10,11の吸収エネルギ量を予め求めておいて、運
動中の左,右ダンパ10,11の吸収エネルギの積算値
を用いる計算方法もある。
算法を用いたが、図10に示す荷重とダンパ速度の関係
に追加して、実験的に速度と変位量に対する左,右ダン
パ10,11の吸収エネルギ量を予め求めておいて、運
動中の左,右ダンパ10,11の吸収エネルギの積算値
を用いる計算方法もある。
【0086】また、運動消費カロリの表示告知方法とし
ても、数値表示に代えて、食物図柄による表示や、一定
間隔毎に区分しての表示や、バーグラフ表示や、一定間
隔毎に区分してダイオード表示や、代表される言葉に変
換しての表示や、音声告知や、それらのレベルを音色や
発音ピッチに変換する方法等、使用者が運動消費カロリ
を認識できるいずれの方法でも構わない。この表示告知
は、一定時間平均後の表示、及び時間変化割合としての
表示等でも構わない。
ても、数値表示に代えて、食物図柄による表示や、一定
間隔毎に区分しての表示や、バーグラフ表示や、一定間
隔毎に区分してダイオード表示や、代表される言葉に変
換しての表示や、音声告知や、それらのレベルを音色や
発音ピッチに変換する方法等、使用者が運動消費カロリ
を認識できるいずれの方法でも構わない。この表示告知
は、一定時間平均後の表示、及び時間変化割合としての
表示等でも構わない。
【0087】図11は運動適合度評価手段37fによる
処理を示す波形図である。運動適合度評価手段37fで
は、体重等の身体条件と足踏運動装置等のマシン条件に
基づいて求めた、理想的な運動時に発生する第7理想荷
重波形88を記憶しており、足踏運動等を開始すると、
第6実荷重波形87と第7理想荷重波形88から理想逸
脱エリア89を分離し、その波形面積を求めて、運動適
合度として評価した結果を表示告知部14に表示告知す
る。
処理を示す波形図である。運動適合度評価手段37fで
は、体重等の身体条件と足踏運動装置等のマシン条件に
基づいて求めた、理想的な運動時に発生する第7理想荷
重波形88を記憶しており、足踏運動等を開始すると、
第6実荷重波形87と第7理想荷重波形88から理想逸
脱エリア89を分離し、その波形面積を求めて、運動適
合度として評価した結果を表示告知部14に表示告知す
る。
【0088】いま、第6実荷重波形87の波形面積をS
d、理想荷重波形面積をSSとすると、運動適合度Fs
は、 Fs=1−(Sd−SS)/SS のように求められ、理想的な運動時はFs=1となる。
一方、Sdが大きくなる、すなわち、理想荷重から離れ
るとFsは1よりも小さくなる。
d、理想荷重波形面積をSSとすると、運動適合度Fs
は、 Fs=1−(Sd−SS)/SS のように求められ、理想的な運動時はFs=1となる。
一方、Sdが大きくなる、すなわち、理想荷重から離れ
るとFsは1よりも小さくなる。
【0089】なお、運動適合度Fsの評価情報として上
記のように理想逸脱エリア89を用いたが、これ以外に
も波形のピーク値、平均値、実効値、或いは、波形の最
大値と最小値の差等を理想値との比較によって求める場
合もある。
記のように理想逸脱エリア89を用いたが、これ以外に
も波形のピーク値、平均値、実効値、或いは、波形の最
大値と最小値の差等を理想値との比較によって求める場
合もある。
【0090】また、運動適合度の表示告知方法として
も、上記の表示に代えて、%表示や、一定間隔毎に区分
しての表示や、バーグラフ表示や、一定間隔毎に区分し
てダイオード表示や、代表される言葉に変換しての表示
や、音声告知や、それらのレベルを音色や発音ピッチに
変換する方法等、使用者が運動適合度を認識できるいず
れの方法でも構わない。この表示告知は、一定時間平均
後の表示、及び時間変化割合としての表示等でも構わな
い。
も、上記の表示に代えて、%表示や、一定間隔毎に区分
しての表示や、バーグラフ表示や、一定間隔毎に区分し
てダイオード表示や、代表される言葉に変換しての表示
や、音声告知や、それらのレベルを音色や発音ピッチに
変換する方法等、使用者が運動適合度を認識できるいず
れの方法でも構わない。この表示告知は、一定時間平均
後の表示、及び時間変化割合としての表示等でも構わな
い。
【0091】図12は身体状態検知手段37gによる処
理を示す波形図である。一般に、継続して運動した場
合、身体に極度の疲労が溜まってくると筋肉及び関節の
動きに正常時にはみられないガタツキや振動、あるい
は、滑らかさに劣化が生じる。そこで、身体状態検知手
段37gでは、以下のような方法により身体異常を検知
する。
理を示す波形図である。一般に、継続して運動した場
合、身体に極度の疲労が溜まってくると筋肉及び関節の
動きに正常時にはみられないガタツキや振動、あるい
は、滑らかさに劣化が生じる。そこで、身体状態検知手
段37gでは、以下のような方法により身体異常を検知
する。
【0092】第8身体異常時荷重波形90から、まず、
初期ピーク発生位置91及び最終ピーク発生位置92を
検知し、詳細に分析する分析範囲93を決定する。次
に、分析範囲93の波形における変動状態を分析して、
分析範囲93における荷重の最大値及び最小値を抽出し
てその差を荷重変動幅94として検知する。
初期ピーク発生位置91及び最終ピーク発生位置92を
検知し、詳細に分析する分析範囲93を決定する。次
に、分析範囲93の波形における変動状態を分析して、
分析範囲93における荷重の最大値及び最小値を抽出し
てその差を荷重変動幅94として検知する。
【0093】検知した変動幅と予め設定したしきい値と
を比較演算し、荷重変動幅94がしきい値を超える場合
は身体状態が異常であると認識してその結果を表示告知
する。
を比較演算し、荷重変動幅94がしきい値を超える場合
は身体状態が異常であると認識してその結果を表示告知
する。
【0094】表示告知手段としては、OK/NGのごと
き表示のみならず、例えば身体疲労度としての%表示や
一定間隔毎に区分しての表示や、バーグラフ表示や、一
定間隔毎に区分してダイオード表示や、代表される言葉
に変換しての表示や、音声告知や、それらのレベルを音
色や発音ピッチ変換する方法等、使用者が身体状態を認
識できるいずれの方法でも構わない。この表示告知は、
一定時間平均後の表示、及び時間変化割合としての表示
等でも構わない。
き表示のみならず、例えば身体疲労度としての%表示や
一定間隔毎に区分しての表示や、バーグラフ表示や、一
定間隔毎に区分してダイオード表示や、代表される言葉
に変換しての表示や、音声告知や、それらのレベルを音
色や発音ピッチ変換する方法等、使用者が身体状態を認
識できるいずれの方法でも構わない。この表示告知は、
一定時間平均後の表示、及び時間変化割合としての表示
等でも構わない。
【0095】また、上記身体状態検知手段37gとして
は分析範囲93の波形における荷重変動幅94を用いた
が、そのデータの時間的な変化度合いを用いたり、左,
右ステップ2,3における荷重変動幅94の差の大き
さ、左,右荷重の差及びその差の時間的な変化割合、及
びそれら波形と身体状態と関連する特徴をもつ波形のチ
ェック、周波数分析等を用いてもよい。
は分析範囲93の波形における荷重変動幅94を用いた
が、そのデータの時間的な変化度合いを用いたり、左,
右ステップ2,3における荷重変動幅94の差の大き
さ、左,右荷重の差及びその差の時間的な変化割合、及
びそれら波形と身体状態と関連する特徴をもつ波形のチ
ェック、周波数分析等を用いてもよい。
【0096】ところで、図1において、左,右ダンパ1
0,11が故障して運動時に抗力を生じないようになっ
た場合、左,右ダンパ10,11の壊れた左,右ステッ
プ2,3は運動時に極端に速く降下することになる。
0,11が故障して運動時に抗力を生じないようになっ
た場合、左,右ダンパ10,11の壊れた左,右ステッ
プ2,3は運動時に極端に速く降下することになる。
【0097】また、左,右ダンパ10,11が正常で
も、本体1との接続部、或いは左,右負荷調整部15,
16との接続部が逸脱した場合にもダンパ抗力は発生せ
ず、同様に左,右ステップ2,3は運動時に極端に速く
降下することになる。
も、本体1との接続部、或いは左,右負荷調整部15,
16との接続部が逸脱した場合にもダンパ抗力は発生せ
ず、同様に左,右ステップ2,3は運動時に極端に速く
降下することになる。
【0098】このとき、荷重の波形は、図13の故障検
知手段37hによる処理を示す波形図に示すように第1
0故障時波形102及び第10故障時波形時間幅104
は、第9正常時波形101及び第9正常時波形時間幅1
03に比較して、極端に短くなる。
知手段37hによる処理を示す波形図に示すように第1
0故障時波形102及び第10故障時波形時間幅104
は、第9正常時波形101及び第9正常時波形時間幅1
03に比較して、極端に短くなる。
【0099】よって、故障検知手段37hでは、第9正
常時波形時間幅103に下限しきい値、もしくは上下限
しきい値を設定しておいて、それらのしきい値で表され
る正常範囲を逸脱した場合は故障として検知し、表示告
知部14において表示告知する。
常時波形時間幅103に下限しきい値、もしくは上下限
しきい値を設定しておいて、それらのしきい値で表され
る正常範囲を逸脱した場合は故障として検知し、表示告
知部14において表示告知する。
【0100】一方、図1において、緩衝ストッパ12が
故障して運動下限端衝撃吸収が不十分になった場合、
左,右ステップ2,3は運動下限端到着時に急激に停止
し、衝撃荷重を発生するので、人体の特に踵に短時間と
はいえ大きな荷重がかかることになる。
故障して運動下限端衝撃吸収が不十分になった場合、
左,右ステップ2,3は運動下限端到着時に急激に停止
し、衝撃荷重を発生するので、人体の特に踵に短時間と
はいえ大きな荷重がかかることになる。
【0101】この場合は、図14の衝撃荷重検知時の故
障検知手段による処理を示す波形図に示すように、第1
1正常時波形110のピーク値112に比較して、第1
2故障時波形111のピーク値113は極端に大きくな
る。
障検知手段による処理を示す波形図に示すように、第1
1正常時波形110のピーク値112に比較して、第1
2故障時波形111のピーク値113は極端に大きくな
る。
【0102】よって、ピーク値に上限しきい値、もしく
は上下限しきい値を設定しておいて、それらのしきい値
で表される正常範囲を逸脱した場合は故障として検知
し、表示告知部14において表示告知する。
は上下限しきい値を設定しておいて、それらのしきい値
で表される正常範囲を逸脱した場合は故障として検知
し、表示告知部14において表示告知する。
【0103】故障検知手段37hとして第10故障時波
形時間幅104による方法及び故障時のピーク値113
による方法を示したが、これ以外にも、左右の負荷調整
部15,16の設定位置と左右の荷重の大きさの相関関
係の逸脱度合いのチェック、検知される荷重波形の左右
の荷重差の度合いのチェック、及び、荷重波形に重畳さ
れるノイズ発生度合いのチェック、及び故障時に発生す
る特徴を持った周波数成分の強度チェック等による方法
も有り得る。
形時間幅104による方法及び故障時のピーク値113
による方法を示したが、これ以外にも、左右の負荷調整
部15,16の設定位置と左右の荷重の大きさの相関関
係の逸脱度合いのチェック、検知される荷重波形の左右
の荷重差の度合いのチェック、及び、荷重波形に重畳さ
れるノイズ発生度合いのチェック、及び故障時に発生す
る特徴を持った周波数成分の強度チェック等による方法
も有り得る。
【0104】(実施の形態2)図15は本発明の第2実
施の形態としての運動評価装置を搭載した足踏運動装置
の概略構成図、図16は図15の左,右縦形荷重センサ
21,22の縦断面図である。
施の形態としての運動評価装置を搭載した足踏運動装置
の概略構成図、図16は図15の左,右縦形荷重センサ
21,22の縦断面図である。
【0105】図において、左荷重検知手段としての左縦
形荷重センサ21は左ステップ前方支持アーム4の上方
に取り付けられて、荷重を左ステップ前方支持アーム4
の曲げ応力として検知する。右荷重検知手段としての右
縦形荷重センサ22は右ステップ前方支持アーム6の上
方に取り付けられて荷重を右ステップ前方支持アーム6
の曲げ応力として検知するものである。それ以外の各部
位の名称及び役割は図1に同じである。
形荷重センサ21は左ステップ前方支持アーム4の上方
に取り付けられて、荷重を左ステップ前方支持アーム4
の曲げ応力として検知する。右荷重検知手段としての右
縦形荷重センサ22は右ステップ前方支持アーム6の上
方に取り付けられて荷重を右ステップ前方支持アーム6
の曲げ応力として検知するものである。それ以外の各部
位の名称及び役割は図1に同じである。
【0106】なお、左,右縦形荷重センサ21,22は
支持アーム上側4aと支持アーム下側4bとの間に配設
されており、それ以外の各部位の名称及び役割は図2に
同じである。
支持アーム上側4aと支持アーム下側4bとの間に配設
されており、それ以外の各部位の名称及び役割は図2に
同じである。
【0107】このような構成において、左,右ステップ
2,3に印加された体重及び運動による荷重は、平行四
辺形を構成する左,右ステップ2,3と左,右前方支持
アーム4,6と左,右後方支持アーム5,7と本体1の
下部固定軸間で支持される。このとき、左ステップ2が
上方にあって荷重印加されると左ステップ2は左ダンパ
10の抗力を受けて左ステップ前方支持アーム4の下部
回転軸を中心に徐々に後方下方へ移動していく。
2,3に印加された体重及び運動による荷重は、平行四
辺形を構成する左,右ステップ2,3と左,右前方支持
アーム4,6と左,右後方支持アーム5,7と本体1の
下部固定軸間で支持される。このとき、左ステップ2が
上方にあって荷重印加されると左ステップ2は左ダンパ
10の抗力を受けて左ステップ前方支持アーム4の下部
回転軸を中心に徐々に後方下方へ移動していく。
【0108】このときの左ダンパ10の抗力は、支持ア
ーム下側4bを前方に、一方、左ステップ2への荷重は
支持アーム上側4aを後方に作用するので、左縦形荷重
センサ21には曲げ力が発生する。この曲げ力の大きさ
は荷重の大きさと左ダンパ10の抗力の大きさ及び装置
の幾何的条件により決まるので、左縦形荷重センサ21
により曲げ力、すなわち、起歪部25の曲げ応力を測定
することにより左足による荷重を検知できることにな
る。
ーム下側4bを前方に、一方、左ステップ2への荷重は
支持アーム上側4aを後方に作用するので、左縦形荷重
センサ21には曲げ力が発生する。この曲げ力の大きさ
は荷重の大きさと左ダンパ10の抗力の大きさ及び装置
の幾何的条件により決まるので、左縦形荷重センサ21
により曲げ力、すなわち、起歪部25の曲げ応力を測定
することにより左足による荷重を検知できることにな
る。
【0109】以上のように、第2実施の形態として左,
右縦形荷重センサ21,22を用いたが、これ以外にも
左,右ステップ2,3に印加される脚部荷重を測定する
方法として、装置全体荷重を一括または複数の荷重検知
手段で検知する方法、左,右ステップ前方支持アーム
4,6又は左,右ステップ後方支持アーム5,7、又は
それらの両方の回転軸における軸荷重を検知する方法、
または、左,右ダンパ10,11の取付部位における軸
荷重を検知する方法、または、荷重検知に加速度検知手
段を用いて加速度情報から荷重情報を得る方法等いずれ
の方法でも構わない。
右縦形荷重センサ21,22を用いたが、これ以外にも
左,右ステップ2,3に印加される脚部荷重を測定する
方法として、装置全体荷重を一括または複数の荷重検知
手段で検知する方法、左,右ステップ前方支持アーム
4,6又は左,右ステップ後方支持アーム5,7、又は
それらの両方の回転軸における軸荷重を検知する方法、
または、左,右ダンパ10,11の取付部位における軸
荷重を検知する方法、または、荷重検知に加速度検知手
段を用いて加速度情報から荷重情報を得る方法等いずれ
の方法でも構わない。
【0110】
【発明の効果】以上のように本発明の運動評価装置は、
運動中の左足及び右足による荷重を検知して運動状態を
評価して結果を告知できるので、運動時の左足あるいは
右足の荷重負担度、左右のバランス、運動消費カロリ、
運動適合性、身体状態検出及び故障検知が可能になる。
運動中の左足及び右足による荷重を検知して運動状態を
評価して結果を告知できるので、運動時の左足あるいは
右足の荷重負担度、左右のバランス、運動消費カロリ、
運動適合性、身体状態検出及び故障検知が可能になる。
【0111】また、運動状態の各種情報を使用者に提供
できるようになるので、使用者は運動内容や効果や状態
を手軽にチェックすることができ、それらの情報に基づ
いて効果的な運動を安心して実践することができる。
できるようになるので、使用者は運動内容や効果や状態
を手軽にチェックすることができ、それらの情報に基づ
いて効果的な運動を安心して実践することができる。
【図1】本発明の第1実施の形態としての運動評価装置
を搭載した足踏運動装置の概略構成図
を搭載した足踏運動装置の概略構成図
【図2】図1の左,右荷重検知手段の縦断面図
【図3】図1の左,右負荷調整部と左,右ステップ前方
支持アームの接続部の断面図
支持アームの接続部の断面図
【図4】図1の表示告知部の詳細図
【図5】本発明の第1実施の形態としての運動評価装置
のブロック図
のブロック図
【図6】波形処理部で抽出した波形図
【図7】ピーク検出回路図
【図8】ピーク検出回路による処理を示す波形図
【図9】バランス評価手段による処理を示す波形図
【図10】左,右ステップに印加される荷重と左,右ダ
ンパの速度の相関図
ンパの速度の相関図
【図11】運動適合度評価手段による処理を示す波形図
【図12】身体状態検知手段による処理を示す波形図
【図13】故障検知手段による処理を示す波形図
【図14】衝撃荷重検知時の故障検知手段による処理を
示す波形図
示す波形図
【図15】本発明の第2実施の形態としての運動評価装
置を搭載した足踏運動装置の概略構成図
置を搭載した足踏運動装置の概略構成図
【図16】図15の左,右縦形荷重センサの縦断面図
【図17】従来例としての携帯用体重計の外観図
【図18】従来例としての携帯用体重計のブロック図
1 足踏運動装置本体 2 左ステップ 3 右ステップ 4 左ステップ前方支持アーム 4a 支持アーム上側 4b 支持アーム下側 5 左ステップ後方支持アーム 6 右ステップ前方支持アーム 7 右ステップ後方支持アーム 8 滑車 9 ワイヤ 10 左ダンパ 11 右ダンパ 12 緩衝ストッパ 13 ハンドル 14 表示告知部 15 左負荷調整部 16 右負荷調整部 19 左荷重検知手段 20 右荷重検知手段 21 左縦形荷重センサ 22 右縦形荷重センサ 23 位置検知手段 24 下ケース 25 起歪部 26 上ケース 27 表面シート 28 ボルト 29 歪みゲージ 30 リード線 31 中継コネクタ 32 信号線 35 増幅部 36 波形処理部 37 運動評価手段 37a 体重検知手段 37b 荷重負担度評価手段 37c バランス評価手段 37d バランス調整手段 37e 消費カロリ演算手段 37f 運動適合度評価手段 37g 身体状態検知手段 37h 故障検知手段 41 表示部 42 数値入力キー 43 選択スイッチ 44 決定入力スイッチ 45 スピーカ 50 ピーク検出回路 51 ダイオード 52 コンデンサ 53 抵抗 54 入力電圧 55 出力電圧 61 第1波形 62 第2波形 63 第1波形のピーク値 64 第2波形のピーク値 71 第3連続波形 72 第3連続波形のピーク検出波形 81 第4右荷重波形 82 第5左荷重波形 83 荷重しきい値 84 時間幅TR 85 時間幅TL 86 相関曲線 87 第6荷重波形 88 第7理想荷重波形 89 理想逸脱エリア 90 第8身体異常時荷重波形 91 初期ピーク発生位置 92 最終ピーク発生位置 93 分析範囲 94 荷重変動幅 101 第9正常時波形 102 第10故障時波形 103 第9正常時波形時間幅 104 第10故障時波形時間幅 110 第11正常時波形 111 第12故障時波形 112 ピーク値 113 ピーク値 151 ラック付レール 152 ローラ 153 ウォームギヤ 154 先端軸受 155 中間軸受 156 減速第1歯車 157 減速第2歯車 158 モータ出力軸受 159 モータ 160 モータ配線 161 中継ボックス 162 制御配線 201 携帯用体重計 202 マット状測定部 203 表示部 204 ケーブル 205 コネクタ 206 載置部 207 ストレンゲージ 208 体重表示部 209 時間表示部 210 健康データ表示部 211 制御部(測定制御手段、表示制御手段) 212 記憶部
Claims (12)
- 【請求項1】反力のあるところで印加される荷重を電気
信号として検出する荷重検知手段と、前記電気信号から
荷重波形を抽出する波形処理部と、前記荷重波形に基づ
いて運動状態を評価する運動評価手段と、前記運動評価
手段により得られた結果を告知する表示告知部とを備え
たことを特徴とする運動評価装置。 - 【請求項2】前記荷重検知手段は左右の荷重を電気信号
として検出する機能を備え、前記運動評価手段は前記波
形処理部により抽出された左右の荷重波形に基づいて運
動状態を評価する機能を備えたことを特徴とする請求項
1に記載の運動評価装置。 - 【請求項3】前記反力のあるところには、負荷運動時に
左足及び右足を載せることにより動作する左ステップ及
び右ステップを備え、前記荷重検知手段は、前記左ステ
ップ及び右ステップに取り付けられて運動中に左足及び
右足からそれぞれ印加される左荷重及び右荷重を電気信
号として検知する機能を備え、前記運動評価手段は前記
波形処理部によりそれぞれ抽出された左荷重波形及び右
荷重波形に基づいて運動を評価する機能を備えたことを
特徴とする請求項1または2に記載の運動評価装置。 - 【請求項4】前記運動評価手段は、前記左荷重波形及び
右荷重波形からそれぞれ左荷重値及び右荷重値を検知し
て体重値を検知する体重検知手段と、前記体重値と前記
左荷重値及び右荷重値から左足あるいは右足の荷重負担
度を評価する荷重負担度評価手段を備えたことを特徴と
する請求項3に記載の運動評価装置。 - 【請求項5】前記運動評価手段は、前記左荷重波形及び
右荷重波形からそれぞれ左荷重値及び右荷重値を検知す
る体重検知手段を備え、前記表示告知部は、体重値の数
値入力キーを備え、前記体重値と前記左荷重値及び右荷
重値から左足あるいは右足の荷重負担度を評価する荷重
負担度評価手段を備えたことを特徴とする請求項3に記
載の運動評価装置。 - 【請求項6】前記運動評価手段は、前記左荷重波形及び
右荷重波形から運動時の左右バランスを評価するバラン
ス評価手段を備えたことを特徴とする請求項3から5の
いずれかに記載の運動評価装置。 - 【請求項7】前記左ステップ及び右ステップの負荷強度
をそれぞれ調整できる負荷調整部を備え、前記運動評価
手段は、前記右負荷調整部を制御するバランス調整手段
を備えたことを特徴とする請求項6に記載の運動評価装
置。 - 【請求項8】前記運動評価手段は、前記左荷重波形及び
右荷重波形から運動時の消費カロリを演算する消費カロ
リ演算手段を備えたことを特徴とする請求項3から7の
いずれかに記載の運動評価装置。 - 【請求項9】前記運動評価手段は、前記左荷重波形及び
右荷重波形と理想的な運動に対する理想波形から運動の
適合性を評価する運動適合度評価手段を備えたことを特
徴とする請求項3から8のいずれかに記載の運動評価装
置。 - 【請求項10】前記運動評価手段は、前記左荷重波形及
び右荷重波形から運動中の身体状態を検知する身体状態
検知手段を備えたことを特徴とする請求項3から9のい
ずれかに記載の運動評価装置。 - 【請求項11】前記運動評価手段は、前記左荷重波形及
び右荷重波形から装置の故障を検知する故障検知手段を
備えたことを特徴とする請求項3から10のいずれかに
記載の運動評価装置。 - 【請求項12】前記左ステップ及び右ステップの動作位
置を検知する位置検知手段を備えたことを特徴とする請
求項3から11のいずれかに記載の運動評価装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10155531A JPH11342228A (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | 運動評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10155531A JPH11342228A (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | 運動評価装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11342228A true JPH11342228A (ja) | 1999-12-14 |
Family
ID=15608112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10155531A Pending JPH11342228A (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | 運動評価装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11342228A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003247884A (ja) * | 2002-02-27 | 2003-09-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 体重計 |
| JP2005198867A (ja) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Konami Sports Life Corp | 測定装置 |
| JP2005241445A (ja) * | 2004-02-26 | 2005-09-08 | Denso Corp | 乗員検知装置 |
| JP2006110211A (ja) * | 2004-10-18 | 2006-04-27 | Rarugo:Kk | 足踏運動支援システム、そのシステムに用いる楽音発生装置、足踏運動支援処理のプログラム、および曲配信方法 |
| JP2009247448A (ja) * | 2008-04-02 | 2009-10-29 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 揺動型運動装置 |
| CN101850172A (zh) * | 2009-03-31 | 2010-10-06 | 松下电工株式会社 | 运动装置 |
| JP4840509B2 (ja) * | 2007-09-28 | 2011-12-21 | パナソニック電工株式会社 | 他動運動システム |
| JP2021007631A (ja) * | 2019-07-01 | 2021-01-28 | 上銀科技股▲分▼有限公司 | 歩容訓練機およびその使用方法 |
-
1998
- 1998-06-04 JP JP10155531A patent/JPH11342228A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2021007631A (ja) * | 2019-07-01 | 2021-01-28 | 上銀科技股▲分▼有限公司 | 歩容訓練機およびその使用方法 |
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