JP2019217182A - Walking state measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、靴の中敷きとして計測部が形成され着用者の歩行時の歩行情報を取得する歩行状態測定装置に関するものである。 The present invention relates to a walking state measuring device in which a measuring unit is formed as an insole for shoes and acquires walking information when a wearer walks.
高齢化社会の到来とともに、予防医学の必要性が注目されている。この予防医学では、QOL(生活の質)の向上のためには、疾病に罹患する前の健康な段階で生活習慣の改善を行い健康増進を図ることが有効であるとされている。そして、近年の健康ブームに伴い、ウォーキングやジョギングを行う機運が高まっている。また、これらウォーキングやジョギングの距離や歩数を計測する歩数計やスマートフォン等のアプリケーションプログラムが多く開発されている。しかしながら、これらの計測機は前述のように距離や歩数を測定することを主体としており、歩行自体の評価を行うものではない。この点、下記[特許文献1]には、靴の底部に圧力センサが配置され、着地のショック力や走行時の蹴り力のデータを収集することが可能な運動靴に関する発明が開示されている。 With the advent of an aging society, the need for preventive medicine is attracting attention. In this preventive medicine, it is said that to improve QOL (quality of life), it is effective to improve lifestyle by improving lifestyle at a healthy stage before illness. With the recent health boom, there is a growing momentum for walking and jogging. In addition, many application programs such as a pedometer and a smartphone for measuring the distance and the number of steps of walking and jogging have been developed. However, these measuring machines mainly measure the distance and the number of steps as described above, and do not evaluate the walking itself. In this regard, Patent Literature 1 below discloses an invention relating to athletic shoes in which a pressure sensor is disposed at the bottom of the shoe and data on a landing shock force and a kicking force during running can be collected. .
しかしながら、[特許文献1]に記載の発明は、靴に測定装置を内蔵するため靴本体の価格が高価であるという問題点がある。また、靴は使用によって摩耗するため、定期的に買い替えが必要であり、その都度、測定装置付きの靴を購入することは経済的な負担が大きいという問題点がある。 However, the invention described in [Patent Literature 1] has a problem in that the shoe body is expensive because the measuring device is built into the shoe. Further, since shoes are worn by use, it is necessary to replace them regularly, and in each case, there is a problem that it is economically burdensome to purchase shoes with a measuring device.
また、特に高齢者は筋力の低下により足の上げ下げや歩幅が小さくなる。よって、高齢者の歩行状態を確認することで高齢者の下肢機能の低下の度合をある程度評価することができる。また、歩行状態を確認することで、歩行時の注意喚起や的確な運動指導を行う事が可能となる。しかしながら、[特許文献1]に記載の発明は、筋力の衰えた高齢者の歩行状態、所謂摺り足歩行を確認することができず、この点で更なる改善が望まれる。 In addition, especially in the elderly, a decrease in muscular strength causes raising and lowering of the feet and shortening of the stride. Therefore, by confirming the walking state of the elderly, it is possible to evaluate the degree of lowering of the lower limb function of the elderly to some extent. In addition, by confirming the walking state, it is possible to alert the user during walking and to provide accurate exercise guidance. However, the invention described in [Patent Literature 1] cannot confirm the walking state of an elderly person with weak muscle strength, so-called sliding foot walking, and further improvement is desired in this regard.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、歩行情報の取得を行う計測部を靴の中敷きとした歩行状態測定装置の提供を目的とする。また、高齢者の歩行状態を確認可能な歩行状態測定装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a walking state measuring device in which a measuring unit for acquiring walking information is a shoe insole. It is another object of the present invention to provide a walking state measuring device capable of confirming the walking state of the elderly.
本発明は、
(1)靴12の中敷きとして形成され、着用者の足の上下方向の加速度データと足のつま先の仰俯角データとを取得する歩行情報取得部32と、前記加速度データと仰俯角データとを無線により送信する通信部34と、を有する計測部30と、
前記加速度データと仰俯角データとを受信して着用者の歩行状態のデータを取得するデータ処理部50と、を有することを特徴とする歩行状態測定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(2)計測部30が、靴底にかかる圧力データを取得する圧力センサをさらに有し、通信部34が前記圧力データをさらに送信するとともに、
データ処理部50が、前記圧力データに基づいて足が接地していない遊脚期を判別することを特徴とする上記(1)記載の歩行状態測定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(3)計測部30が、自身の位置情報を取得する位置情報取得部36をさらに有し、通信部34が前記位置情報をさらに送信するとともに、
データ処理部50が、前記位置情報から所定の期間の移動量を取得するとともに、前記圧力データに基づいて前記所定の期間における計測部30の歩数を取得し、前記移動量を前記歩数で除することで着用者の歩幅を算出することを特徴とする上記(2)に記載歩行状態測定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(4)圧力センサが、計測部30の踵部にかかる踵圧力データを取得する踵圧力センサ38aと、計測部30のつま先部にかかるつま先圧力データを取得するつま先圧力センサ38bとで構成され、
データ処理部50が、前記踵圧力データとつま先圧力データとから着用者の足の接地状態を取得することを特徴とする上記(2)または(3)に記載の歩行状態測定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(5)計測部30は、硬質な部材で構成される収納層42と、少なくとも前記収納層42の土踏まず部分に設けられた部材収容部42aと、硬質な部材で構成されるとともに前記収納層42の上面に固定され前記部材収容部42aを覆うカバー層44と、前記カバー層44の上面に固定され柔軟な材料で構成される上部緩衝層46aと、前記収納層42の下面に固定され柔軟な材料で構成される下部緩衝層46bと、を有し、
前記部材収容部42a内に少なくとも歩行情報取得部32と通信部34とを収容することを特徴とする上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の歩行状態測定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(6)計測部30が、充電可能な二次電池と、前記二次電池を充電する平型コイル24と、を備え、
前記平型コイル24は外部電源と接続した給電コイルとの間の電磁誘導により前記二次電池を充電することを特徴とする上記(1)乃至(5)のいずれかに記載の歩行状態測定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
The present invention
(1) A walking
The above object is achieved by providing a walking state measuring
(2) The
The problem is solved by providing the walking state measuring
(3) The
The
(4) The pressure sensor is composed of a
The walking state measuring
(5) The
The provision of the walking state measuring
(6) The
The walking state measuring device according to any one of (1) to (5), wherein the
本発明に係る歩行状態測定装置は、着用者の歩行状態を測定する計測部を靴の中敷とする。このため、靴が摩耗した場合でも計測部を移し替えることができ、経済的負担を軽減することができる。また、本発明に係る歩行状態測定装置は、着用者の足の上下方向の加速度データと足のつま先の仰俯角データとを取得する。これらのデータは特に高齢者等の摺り足状態の評価に有効であり、着用者の下肢機能(筋力等)の低下の度合の推測や診断に用いることができる。 In the walking state measuring device according to the present invention, the measuring unit that measures the walking state of the wearer is an insole of the shoe. Therefore, even when the shoes are worn, the measuring unit can be transferred, and the economical burden can be reduced. Further, the walking state measuring device according to the present invention acquires vertical acceleration data of the wearer's foot and elevation / depression angle data of the toe of the foot. These data are particularly effective for evaluating the state of the sliding feet of the elderly and the like, and can be used for estimating and diagnosing the degree of deterioration of the lower limb function (muscle strength and the like) of the wearer.
本発明に係る歩行状態測定装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。ここで、図1は本発明に係る歩行状態測定装置80の構成を示す図である。また、図2(a)は歩行状態測定装置80を構成する計測部30の略断面図であり、図2(b)は計測部30の内部構成を上方から見た図である。
An embodiment of a walking state measuring device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a walking state measuring
本発明に係る歩行状態測定装置80は、図1に示すように、靴12の中敷きとして形成された計測部30と、この計測部30からのデータを受信して歩行状態のデータを取得するデータ処理部50と、を有している。そして、計測部30は、着用者の足の上下方向の加速度データと着用者の足のつま先の仰俯角データとを取得する歩行情報取得部32と、この加速度データと仰俯角データとを無線により送信する通信部34と、計測部30を構成する各部に電力を供給する電源部20と、を少なくとも有している。
As shown in FIG. 1, the walking state measuring
また、本発明の計測部30を構成する歩行情報取得部32は、少なくとも1方向(上下方向)の加速度と傾きとを検出可能な周知のセンサを用いることができ、加速度センサと角度センサとを別々に設けても良いが、これらを同時に出力可能な角度検出機能付き加速度センサを用いることが特に好ましい。
Further, the walking
また、計測部30の電源部20としては周知のボタン電池の他、充電が可能なリチウムイオン電池、薄化が可能なリチウムセラミックバッテリ等を用いることができる。尚、電源部20に充電が可能な二次電池を用いる場合、この二次電池への充電は例えばUSB端子や他の充電端子を介して有線で行っても良いが、計測部30の下面側等に平型コイル24を設け、この平型コイル24を用いて充電を行う事が好ましい。この場合、平型コイル24は計測部30を薄くするため、電線を平面状に巻回したものを用いることが好ましい。そして、この構成では外部電源と接続した給電コイルを平型コイル24と対向するように近接配置し、この給電コイルと平型コイル24との電磁誘導により非接触にて二次電池への充電が可能となる。よって、平型コイル24は大面積のものを用い、可能な限り下面側に設けることが充電効率の面から好ましい。
Further, as the
また、データ処理部50は所定のアプリケーションプログラムがインストールされた携帯端末、パーソナルコンピュータ等を用いることができる。中でも特にスマートフォンやタブレット等の携帯端末を用いることが好ましい。この場合、計測部30の通信部34は、これらの携帯端末と省電力で通信が可能なBluetooth(登録商標)やWi−Fi等の近距離無線装置を用いることが好ましい。また、通信部34は近距離無線装置に加え、商用データ通信網を用いてデータ送信が可能な遠距離無線装置を備えていても良い。この構成によれば、着用者等が携帯端末を持たない場合でも各データをインターネットを介してデータ処理部50(パーソナルコンピュータ等)へ送信することが可能となる。また、計測部30が位置情報取得部36を備えている場合、通信部34が自身の位置情報を遠距離無線装置等を用いて送信することで、遠方からでも着用者の大まかな位置を把握することができる。これにより、着用者が迷子になった場合でも、迅速な保護が可能となる。
Further, as the
また、計測部30は、自身の位置情報をGPS(Global Positioning System:全地球測位システム)を用いて取得する周知の位置情報取得部36や、着用者の足の接地状態を着用者の体重負荷の有無で判断する周知の圧力センサを有していても良い。尚、圧力センサの設置位置は計測部30の踵部もしくはつま先部が好ましく、踵部とつま先部の両方に設けることが特に好ましい。そして、位置情報取得部36が取得する位置情報や、踵圧力センサ38aが取得する計測部30の踵部にかかる踵圧力データ、つま先圧力センサ38bが取得する計測部30のつま先部にかかるつま先圧力データは、加速度データと仰俯角データとともに通信部34を介してデータ処理部50に送信される。
In addition, the measuring
次に、計測部30の層構成の好適な一例を説明する。計測部30の好適な層構成は、例えばセラミクスや硬質プラスチック等の硬質な部材で構成された収納層42と、この収納層42の上面に固定され例えばカーボンファイバ等の炭素繊維積層材等の硬質な部材で構成されたカバー層44と、このカバー層44の上面に固定されゴムやウレタン等の柔軟な材料で構成された上部緩衝層46aと、同じくゴムやウレタン等の柔軟な材料で構成され収納層42の下面に固定された下部緩衝層46bと、を有している。尚、この場合、平型コイル24、踵圧力センサ38a、つま先圧力センサ38b等は収納層42の下面と下部緩衝層46bとの間に設けることが好ましい。
Next, a preferred example of the layer configuration of the measuring
そして、収納層42の少なくとも土踏まず部分には部材収容部42aが形成され、この部材収容部42a内には歩行情報取得部32や通信部34、位置情報取得部36等が収容される。また、カバー層44はこの部材収容部42aの上面を覆って保護する。この際、部材収容部42aが位置する土踏まず部分は着用者の足からの荷重がかからない程度に丘状に盛り上げて、収納層42を薄層化しながら部材収容部42aの容積を大きくとることが好ましい。尚、部材収容部は上記のように足からの荷重がかかりにくい土踏まず部分に設けることが好ましいが、カバー層44による保護が十分であれば、これ以外の部分に設けても良い。また、収納層42には適宜スルーホールを形成し、これに配線を通すことで各部を接続することが好ましい。またさらに、計測部30は例えば硬質な収納層42とカバー層44とを足指の付け根部分で分断するなどして、この部分で屈曲するように構成することが好ましい。
A
また、計測部30には、図3に示すように、着用者の踵を覆うように上方に延びた縁部40を設け、この縁部40内に電源部20やその他の構成部材を収容しても良い。尚、縁部40の上面は靴12の履き口から露出するため、計測部30の電源をオン・オフするスイッチや、電源部20を充電するための充電端子、パイロットランプ等を設けても良い。また、平型コイル24を縁部40内に設けても良い。この場合、充電側の給電コイルは平型コイル24に近接配置が可能なように、例えば充電器に計測部30の縁部40を囲うような側壁部を設け、この側壁部に給電コイルを設けることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 3, the measuring
次に、本発明に係る歩行状態測定装置80の動作を説明する。尚、ここではデータ処理部50として携帯端末を用いた例を説明する。先ず、電源部20が二次電池の場合、計測部30を専用の充電器にセットする。この充電器は計測部30の平型コイル24と対向する位置に給電コイルが配置されている。即ち、平型コイル24が計測部30の底側に設けられている場合には、給電コイルは計測部30の載置面に設けられ、平型コイル24が縁部40に設けられている場合には、給電コイルは縁部40を囲う側壁部に設けられる。そして、計測部30を充電器にセットした上で、充電器の電源をオンする。これにより、商用電源等の外部電源から供給される電力は、例えば100kHzの高周波電圧に変換され給電コイルに印加する。これにより、平型コイル24には給電コイルとの間の電磁誘導によって誘起電流が流下し、電源部20を充電する。
Next, the operation of the walking
そして、電源部20に対する充電が十分となった後、計測部30を着用者の靴12内に中敷として挿入する。尚、計測部30は左右いずれかの靴12に装着し、他方の靴12内には計測部30と略同一な形状、重量のダミーの中敷きを挿入することが好ましい。次に、着用者にこの靴12を履かせ計測部30の電源をオンする。また、着用者(もしくは同行者)の携帯端末のデータ処理部50を起動する。これにより、計測部30の通信部34(近距離無線装置)とデータ処理部50とが無線で接続する。次に、着用者が歩行すると歩行情報取得部32は着用者の歩行状態に応じた加速度データと仰俯角データとを出力し、通信部34はこれらのデータをデータ処理部50に送信する。
Then, after the
ここで、筋力が十分な健常者の歩行時の加速度データと仰俯角データとの関係を簡単に説明する。先ず、人が歩行する際、前側の足に重心を移し後側の足の踵を持ち上げる(踵離地)。これにより、足指と足指球部分とが屈曲する。このとき、足のつま先は踝側から見て下方に下がり、仰俯角データは水平面をゼロとして負の値を示す。次に、後側の足の膝関節を若干屈曲させ踵離地状態の足を持ち上げる。これにより、後側の足の足指は地面から離れ(足指離地)、後側の足は宙に浮いて遊脚期となる。次に、足の膝関節及び股関節を屈曲させて腿を上げる。これにより遊脚期の足は斜め上方に持ち上がる。このとき、加速度データは上方向の正の値を示す。次いで膝関節を伸展して足を前方に振り出す。このとき、通常、つま先は足の振り出しに伴って斜め上を向き、仰俯角データは水平面に対して正の値を示す。そして、足は踵から接地する(踵接地)。次に、股関節が伸展して腿が回転し、着用者の胴体が前方に移動するとともに足の裏全体が接地する(足底接地)。 Here, the relationship between the acceleration data and the elevation / depression angle data of a healthy person with sufficient muscular strength during walking will be briefly described. First, when a person walks, the center of gravity is shifted to the front foot and the heel of the rear foot is lifted (heel off). Thereby, the toe and the toe ball portion bend. At this time, the toes of the feet fall downward as viewed from the ankle side, and the elevation / depression angle data shows a negative value with the horizontal plane as zero. Next, the knee joint of the rear foot is slightly bent to lift the foot off the heel. As a result, the toe of the rear foot separates from the ground (toe release), and the rear foot floats in the air to enter the swing phase. Next, the knee joint and the hip joint of the foot are bent, and the thigh is raised. As a result, the feet in the swing phase are lifted diagonally upward. At this time, the acceleration data indicates an upward positive value. Next, the knee joint is extended and the foot swings forward. At this time, usually, the toes face obliquely upward with the swing of the feet, and the elevation / depression angle data shows a positive value with respect to the horizontal plane. Then, the foot touches the heel (heel touchdown). Next, the hip joint extends and the thigh rotates, the torso of the wearer moves forward, and the entire sole of the foot touches the ground (plantar touchdown).
これに対して、筋力が低下した例えば高齢者は、膝関節を屈曲させる大腿筋や股関節を屈曲させる大腰筋の力が弱く、遊脚期の足の持ち上がりが小さい。これは遊脚期における上方向の加速度データに反映される。そして、この上方向の加速度データの値が小さければ小さい程、足の持ち上がり量が小さく摺り足に近い歩行状態であることがわかる。また、筋力が低下した高齢者はつま先を持ち上げる下腿三頭筋の力が弱く、足の振り出し時に本来斜め上を向くつま先が、水平もしくは下を向く場合がある。この場合、遊脚期の仰俯角データは0近傍もしくは負の値をとる。尚、遊脚期の上方向の加速度データが小さく、かつ仰俯角データが負の値をとる場合、着用者は足の持ち上げ量が少なく、且つつま先が下を向いていることを意味し、着用者は躓きやすく転倒の危険性が高い歩行状態にあるといえる。 On the other hand, for example, an elderly person whose muscle strength has decreased has a weak force of the thigh muscle for bending the knee joint and the large psoas muscle for bending the hip joint, and the lifting of the foot during the swing phase is small. This is reflected in the upward acceleration data during the swing phase. Then, the smaller the value of the upward acceleration data is, the smaller the lift amount of the foot is, and it is understood that the walking state is closer to the sliding foot. Elderly people with reduced muscular strength have weak triceps muscles to lift the toes, and the toes that are obliquely upward when turning out the feet may be horizontal or downward. In this case, the elevation / depression angle data in the swing phase is near zero or a negative value. When the upward acceleration data in the swing leg period is small and the elevation / depression angle data has a negative value, the wearer wears a small amount of foot, and the toe is facing down, and the wearer wears it. It can be said that the person is in a walking state in which the person easily trips and the risk of falling is high.
上記のように、特に高齢者の歩行状態を確認するにあたり、遊脚期の加速度データと仰俯角データが特に重要といえる。よって、歩行時の遊脚期を判別してデータの取得を行うことが好ましい。この遊脚期の判別は、前述のように圧力センサを用いて靴12に着用者の体重がかかっているか否か、即ち靴12の接地の有無を判別して行う事が好ましい。そして、計測部30が、踵圧力センサ38aとつま先圧力センサ38bとの双方を有する場合、データ処理部50は踵圧力データとつま先圧力データの両方が予め設定された閾値よりも小さい期間、即ち踵にもつま先にも着用者の体重がかかっていない期間を、遊脚期と判定し、この期間の上方向の加速度データを足の持ち上がり量とし、仰俯角データを遊脚時のつま先の角度とする。尚、遊脚期の判定は踵圧力センサ38a、つま先圧力センサ38bのいずれか一方のみを用いても可能である。ただし、踵圧力センサ38aのみの場合、踵離地から足指離地までの間も遊脚期と判定される。また、つま先圧力センサ38bのみの場合、踵接地から足底接地までの間も遊脚期と判定される。よって、この部分のデータが遊脚期の歩行状態のデータとして認識されないよう除外する必要がある。
As described above, particularly in confirming the walking state of the elderly, it can be said that the acceleration data and the elevation / depression angle data during the swing phase are particularly important. Therefore, it is preferable to obtain the data by determining the swing phase during walking. It is preferable that the determination of the swing leg period be made by determining whether or not the wearer's weight is applied to the
尚、踵圧力センサ38aを備えた構成では、踵接地時の仰俯角データにより、踵接地時のつま先の方向を取得することができる。これは、着用者が踵から接地しているか摺り足状態で接地しているかの判定要因の一つとなる。また、踵圧力センサ38aとつま先圧力センサ38bの両方を備えた構成では、踵圧力データとつま先圧力データの数値から、着用者の離地時、接地時の接地状態、即ち、つま先で離地し、踵で接地しているかの歩行状態のデータをさらに詳しく取得することができる。また、この構成では踵離地時、足指離地時、踵接地時を判別することが可能となり、このときの仰俯角データにより、踵離地時、足指離地時、踵接地時のつま先の方向を取得することができる。これにより、着用者の摺り足の状態を詳細に把握することができる。また、つま先圧力センサ38bを備えた構成では、足指離地時のつま先圧力データの数値で足の振り出し時の力、即ち足の振り出しの速度を間接的に取得することができる。これは、着用者の筋力レベルの判定要因の一つとなる。そして、データ処理部50はこれらのデータを歩行状態のデータの一部として取得することで、着用者の歩行状態をより詳細に表すことができる。
In the configuration including the
また、圧力センサにより遊脚期を判定する構成では、この遊脚期をカウントすることで計測部30の歩数(着用者の片足の歩数)を取得することができる。そして、この構成では位置情報取得部36が取得する位置情報から着用者の歩幅を算出することができる。例えば、位置情報取得部36は自身(着用者)の位置情報を所定の時間間隔、例えば5sec毎に取得してデータ処理部50に送信する。データ処理部50は取得した位置情報間の直線距離を積算して所定の期間の移動量とする。また、データ処理部50は計測部30から取得した圧力データから遊脚期を判別し、この期間の歩数をカウントする。そして、前述の所定の期間の移動量をこの期間の歩数で除する。これにより、着用者の歩幅(平均値)を取得することができる。さらに、位置情報取得部36を備えた構成では、上記の移動量を時間で除することで着用者の歩行速度を取得することができる。データ処理部50はこれらのデータを歩行状態のデータの一部として取得することで、着用者の歩行状態をより詳細に表すことができる。
In the configuration in which the swing leg period is determined by the pressure sensor, the number of steps (the number of steps of one leg of the wearer) of the measuring
次に、データ処理部50の動作を説明する。尚、データ処理部50が携帯端末の場合には、計測部30からの各データ(加速度データ、仰俯角データ、圧力データ、位置情報等)を一旦記録して、適宜、自身やコンピュータの記録媒体、オンラインストレージ等に送信して蓄積し、後日、パーソナルコンピュータや携帯端末上で処理を行う事が好ましい。
Next, the operation of the
データ処理部50が行う処理としては、例えば、取得した加速度データ、仰俯角データをそのまま歩行状態のデータとして時系列でグラフ化し表示することが挙げられる。このとき、予め記録されている筋力が十分な人の歩行時の加速度データ、仰俯角データのグラフを比較表示することが好ましい。またこのとき、例えば遊脚期の加速度データ、仰俯角データや、歩幅、歩行速度、各時点でのつま先の角度(摺り足しの状態)その他を数値やイメージ画像等で表示しても良い。そして、着用者もしくは評価者は、これらのグラフ等を確認し着用者の歩行状態を評価する。
The processing performed by the
また、データ処理部50は特定のデータを予め設定された複数の閾値でランク分けし、そのランクと対応した評価結果、注意事項、運動指導等を表示するようにしても良い。また、予め設定されている複数の歩行状態のデータモデルに着用者の歩行状態のデータを当てはめて、最も近い歩行状態のデータモデルと対応した評価結果、注意事項、運動指導等を表示するようにしても良い。
Further, the
そして、着用者もしくは評価者はこれらの表示内容を確認して、着用者の歩行状態を把握し、着用者の下肢機能(筋力等)の低下の度合を推測や診断する。そして、転倒に対する注意喚起や運動指導、リハビリテーションの指針設定等に利用する。 Then, the wearer or the evaluator confirms the displayed contents, grasps the walking state of the wearer, and estimates or diagnoses the degree of decrease in the lower limb function (muscle strength or the like) of the wearer. Then, it is used for alerting against falling, guidance for exercise, setting guidelines for rehabilitation, and the like.
以上のように、本発明に係る歩行状態測定装置80は、着用者の歩行状態を測定する計測部30を靴12の中敷とする。このため、着用者が履き慣れた靴12で測定を行うことが可能となる。また、靴12が摩耗した場合でも計測部30を移し替えることができ、経済的負担を軽減することができる。さらに、計測部30を使い回すことで、1台の計測部30で複数の人の歩行状態の測定を行うことができる。
As described above, in the walking
また、本発明に係る歩行状態測定装置80は、着用者の足の上下方向の加速度データと足のつま先の仰俯角データとを取得する。これらのデータは特に高齢者等の摺り足状態の評価に有効なデータとなる。これにより、着用者の下肢機能(筋力等)の低下の度合を推測や診断することができる。そして、転倒に対する注意喚起や運動指導、リハビリテーションの指針設定等を行うことができる。
In addition, the walking
尚、本例で示した計測部30の各部の構成、機構、デザイン、使用する各センサ、取得データ等は一例であり、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
Note that the configuration, mechanism, design, each sensor used, acquired data, and the like of each unit of the measuring
12 靴
24 平型コイル
30 計測部
32 歩行情報取得部
34 通信部
36 位置情報取得部
38a 踵圧力センサ
38b つま先圧力センサ
42 収納層
42a 部材収容部
44 カバー層
46a 上部緩衝層
46b 下部緩衝層
50 データ処理部
80 歩行状態測定装置
12 shoes
24 Flat coil
30 Measurement unit
32 Walking information acquisition unit
34 Communication unit
36 Location information acquisition unit
38a Heel pressure sensor
38b Toe pressure sensor
42 storage layers
42a Member storage section
44 cover layer
46a Upper buffer layer
46b Lower buffer layer
50 Data processing unit
80 Walking state measuring device
Claims (6)
前記加速度データと仰俯角データとを受信して着用者の歩行状態のデータを取得するデータ処理部と、を有することを特徴とする歩行状態測定装置。 A walking information acquisition unit formed as a shoe insole, for acquiring vertical acceleration data of the wearer's foot and elevation / depression angle data of the toe of the wearer, and a communication unit for wirelessly transmitting the acceleration data and the elevation / depression angle data. A measuring unit having:
A walking state measuring device, comprising: a data processing unit that receives the acceleration data and the elevation / depression angle data to obtain data of a walking state of the wearer.
データ処理部が、前記圧力データに基づいて足が接地していない遊脚期を判別することを特徴とする請求項1記載の歩行状態測定装置。 The measurement unit further includes a pressure sensor that acquires pressure data applied to the sole, and the communication unit further transmits the pressure data,
The walking state measuring device according to claim 1, wherein the data processing unit determines a swing leg period in which the foot is not touching the ground based on the pressure data.
データ処理部が、前記位置情報から所定の期間の移動量を取得するとともに、前記圧力データに基づいて前記所定の期間における計測部の歩数を取得し、前記移動量を前記歩数で除することで着用者の歩幅を算出することを特徴とする請求項2に記載の歩行状態測定装置。 The measurement unit further has a position information acquisition unit for acquiring its own position information, and the communication unit further transmits the position information,
The data processing unit obtains the movement amount for a predetermined period from the position information, obtains the number of steps of the measurement unit in the predetermined period based on the pressure data, and divides the movement amount by the number of steps. The walking state measuring device according to claim 2, wherein the step of the wearer is calculated.
データ処理部が、前記踵圧力データとつま先圧力データとから着用者の足の接地状態を取得することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の歩行状態測定装置。 The pressure sensor is configured with a heel pressure sensor that acquires heel pressure data applied to the heel of the measurement unit, and a toe pressure sensor that acquires toe pressure data applied to the toe of the measurement unit,
The walking state measuring device according to claim 2 or 3, wherein the data processing unit acquires a contact state of a wearer's foot from the heel pressure data and the toe pressure data.
前記部材収容部内に少なくとも歩行情報取得部と通信部とを収容することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の歩行状態測定装置。 The measurement unit includes a storage layer formed of a hard member, a member storage unit provided at least on an arch portion of the storage layer, and a member storage unit formed of a hard member and fixed to an upper surface of the storage layer. A cover layer covering the portion, an upper buffer layer fixed to the upper surface of the cover layer and made of a flexible material, and a lower buffer layer fixed to the lower surface of the storage layer and made of a flexible material. ,
The walking state measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein at least a walking information acquisition unit and a communication unit are accommodated in the member accommodation unit.
前記平型コイルは外部電源と接続した給電コイルとの間の電磁誘導により前記二次電池を充電することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の歩行状態測定装置。 The measuring unit includes a chargeable secondary battery and a flat coil that charges the secondary battery,
The walking state measuring device according to any one of claims 1 to 5, wherein the flat coil charges the secondary battery by electromagnetic induction between the power supply coil and an external power supply.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111513425A (en) * | 2020-06-04 | 2020-08-11 | 厉晨宇 | Detecting insole and walking posture adjusting system |
WO2020195371A1 (en) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 日本電気株式会社 | Insole-type electronic device and method for manufacturing insole-type electronic device |
CN113729693A (en) * | 2021-09-17 | 2021-12-03 | 平安国际智慧城市科技股份有限公司 | Artificial intelligence-based exercise intensity detection method, device, equipment and medium |
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2018
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