CN117322694A - 手套和行动判定系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种手套和行动判定系统。手套(10)是具备静电电容式的传感器的手套,在手套(10)的材料中加入有导电性线,所述导电性线作为根据彼此相邻的导电性线间的静电电容的变化来探测施加于加入有该导电性线的区域的压力变化的所述传感器而发挥功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种手套和行动判定系统。
背景技术
已知有以下一种技术:例如,如专利文献1所示,通过在手套等服装上缝上导电织物,来设为探测在人的身体与导电织物之间产生的电容量的变化的静电电容传感器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2013-534833号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,在专利文献1中没有公开如下的结构:在材料中加入导电性线,根据由于彼此相邻的导电性线相接近而产生的静电电容的变化来探测压力变化。
本发明的一个方式的目的在于提供一种能够探测压力变化的新颖结构的手套和行动判定系统。
用于解决问题的方案
为了解决上述的问题,本发明的一个方式所涉及的手套是具备静电电容式的传感器的手套。关于该手套,在手套的材料中加入有导电性线。导电性线作为根据彼此相邻的导电性线间的静电电容的变化来探测施加于加入有该导电性线的区域的压力变化的传感器而发挥功能。
另外,为了解决上述的问题,本发明的一个方式所涉及的行动判定系统包括手套、加速度传感器以及控制器。手套具备静电电容式传感器。加速度传感器是探测用户的上肢的动作的传感器,佩戴于用户的上肢。控制器执行判定与用户的上肢有关的行动的判定处理。判定处理根据由手套的传感器探测出的压力变化和由所述加速度传感器探测出的用户的上肢的加速度变化来进行。
发明的效果
根据本发明的一个方式,能够提供一种能够探测压力变化的新颖结构的手套和行动判定系统。
附图说明
图1是示出本公开的实施方式1所涉及的手套的结构的概要图。
图2是示出本公开的实施方式2所涉及的行动判定系统的结构的框图。
图3是示出图2所示的行动判定系统的概要的图。
图4是示出本公开的实施方式3所涉及的行动判定系统的结构的框图。
图5是示出图4所示的行动判定系统的概要的图。
具体实施方式
〔本公开的实施方式的概要〕
首先,对本公开的实施方式的概要进行说明。
(项目1)
一种手套,具备静电电容式的传感器,其特征在于,
在所述手套的材料中加入有导电性线,
所述导电性线作为根据彼此相邻的导电性线间的静电电容的变化来探测施加于加入有该导电性线的区域的压力变化的所述传感器而发挥功能。
(项目2)
根据项目1所记载的手套,其特征在于,
所述导电性线被加入在用户的手指、手掌以及手背中的至少一者所接触的区域中的、与对用户的手施加压力的部分对应的位置。
(项目3)
根据项目1或2所记载的手套,其特征在于,
还具备向外部的装置发送与由所述传感器探测出的压力变化有关的数据的发送部,
所述发送部能够相对于所述手套进行拆卸。
(项目4)
一种行动判定系统,其特征在于,包括:
根据项目1至3中的任一项所记载的手套;
加速度传感器,其佩戴于用户的上肢,探测所述用户的上肢的动作;以及
控制器,
其中,所述控制器执行根据由所述手套的所述传感器探测出的压力变化和由所述加速度传感器探测出的所述用户的上肢的加速度变化来判定与所述用户的上肢有关的行动的判定处理。
(项目5)
根据项目4所记载的行动判定系统,其特征在于,
还包括测定从所述用户的下肢受到的外力的外力测定部,
所述控制器在所述判定处理中根据所述判定出的与所述用户的上肢有关的行动和由所述外力测定部测定出的外力,进一步判定与所述用户的全身有关的行动。
(项目6)
根据项目5所记载的行动判定系统,其特征在于,
所述外力测定部为测定从所述用户受到的荷重的测力板。
(项目7)
根据项目5所记载的行动判定系统,其特征在于,
所述外力测定部为具备测定从所述用户受到的压力的压力传感器的鞋袜类穿着物。
〔本公开的实施方式的例示〕
下面,参照附图来详细地说明本公开的实施方式。此外,在附图的说明中,对相同的要素标注相同的附图标记,并省略重复的说明。在下面的各实施方式中,以拳击比赛为例进行说明。
〔实施方式1〕
对本公开的实施方式1所涉及的手套的结构进行说明。图1是示出手套10的结构的概要图。
手套10是用于探测用户Us的手UsH的动作的手套。在图1所示的例子中,手套10是拳击用的手套。手套10与外部的装置进行无线方式的通信。此外,手套10也可以通过有线方式来与外部的装置进行通信。
手套10由手套主体11和发送部12构成。在手套主体11的材料中加入有导电性线。当对加入有该导电性线的区域施加压力时,彼此相邻的导电性线间的静电电容变化。即,导电性线作为压力传感器13而发挥功能。
如果更详细地进行说明,则压力传感器13为静电电容式的传感器。当对手套主体11施加压力时,手套主体11产生变形,彼此相邻的导电性线相接近。当彼此相邻的导电性线接近时,导电性线间的静电电容产生变化。压力传感器13通过探测静电电容的变化,来探测施加于手套主体11的压力。通过压力传感器13探测用户Us的手UsH的动作。
导电性线被加入到用户Us的手指、手掌以及手背中的至少一者所接触的区域中的、与对用户Us的手UsH施加压力的部分对应的位置。即,在与对用户Us的手UsH施加压力的部分对应的位置配置压力传感器13。在图1所示的例子中,假定为当在用户Us佩戴手套10的状态下对对象物进行打击时对用户Us的手UsH的区域R1施加压力。区域R1在手UsH的手背侧,是相当于手UsH的各个手指的指根部分的区域。在手套10,与手UsH的区域R1对应地配置有多个压力传感器13。
根据上述的结构,在手套10的与对用户Us的手UsH施加压力的部分对应的位置加入有导电性线,因此该位置被配置压力传感器13。因此,能够更详细地探测用户Us的手UsH的压力变化。由此,能够以更接近现实的状态探测用户Us的手UsH的动作。
发送部12向外部的装置发送与由压力传感器13探测出的压力变化有关的输出信号。发送部12具有用于与外部的装置进行通信的接口。发送部12安装于手套主体11的手腕侧,能够相对于手套主体11进行拆卸。
根据上述的结构,能够将发送部12与手套主体11分离。因此,在手套10脏了时,能够仅洗涤手套主体11。由此,能够减少在将手套10戴在手UsH上时给用户Us带来的不舒适感。
〔实施方式2〕
下面,参照图2和图3来对本公开的其它实施方式进行说明。图2是示出行动判定系统1的结构的框图。图3是示出图2所示的行动判定系统1的概要的图。本实施方式是判定与用户Us的上肢有关的行动的行动判定系统的例示。
此外,在下面的说明中,规定图3所示那样的X轴、Y轴、Z轴这三个方向的坐标轴来进行说明。在此,在本实施方式中,Z轴是与相对于用户Us站立的地板面F正交的方向平行的轴,X轴是与Z轴正交的轴,Y轴是与X轴及Z轴正交的轴。将X轴方向设为相对于对象物A而言朝向左右方向的方向且将Y轴方向设为相对于对象物A而言朝向前后方向的方向来进行说明。
[行动判定系统1的概要]
如图2和图3所示,行动判定系统1包括手套10、臂带20以及控制器30。手套10和臂带20以能够与控制器30通过无线方式进行通信的方式构成。此外,手套10和臂带20也可以是通过有线方式与控制器30进行通信的结构。
手套10具备第一处理器14、通信IF 15以及压力传感器13。第一处理器14、通信IF15以及压力传感器13经由总线17相互连接。
第一处理器14向控制器30发送与由压力传感器13探测出的压力变化有关的输出信号。作为第一处理器14的例子,能够列举CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、GPU(Graphic Processing Unit:图形处理单元)等。后述的第二处理器21的结构也与第一处理器14的结构同样。
通信IF 15是与控制器30进行无线方式的通信的接口。无线方式的通信能够按照Bluetooth(注册商标)、红外线通信或无线LAN等公知的标准来执行。此外,通信IF 15也可以利用各种公知的网络进行通信。另外,通信IF 15也可以与控制器30进行有线方式的通信。后述的通信IF 22的结构也与通信IF 15的结构同样。
<臂带>
臂带20佩戴于用户Us的上肢,探测用户Us的上肢的动作。臂带20具备第二处理器21、通信IF 22以及加速度传感器23。第二处理器21、通信IF 22以及加速度传感器23经由总线24相互连接。
加速度传感器23是从X轴、Y轴以及Z轴探测三个轴方向的加速度的传感器。用户Us的上肢的动作基于由加速度传感器23探测出的加速度来探测。第二处理器21经由通信IF22向控制器30发送与由加速度传感器23探测出的加速度变化有关的输出信号。
<控制器>
控制器30是接收来自手套10的压力传感器13和臂带20的加速度传感器23的输出信号并根据该输出信号来综合地判定与用户Us的上肢有关的行动的装置。
控制器30例如通过个人计算机(PC)、或PLC(programmable logic controller:可编程逻辑控制器)等实现。控制器30包括例如CPU、GPU等处理器、例如ROM(Read OnlyMemory:只读存储器)、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等存储器、以及用于与各种设备进行通信的接口。
[行动判定系统1的动作流程]
控制器30根据由臂带20的加速度传感器23探测出的加速度变化和由手套10的压力传感器13探测出的压力变化,来综合地判定用户Us的上肢的行动。更详细地说,控制器30根据由加速度传感器23探测出的加速度变化,来判定用户Us的上半身的行动的种类(上肢的屈伸等)。控制器30根据由压力传感器13探测出的压力变化,来判定用户Us的上肢的行动的种类、上肢的行动的正确性和/或用户Us的手UsH的行动的种类。在本实施方式中,控制器30通过臂带20来判定作为用户Us的上肢的行动的出拳的种类(直拳、钩拳等)。另外,控制器30通过手套10来判定出拳的正确性和出拳的强度。此外,在本申请中,设为“行动的判定”包括(i)行动的种类、(ii)行动的正确性、以及(iii)行动的强度。
根据上述的结构,将由臂带20的加速度传感器23探测出的上肢的加速度变化和由手套10的压力传感器13探测出的压力变化进行组合,由此能够更详细地判定用户Us的上肢的行动。由此,能够判定更接近现实的上肢的行动。
〔实施方式3〕
下面,参照图4和图5来对本公开的其它实施方式进行说明。图4是示出行动判定系统1A的结构的框图。图5是示出图4所示的行动判定系统1A的概要的图。实施方式3所涉及的行动判定系统1A除了具备实施方式2的结构以外,还具备作为测定从用户Us的下肢受到的外力的外力测定部的一例的测力板。本实施方式是判定与用户的全身有关的行动的行动判定系统的例示。
在此,在本实施方式中,如图5所示,Z轴是与相对于用户Us站立的测力板40的面40A正交的方向平行的轴,X轴是与Z轴正交的轴,Y轴是与X轴及Z轴正交的轴。将X轴方向设为相对于对象物A而言朝向左右方向的方向且将Y轴方向设为相对于对象物A而言朝向前后方向的方向来进行说明。
[行动判定系统1A的概要]
如图4和图5所示,行动判定系统1A包括手套10、臂带20、控制器30以及测力板40。测力板40以能够与控制器30通过无线方式进行通信的方式构成。此外,测力板40也可以是通过有线方式来与控制器30进行通信的结构。
<测力板>
测力板40测定作为从测力板40上的用户Us受到的外力的荷重。如图4所示,测力板40具备第三处理器41、通信IF 42以及力觉传感器43。第三处理器41、通信IF 42以及力觉传感器43经由总线44相互连接。第三处理器41的结构与第一处理器14的结构同样。通信IF 42的结构与通信IF 15的结构同样。
在本实施方式中,作为力觉传感器43,使用6轴力觉传感器。力觉传感器43探测作用于测力板40的X轴方向的力FX、Y轴方向的力FY、Z轴方向的力FZ、绕X轴的力矩MX、绕Y轴的力矩MY以及绕Z轴的力矩MZ。
力觉传感器43配置于矩形状的测力板40的四个角。通过力觉传感器43来测定从测力板40上的用户Us受到的荷重和力矩。第三处理器41经由通信IF 42向控制器30发送与由力觉传感器43探测出的荷重变化以及力矩变化有关的输出信号。
[行动判定系统1A的动作流程]
控制器30根据由测力板40的力觉传感器43探测出的荷重和力矩来判定用户Us的下肢的行动。控制器30根据由力觉传感器43测定出的荷重来计算作用于用户Us的脚的压力的压力中心。由此探测用户Us的重心位置。另外,控制器30根据由力觉传感器43探测出的力矩,来计算作用于用户Us的脚的力矩。更详细地说,计算相对于用户Us所在的测力板40的面40A正交的方向(图5的Z轴方向)的力矩。由此探测用户Us的脚的动作的方向。根据计算出的脚的压力中心和力矩,来判定用户Us的下肢的行动的种类(走、跑、跳等)、以及用户Us的下肢的行动的强度(踏入(日语:踏み込み)程度、跳跃力等)。在本实施方式中,通过测力板40来探测用户Us进行出拳时的踏入强度和下半身的姿势。
控制器30根据由臂带20的加速度传感器23探测的加速度变化、由手套10的压力传感器13探测的压力变化以及由测力板40的力觉传感器43测定出的荷重,来判定与用户Us的全身有关的行动。例如,在本实施方式中,能够探测用户Us进行出拳时的全身的姿势和全身的施力方式。
根据上述的结构,将由臂带20的加速度传感器23探测的加速度变化、由手套10的压力传感器13探测的压力变化以及由测力板40的力觉传感器43测定的荷重变化进行组合,由此能够综合地判定用户Us的全身的行动。由此,能够判定更接近现实的全身的行动。
〔实施方式4〕
下面,对本公开的其它实施方式进行说明。在上述的实施方式3中,通过测力板40进行从用户Us受到的外力的测定,但是也可以使用配置有压力传感器的鞋袜类穿着物来代替测力板40。鞋袜类穿着物是外力测定部的一例。
鞋袜类穿着物穿在用户Us的下肢。作为鞋袜类穿着物,例如能够列举室内靴、袜子、鞋等。另外,鞋袜类穿着物不限于室内用,也可以为室外用。在本实施方式中,以室内用的室内靴为例进行说明。
室内靴测定作为从使用室内靴的用户Us的下肢受到的外力的压力。室内靴与控制器30进行无线方式的通信。此外,室内靴也可以通过有线方式与控制器30进行通信。室内靴具备第四处理器、通信IF以及压力传感器。
第四处理器、通信IF以及压力传感器经由总线相互连接。压力传感器配置于室内靴的靴子里面(鞋底部分)。压力传感器与用户Us的脚趾和脚底的施加压力的部分对应地配置于室内靴。通过压力传感器来测定从用户Us的下肢受到的压力。第四处理器经由通信IF向控制器30发送来自压力传感器的输出信号。
控制器30接收来自臂带20的加速度传感器23、手套10的压力传感器13以及室内靴的压力传感器的输出信号,并根据该输出信号来综合地判定与用户Us的全身有关的行动。
控制器30根据由臂带20的加速度传感器23探测的加速度变化、由手套10的压力传感器13探测的压力变化以及由鞋袜类穿着物的压力传感器测定出的压力,来判定与用户Us的全身有关的行动。例如,在本实施方式中,能够探测用户Us进行出拳时的全身的姿势和全身的施力方式。
根据上述的结构,将由臂带20的加速度传感器23探测的加速度变化、由手套10的压力传感器13探测的压力变化以及由鞋袜类穿着物的压力传感器探测的压力变化进行组合,由此能够综合地判定用户Us的全身的行动。由此,能够判定更接近现实的全身的行动。
此外,在本实施方式中,限定了配置于室内靴的压力传感器的位置,但是不限于此。也可以在室内靴的与用户Us的脚背部分、或脚后跟部分对应的位置配置有压力传感器。配置压力传感器的位置能够根据鞋袜类穿着物的使用目的来适当地变更。
〔其它实施方式〕
此外,本公开所涉及的行动判定系统不限于如上述的实施方式那样是与比赛有关的系统。本公开所涉及的行动判定系统也可以用于与其它领域中的人或动物的上半身有关的行动的判定和/或将其它领域中的人或动物的上半身的行动与下半身的行动组合而得到的与全身有关的行动的判定。例如能够列举运动、看护、或医疗(特别是康复锻炼)等领域。
此外,本公开所涉及的手套不限于上述的实施方式所记载的拳击用的手套。本公开所涉及的手套只要是能够戴在用户Us的手上的纤维制和/或皮革制的手套即可。另外,本公开所涉及的手套也可以是用户Us的手的一部分露出在外部那样的结构。
此外,在上述的实施方式中,限定了配置于手套10的压力传感器13的位置,但是不限于此。也可以在手套10的与用户Us的手背部分对应的位置或、与手掌部分对应的位置配置有压力传感器13。配置压力传感器13的位置能够根据手套的使用目的来适当地变更。
〔附记事项〕
本公开并不限定于上述的各实施方式,能够在权利要求所示的范围内进行各种变更,将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当地组合所得到的实施方式也包括在本公开的技术范围内。
附图标记说明
1、1A:行动判定系统;10:手套;20:臂带;30:控制器;40:测力板。
Claims (7)
1.一种手套,具备静电电容式的传感器,其特征在于,
在所述手套的材料中加入有导电性线,
所述导电性线作为根据彼此相邻的导电性线间的静电电容的变化来探测施加于加入有该导电性线的区域的压力变化的所述传感器而发挥功能。
2.根据权利要求1所述的手套,其特征在于,
所述导电性线被加入在用户的手指、手掌以及手背中的至少一者所接触的区域中的、与对用户的手施加压力的部分对应的位置。
3.根据权利要求1或2所述的手套,其特征在于,
还具备向外部的装置发送与由所述传感器探测出的压力变化有关的数据的发送部,
所述发送部能够相对于所述手套进行拆卸。
4.一种行动判定系统,其特征在于,包括:
根据权利要求1至3中的任一项所述的手套;
加速度传感器,其佩戴于用户的上肢,探测所述用户的上肢的动作;以及
控制器,
其中,所述控制器执行根据由所述手套的所述传感器探测出的压力变化和由所述加速度传感器探测出的所述用户的上肢的加速度变化来判定与所述用户的上肢有关的行动的判定处理。
5.根据权利要求4所述的行动判定系统,其特征在于,
还包括测定从所述用户的下肢受到的外力的外力测定部,
所述控制器在所述判定处理中根据所述判定出的与所述用户的上肢有关的行动和由所述外力测定部测定出的外力,进一步判定与所述用户的全身有关的行动。
6.根据权利要求5所述的行动判定系统,其特征在于,
所述外力测定部为测定从所述用户受到的荷重的测力板。
7.根据权利要求5所述的行动判定系统,其特征在于,
所述外力测定部为具备测定从所述用户受到的压力的压力传感器的鞋袜类穿着物。
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