JP2001029329A - 床反力計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 床反力計測装置として、荷重（力）と重心
（位置）と分布（形状）が同時かつ高精度に測定できる
ようにする。 【解決手段】 被験者による床に対する反力を計測する
床反力計測装置であって、複数並べられて被験者が乗る
フォースプレートと、被験者によるフォースプレートに
対する反力を計測する反力計測手段と、フォースプレー
ト上面に重ねて設けられ、被験者によるフォースプレー
トに対する反力の分布形状を計測する分布形状計測シー
トと、反力計測手段により計測された反力データ及び分
布形状計測シートにより計測された分布形状データに基
づく解析データを出力する出力手段と、を備える。被験
者の動的な変化状態の床反力とその分布状態または分布
圧力を計測して、動的変化に基づく解析データを出力す
る。表示装置に、分布形状計測シートにより計測された
反力分布形状の軌跡と、反力計測手段により計測された
反力データの解析に基づく反力中心の軌跡と、が表示さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平衡機能検査、整
形外科、リハビリテーション医学、スポーツ医学分野に
おいて、被験者の床に対する反力を計測することによ
り、被験者の直立姿勢時の重心動揺計測もしくは被験者
の歩行等の運動時のバランスや運動機能等の解析に用い
られる床反力計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】めまい、平衡障害の診断において中心と
なる平衡機能検査や、リハビリテーション医学、体育・
スポーツ医学等の分野では、直立姿勢時における身体動
揺を重心の揺動として記録する重心動揺計(Stabilomete
r)が用いられている。この重心動揺計は、直立姿勢時に
おける身体動揺を重心の動揺として計測し、その計測デ
ータより動揺パターンの特徴、性質、方向等を解析、把
握するものであり、その解析結果から平衡機能や神経機
能等の病巣診断、あるいは、リハビリテーションによる
平衡機能や神経機能の回復状況等を極めて客観的に判
断、把握することができる。

【０００３】そして、重心動揺計を用いた平衡機能検査
等においては、開眼時の閉眼時との異なる状態における
被験者の重心動揺測定を行う。その測定の際、重心動揺
計では、フォースプレート（検出台）の上で直立姿勢を
保つ被験体の荷重情報を複数の荷重検出センサ（ロード
セル）により計測し、その複数の荷重検出センサにより
計測された荷重情報に基づいて、被験体の反力中心（動
揺中心）位置を算出する。

【０００４】以上の重心動揺計は、複数のロードセルに
より被験者によるフォースプレートに対する垂直方向の
反力を計測するものであるが、重心動揺計と同様に、リ
ハビリテーション医学、体育・スポーツ医学等の分野で
用いられる装置として床反力計が知られている。この床
反力計においては、垂直方向の反力である荷重を検出す
るロードセルに代えて、例えば、周知の三分力ロードセ
ルが用いられている。この三分力ロードセルは、フォー
スプレートに作用する反力のフォースプレート上面の面
方向に沿った直交する二軸（以下、Ｘ軸及びＹ軸とす
る）の各方向の分力を検出するＸ軸方向分力検出器とＹ
軸方向分力検出器と、フォースプレート上面に対して垂
直な軸（以下、Ｚ軸とする）方向の分力を検出するＺ軸
方向分力検出器とを備えている。このような三分力ロー
ドセルを備える床反力計は、各三分力ロードセルの各分
力検出器からの検出結果や、各軸回りのモーメントの情
報により、運動時における体重配分、駆動力や制動力、
体重の移行性、捻転力、歩行時の歩幅や歩行速度等を測
定できるようになっている。

【０００５】また、歩行パターンを測定するため、床の
上にセットする薄い分布形状センサシートがある。そし
て、最近では、歩行パターンと足底圧をリアルタイムに
測定するため、圧力分布センサシートが知られている。
この圧力分布センサシートによれば、床の上にセット
し、その上を被験者が歩くことで、歩行時の時間パラメ
ータ（重複歩時間、両足接地時間、１歩時間、遊脚時
間）、距離パラメータ（重複歩幅、歩幅、歩隔）、床反
力（重力成分）が測定できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、分布形状セン
サシートでは、作用する荷重の分布形状は得られるが、
その荷重（力）及び重心（位置）を認識できず、また、
圧力分布センサシートによっても、重心（位置）の測定
が不正確であり、従来は高精度な測定結果が得られない
といった問題があった。また、フォースプレートのみで
は、床反力の分布形状が認識できなかった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、荷重（力）と重
心（位置）と分布（形状）が同時かつ高精度に測定でき
る床反力計測装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
請求項１記載の発明は、被験者による床に対する反力を
計測する床反力計測装置であって、被験者が乗るフォー
スプレート（１０，２０，３０）と、被験者によるフォ
ースプレートに対する反力を計測する反力計測手段（１
３，２３，３３）と、フォースプレート上面に重ねて設
けられ、被験者によるフォースプレートに対する反力の
分布形状を計測する分布形状計測シート（１５，２５，
３５）と、反力計測手段により計測された反力データ及
び分布形状計測シートにより計測された分布形状データ
に基づく解析データを出力する出力手段（４５，４６）
と、を備えた構成、を特徴としている。

【０００９】ここで、床反力計測装置としては、重心動
揺計と床反力計を用いたものが挙げられる。フォースプ
レートは、重心動揺計や床反力計に用いられる。反力計
測手段としては、重心動揺計の場合に３個または４個の
ロードセルが挙げられ、床反力計の場合に４個の三分力
ロードセルが挙げられるが、ロードセルの個数及び種類
は任意である。分布形状計測シートとしては、平行に配
置された上下二枚のフィルム基板にマトリクス状の電極
接点部を有するものが挙げられる。出力手段としては、
印字装置及び／または表示装置が挙げられる。

【００１０】以上のように、請求項１記載の発明によれ
ば、被験者によるフォースプレートに対する反力を計測
する反力計測手段を備えた床反力計測装置なので、フォ
ースプレートに乗る被験者の床反力を高精度に測定でき
ることに加え、フォースプレート上面に重ねて設けた分
布形状計測シートにより分布形状を計測でき、従って、
出力手段によって、計測された反力データ及び分布形状
データに基づく高精度の解析データ、即ち、荷重（力）
と重心（位置）と分布（形状）の全てが同時に得られ
る。

【００１１】また、請求項２記載の発明は、被験者によ
る床に対する反力を計測する床反力計測装置であって、
被験者が乗るフォースプレート（１０，２０，３０）
と、被験者によるフォースプレートに対する反力を計測
する反力計測手段（１３，２３，３３）と、フォースプ
レート上面に重ねて設けられ、被験者によるフォースプ
レートに対する反力の分布圧力を計測する分布圧力計測
シート（１５，２５，３５）と、反力計測手段により計
測された反力データ及び分布圧力計測シートにより計測
された分布圧力データに基づく解析データを出力する出
力手段（４５，４６）と、を備えた構成、を特徴として
いる。例えば、分布反力計測シートとしては、平行に配
置された上下二枚のフィルム基板にマトリクス状の電極
接点部及び感圧導電層を有するものが挙げられる。

【００１２】このように、請求項２記載の発明によれ
ば、被験者によるフォースプレートに対する反力を計測
する反力計測手段を備えた床反力計測装置なので、フォ
ースプレートに乗る被験者の床反力を高精度に測定でき
ることに加え、フォースプレート上面に重ねて設けた分
布圧力計測シートにより分布圧力を計測でき、従って、
出力手段によって、計測された反力データ及び分布圧力
データに基づく高精度の解析データ、即ち、荷重（力）
と重心（位置）と分布（形状）及びその分布圧力の全て
が同時に得られる。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の床反力計測装置であって、分布形状計測シート
（７５，８５）または分布圧力計測シート（７５，８
５）を上面に有するフォースプレート（７０，８０）
が、階段、傾斜面、曲面等の検査台（５０，６０）に載
せて用いられる構成、を特徴としている。

【００１４】このように、請求項３記載の発明によれ
ば、請求項１記載の分布形状計測シートまたは請求項２
記載の分布圧力計測シートを上面に有するフォースプレ
ートが、階段、傾斜面、曲面等の検査台に載せて用いら
れる床反力計測装置なので、被験者が階段、傾斜面、曲
面等に乗った状態で行う所望の検査状況に応じた解析デ
ータが高精度に得られる。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１、２また
は３記載の床反力計測装置であって、分布形状計測シー
ト（７５，８５）または分布圧力計測シート（７５，８
５）を上面に有するフォースプレート（７０，８０）が
複数並べて形成され、被験者の動的な変化状態の床反力
とその分布状態または分布圧力を計測して、動的変化に
基づく解析データを出力する構成、を特徴としている。

【００１６】このように、請求項４記載の発明によれ
ば、請求項１または３記載の分布形状計測シート、また
は、請求項２または３記載の分布圧力計測シートを上面
に有する請求項１、２または３記載のフォースプレート
を複数並べた床反力計測装置とすることで、被験者の動
的な変化状態の床反力を高精度に計測できるとともに、
その分布状態または分布圧力を計測でき、従って、動的
変化に基づく解析データが高精度に得られる。

【００１７】請求項５記載の発明は、被験者による床に
対する反力を計測する床反力計測装置であって、被験者
が乗る階段、傾斜面、曲面等の検査台（５０，６０）
と、この検査台を載せるフォースプレート（１０，２
０，３０）と、被験者による検査台を介してフォースプ
レートに対する反力を計測する反力計測手段（１３，２
３，３３）と、検査台上面に重ねて設けられ、被験者に
よる検査台に対する反力の分布形状を計測する分布形状
計測シート（５５，６５）と、反力計測手段により計測
された反力データ及び分布形状計測シートにより計測さ
れた分布形状データに基づく解析データを出力する出力
手段（４５，４６）と、を備えた構成、を特徴としてい
る。

【００１８】このように、請求項５記載の発明によれ
ば、被験者による検査台を介してフォースプレートに対
する反力を計測する反力計測手段を備えた床反力計測装
置なので、フォースプレートに載せた検査台に乗る被験
者の床反力を高精度に測定できることに加え、階段、傾
斜面、曲面等の検査台上面に重ねて設けた分布形状計測
シートにより分布形状を計測でき、従って、出力手段に
よって、階段、傾斜面、曲面等の検査台において計測さ
れた反力データ及び分布形状データに基づく高精度の解
析データ、即ち、荷重（力）と重心（位置）と分布（形
状）の全てが同時に得られる。

【００１９】また、請求項６記載の発明は、被験者によ
る床に対する反力を計測する床反力計測装置であって、
被験者が乗る階段、傾斜面、曲面等の検査台（５０，６
０）と、この検査台を載せるフォースプレート（１０，
２０，３０）と、被験者による検査台を介してフォース
プレートに対する反力を計測する反力計測手段（１３，
２３，３３）と、検査台上面に重ねて設けられ、被験者
による検査台に対する反力の分布圧力を計測する分布圧
力計測シート（５５，６５）と、反力計測手段により計
測された反力データ及び分布圧力計測シートにより計測
された分布圧力データに基づく解析データを出力する出
力手段（４５，４６）と、を備えた構成、を特徴として
いる。

【００２０】このように、請求項６記載の発明によれ
ば、被験者による検査台を介してフォースプレートに対
する反力を計測する反力計測手段を備えた床反力計測装
置なので、フォースプレートに載せた検査台に乗る被験
者の床反力を高精度に測定できることに加え、階段、傾
斜面、曲面等の検査台上面に重ねて設けた分布圧力計測
シートにより分布圧力を計測でき、従って、出力手段に
よって、階段、傾斜面、曲面等の検査台において計測さ
れた反力データ及び分布圧力データに基づく高精度の解
析データ、即ち、荷重（力）と重心（位置）と分布（形
状）及びその分布圧力の全てが同時に得られる。

【００２１】また、請求項７記載の発明は、請求項１、
２または３記載の床反力計測装置であって、出力手段
は、分布形状計測シート（１５，２５，３５）により計
測された反力分布形状または分布圧力計測シート（１
５，２５，３５）により計測された反力分布圧力状態
と、反力計測手段（１３，２３，３３）により計測され
た反力データの解析に基づく反力中心と、を表示する表
示装置（４５）である構成、を特徴としている。

【００２２】このように、請求項７記載の発明によれ
ば、請求項１、２または３記載の出力手段が、分布形状
計測シートにより計測された反力分布形状または分布圧
力計測シートにより計測された反力分布圧力状態と、反
力計測手段により計測された反力データの解析に基づく
反力中心と、を表示する表示装置である床反力計測装置
なので、表示装置に反力分布形状または反力分布圧力状
態と反力中心とを表示して、検査時や訓練時に身体機能
を評価できて役立てられる。

【００２３】請求項８記載の発明は、請求項４、５また
は６記載の床反力計測装置であって、出力手段は、分布
形状計測シート（５５，６５，７５，８５）により計測
された反力分布形状または分布圧力計測シート（５５，
６５，７５，８５）により計測された反力分布圧力状態
の軌跡と、反力計測手段（１３，２３，３３）により計
測された反力データの解析に基づく反力中心の軌跡と、
を表示する表示装置（４５）である構成、を特徴として
いる。

【００２４】このように、請求項８記載の発明によれ
ば、請求項４、５または６記載の出力手段が、分布形状
計測シートにより計測された反力分布形状または分布圧
力計測シートにより計測された反力分布圧力状態の軌跡
と、反力計測手段により計測された反力データの解析に
基づく反力中心の軌跡と、を表示する表示装置である床
反力計測装置なので、表示装置に反力分布形状または反
力分布圧力状態の軌跡と反力中心の軌跡とを表示して、
検査時や訓練時に動的な身体機能を評価できて役立てら
れる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る床反力計測
装置の実施の形態例を図１から図１７に基づいて説明す
る。

【００２６】＜第１の実施の形態例＞先ず、図１は本発
明を適用した第１の実施の形態例としての床反力計測装
置を示す斜視図で、図中、１０はフォースプレート、１
１はプラットフォーム、１２は上面、１３は反力計測手
段（ロードセル）、１５は分布形状計測シートである。
この実施の形態例において、床反力計測装置を構成する
重心動揺計に用いるフォースプレート１０は、被験者の
両足が十分に載せられるスペースを有する略三角形状の
平面台（検出台）によるプラットフォーム１１を備えて
いる。一般に、被験者は、靴を脱いでプラットフォーム
１１の上面１２に上がり、直立姿勢で重心動揺測定を受
けるようになっている。

【００２７】プラットフォーム１１の三つの隅部近傍の
下側には、プラットフォーム１１を支持した状態に三つ
のロードセル１３，１３，１３がそれぞれ配置され、ま
た、プラットフォーム１１の上面１２の全面には、分布
形状計測シート１５が重ねて貼り付けられている。ロー
ドセル１３は、プラットフォーム１１に作用する垂直方
向（Ｚ軸方向）の荷重を測定できる周知のものであり、
それぞれの配置位置に加わる荷重情報を連続的に検出す
るとともに、その検出した荷重情報をコンピューターシ
ステム４０（図３参照）に逐次出力するようになってい
る。そして、フォースプレート１０は、三つのロードセ
ル１３，１３，１３からの荷重情報により、プラットフ
ォーム１１上に被験者が直立姿勢で乗った際の反力中心
（即ち、動揺中心）を求めることができるようになって
いる。なお、ロードセル１３，１３，１３からの荷重情
報の出力信号は、コンピュータシステム４０の入出力イ
ンターフェース４１（図３参照）に入力されるようにな
っている。

【００２８】分布形状計測シート１５は、例えば、平行
に配設された二枚のフィルム基板と、そのフィルム基板
の内側面にそれぞれ形成された電極層と、その一方の電
極層の左右側縁部に形成された電極端子と、他方の電極
層の上下側縁（一方の電極層の左右側縁に直交する側
縁）部に形成された電極端子とからなる周知のものであ
る。フィルム基板上の電極層は、ストライプ状に形成さ
れたもので、一方のフィルム基板上のストライプ状電極
層と他方のフィルム基板上のストライプ状電極層とは直
交した状態となっており、二つの電極層の線状の電極は
それぞれ多数箇所で交差している。

【００２９】図２は図１のフォースプレート１０を複数
並べて形成した歩行路の一例を示す斜視図で、図示のよ
うに、左右一対のフォースプレート１０，１０を、その
各々の略三角形状のプラットフォーム１１，１１が一辺
で互いに接するように並べた上で、さらに、その接辺部
の延長上に沿って複数対並べて歩行路を形成している。

【００３０】図３は図２の歩行路による床反力計測装置
のブロック構成図で、図中、４０はコンピュータシステ
ム、４２は演算処理装置（データ解析手段）、４５は表
示装置（出力手段）、４６は印字装置（出力手段）であ
る。コンピュータシステム４０は、周知のように、ＣＰ
Ｕ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から構成される演算処理装置（デ
ータ解析手段）４２と、キーボードや操作盤等の入力装
置４３と、ハードディスクドライブやフロッピーディス
クドライブ等の補助記憶装置４４と、解析データの出力
手段としてのＬＣＤやＣＲＴディスプレイ等の表示装置
４５及びプリンタ等の印字装置４６とを備えている。そ
して、複数並べたフォースプレート１０，１０，１０，
…において、そのプラットフォーム１１，１１，１１，
…（ロードセル１３，１３，１３，…）と分布形状計測
シート１５，１５，１５，…を、入出力インターフェー
ス４１を介してコンピュータシステム４０に接続してい
る。

【００３１】図２に示したように、左右一対のフォース
プレート１０，１０を複数対並べた歩行路において、被
験者が歩行すると、個々のプラットフォーム１１におい
て、三個のロードセル１３，１３，１３により足底の床
反力（重力成分）が計測されると同時に、分布形状計測
シート１５により足底の分布形状が計測される。そし
て、コンピュータシステム４０において、計測された床
反力データと分布形状データに基づく演算処理装置４２
のデータ解析により反力中心（動揺中心）と足跡（歩行
パターン）が求められる。その求められた反力中心（動
揺中心）と足跡（歩行パターン）は、表示装置４５に画
像として出力されるとともに、印字装置４６によりプリ
ントして出力される。

【００３２】以上の通り、フォースプレート１０によ
り、そのプラットフォーム１１に乗る被験者の床反力に
基づく動揺中心が高精度に測定できる上、プラットフォ
ーム１１上面の分布形状計測シート１５により、分布形
状を計測できる。従って、歩行時の動的解析データが高
精度に得られる。即ち、歩行時における動的な荷重
（力）と重心（位置）と分布（形状）の全てを同時に得
ることができる。また、プラットフォーム１１上面に分
布形状計測シート１５を貼り付けた重心動揺計１０を使
用するため、可搬性に優れ、場所を選ばす、任意の場所
での測定・解析が行える。

【００３３】＜第２の実施の形態例＞図４は本発明を適
用した第２の実施の形態例としての床反力計測装置を示
す斜視図で、図中、２０はフォースプレート、２１はプ
ラットフォーム、２３は反力計測手段（三分力ロードセ
ル）、２５は分布形状計測シートである。この実施の形
態例においては、床反力計測装置に用いる床反力計とし
てのフォースプレート２０を用いている。このフォース
プレート２０は、略矩形状のプラットフォーム２１と、
このプラットフォーム２１の四つの隅部近傍の下側にそ
れぞれ配設された四つの三分力ロードセル２３，２３，
２３，２３と、プラットフォーム２１の上面２２の全面
に重ねて貼り付けられた分布形状計測シート２５とから
なる。

【００３４】底板２４上の三分力ロードセル２３は、プ
ラットフォーム２１に作用する垂直方向（Ｚ軸方向）と
面方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）の荷重を測定できる三
つの分力検出器が内蔵された周知のものであり、それぞ
れの配置位置に加わる荷重情報を連続的に検出するとと
もに、その検出した荷重情報をコンピューターシステム
４０（図６参照）に逐次出力するようになっている。そ
して、フォースプレート２０は、四つの三分力ローセル
２３，２３，２３，２３からの三方向荷重情報により、
例えば、歩行時の体重配分、駆動力や制動力、体重の移
行性、捻転力、歩幅や歩行速度、歩行の安定性、さらに
は、前述した重心動揺計１０と同様に、直立姿勢時のバ
ランス等を得ることができるようになっている。なお、
圧力分布計測シート２５は、前述した圧力分布計測シー
ト１５と同様の構成のものである。

【００３５】図５は図４のフォースプレート２０を複数
並べて形成した歩行路の一例を示す斜視図で、図示のよ
うに、複数のフォースプレート２０，２０，２０，…
を、その各々の略矩形状のプラットフォーム２１，２１
が長辺部で互いに接するように一列に並べて歩行路を形
成している。

【００３６】図６は図５の歩行路による床反力計測装置
のブロック構成図で、図示のように、複数並べたフォー
スプレート２０，２０，２０，…において、そのプラッ
トフォーム２１，２１，２１，…（三分力ロードセル２
３，２３，２３，２３，…）と分布形状計測シート２
５，２５，２５，…を、入出力インターフェース４１を
介してコンピュータシステム４０に接続している。

【００３７】図５に示したように、複数のフォースプレ
ート２０，２０，２０，…を一列に並べた歩行路におい
て、被験者が歩行すると、個々のプラットフォーム２１
において、四個の三分力ロードセル２３，２３，２３，
２３により足底の床反力（重力成分及び面方向成分）が
計測されると同時に、分布形状計測シート２５により足
底の分布形状が計測される。そして、コンピュータシス
テム４０において、計測された床反力データと分布形状
データに基づく演算処理装置４２のデータ解析により所
望の反力情報と足跡（歩行パターン）が求められる。そ
の求められた反力情報と足跡（歩行パターン）は、表示
装置４５に画像として出力されるとともに、印字装置４
６によりプリントして出力される。

【００３８】以上の通り、フォースプレート２０によ
り、そのプラットフォーム２１に乗る被験者の所望の床
反力情報が高精度に測定できる上、プラットフォーム２
１上面の分布形状計測シート２５により、分布形状を計
測できる。従って、歩行時の動的解析データが高精度に
得られる。即ち、歩行時における動的な荷重（力）と重
心（位置）と分布（形状）及びその分布圧力の全てを同
時に得ることができる。また、プラットフォーム２１上
面に分布形状計測シート２５を貼り付けたフォースプレ
ート２０を使用するため、可搬性に優れ、場所を選ば
す、任意の場所での測定・解析が行える。

【００３９】＜第３の実施の形態例＞図７は本発明を適
用した第３の実施の形態例としての床反力計測装置を示
す斜視図で、図中、３０はフォースプレート、３１はプ
ラットフォーム、３３は反力計測手段（ロードセル）、
３５は分布形状計測シートである。この実施の形態例に
おいては、床反力計測装置として、前述した重心動揺計
に用いるフォースプレート１０とは異なるフォースプレ
ート３０を用いている。このフォースプレート３０は、
略矩形状のプラットフォーム３１と、このプラットフォ
ーム３１の四つの隅部近傍の下側にそれぞれ配置された
四つのロードセル３３，３３，３３，３３と、プラット
フォーム３１の上面３２の全面に重ねて貼り付けられた
反力部分布計測シート３５とからなる。

【００４０】なお、ロードセル３３は、前述したロード
セル１３と同様の構成のものである。そして、フォース
プレート３０は、四つのロードセル３３，３３，３３，
３３からの荷重情報により、プラットフォーム３１上に
被験者が直立姿勢で乗った際の反力中心（動揺中心）を
求めることができるようになっている。また、圧力分布
計測シート３５も、前述した圧力分布計測シート１５，
２５と同様の構成のものである。

【００４１】図８は図７のフォースプレート３０を複数
並べて形成した歩行路の一例を示す斜視図で、図示のよ
うに、複数のフォースプレート３０，３０，３０，…
を、その各々の略矩形状のプラットフォーム３１，３１
が短辺部で互いに接するように一列に並べて歩行路を形
成している。

【００４２】図９は図８の歩行路による床反力計測装置
のブロック構成図で、図示のように、複数並べたフォー
スプレート３０，３０，３０，…において、そのプラッ
トフォーム３１，３１，３１，…（ロードセル３３，３
３，３３，３３，…）と分布形状計測シート３５，３
５，３５，…を、入出力インターフェース４１を介して
コンピュータシステム４０に接続している。

【００４３】図８に示したように、複数のフォースプレ
ート３０，３０，３０，…を一列に並べた歩行路におい
て、被験者が歩行すると、個々のプラットフォーム３１
において、四個のロードセル３３，３３，３３，３３に
より足底の床反力（重力成分）が計測されると同時に、
分布形状計測シート３５により足底の分布形状が計測さ
れる。そして、コンピュータシステム４０において、計
測された床反力データと分布形状データに基づく演算処
理装置４２のデータ解析により反力中心（動揺中心）と
足跡（歩行パターン）が求められる。その求められた反
力中心（動揺中心）と足跡（歩行パターン）は、表示装
置４５に画像として出力されるとともに、印字装置４６
によりプリントして出力される。

【００４４】以上の通り、フォースプレート３０によ
り、そのプラットフォーム３１に乗る被験者の床反力に
基づく動揺中心が高精度に測定できる上、プラットフォ
ーム３１上面の分布形状計測シート３５により、分布形
状を計測できる。従って、歩行時の動的解析データが高
精度に得られる。即ち、歩行時における動的な荷重
（力）と重心（位置）と分布（形状）の全てを同時に得
ることができる。また、プラットフォーム３１上面に分
布形状計測シート３５を貼り付けたフォースプレート３
０を使用するため、可搬性に優れ、場所を選ばす、任意
の場所での測定・解析が行える。

【００４５】［解析データ出力例］図１０は図９の床反
力計測装置による歩行パターンの解析データの出力例と
して足底の分布形状と足圧中心の軌跡を示した図表であ
る。図示のように、足跡（歩行パターン）とその反力中
心（動揺中心）の軌跡を、表示装置４５に画像及び／ま
たは印字装置４６によりプリントして出力することがで
きる。また、図１１は図９の床反力計測装置による歩行
パターンの解析データの出力例として左右の足を各々基
準にした距離因子を示した図表である。図示のように、
左足を基準とした右足の着地中心距離のバラツキと、右
足を基準とした左足の着地中心距離のバラツキを、表示
装置４５に画像及び／または印字装置４６によりプリン
トして出力することができる。

【００４６】＜第４の実施の形態例＞図１２は本発明を
適用した第４の実施の形態例としての床反力計測装置を
示す斜視図で、図中、５０は階段（検査台）、５１，５
２，５３は段板部、５５は分布形状計測シートである。
この実施の形態例では、前述した分布形状計測シート３
５を持たない略矩形状のプラットフォーム３１を備えた
フォースプレート３０を二個用いて、長手方向に一列に
並べ、その二枚並べたプラットフォーム３１，３１上に
検査台である階段５０を載せている。階段５０は、図示
例では三段の段板部５１，５２，５３を有するもので、
その各段板部５１，５２，５３の上面の全面に、分布形
状計測シート５５をそれぞれ重ねて貼り付けたものであ
る。この圧力分布計測シート５５も前述した圧力分布計
測シート１５，２５，３５と同様の構成のものである。

【００４７】このような分布形状計測シートを持たない
略矩形状の二個並べたフォースプレート３０，３０と、
その上に載せた、各段板部５１，５２，５３に分布形状
計測シート５５，５５，５５を貼り付けた階段５０と、
前述したコンピュータシステム４０との組み合わせによ
る床反力計測装置によれば、階段５０の上り下りの際の
動的解析データが高精度に得られる。即ち、荷重（力）
と重心（位置）と分布（形状）の全てを同時に得ること
ができる。

【００４８】＜第５の実施の形態例＞図１３は本発明を
適用した第５の実施の形態例としての床反力計測装置を
示す斜視図で、図中、６０は傾斜板（検査台）、６５は
分布形状計測シートである。この実施の形態例では、前
述した分布形状計測シート３５を持たない略矩形状のプ
ラットフォーム３１を備えたフォースプレート３０を二
個用いて、長手方向に一列に並べ、その二枚並べたプラ
ットフォーム３１，３１上に検査台である傾斜板６０を
載せている。傾斜板６０は、所定の傾斜角度を有するも
ので、その傾斜面の全面に分布形状計測シート６５を重
ねて貼り付けたものである。この圧力分布計測シート６
５も前述した圧力分布計測シート１５，２５，３５，５
５と同様の構成のものである。

【００４９】このような分布形状計測シートを持たない
略矩形状の二個並べたフォースプレート３０，３０と、
その上に載せた、分布形状計測シート６５を貼り付けた
傾斜板６０と、前述したコンピュータシステム４０との
組み合わせによる床反力計測装置によれば、傾斜板６０
の上り下りの際の動的解析データが高精度に得られる。
即ち、荷重（力）と重心（位置）と分布（形状）の全て
を同時に得ることができる。

【００５０】＜第６の実施の形態例＞図１４は本発明を
適用した第６の実施の形態例としての床反力計測装置を
示す斜視図で、図中、７０はフォースプレート、７１は
プラットフォーム、７５は分布形状計測シートである。
この実施の形態例では、検査台である階段５０の図示例
では三段の段板部５１，５２，５３の各上面に、略矩形
状のプラットフォーム７１の上面全面に分布形状計測シ
ート７５を重ねて貼り付けた重心動揺計に用いる（また
は床反力計としての）フォースプレート７０をそれぞれ
載せて固定している。なお、圧力分布計測シート７５も
前述した圧力分布計測シート１５，２５，３５，５５，
６５と同様の構成のものである。

【００５１】このような階段５０と、その段板部５１，
５２，５３にそれぞれ載せた、略矩形状のプラットフォ
ーム７１上面に分布形状計測シート７５を有する三個の
フォースプレート７０，７０，７０と、前述したコンピ
ュータシステム４０との組み合わせによる床反力計測装
置によっても、階段５０の上り下りの際の動的解析デー
タが高精度に得られる。即ち、荷重（力）と重心（位
置）と分布（形状）の全て、さらには、分布圧力を含む
全てを同時に得ることができる。

【００５２】＜第７の実施の形態例＞図１５は本発明を
適用した第７の実施の形態例としての床反力計測装置を
示す斜視図で、図中、８０はフォースプレート、８１は
プラットフォーム、８５は分布形状計測シートである。
この実施の形態例では、検査台である傾斜板６０の傾斜
面上に、略矩形状のプラットフォーム８１の上面全面に
分布形状計測シート８５を重ねて貼り付けた重心動揺計
に用いる（または床反力計としての）フォースプレート
８０を二個並べて固定している。なお、圧力分布計測シ
ート８５も前述した圧力分布計測シート１５，２５，３
５，５５，６５，７５と同様の構成のものである。

【００５３】このような傾斜板６０と、その傾斜面に並
べて載せた、略矩形状のプラットフォーム８１上面に分
布形状計測シート８５を有する二個のフォースプレート
８０，８０と、前述したコンピュータシステム４０との
組み合わせによる床反力計測装置によっても、傾斜板６
０の上り下りの際の動的解析データが高精度に得られ
る。即ち、荷重（力）と重心（位置）と分布（形状）の
全て、さらには、分布圧力を含む全てを同時に得ること
ができる。

【００５４】＜他の実施の形態例＞以上の実施の形態例
では、分布形状計測シート１５，２４，３５，５５，６
５，７５，８５を用いたが、分布圧力計測シートを用い
ても良い。即ち、分布圧力計測シートは、例えば、前述
した分布形状計測シートの二つの電極層の間に形成され
た感圧導電層を有するものである。この感圧導電層は、
例えば、シリコンゴム中に導電性粉末を分散した状態の
感圧導電性ゴムからなるもので、押圧されて圧縮される
と抵抗値が減少するようになっており、圧力を抵抗値に
変換できるようになっている。そして、二つの電極層か
ら構成されるマトリックスにおいては、図示しない駆動
回路により、一方の電極層に対してストライプ状の複数
の電極に対し順次電圧がかけられ、他方の電極層におい
てストライプ状の複数の電極により順次抵抗値が測定さ
れるようになっており、二つの電極層のストライプ状電
極の各交点における抵抗値が順次走査されて測定される
ようになっている。

【００５５】このような分布圧力計測シート１５，２
４，３５，５５，６５，７５，８５を上面に有するフォ
ースプレートを用いた床反力計測装置によれば、計測さ
れた反力データ及びその分布圧力データに基づく高精度
の解析データが得られる。即ち、荷重（力）と重心（位
置）と分布（形状）及びその分布反力の全てを同時に得
ることができる。

【００５６】［解析データ出力例］図１６は以上の床反
力計測装置による直立状態での解析データの出力例とし
て足底の分布形状と重心変化を示した表示例である。図
１５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）にそれぞれ示した
ように、左右両足の足跡とその重心変化を、表示装置４
５に画像として同時に表示することができる。このた
め、検査時や訓練時において、身体機能をそのまま画像
で評価でき、訓練機能としての価値が得られる。なお、
図示のような左右両足の足跡とその重心変化を印字装置
４６によりプリントして出力することもできる。

【００５７】また、図１７は以上の床反力計測装置によ
る直立状態での解析データの出力例として足底の分布圧
力の状態と重心変化を示した表示例である。図示のよう
に、左右両足の足跡を含む分布圧力の状態とその重心変
化を、表示装置４５に画像として同時に表示することが
できる。このため、検査時や訓練時において、身体機能
をそのまま画像で評価でき、訓練機能としての価値が得
られる。なお、図示のような左右両足の足跡を含む分布
圧力の状態とその重心変化を印字装置４６によりプリン
トして出力することもできる。

【００５８】なお、以上の実施の各形態例においては、
歩行時のデータ解析並びに出力としたが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、椅子からの立ち上がり等、
他の姿勢変化態様のデータ解析並びに出力に用いても良
い。また、以上の実施の各形態例では、複数のフォース
プレートを並べた歩行路としたが、単独のフォースプレ
ートを用いて所望の姿勢等のデータ解析並びに出力を得
るようにしても良い。さらに、検査台の種類・形状も任
意であり、例えば、曲面部材でも良く、その他、具体的
な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿
論である。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明に係
る床反力計測装置によれば、被験者によるフォースプレ
ートに対する反力を計測する反力計測手段によって、フ
ォースプレートに乗る被験者の床反力を高精度に測定す
ることができることに加え、フォースプレート上面に重
ねて設けた分布形状計測シートにより分布形状を計測す
ることができ、従って、出力手段によって、計測された
反力データ及び分布形状データに基づく高精度の解析デ
ータ、即ち、荷重（力）と重心（位置）と分布（形状）
の全てを同時に得ることができる。

【００６０】また、請求項２記載の発明に係る床反力計
測装置によれば、被験者によるフォースプレートに対す
る反力を計測する反力計測手段によって、フォースプレ
ートに乗る被験者の床反力を高精度に測定することがで
きることに加え、フォースプレート上面に重ねて設けた
分布圧力計測シートにより分布圧力を計測することがで
き、従って、出力手段によって、計測された反力データ
及び分布圧力データに基づく高精度の解析データ、即
ち、荷重（力）と重心（位置）と分布（形状）及びその
分布圧力の全てを同時に得ることができる。

【００６１】請求項３記載の発明に係る床反力計測装置
によれば、分布形状計測シートまたは分布圧力計測シー
トを上面に有するフォースプレートが、階段、傾斜面、
曲面等の検査台に載せて用いられるため、請求項１また
は２記載の発明により得られる効果に加え、被験者が階
段、傾斜面、曲面等に乗った状態で行う所望の検査状況
に応じた解析データを高精度に得ることができるといっ
た利点が得られる。

【００６２】請求項４記載の発明に係る床反力計測装置
によれば、分布形状計測シートまたは分布圧力計測シー
トを上面に有するフォースプレートを複数並べることに
よって、請求項１、２または３記載の発明によりられる
効果に加え、被験者の動的な変化状態の床反力を高精度
に計測することができるとともに、その分布状態または
分布圧力を計測することができ、従って、動的変化に基
づく解析データを高精度に得ることができるといった利
点が得られる。

【００６３】また、請求項５記載の発明に係る床反力計
測装置によれば、被験者による検査台を介してフォース
プレートに対する反力を計測する反力計測手段によっ
て、フォースプレートに載せた検査台に乗る被験者の床
反力を高精度に測定することができることに加え、階
段、傾斜面、曲面等の検査台上面に重ねて設けた分布形
状計測シートにより分布形状を計測することができ、従
って、出力手段によって、階段、傾斜面、曲面等の検査
台において計測された反力データ及び分布形状データに
基づく高精度の解析データ、即ち、荷重（力）と重心
（位置）と分布（形状）の全てを同時に得ることができ
る。

【００６４】また、請求項６記載の発明に係る床反力計
測装置によれば、被験者による検査台を介してフォース
プレートに対する反力を計測する反力計測手段によっ
て、フォースプレートに載せた検査台に乗る被験者の床
反力を高精度に測定することができることに加え、階
段、傾斜面、曲面等の検査台上面に重ねて設けた分布圧
力計測シートにより分布圧力を計測することができ、従
って、出力手段によって、階段、傾斜面、曲面等の検査
台において計測された反力データ及び分布圧力データに
基づく高精度の解析データ、即ち、荷重（力）と重心
（位置）と分布（形状）及びその分布反力の全てを同時
に得ることができる。

【００６５】また、請求項７記載の発明に係る床反力計
測装置によれば、請求項１、２または３記載の発明によ
り得られる効果に加え、表示装置に反力分布形状または
反力分布圧力状態と反力中心とを表示することによっ
て、検査時や訓練時に身体機能を評価できて役立てるこ
とができるといった利点が得られる。

【００６６】また、請求項８記載の発明に係る床反力計
測装置によれば、請求項４、５または６記載の発明によ
り得られる効果に加え、表示装置に反力分布形状または
反力分布圧力状態の軌跡と反力中心の軌跡とを表示する
ことによって、検査時や訓練時に動的な身体機能を評価
できて役立てることができるといった利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１の実施の形態例としての
床反力計測装置を示す斜視図である。

【図２】図１のフォースプレートを複数並べて形成した
歩行路の一例を示す斜視図である。

【図３】図２の歩行路による床反力計測装置のブロック
構成図である。

【図４】本発明を適用した第２の実施の形態例としての
床反力計測装置を示す斜視図である。

【図５】図４のフォースプレートを複数並べて形成した
歩行路の一例を示す斜視図である。

【図６】図５の歩行路による床反力計測装置のブロック
構成図である。

【図７】本発明を適用した第３の実施の形態例としての
床反力計測装置を示す斜視図である。

【図８】図７のフォースプレートを複数並べて形成した
歩行路の一例を示す斜視図である。

【図９】図８の歩行路による床反力計測装置のブロック
構成図である。

【図１０】図９の床反力計測装置による歩行パターンの
解析データの出力例として足底の分布形状と足圧中心の
軌跡を示した図表である。

【図１１】図９の床反力計測装置による歩行パターンの
解析データの出力例として左右の足を各々基準にした距
離因子を示した図表である。

【図１２】本発明を適用した第４の実施の形態例として
の床反力計測装置を示す斜視図である。

【図１３】本発明を適用した第５の実施の形態例として
の床反力計測装置を示す斜視図である。

【図１４】本発明を適用した第６の実施の形態例として
の床反力計測装置を示す斜視図である。

【図１５】本発明を適用した第７の実施の形態例として
の床反力計測装置を示す斜視図である。

【図１６】以上の床反力計測装置による直立状態での解
析データの出力例として足底の分布形状と重心変化を示
した表示例（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）である。

【図１７】以上の床反力計測装置による直立状態での解
析データの出力例として足底の分布圧力の状態と重心変
化を示した表示例である。

【符号の説明】

１０ フォースプレート １１ プラットフォーム １３ 反力計測手段（ロードセル） １５ 分布形状計測シート（分布圧力計測シート） ２０ フォースプレート ２１ プラットフォーム ２３ 反力計測手段（三分力ロードセル） ２５ 分布形状計測シート（分布圧力計測シート） ３０ フォースプレート ３１ プラットフォーム ３３ 反力計測手段（ロードセル） ３５ 分布形状計測シート（分布圧力計測シート） ４０ コンピュータシステム ４２ 演算処理装置（データ解析手段） ４５ 表示装置（出力手段） ４６ 印字装置（出力手段） ５０ 階段（検査台） ５１，５２，５３ 段板部 ５５ 分布形状計測シート（分布圧力計測シート） ６０ 傾斜板（検査台） ６５ 分布形状計測シート（分布圧力計測シート） ７０ フォースプレート ７１ プラットフォーム ７５ 分布形状計測シート（分布圧力計測シート） ８０ フォースプレート ８１ プラットフォーム ８５ 分布形状計測シート（分布圧力計測シート）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 孝男 東京都新宿区西新宿八丁目４番１号 ナル コビル４階 アニマ株式会社内 Ｆターム(参考） 4C038 VA11 VB15 VB31

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被験者による床に対する反力を計測する床
   反力計測装置であって、 被験者が乗るフォースプレートと、 被験者によるフォースプレートに対する反力を計測する
   反力計測手段と、 フォースプレート上面に重ねて設けられ、被験者による
   フォースプレートに対する反力の分布形状を計測する分
   布形状計測シートと、 反力計測手段により計測された反力データ及び分布形状
   計測シートにより計測された分布形状データに基づく解
   析データを出力する出力手段と、 を備えたこと、を特徴とする床反力計測装置。
2. 【請求項２】被験者による床に対する反力を計測する床
   反力計測装置であって、 被験者が乗るフォースプレートと、 被験者によるフォースプレートに対する反力を計測する
   反力計測手段と、 フォースプレート上面に重ねて設けられ、被験者による
   フォースプレートに対する反力の分布圧力を計測する分
   布圧力計測シートと、 反力計測手段により計測された反力データ及び分布圧力
   計測シートにより計測された分布圧力データに基づく解
   析データを出力する出力手段と、 を備えたこと、を特徴とする床反力計測装置。
3. 【請求項３】分布形状計測シートまたは分布圧力計測シ
   ートを上面に有するフォースプレートが、階段、傾斜
   面、曲面等の検査台に載せて用いられること、を特徴と
   する請求項１または２記載の床反力計測装置。
4. 【請求項４】分布形状計測シートまたは分布圧力計測シ
   ートを上面に有するフォースプレートが複数並べて形成
   され、 被験者の動的な変化状態の床反力とその分布状態または
   分布圧力を計測して、動的変化に基づく解析データを出
   力すること、を特徴とする請求項１、２または３記載の
   床反力計測装置。
5. 【請求項５】被験者による床に対する反力を計測する床
   反力計測装置であって、 被験者が乗る階段、傾斜面、曲面等の検査台と、 この検査台を載せるフォースプレートと、 被験者による検査台を介してフォースプレートに対する
   反力を計測する反力計測手段と、 検査台上面に重ねて設けられ、被験者による検査台に対
   する反力の分布形状を計測する分布形状計測シートと、 反力計測手段により計測された反力データ及び分布形状
   計測シートにより計測された分布形状データに基づく解
   析データを出力する出力手段と、 を備えたこと、を特徴とする床反力計測装置。
6. 【請求項６】被験者による床に対する反力を計測する床
   反力計測装置であって、 被験者が乗る階段、傾斜面、曲面等の検査台と、 この検査台を載せるフォースプレートと、 被験者による検査台を介してフォースプレートに対する
   反力を計測する反力計測手段と、 検査台上面に重ねて設けられ、被験者による検査台に対
   する反力の分布圧力を計測する分布圧力計測シートと、 反力計測手段により計測された反力データ及び分布圧力
   計測シートにより計測された分布圧力データに基づく解
   析データを出力する出力手段と、 を備えたこと、を特徴とする床反力計測装置。
7. 【請求項７】出力手段は、 分布形状計測シートにより計測された反力分布形状また
   は分布圧力計測シートにより計測された反力分布圧力状
   態と、 反力計測手段により計測された反力データの解析に基づ
   く反力中心と、 を表示する表示装置であること、を特徴とする請求項
   １、２または３記載の床反力計測装置。
8. 【請求項８】出力手段は、 分布形状計測シートにより計測された反力分布形状また
   は分布圧力計測シートにより計測された反力分布圧力状
   態の軌跡と、 反力計測手段により計測された反力データの解析に基づ
   く反力中心の軌跡と、 を表示する表示装置であること、を特徴とする請求項
   ４、５または６記載の床反力計測装置。