JP2008132229A - 運動計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 運動器具の種類にかかわらず、それらの運動器具の運動量を計測することができる汎用性の高い運動計測装置を提供する。
【解決手段】 運動計測装置（１０）は、センサ（６〜９）からの信号を変換して出力する変換テーブル（２０）と、前記変換テーブルの変換特性をユーザ操作に応じて変更する特性変更手段（２１）とを備える。信号変換テーブルの変換特性を所望の運動特性に適したものに設定することができ、運動器具の種類に関わらず、共通の運動計測装置を使用することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、運動計測装置に関し、詳しくは、運動能力の維持や向上のために用いられる様々な種類の運動器具に汎用的に適用し得る運動計測装置に関する。

一般的に、運動能力は、持久力や筋力、柔軟性、敏捷性又は平衡性などといったカテゴリに分けられる。運動能力の維持や向上のためには、これらのカテゴリに適した専用の運動器具が用いられるため、たとえば、スポーツジム等の運動施設には、多くの種類の運動器具が設置される。ところで、かかる運動施設では、専任の指導者により、利用者個々の体力や年齢等に応じた運動計画が作られ、その計画に従って各人ごとの運動が行われている。たとえば、利用者Ａ氏については、毎日、レッグエクステンション１０回５セット→チェストプレス２０回４セット→ショルダープレス１０回３セット・・・・という具合であり、この場合、Ａ氏は、運動計画に従って指定の運動器具を使用しながら、指定された運動負荷をこなしていくことになる。

しかしながら、このような運動は「計画通りに運動が行われている」という前提に立つものであり、たとえば、指定された運動回数が守られなかったり、あるいは、運動器具の使用順番を間違ったりした場合に、当初の運動効果が得られなくなる可能性があった。この対策としては、常時、利用者に指導員が付き添うことが望ましいが、人的コストの点で現実的ではない。

そこで、運動量をセンサで検出し、その検出信号をサーバに取り込んで信号処理することにより、人的コストを掛けることなく、運動計画が正しく行われているかどうかを把握できるようにした技術（以下、従来技術という。）が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００６−２７１８９３号公報

しかしながら、従来技術にあっては、多種多様な運動器具に対する汎用性の点で改善すべき課題がある。
すなわち、前記の特許文献１によれば、加速度センサの検出信号から運動者の姿勢（起立、うつ伏せ、仰向け）を判定すると共に、各々の姿勢ごとの運動種別（起立の場合→歩行、走行、スクワット、うつ伏せの場合→腕立て伏せ、背筋、仰向けの場合→腹筋）を判定することによって、各運動種別ごとの運動量を把握するようになっているが、運動の種類は、当然ながら、これらの「歩行、走行、スクワット、腕立て伏せ、背筋、腹筋」だけでなく、この他にも様々なものがあるから、結局、従来技術のものは、特定の運動種別に対応した運動器具にのみ使用し得るものであり、それ以外の多種多様な運動器具に対する汎用性がないという問題点がある。

そこで、本発明の目的は、運動器具の種類にかかわらず、それらの運動器具の運動量を計測することができる汎用性の高い運動計測装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、センサからの信号を変換して出力する変換テーブルと、前記変換テーブルの変換特性をユーザ操作に応じて変更する特性変更手段とを備えたことを特徴とする運動計測装置である。
請求項２記載の発明は、前記特性変更手段は、前記変換テーブルの変換特性を、対象となる運動器具の運動種別に対応して変更し得るものであることを特徴とする請求項１に記載の運動計測装置である。

本発明では、信号変換テーブルの変換特性を所望の運動特性に適したものに設定することができる。したがって、運動器具の種類に関わらず、共通の運動計測装置を使用することができるので、とりわけ、多種多様な運動器具を設置しなければならないスポーツジム等の運動施設において、設備コストの大幅な削減を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明における様々な細部の特定ないし実例および数値や文字列その他の記号の例示は、本発明の思想を明瞭にするための、あくまでも参考であって、それらのすべてまたは一部によって本発明の思想が限定されないことは明らかである。また、周知の手法、周知の手順、周知のアーキテクチャおよび周知の回路構成等（以下「周知事項」）についてはその細部にわたる説明を避けるが、これも説明を簡潔にするためであって、これら周知事項のすべてまたは一部を意図的に排除するものではない。かかる周知事項は本発明の出願時点で当業者の知り得るところであるので、以下の説明に当然含まれている。

図１は、実施形態の全体システム構成図である。この図において、スポーツジム等の運動施設１には、様々な種類の運動器具２〜５が設置されている。ここで、運動器具２〜５は、それらの製品ごとにいろいろな呼び方がなされているが、運動の仕方で区別すると、たとえば、回転系、往復系、移動系、伸張系などに分類することができる。具体的には、回転系は人体各部の関節を回すための運動（肩回しや腕回し、腰回しなど）に用いられる器具であり、往復系はボートこぎやスクワットなどに用いられる器具である。また、移動系はエアロバイクや歩行器などに用いられる器具であり、伸張系はぶら下がり器などの筋の伸長に用いられる器具である。

以下、便宜的に図面最上段の運動器具２を伸張系、上から二番目の運動器具３を往復系、三番目の運動器具４を移動系、最下段の運動器具５を伸張系と仮定する。

各々の運動器具２〜５には、センサ６〜９と運動計測装置１０が取り付けられている。センサ６〜９は、各々の運動器具２〜５の運動量を電気信号で取り出すためのものであり、それらの運動器具２〜５に適した種類のものが用いられている。一方、運動計測装置１０は、各々の運動器具２〜５に共通して使用できるものであり、センサ６〜９からの信号を、各々の運動器具２〜５の運動種別に対応して適切に変換して出力することができるものである。センサ６〜９や運動計測装置１０については後で詳しく説明する。

ここで、便宜上、各々の運動器具２〜５に設けられた運動計測装置１０の出力信号を信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする。これらの信号Ａ〜Ｄは、信号収集装置１１によって一つのデータにとりまとめられ、ルータ１２を介してインターネット１３経由でサーバ１４に転送される。なお、インターネット１３には、他の運動施設１５、１６も接続されており、これらの運動施設１５、１６からのデータもサーバ１４に転送されるようになっている。

サーバ１４は、各運動施設１、１５、１６から転送されてきたデータを取り込んで保持すると共に、それらのデータを利用者ごとの運動計画と照合し、計画通りに運動が行われているか否かを判断して、必要であれば、計画の修正を行い、且つ、その修正情報を利用者へ通知する等の処理を実行する。また、インターネット１３には、たとえば、スポーツトレーナ端末１７、スポーツドクター端末１８又はケアマネージャ端末１９が接続されており、これらの端末１７〜１９を介して、スポーツトレーナやスポーツドクター或いはケアマネージャ等の専門家による運動計画の策定や見直し及び所要のアドバイスなどを行うことができるようになっている。

なお、この実施形態では、インターネット１３経由の大がかりな構成を示しているが、これは、好ましいシステムの一例を示しているに過ぎない。インターネット１３を利用せずに、運動施設１の内部で完結する小規模なシステム構成であっても勿論構わない。また、各々の運動計測装置１０と信号収集装置１１との間をケーブルで接続（有線接続）しているが、たとえば、無線ＬＡＮ等を利用してワイヤレスで接続しても構わない。

次に、本実施形態のポイントである運動計測装置１０について説明する。
図２は、運動計測装置１０の概念構成図である。運動計測装置１０には、いずれかのセンサ６〜９からの信号が入力される。たとえば、回転系の運動器具２に設けられた運動計測装置１０の場合は、回転系の運動量を検出するセンサ６からの信号が入力される。同様に、往復系の運動器具３に設けられた運動計測装置１０の場合は、往復系の運動量を検出するセンサ７からの信号が入力され、移動系の運動器具４に設けられた運動計測装置１０の場合は、移動系の運動量を検出するセンサ８からの信号が入力され、伸張系の運動器具５に設けられた運動計測装置１０の場合は、伸張系の運動量を検出するセンサ９からの信号が入力される。

一方、運動器具２〜５に設けられた運動計測装置１０からは、回転系、往復系、移動系及び伸張系の各系に適合した信号Ａ〜Ｄが取り出されるようになっているが、運動計測装置１０は各系に共通のものであるから、各々のセンサ６〜９の信号を各系ごとの運動量に適切に変換して出力できる仕組みになっている。

すなわち、運動計測装置１０は、信号変換テーブル２０と、信号変換特性変更部２１と、操作部２２とを備えており、ユーザ（運動施設１の管理者等）によって、運動器具２〜５の種類に対応した信号変換特性が操作部２２で選択されると、その信号変換特性となるように信号変換特性変更部２１により、信号変換テーブル２０の特性が変更されるようになっているものであり、これによって、共通の運動計測装置１０で、各系ごとの信号Ａ〜Ｄを出力することができるようになっているものである。

たとえば、回転系の運動器具２を例にすると、この運動器具２に設けられているセンサ６は、肩回しや腕回しあるいは腰回しといった回転運動を検出し、その検出信号を運動計測装置１０に出力する。この場合、運動計測装置１０は、回転系の運動量に適合した変換特性で、センサ６の信号を信号Ａに変換しなければならない。多くの場合、回転系の運動量は回転角度や回転角速度で表すことができるので、この場合、回転系の運動器具２に設けられた運動計測装置１０は、センサ６からの信号を回転角度や回転角速度を表す信号Ａに変換して出力すればよい。

また、往復系の運動器具３を例にすると、この運動器具３に設けられているセンサ７は、ボートこぎやスクワットといった往復運動を検出し、その検出信号を運動計測装置１０に出力する。この場合、運動計測装置１０は、往復系の運動量に適合した変換特性で、センサ７の信号を信号Ｂに変換しなければならない。多くの場合、往復系の運動量は移動量や移動速度で表すことができるので、この場合、往復系の運動器具３に設けられた運動計測装置１０は、センサ７からの信号を移動量や移動速度を表す信号Ｂに変換して出力すればよい。

このように、本実施形態における運動計測装置１０は、回転系、往復系、移動系又は伸張系といった様々な運動器具２〜５の種類に関わらず、それらの系ごとの運動量を適切な特性で変換できるので、共通の運動計測装置１０を使用することができ、汎用性を改善してコストダウンを図ることができるという利点がある。

図３は、運動計測装置１０の一例外観図である。この図において、運動計測装置１０はケース２３の一側面にセンサ接続端子２４と信号出力端子２５を備えるとともに、そのケース２３の表面にディスプレイパネル２６、運動種別選択スイッチ２７、決定スイッチ２８及び電源スイッチ２９を備える。

この運動計測装置１０を任意の運動器具（たとえば、図１の運動器具２〜５のいずれか）に設ける場合には、以下の手順を踏めばよい。なお、説明の便宜上、その運動器具を回転系の運動器具２とする。

（１）運動器具２の適当な位置に運動計測装置１０を取り付ける。
（２）運動器具２のセンサ６からのケーブルをセンサ接続端子２４に接続する。
（３）信号出力端子２５と信号収集装置１１との間をケーブル（又は無線）で接続する。
（４）電源スイッチ２９をオンにし、運動種別選択スイッチ２７を適当回数押す。
（５）ディスプレイパネル２６には、運動種別選択スイッチ２７を押すたびに、たとえば、回転系、往復系、移動系、伸張系といった運動種別がサイクリックに表示されるようになっており、希望の運動種別がディスプレイパネル２６に表示されたときに、決定スイッチ２８を押す。

以上の手順により、信号変換テーブル２０の変換特性を所望の運動特性（この場合、回転系の運動器具２１であるから“回転系”）に適したものに設定することができる。したがって、以降、運動器具２のセンサ６からの信号が回転系の運動量に適合した変換特性、すなわち、回転角度や回転角速度を表す信号Ａに変換されて運動計測装置１０から出力されることになる。

このように、本実施形態では、運動器具の種類に関わらず、共通の運動計測装置１０を使用することができるので、とりわけ、多種多様な運動器具を設置しなければならないスポーツジム等の運動施設において、設備コストの大幅な削減を図ることができるという格別のメリットが得られる他、たとえば、運動量計測機能を持たない既存の簡易運動器具にも容易に使用することができるので、かかる簡易運動器具の機能向上も低コストで実現できるというメリットも得られる。

ここで、運動器具へのセンサの取り付け方について、好ましい例を開示する。たとえば、図１に示す各系の運動器具２〜５に、それぞれセンサ６〜９を取り付ける場合、それらの系ごとの適切な場所にセンサ６〜９を取り付けなければならない。つまり、回転系であれば、回転運動を検出し得る場所にセンサ６を取り付ける必要があるし、あるいは、往復系であれば、往復運動を検出し得る場所にセンサ７を取り付ける必要がある。こうしたセンサ６〜９の取り付けにおいては、対象となる運動器具２〜５の大がかりな改修を避けることが望ましい。大がかりな改修はコストアップにつながるばかりでなく、運動器具の運動性能にも悪影響を及ぼすおそれがあるからである。

図４は、好ましいセンサの取り付け例を示す図である。まず、（ａ）は回転系の運動器具２を例にしたものであり、部材３０は固定軸、部材３１は回転軸である。肩回しや腕回しあるいは腰回し等の運動に伴い、部材３０と部材３１の間で相対的な回転運動が生じるようになっている。このような回転系の運動器具２にあっては、部材３０と部材３１にセンサ６を取り付ければよい。センサ６は、たとえば、磁気や光によって相対的な運動を検出する送信部３２及び受信部３３とからなり、これらの送信部３２及び受信部３３をベルト３４、３５等の装着手段で部材３０と部材３１に取り付ければよい。あるいは、両面テープなどで部材３０と部材３１に貼り付けてもよい。

次に、（ｂ）は往復系の運動器具３を例にしたものであり、部材３６は固定部材、部材３７は移動部材である。ボートこぎやスクワット等の運動に伴い、部材３６と部材３７の間で相対的な位置移動が生じるようになっている。このような往復系の運動器具３にあっては、部材３６と部材３７にセンサ７を取り付ければよい。センサ７は、たとえば、磁気や光によって相対的な運動を検出する送信部３８及び受信部３９とからなり、これらの送信部３８及び受信部３９を両面テープ等の装着手段で部材３６と部材３７に取り付ければよい。

このようにすれば、対象となる運動器具２〜５の大がかりな改修を必要とせずにセンサ６〜９を取り付けることができるから、コストアップ、及び、運動器具の運動性能への悪影響を回避することができる。

なお、前記の説明では、信号変換テーブル２０の変換特性を回転系、往復系、移動系、伸張系といった運動種別ごとに変更できるようにしているが、これに限定されず、信号変換テーブル２０の変換特性を自由に変更できるようにしてもよい。たとえば、ディスプレイパネル２６に信号変換テーブル２０の特性線（図２の符号２０ａ参照）を表示させるとともに、その特性線の傾きや形状等を、ユーザ操作に応じて自由に変更できるようにしてもよい。

実施形態の全体システム構成図である。 運動計測装置１０の概念構成図である。 運動計測装置１０の一例外観図である。 好ましいセンサの取り付け例を示す図である。

符号の説明

２〜５ 運動器具
６〜９ センサ
１０ 運動計測装置
２０ 信号変換テーブル（変換テーブル）
２１ 信号変換特性変更部（特性変更手段）
２２ 操作部（特性変更手段）

Claims (2)

1. センサからの信号を変換して出力する変換テーブルと、
   前記変換テーブルの変換特性をユーザ操作に応じて変更する特性変更手段と
   を備えたことを特徴とする運動計測装置。
2. 前記特性変更手段は、前記変換テーブルの変換特性を、対象となる運動器具の運動種別に対応して変更し得るものであることを特徴とする請求項１に記載の運動計測装置。

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