JP2016088386A - Driving posture output device - Google Patents
Driving posture output device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016088386A JP2016088386A JP2014227323A JP2014227323A JP2016088386A JP 2016088386 A JP2016088386 A JP 2016088386A JP 2014227323 A JP2014227323 A JP 2014227323A JP 2014227323 A JP2014227323 A JP 2014227323A JP 2016088386 A JP2016088386 A JP 2016088386A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crank
- force
- driving posture
- output
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、クランクを備えた人力機械の運転者の運転姿勢を出力する運転姿勢出力装置に関する。 The present invention relates to a driving posture output device that outputs a driving posture of a driver of a manpower machine having a crank.
従来、自転車に装着され、自転車の走行に関する情報や運転者の運動に関する情報等を算出し表示する装置がある。この種の装置は、自転車に設けられたセンサからデータを受信することによって、所定の情報を算出し表示する。表示する情報としては、運転者がペダルに加える力(トルク等)が挙げられる。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a device that is attached to a bicycle and calculates and displays information related to the traveling of the bicycle, information related to the exercise of the driver, and the like. This type of device calculates and displays predetermined information by receiving data from a sensor provided on the bicycle. The information to be displayed includes a force (torque or the like) applied to the pedal by the driver.
また、この種の装置においては、走行後に各種データを解析し、解析データを以後の運転やトレーニング方法等に活用するといった利用方法もある。 In addition, in this type of apparatus, there is a utilization method in which various data are analyzed after traveling and the analysis data is used for subsequent driving, training methods, and the like.
例えば、自転車においては、運転者の運転姿勢が、立ち漕ぎ(ダンシングともいい、英語ではStandingという)か座り漕ぎ(シッティングともいい、英語ではSeatedという)かを把握することも有用である。例えば、ダンシングはペダルに体重がかかるため、力は大きくなるが力の伝達効率はシッティングよりも悪化する。したがって、走行コースにおいてどの程度の割合がダンシングなのかを把握して以後の走行に反映したいという要望があった。 For example, in a bicycle, it is also useful to know whether the driver's driving posture is standing up (also called dancing, called Standing in English) or sitting down (also called sitting, called Seated in English). For example, since the weight is applied to the pedal in the dancing, the force is increased, but the transmission efficiency of the force is worse than the sitting. Accordingly, there has been a demand for grasping what percentage of the course is dancing and reflecting it in the subsequent running.
ダンシングの判定については、例えば特許文献1にジャイロセンサを設けて判定することが記載されている。
As for the determination of dancing, for example,
特許文献1に記載のジャイロセンサによりダンシングを判定する方法の場合、予めジャイロセンサが取り付けられていない場合は追加する必要がある。また、カーブで自転車を傾けた場合、ダンシングと誤判定する可能性がある。あるいは自転車を傾けないダンシングをシッティングと誤判定する可能性がある。
In the case of the method for determining the dancing by the gyro sensor described in
そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、例えば、精度良く運転姿勢を判定して出力することができる運転姿勢出力装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a driving posture output device that can accurately determine and output a driving posture.
上記課題を解決するために、請求項1に記載された発明は、人力機械のクランクに加えられる力のうち前記クランクの長手方向の力の成分に関する情報を取得する取得手段と、所定の期間における前記クランクの長手方向の力の成分に関する情報の変化に基づいて、前記人力機械の運転者の運転姿勢を判定して、前記運転姿勢に関する情報を出力する出力手段と、を有することを特徴とする運転姿勢出力装置である。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
請求項9に記載された発明は、人力機械のクランクに加えられる力のうち前記クランクの長手方向の力の成分に関する情報を取得する取得工程と、所定の期間における前記クランクの長手方向の力の成分に関する情報の変化に基づいて、前記人力機械の運転者の運転姿勢を判定して、前記運転姿勢に関する情報を出力する出力工程と、を有することを特徴とする運転姿勢出力方法である。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an acquisition step of acquiring information on a component of a longitudinal force of the crank among forces applied to a crank of a human-powered machine, and a longitudinal force of the crank in a predetermined period. An output step for determining a driving posture of a driver of the manpowered machine based on a change in information on the component and outputting information on the driving posture.
請求項10に記載された発明は、請求項9に記載の運転姿勢出力方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする運転姿勢出力プログラムである。 A tenth aspect of the present invention is a driving posture output program that causes a computer to execute the driving posture output method according to the ninth aspect.
請求項11に記載された発明は、請求項10に記載の運転姿勢出力プログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
The invention described in
以下、本発明の一実施形態にかかる運転姿勢出力装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる運転姿勢出力装置は、取得手段が、人力機械のクランクに加えられる力のうち前記クランクの長手方向の力の成分に関する情報を取得する。出力手段が、所定の期間における前記クランクの長手方向の力の成分に関する情報の変化に基づいて、前記人力機械の運転者の運転姿勢を判定して、前記運転姿勢に関する情報を出力する。このようにすることにより、クランクの長手方向の成分に関する情報の変化に基づいて運転姿勢を判定することができる。したがって、ジャイロセンサに基づいて判定するような自転車自体の姿勢を考慮する必要がないので、精度良く運転姿勢を判定することができる。また、クランクの回転角度の情報が不要であるので、クランクに加えられる力のみで判定することができる。 Hereinafter, a driving posture output device according to an embodiment of the present invention will be described. In the driving posture output device according to the embodiment of the present invention, the acquisition unit acquires information on the component of the force in the longitudinal direction of the crank among the force applied to the crank of the human-powered machine. An output means determines a driving posture of a driver of the manpowered machine based on a change in information regarding a force component in the longitudinal direction of the crank during a predetermined period, and outputs information related to the driving posture. By doing so, it is possible to determine the driving posture based on the change in the information related to the longitudinal component of the crank. Therefore, since it is not necessary to consider the posture of the bicycle itself as determined based on the gyro sensor, the driving posture can be determined with high accuracy. Further, since information on the rotation angle of the crank is unnecessary, the determination can be made only by the force applied to the crank.
また、長手方向の力の成分の変化は、前記長手方向の力の成分に関する情報の最大値と最小値との差分値であってもよい。このようにすることにより、クランクに加えられる力の長手方向の成分に関する情報の変化の幅によって運転姿勢を判定することができる。 Further, the change in the longitudinal force component may be a difference value between a maximum value and a minimum value of the information regarding the longitudinal force component. By doing in this way, a driving posture can be determined by the width of the change of the information regarding the longitudinal component of the force applied to the crank.
また、出力手段は、変化の値に対して定めた所定の閾値に基づいて運転姿勢を判定してもよい。このようにすることにより、閾値と最大値となった変化の値とを比較するだけで容易に運転姿勢を判定することができる。 Further, the output means may determine the driving posture based on a predetermined threshold value determined for the change value. In this way, it is possible to easily determine the driving posture simply by comparing the threshold value with the maximum change value.
また、取得手段は、クランクに加えられる力のうちクランクの回転方向の力の成分に関する情報を取得し、出力手段は、所定の期間における長手方向の力の成分の変化と、所定の期間における長手方向の力の成分が第1の所定の状態となったときの長手方向の力の成分に関する情報と回転方向の力の成分が第2の所定の状態となったとき回転方向の力の成分に関する情報との比較値と、に基づいて運転姿勢を判定してもよい。このようにすることにより、複数の評価方法に基づく値から運転姿勢を判定することができる。例えば、それぞれの結果に点数付け等を行って合わせて評価することにより、より精度良く運転姿勢を判定することができる。 The acquisition means acquires information on the force component in the rotational direction of the crank of the force applied to the crank, and the output means changes the longitudinal force component in the predetermined period and the longitudinal force in the predetermined period. Information on the longitudinal force component when the directional force component is in the first predetermined state and the rotational force component when the rotational force component is in the second predetermined state The driving posture may be determined based on the comparison value with the information. In this way, the driving posture can be determined from values based on a plurality of evaluation methods. For example, the driving posture can be determined with higher accuracy by scoring each result and evaluating the results together.
また、取得手段は、クランクに加えられる力のうちクランクの回転方向の力の成分に関する情報と、クランクの回転角度に関する角度情報と、を取得し、出力手段は、所定の期間における長手方向の力の成分の変化と、所定の期間における長手方向の力の成分が第1の所定の状態となったときのクランクの回転角度と回転方向の力の成分が第2の所定の状態となったときのクランクの回転角度との比較値のうち少なくとも1つ以上と、に基づいて運転姿勢を判定してもよい。このようにすることにより、複数の評価方法に基づく値から運転姿勢を判定することができる。例えば、それぞれの結果に点数付け等を行って合わせて評価することにより、より精度良く運転姿勢を判定することができる。 The obtaining means obtains information on the component of force in the crank rotation direction and the angle information on the crank rotation angle of the force applied to the crank, and the output means obtains the longitudinal force in a predetermined period. And when the crank rotation angle and the rotational force component when the longitudinal force component in the predetermined period is in the first predetermined state are in the second predetermined state. The driving posture may be determined based on at least one of the comparison values with the crank rotation angle. In this way, the driving posture can be determined from values based on a plurality of evaluation methods. For example, the driving posture can be determined with higher accuracy by scoring each result and evaluating the results together.
また、出力手段は、変化の値および比較値に対してそれぞれ定めた所定の閾値に基づいて運転姿勢を判定してもよい。このようにすることにより、閾値と最大値となった変化の値および比較値とを比較するだけで容易に運転姿勢を判定することができる。 Further, the output means may determine the driving posture based on predetermined threshold values respectively defined for the change value and the comparison value. In this way, it is possible to easily determine the driving posture only by comparing the threshold value, the change value that has become the maximum value, and the comparison value.
また、出力手段は、運転者が立ち漕ぎをしているか否かを判定する。このようにすることにより、クランクの長手方向の成分の変化に基づいて立ち漕ぎか否かを判定することができる。 Further, the output means determines whether or not the driver is standing up. In this way, it is possible to determine whether or not to stand up based on a change in the longitudinal component of the crank.
また、所定の期間は、クランクがn回転(nは1以上の自然数)の期間であってもよい。このようにすることにより、クランクの1回転以上のクランクの長手方向の成分の変化に基づいて判定することができる。したがって、多くの情報に基づいて判定することができるので、より精度良く判定することができる。 Further, the predetermined period may be a period in which the crank rotates n times (n is a natural number of 1 or more). In this way, determination can be made based on a change in the longitudinal component of the crank for one or more crank rotations. Therefore, since it can be determined based on a lot of information, it can be determined with higher accuracy.
また、本発明の一実施形態にかかる運転姿勢出力方法は、取得工程で、人力機械のクランクに加えられる力のうち前記クランクの長手方向の力の成分に関する情報を取得する。そして、出力工程で、所定の期間における前記クランクの長手方向の力の成分に関する情報の変化に基づいて、前記人力機械の運転者の運転姿勢を判定して、前記運転姿勢に関する情報を出力する。このようにすることにより、クランクの長手方向の成分に関する情報の変化に基づいて運転姿勢を判定することができる。したがって、ジャイロセンサに基づいて判定するような自転車自体の姿勢を考慮する必要がないので、精度良く運転姿勢を判定することができる。また、クランクの回転角度の情報が不要であるので、クランクに加えられる力のみで判定することができる。 In the driving posture output method according to an embodiment of the present invention, in the obtaining step, information on the force component in the longitudinal direction of the crank among the forces applied to the crank of the manpower machine is obtained. In the output step, the driving posture of the human power machine driver is determined based on the change in the information on the force component in the longitudinal direction of the crank in a predetermined period, and the information on the driving posture is output. By doing so, it is possible to determine the driving posture based on the change in the information related to the longitudinal component of the crank. Therefore, since it is not necessary to consider the posture of the bicycle itself as determined based on the gyro sensor, the driving posture can be determined with high accuracy. Further, since information on the rotation angle of the crank is unnecessary, the determination can be made only by the force applied to the crank.
また、上述した運転姿勢出力方法をコンピュータにより実行させる運転姿勢出力プログラムとしてもよい。このようにすることにより、コンピュータを用いて、クランクの長手方向の成分に関する情報の変化に基づいて運転姿勢を判定することができる。したがって、ジャイロセンサに基づいて判定するような自転車自体の姿勢を考慮する必要がないので、精度良く運転姿勢を判定することができる。また、クランクの回転角度の情報が不要であるので、クランクに加えられる力のみで判定することができる。 Moreover, it is good also as a driving posture output program which performs the driving posture output method mentioned above with a computer. By doing in this way, a driving posture can be judged using a computer based on change of information about a longitudinal component of a crank. Therefore, since it is not necessary to consider the posture of the bicycle itself as determined based on the gyro sensor, the driving posture can be determined with high accuracy. Further, since information on the rotation angle of the crank is unnecessary, the determination can be made only by the force applied to the crank.
また、上述した運転姿勢出力プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納してもよい。このようにすることにより、当該プログラムを機器に組み込む以外に単体でも流通させることができ、バージョンアップ等も容易に行える。 Further, the driving posture output program described above may be stored in a computer-readable recording medium. In this way, the program can be distributed as a single unit in addition to being incorporated in the device, and version upgrades can be easily performed.
本発明の第1の実施例にかかる運転姿勢出力装置を図1乃至図12を参照して説明する。まず、運転姿勢出力装置が運転者の運転姿勢を判定するために必要とする情報を収集する構成を説明する。即ち、例えば人力機械としての自転車の運転者(ユーザ)が運転姿勢としてダンシングかシッティングかを判定するために必要とする情報を収集するため自転車に取り付けられるセンサ等の構成を説明する。 A driving posture output apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, a configuration for collecting information necessary for the driving posture output device to determine the driving posture of the driver will be described. That is, for example, a configuration of a sensor or the like attached to the bicycle to collect information necessary for a driver (user) of a bicycle as a human-powered machine to determine whether the driving posture is dancing or sitting will be described.
自転車1は図1に示すように、フレーム3と、フロント車輪5と、リア車輪7と、ハンドル9と、サドル11と、フロントフォーク13と、駆動機構101と、を有している。
As shown in FIG. 1, the
フレーム3は、2つのトラス構造から構成されている。フレーム3は、後方の先端部分において、リア車輪7と回転自在に接続されている。また、フレーム3の前方において、フロントフォーク13が回転自在に接続されている。
The
フロントフォーク13は、ハンドル9と接続されている。フロントフォーク13の下方向の先端位置において、フロントフォーク13とフロント車輪5とは回転自在に接続されている。
The
フロント車輪5は、ハブ部、スポーク部及びタイヤ部を有している。ハブ部はフロントフォーク13と回転自在に接続されている。そして、このハブ部とタイヤ部はスポーク部によって接続されている。
The
リア車輪7は、ハブ部、スポーク部及びタイヤ部を有している。ハブ部はフレーム3と回転自在に接続されている。そして、このハブ部とタイヤ部はスポーク部によって接続されている。リア車輪7のハブ部は、後述するスプロケット113と接続されている。
The rear wheel 7 has a hub part, a spoke part, and a tire part. The hub portion is rotatably connected to the
自転車1は、ユーザの足による踏み込み力(踏力)を自転車1の駆動力に変換する駆動機構101を有している。駆動機構101は、ペダル103、クランク機構104、チェーンリング109、チェーン111、スプロケット113と、を有している。
The
ペダル103は、ユーザが踏み込むための足と接する部分である。ペダル103は、クランク機構104のペダルクランク軸115によって回転自在となるように支持されている。
The
クランク機構104は、クランク105とクランク軸107及びペダルクランク軸115(図4および図6も参照)から構成されている。
The
クランク軸107はフレーム3を左右方向に(自転車側面の一方から他方に)貫通している。クランク軸107は、フレーム3によって回転自在に支持されている。即ち、クランク105の回転軸となる。
The
クランク105は、クランク軸107と直角に設けられている。クランク105は、一端部において、クランク軸107と接続されている。
The
ペダルクランク軸115は、クランク105と直角に設けられている。ペダルクランク軸115の軸方向は、クランク軸107と同一方向となっている。ペダルクランク軸115は、クランク105の他端部においてクランク105と接続されている。
The
クランク機構104は、このような構造を自転車1の側面の反対側にも有している。つまり、クランク機構104は、2個のクランク105及び、2個のペダルクランク軸115を有している。したがって、ペダル103も自転車1の両側面にそれぞれ有している。
The
これらが自転車1の右側にあるか左側にあるかを区別する場合には、それぞれ右側クランク105R、左側クランク105L、右側ペダルクランク軸115R、左側ペダルクランク軸115L、右側ペダル103R、左側ペダル103Lと記載する。
When distinguishing whether these are on the right side or the left side of the
また右側クランク105Rと左側クランク105Lは、クランク軸107を中心として反対方向に延びるように接続されている。右側ペダルクランク軸115R、クランク軸107および左側ペダルクランク軸115Lは、平行かつ同一平面に形成されている。右側クランク105R及び左側クランク105Lは、平行かつ同一平面上に形成されている。
The
チェーンリング109は、クランク軸107に接続されている。チェーンリング109は、ギア比を変化させることができる可変ギアで構成されると好適である。また、チェーンリング109にはチェーン111が係合されている。
The
チェーン111はチェーンリング109及びスプロケット113に係合している。スプロケット113は、リア車輪7と接続されている。スプロケット113は、可変ギアで構成されると好適である。
The
自転車1は、このような駆動機構101によってユーザの踏み込み力をリア車輪の回転力に変換している。
The
自転車1は、サイクルコンピュータ201と、測定モジュール301と、を有している(図2も参照)。
The
サイクルコンピュータ201は、ハンドル9に配置されている。サイクルコンピュータ201は、図2に示すように、各種情報を表示するサイクルコンピュータ表示部203およびユーザの操作を受けるサイクルコンピュータ操作部205を有している。
The
サイクルコンピュータ表示部203に表示される各種情報とは、自転車1の速度、位置情報、目的地までの距離、目的地までの予測到達時間、出発してからの移動距離、出発してからの経過時間、クランク105の角度ごとの推進力や損失力、効率等である。
The various information displayed on the cycle
ここで、推進力とはクランク105の回転方向に加わる力の大きさである。一方、損失力とは、クランク105の回転方向とは別の方向に加わる力の大きさである。この回転方向とは別の方向に加わる力は、何ら自転車1の駆動に寄与しない無駄な力である。したがって、ユーザは、推進力をできるだけ増加させ、損失力をできるだけ減少させることによって、より効率的に自転車1を駆動させることが可能となる。即ち、これらの力は、クランク105の回転時に当該クランク105に加えられる力である。
Here, the propulsive force is the magnitude of the force applied in the rotation direction of the
サイクルコンピュータ操作部205は、図2では押しボタンで示されているが、それに限らず、タッチパネルなど各種入力手段や複数の入力手段を組み合わせて用いることができる。
The cycle
また、サイクルコンピュータ201は、サイクルコンピュータ無線受信部209を有している。サイクルコンピュータ無線受信部209は、配線を介してサイクルコンピュータ201の本体部分と接続されている。なお、サイクルコンピュータ無線受信部209は、受信のみの機能を有する必要はない。例えば、送信部としての機能を有していても良い。以下、送信部又は受信部と記載した装置も、受信機能及び送信機能の両方を有していても良い。
The
測定モジュール301は、例えばクランク105の内面に設けられ、複数のひずみゲージ素子から構成されるひずみゲージ369(図3及び図4参照)を用いて、ペダル103にユーザが加えている人力(踏力)を検出する。具体的には、クランク105の回転力であって自転車1の駆動力となる推進力と、回転方向とは別の方向に加わる力である損失力を算出する。また、測定モジュール301は、後述するクランク回転角度検出センサ2を用いて、クランク105の回転角度も検出する。
The
また、測定モジュール301は、クランク回転角度検出センサ2が有する磁気センサ22を用いてケイデンス[rpm]を得ることができる。即ち、測定モジュール301は、ケイデンスセンサの機能も合わせて有している。
Further, the
図3は、サイクルコンピュータ201及び測定モジュール301のブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of the
まず、測定モジュール301のブロック構成を説明する。測定モジュール301は、図3に示したように、測定モジュール無線送信部309、測定モジュール制御部351、測定モジュール記憶部353、パワーセンサ368及び磁気センサ22を有している。
First, the block configuration of the
測定モジュール無線送信部309は、測定モジュール制御部351がひずみ情報から算出した推進力及び損失力、クランク105の回転角度及びケイデンス等を、サイクルコンピュータ無線受信部209に送信している。
The measurement module
測定モジュール制御部351は、測定モジュール301を包括的に制御している。測定モジュール制御部351は、推進力演算部351aと、回転角検出部351bと、送信データ作成部351dと、ケイデンス演算部351eと、を有している。
The measurement
推進力演算部351aは、パワーセンサ368が出力するひずみ情報から推進力及び損失力を算出する。推進力及び損失力の算出方法は後述する。
The propulsive
回転角検出部351bは、クランク回転角度検出センサ2の磁気センサ22の検出結果に基づいてクランク105の回転角度を検出し、ひずみ情報を取得するタイミング等を制御している。クランク105の回転角度の検出方法は後述する。
The rotation angle detector 351b detects the rotation angle of the
ケイデンス演算部351eは、磁気センサ22の検出結果に基づいて単位時間当たり(1分間)に、後述する基準磁石21aが磁気センサ22の第2素子部22bを通過する回数n(rpm)を検出することで、単位時間当たりのクランク105の回転数を検出する。
The
送信データ作成部351dは、推進力演算部351aで算出された推進力及び損失力や回転角検出部351bで検出されたクランク105の回転角度やケイデンス演算部351eで算出されたケイデンス等から送信データを作成して、測定モジュール無線送信部309に出力する。
The transmission
測定モジュール記憶部353には、各種情報が記憶される。各種情報とは、例えば、測定モジュール制御部351の制御プログラム、及び、測定モジュール制御部351が制御を行う際に必要とされる一時的な情報である。
Various information is stored in the measurement
パワーセンサ368は、ひずみゲージ369と、測定モジュールひずみ検出回路365と、を有している。ひずみゲージ369は、クランク105に接着されて、一体化される。ひずみゲージ369は、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369dから構成されている(図4等参照)。そして、ひずみゲージ369のそれぞれの端子は、測定モジュールひずみ検出回路365に接続されている。
The
図4に、本実施例におけるひずみゲージ369のクランク105への配置の例を示す。ひずみゲージ369は、クランク105の内面119に接着されている。クランク105の内面とは、クランク軸107が突設されている(接続されている)面であり、クランク105の回転運動により定義される円を含む平面と平行な面(側面)である。また、図4には図示しないが、クランク105の外面120は、内面119と対向しペダルクランク軸115が突設されている(接続されている)面である。つまり、ペダル103が回転自在に設けられている面である。クランク105の上面117は、内面119および外面120と同じ方向に長手方向が延在し、かつ内面119および外面120と直交する面の一方である。クランク105の下面118は、上面117と対向する面である。
In FIG. 4, the example of arrangement | positioning to the crank 105 of the
第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bは、クランク105の長手方向に対して検出方向が平行、つまり、内面119の中心軸C1に対して平行かつ、内面119の中心軸C1に対して対称になるように設けられている。第3ひずみゲージ369cは、中心軸C1上に設けられ、検出方向が中心軸C1に対して平行かつ、第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bに挟まれるように設けられている。第4ひずみゲージ369dは、クランク105の長手方向に対して検出方向が垂直、つまり、内面119の中心軸C1に対して垂直かつ、中心軸C1上に設けられている。
The
即ち、クランク105の長手方向に延在する軸である中心軸C1と平行な方向(図4の縦方向)、つまり、クランク105の長手方向と平行な方向が、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第3ひずみゲージ369cの検出方向となり、中心軸C1と垂直な方向(図4の横方向)、つまり、クランク105の長手方向と垂直な方向が、第4ひずみゲージ369dの検出方向となる。したがって、第1ひずみゲージ369a乃至第3ひずみゲージ369cと第4ひずみゲージ369dは検出方向が互いに直交している。
That is, the direction parallel to the central axis C1 (the vertical direction in FIG. 4) that is the axis extending in the longitudinal direction of the
なお、第1ひずみゲージ369a乃至第4ひずみゲージ369dの配置は図4に限らない。つまり、中心軸C1と平行または垂直の関係が維持されていれば他の配置でもよい。但し、第1ひずみゲージ369a及び第2ひずみゲージ369bは、中心軸C1を挟んで対称に配置し、第3ひずみゲージ369c及び第4ひずみゲージ369dは、中心軸C1上に配置する方が、後述する各変形を精度良く検出できるので好ましい。
In addition, arrangement | positioning of the
また、図4では、クランク105を単純な直方体として説明しているが、デザイン等により、角が丸められていたり、一部の面が曲面で構成されていてもよい。そのような場合でも、上述した配置を極力維持するようにひずみゲージ369を配置することで、後述する各変形を検出することができる。但し、上記した中心軸C1との関係(平行または垂直)がずれるにしたがって検出精度が低下する。
In FIG. 4, the
測定モジュールひずみ検出回路365は、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369dが接続されて、ひずみゲージ369のひずみ量が電圧として出力される。測定モジュールひずみ検出回路365の出力は、図示しないA/Dコンバータによって、アナログ情報からデジタル情報であるひずみ情報信号に変換される。そして、ひずみ情報信号は測定モジュール制御部351の推進力演算部351aに出力される。
The measurement module
測定モジュールひずみ検出回路365の例を図5に示す。測定モジュールひずみ検出回路365は、2つのブリッジ回路である第1検出回路373aと第2検出回路373bとで構成されている。第1検出回路373aの第1系統側では、電源Vccから順に、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bの順に接続されている。即ち、第1ひずみゲージ369aおよび第2ひずみゲージ369bが電源Vccに対して直列に接続されている。第2系統側では、電源Vccから順に、固定抵抗R、固定抵抗Rの順に接続されている。第2検出回路373bの第1系統側では、電源Vccから順に、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369dの順に接続されている。即ち、第3ひずみゲージ369cおよび第4ひずみゲージ369dが電源Vccに対して直列に接続されている。第2系統側では、電源Vccから順に、固定抵抗R、固定抵抗Rの順に接続されている。
An example of the measurement module
即ち、2つの固定抵抗Rは、第1検出回路373aと第2検出回路373bとで共有している。ここで、2つの固定抵抗Rは同一の抵抗値を有している。また、2つの固定抵抗Rは、ひずみゲージ369の圧縮又は伸長が生ずる前の抵抗値と同一の抵抗値を有する。なお、第1ひずみゲージ369a乃至第4ひずみゲージ369dは同じ抵抗値を有している。
That is, the two fixed resistors R are shared by the
ひずみゲージ369の抵抗値は、公知のように圧縮されている場合には抵抗値が下がり、伸長されている場合には抵抗値が上がる。この抵抗値の変化は、変化量がわずかな場合には比例している。また、ひずみゲージ369の検出方向は、配線が伸びている方向であり、上述したように第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第3ひずみゲージ369cが、中心軸C1と平行な方向、第4ひずみゲージ369dが、中心軸C1と垂直な方向となる。この検出方向以外において圧縮又は伸長が生じた場合には、ひずみゲージ369に抵抗値の変化は生じない。
As is well known, the resistance value of the
このような特性を持つひずみゲージ369を使用した第1検出回路373aは、第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bの検出方向で圧縮または伸長されていない場合は、第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bとの間の電位Vabと、2つの固定抵抗Rの間の電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。
When the
第1ひずみゲージ369aが圧縮され、第2ひずみゲージ369bが伸張された場合は、第1ひずみゲージ369aの抵抗値が減少して第2ひずみゲージ369bの抵抗値が増加するために、電位Vabが高くなり、電位Vrは変化しない。つまり、電位Vabと電位Vrとの間に電位差が発生する。第1ひずみゲージ369aが伸張され、第2ひずみゲージ369bが圧縮された場合は、第1ひずみゲージ369aの抵抗値が増加して第2ひずみゲージ369bの抵抗値が減少するために、電位Vabが低くなり、電位Vrは変化しない。つまり、電位Vabと電位Vrとの間に電位差が発生する。
When the
第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに圧縮された場合は、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに抵抗値が減少するために、電位Vabと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに伸張された場合は、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに抵抗値が増加するために、電位Vabと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。
When both the
第2検出回路373bも第1検出回路373aと同様の動作となる。つまり、第3ひずみゲージ369cが圧縮され、第4ひずみゲージ369dが伸張された場合は、電位Vcdが高くなり、電位Vrは低くなり、電位Vcdと電位Vrとの間に電位差が発生する。第3ひずみゲージ369cが伸張され、第4ひずみゲージ369dが圧縮された場合は、電位Vcdが低くなり、電位Vrは高くなり、電位Vcdと電位Vrとの間に電位差が発生する。第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369dともに圧縮された場合と、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369dともに伸張された場合は、電位Vcdと、電位Vrとの電位差はほぼゼロとなる。
The
そこで、第1検出回路373aの電位Vabが測定できる第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bとの接続点と、電位Vrが測定できる2つの固定抵抗Rの接続点と、を第1検出回路373aの出力(以降A出力)とする。第2検出回路373bの電位Vcdが測定できる第3ひずみゲージ369cと第4ひずみゲージ369dとの接続点と、電位Vrが測定できる2つの固定抵抗Rの接続点と、を第2検出回路373bの出力(以降B出力)とする。このA出力とB出力がひずみ情報となる。
Therefore, the first detection circuit includes a connection point between the
図6は、ユーザにより力(踏力)が加えられた際の右側クランク105Rの変形状態を示している。(a)は右側クランク105Rの内面119から見た平面図、(b)は右クランク105Rの上面117から見た平面図、(c)は右側クランク105Rのクランク軸107側の端部から見た平面図である。なお、以降の説明では右側クランク105Rで説明するが、左側クランク105Lでも同様である。
FIG. 6 shows a deformed state of the
ユーザの足からペダル103を介して踏力が加えられると、その踏力はクランク105の回転力となる、クランク105の回転の接線方向の力である推進力Ftと、クランク105の回転の法線方向の力である損失力Frとに分けられる。このとき、右側クランク105Rには、曲げ変形x、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzの各変形状態が生じる。
When a pedaling force is applied from the user's foot via the
曲げ変形xは、図6(a)に示したように、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いは下面118から上面117に向かって曲がるように変形することであり、推進力Ftによって生じる変形である。即ち、クランク105の回転方向に発生する変形によるひずみ(クランク105の回転方向に生じているひずみ)を検出することとなり、曲げ変形xの検出によってクランク105に生じている回転方向ひずみが検出できる。曲げ変形yは、図6(b)に示したように、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いは内面119から外面120に向かって曲がるように変形することであり、損失力Frによって生じる変形である。即ち、クランク105の外面120から内面119、または内面119から外面120に向かって発生する変形によるひずみ(右側クランク105Rの回転運動により定義される円を含む平面と垂直な方向に生じているひずみ)を検出することとなり、曲げ変形yの検出によってクランク105に生じている内外方向ひずみが検出できる。
As shown in FIG. 6A, the bending deformation x is a deformation in which the
引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形することであり、損失力Frによって生じる変形である。即ち、クランク105が長手方向に引っ張られるまたは押される方向に発生する変形によるひずみ(長手方向と平行な方向に生じているひずみ)を検出することとなり、引張変形zの検出によってクランク105に生じている引張方向ひずみが検出できる。ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形することであり、推進力Ftによって生じる変形である。即ち、クランク105がねじれる方向に発生する変形によるひずみを検出することとなり、ねじれ変形rzの検出によってクランク105に生じているねじり方向ひずみが検出できる。なお、図6では、曲げ変形x、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzの変形方向を矢印で示したが、上述したように、この矢印と逆方向に各変形が発生する場合もある。
The tensile deformation z is a deformation that is caused by the
したがって、推進力Ftを測定するためには、曲げ変形xまたはねじれ変形rzのいずれか、損失力Frを測定するためには、曲げ変形yまたは引張変形zのいずれかを定量的に検出すればよい。 Therefore, in order to measure the propulsive force Ft, either the bending deformation x or the torsional deformation rz is measured, and in order to measure the loss force Fr, either the bending deformation y or the tensile deformation z is quantitatively detected. Good.
ここで、図4のように配置され、図5のように第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369b、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369dが接続された測定モジュールひずみ検出回路365によって、曲げ変形x、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzを検出(測定)する方法を説明する。
Here, the measurement module
まず、第1検出回路373aのA出力において、各変形がどのように検出(測定)されるかを説明する。曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369aは圧縮されるので抵抗値が減少し、第2ひずみゲージ369bは伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373aのA出力は正出力(電位Vabが高く電位Vrが低い)となる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369aは伸張されるので抵抗値が増加し、第2ひずみゲージ369bは圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373aのA出力は負出力(電位Vabが低く電位Vrが高い)となる。
First, how each deformation is detected (measured) in the output A of the
曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373aのA出力はゼロ(電位Vabと電位Vrに電位差が無い)となる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373aのA出力はゼロとなる。
In the bending deformation y, the
引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。右側クランク105Rが伸張する場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373aのA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに圧縮されるので、どちらも抵抗値が減少する。そのため、第1検出回路373aのA出力はゼロとなる。
The tensile deformation z is deformed so that the
ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)の矢印の方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373aのA出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが図6(b)の矢印と逆方向にねじれる場合、第1ひずみゲージ369a、第2ひずみゲージ369bともに伸張されるので、どちらも抵抗値が増加する。そのため、第1検出回路373aのA出力はゼロとなる。
The torsional deformation rz deforms so that the
以上のように、A出力からは、曲げ変形xのみが検出される。即ち、第1検出回路373aは、第1ひずみゲージ369aおよび第2ひずみゲージ369bが接続され、クランク105に生じている回転方向ひずみを検出する。
As described above, only the bending deformation x is detected from the A output. That is, the
次に、第2検出回路373bのB出力において、各変形がどのように検出(測定)されるかを説明する。曲げ変形xは、右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが上面117から下面118に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369dは曲がるだけのため、検出方向に圧縮も伸張もされないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373bのB出力はゼロとなる。また、右側クランク105Rが下面118から上面117に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369c、第4ひずみゲージ369dは曲がるだけのため、検出方向に圧縮も伸張もされないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373bのB出力はゼロとなる。
Next, how each deformation is detected (measured) in the B output of the
曲げ変形yは、右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって、或いはその逆方向に変形する。右側クランク105Rが外面120から内面119に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369cは圧縮されるので抵抗値が減少し、第4ひずみゲージ369dは伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373bのB出力は正出力(電位Vcdが高く電位Vrが低い)となる。また、右側クランク105Rが内面119から外面120に向かって変形する場合、第3ひずみゲージ369cは伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369dは圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373bのB出力は負出力(電位Vcdが低く電位Vrが高い)となる。
In the bending deformation y, the
引張変形zは、右側クランク105Rが長手方向に伸張または圧縮されるように変形する。右側クランク105Rが伸張する場合、第3ひずみゲージ369cは伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369dは圧縮されるので抵抗値が減少する。そのため、第2検出回路373bのB出力は負出力となる。また、右側クランク105Rが圧縮する場合、第3ひずみゲージ369cは圧縮されるので抵抗値が減少し、第4ひずみゲージ369dは伸張されるので抵抗値が増加する。そのため、第2検出回路373bのB出力は正出力となる。
The tensile deformation z is deformed so that the
ねじれ変形rzは、右側クランク105Rが、ねじれるように変形する。右側クランク105Rが図6(b)の矢印の方向にねじれる場合、第3ひずみゲージ369cは伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369dは検出方向に変形しないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373bのB出力は負出力となる。また、右側クランク105Rが図6(b)の矢印と逆方向にねじれる場合、第3ひずみゲージ369cは伸張されるので抵抗値が増加し、第4ひずみゲージ369dは検出方向に変形しないので抵抗値は変化しない。そのため、第2検出回路373bのB出力は負出力となる。
The torsional deformation rz deforms so that the
以上のように、B出力からは、曲げ変形y、引張変形z、ねじれ変形rzが検出される。即ち、第2検出回路373bは、第3ひずみゲージ369cおよび第4ひずみゲージ369dが接続され、クランク105に生じている内外方向ひずみまたは引張方向ひずみを検出する。
As described above, the bending deformation y, the tensile deformation z, and the torsional deformation rz are detected from the B output. That is, the
そして、第1検出回路373aのA出力と、第2検出回路373bのB出力から、推進力演算部351aが、推進力Ftは次の(1)式により、損失力Frは次の(2)式によりそれぞれ算出する。なお、引張変形zは曲げ変形yと比較すると非常に小さいので無視することができる。即ち、(1)式及び(2)式で算出される値が、クランク105の回転時に当該クランク105に加えられる荷重に関する値となる。
Ft=p(A−A0)+q(B−B0)[kgf]・・・(1)
Fr=s|A−A0|+u(B−B0)[kgf]・・・(2)
Then, from the A output of the
Ft = p (A−A0) + q (B−B0) [kgf] (1)
Fr = s | A−A0 | + u (B−B0) [kgf] (2)
ここで、Aは推進力Ft(あるいは損失力Fr)を算出する時点におけるA出力値、A0は無負荷時のA出力値、Bは推進力Ft(あるいは損失力Fr)を算出する時点におけるB出力値、B0は無負荷時のB出力値、p、q、s、uは係数であり、次の(3)〜(6)式からなる連立方程式により算出される値である。
m=p(Am−A0)+q(Be−B0)・・・(3)
0=s(Am−A0)+u(Be−B0)・・・(4)
0=p(Ae−A0)+q(Bm−B0)・・・(5)
m=s(Ae−A0)+u(Bm−B0)・・・(6)
Here, A is the A output value at the time of calculating the propulsive force Ft (or loss force Fr), A0 is the A output value at no load, and B is B at the time of calculating the propulsive force Ft (or loss force Fr). The output value, B0 is the B output value when there is no load, p, q, s, u are coefficients, which are values calculated by simultaneous equations consisting of the following equations (3) to (6).
m = p (Am−A0) + q (Be−B0) (3)
0 = s (Am−A0) + u (Be−B0) (4)
0 = p (Ae−A0) + q (Bm−B0) (5)
m = s (Ae−A0) + u (Bm−B0) (6)
ここで、Amはクランク105の角度が水平前向き(クランク105で水平かつフロント車輪5方向に延在している状態)でペダル103にm[kg]を載せたときのA出力値である。Beはクランク105の角度が水平前向きでペダル103にm[kg]を載せたときのB出力値である。Aeはクランク105の角度が垂直下向き(クランク105で鉛直かつ地面方向に延在している状態)でペダル103にm[kg]を載せたときのA出力値である。Bmはクランク105の角度が垂直下向きでペダル103にm[kg]を載せたときのB出力値である。
Here, Am is an A output value when m [kg] is put on the pedal 103 with the angle of the
係数p、q、s、uおよびA0、B0は予め算出又は測定可能な値であるので、AおよびBを(1)式に代入することで推進力Ftが算出でき、AおよびBを(2)式に代入することで損失力Frが算出できる。 Since the coefficients p, q, s, u and A0, B0 are values that can be calculated or measured in advance, the propulsive force Ft can be calculated by substituting A and B into the equation (1), and A and B can be calculated as (2 The loss force Fr can be calculated by substituting it into the formula.
また、(1)式ではB出力を用いてA出力の補正をしている。(2)式ではA出力を用いてB出力の補正をしている。これにより、第1検出回路373aや第2検出回路373bに含まれる検出対象以外のひずみの影響を排除することができる。なお、第1ひずみゲージ369aと第2ひずみゲージ369bがクランク方向(中心軸C1と平行な方向)にずれが無い場合、Ae=A0となりB出力による補正の必要がなくなる。
In the equation (1), the A output is corrected using the B output. In equation (2), the A output is used to correct the B output. Thereby, the influence of distortion other than the detection target contained in the
なお、ひずみゲージ369の配置やブリッジ回路の構成は図4や図5に示した構成に限らない。例えばひずみゲージ369は4つに限らないし、ブリッジ回路も1つに限らない。要するに、推進力Ftや損失力Frが算出できる構成であればよい。
The arrangement of the strain gauges 369 and the configuration of the bridge circuit are not limited to the configurations shown in FIGS. For example, the number of
次に、クランク回転角度検出センサ2の構成について図7及び図8を参照して説明する。
Next, the configuration of the crank rotation
なお、以降の説明において、クランク105の回転角度は、右側クランク105Rを基準に表されるものとする。つまり、右側クランク105Rが12時の方向に位置する(先端が上方を向く)ときに、クランク105の回転角度θは0°とする。また、クランク回転角度検出センサ2は、右側クランク105Rが3時の方向を指す(先端が前方を向く)とき、クランク105の回転角度(以後、クランク回転角度θとする)は90°を示し、右側クランク105Rが9時の方向を指す(先端が後方を向く)とき、クランク回転角度θは270°を示す。そして、クランク回転角度検出センサ2が検出するクランク回転角度θの範囲は0°以上360°未満(0≦θ<360°)となっており、右側クランク105Rが12時の方向から時計回りで回転する向きを「+」方向とする。
In the following description, it is assumed that the rotation angle of the
クランク回転角度検出センサ2は、図7(a)に示すように、円環状の枠状部材20、枠状部材20の表面に所定間隔をおいて固定された複数の磁石からなる磁石群21(磁石21a、21b等)及び磁気センサ22からなる。磁石群21が固定された枠状部材20は、枠状部材20の中心点とクランク軸107の軸心とが一致した状態で、磁石群21がクランクB31に対向する様にフレーム3の側面に固定されている。一方、磁気センサ22はチェーンリング109に固定され、クランク105(105R)と共に回転する。
As shown in FIG. 7A, the crank rotation
磁石群21は12個の磁石21a〜磁石21lからなり、円環状の枠状部材20の中心点を基準として30°間隔で配置されている。磁石21a、磁石21lは、非常に強い磁力及び保磁力を有するネオジム磁石で構成されている。具体的に、磁石21a、21lは第1ネオジム磁石が2つ直列してなり(双方のN極が同一直線上で同一方向を向いて重ねられ)、その他の磁石21b〜磁石21kは、第1ネオジム磁石より磁力が小さい第2ネオジム磁石が2つ直列してなる。すなわち、磁石群21は、磁力の異なる2種類の磁石からなる。
The
また、磁石21a、磁石21bは、各中心軸が枠状部材20の半径方向と一致した状態で配置されている。そして、N極の向きが外側を向く磁石と内側(中心側)を向く磁石とが枠状部材20の周方向に交互に入れ替わって配置されている。具体的には、磁石21a、磁石21c、磁石21e、磁石21g、磁石21i、磁石21kのN極が枠状部材20の半径方向(放射方向)外側を向き、磁石21b、磁石21d、磁石21f、磁石21h、磁石21j、磁石21lのN極が枠状部材20の半径方向内側(中心)を向いている。さらに、各磁石21a〜21lの半径方向外側先端と枠状部材20の中心との距離L4は同一となっている。
Further, the
磁気センサ22は、第1素子部22a、第2素子部22b及び第3素子部22cがケース22dに収容されてなる。第1素子部22a及び第2素子部22bは、所定方向において磁力線(磁界)を検出し(図7(a)において水平方向左向き)、その検出方向と逆向きの磁力線を検出する場合(N極が対向する磁石を検出する場合)にHiレベルの信号(以下、単にHiとする)を出力し、検出方向と同一の向きの磁力線を検出する場合(S極が対向する磁石を検出する場合)にLoレベルの信号(以下、単にLoとする)を出力する。なお、第1素子部22a及び第2素子部22bは所定の強さの磁力線を検出しない場合、出力状態を保持する。
The
クランク回転角度検出センサ2の使用状態において(枠状部材20及び磁気センサ22が適切に自転車1に固定された状態で)、自転車1の側方からみると、第1素子部22aと第2素子部22bは、枠状部材20の半径方向外側、すなわち、枠状部材20の中心点から磁石21a〜磁石21lより遠い位置に配されている。また、第1素子部22aと第2素子部22bの検出方向は一致しており、各検出方向上に枠状部材20の中心点が位置している。そして、第1素子部22aの方が第2素子部22bより枠状部材20の中心点から近い位置に配されており、検出方向上を通過する磁石21a〜磁石21lの外側先端に近い。これは、後述するように、第1素子部22aを用いて全ての磁石21a〜磁石21lを検出し、第2素子部22bを用いてクランク回転角度θ=0°を示す磁石21aを検出するためである。なお、クランク回転角度θ=0°のとき(右側クランク105Rが12時を示すとき)、第2素子部22bが磁石21aを検出するように(磁石21aが第2素子部22bの検出方向上に位置するように)、枠状部材20及び磁気センサ22が自転車1に固定されている。
When the crank rotation
また、磁気センサ22には、第1素子部22a及び第2素子部22bより低消費電力の第3素子部22cが設けられている。第3素子部22cは第1素子部22aの近傍に設けられており、いずれかの磁石21a〜21lを検出すると、測定モジュール301のシステムを起動させる。
In addition, the
次に図8を用いて、クランク回転角度検出センサ2によるクランク回転角度の検出方法について説明する。前述したように、円環状の枠状部材20には、その中心点を基準として30°間隔で磁石21a〜磁石21lが配置されており、最も磁力の高い磁石21aはクランク回転角度θ=0°となるときに、第2素子部22bに検出される位置に配されている(以下、磁石21aのことを「基準磁石21a」ともいう)。また、磁石21a〜磁石21lのN極の向きが交互に入れ替わっている。よって、チェーンリング109に固定された磁気センサ22が、クランク105の回転に伴ってクランク軸107を中心に回転すると、磁気センサ22の第1素子部22aは磁石21a〜磁石21lの前を通過する度にHi又はLoと出力を切り換える。同様に、磁気センサ22の第2素子部22bは磁石21a、21lの前を通過する度にHi又はLoと出力を切り換える。この第1素子部22aから出力される「Hi」又は「Lo」は、クランク105が30°回転したことを検出するものである(以後「間隔角度検出信号」という)。一方、第2素子部22bから出力する「Hi」は、クランク回転角度θ=0°を検出するものである(以後「基準角度検出信号」という)。
Next, a method for detecting the crank rotation angle by the crank rotation
このように、間隔角度検出信号と基準角度検出信号とを用いることにより、クランク回転角度θを0°から30°間隔で検出することができる。なお、第2素子部22bから出力されたHiは、同一の磁力で逆向きに配置された磁石21lの前を通過するとLoとなる。すなわち、リセットされる。よって、クランク回転角度θを連続して検出することができる。よって、以後、第2素子部22bから出力する「Lo」を「リセット信号」という。
Thus, by using the interval angle detection signal and the reference angle detection signal, the crank rotation angle θ can be detected at intervals of 0 ° to 30 °. The Hi output from the
また、第1素子部22aと基準磁石21aとが最も遠く離れた位置関係にあるときに、第1素子部22aが基準磁石21aを検出してしまうことを防ぐためには、以下の3条件を満たすことが望ましい。(1)基準磁石21aが第2素子部22bの検出方向上(以下、「第2検出方向」という)で第2素子部22bに最も接近したときに第2素子部22bが基準磁石21aを検出できること。(2)最も磁力の小さい磁石21b〜磁石21lが第1素子部22aの検出方向上(以下、「第1検出方向」という)で第1素子部22aに最も接近したときに第1素子部22aが磁石21b〜磁石21kを検出できること。(3)基準磁石21aが第1検出方向上で第1素子部22aから最も離隔したときに第1素子部22aが基準磁石21aを検出できないこと。
Further, in order to prevent the
次に、サイクルコンピュータ201のブロック構成を説明する。サイクルコンピュータ201は、図3に示したように、サイクルコンピュータ表示部203、サイクルコンピュータ操作部205、サイクルコンピュータ無線受信部209、サイクルコンピュータ外部通信部210、サイクルコンピュータ記憶部253及びサイクルコンピュータ制御部251を有している。
Next, the block configuration of the
サイクルコンピュータ表示部203は、ユーザ(運転者)の指示等に基づいて、各種の情報を表示する。本実施例においては、推進力Ftと損失力Frを視覚化して表示する。なお、視覚化の方法はどのような方法であっても良いが、測定モジュール301から送信されたクランク回転角度θに基づいて、例えばクランク105の回転角が30°毎の推進力Ftと損失力Frをベクトル表示することができる。また、他の方法としては、例えば、グラフ表示、色分け表示、記号の表示、3次元表示等どのような方法であってもよい。また、それらの組み合わせ等であってよい。
The cycle
サイクルコンピュータ操作部205は、ユーザの指示(入力)を受ける。例えば、サイクルコンピュータ操作部205は、ユーザから、サイクルコンピュータ表示部203に表示内容の指示を受ける。
The cycle
サイクルコンピュータ無線受信部209は、測定モジュール301から送信される送信データ(推進力Ft及び損失力Frとクランク105の回転角とケイデンス)を受信する。
The cycle computer
サイクルコンピュータ外部通信部210は、主にサイクルコンピュータ記憶部253に記憶されている推進力Ftおよび損失力Frとクランク回転角度θをサイクルコンピュータ201の外部のコンピュータ等に送信する。
The cycle computer
サイクルコンピュータ記憶部253には、各種情報が記憶される。各種情報とは、例えば、サイクルコンピュータ制御部251の制御プログラム、及び、サイクルコンピュータ制御部251が制御を行う際に必要とされる一時的な情報である。なお、サイクルコンピュータ記憶部253は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)およびフラッシュメモリ等の不揮発性の読み書き可能なメモリを有している。ROMには制御プログラム、及び、推進力Ftおよび損失力Frをサイクルコンピュータ表示部203に視覚的に表示するデータに変換するための各種のパラメータ、定数、等が記憶されている。
Various information is stored in the cycle
RAMには、サイクルコンピュータ制御部251が制御を行う際に必要とされる一時的な情報等が記憶されている。不揮発性の読み書き可能なメモリには、推進力Ftおよび損失力Frとクランク回転角度θとが対応付けて記憶されている。
The RAM stores temporary information required when the cycle
サイクルコンピュータ制御部251は、サイクルコンピュータ201を包括的に制御している。さらに、測定モジュール301をも包括的に制御していても良い。また、サイクルコンピュータ制御部251は、推進力Ftおよび損失力Frをサイクルコンピュータ表示部203に視覚的に表示するデータに変換する。
The cycle
上述した構成の測定モジュール301及びサイクルコンピュータ201は、測定モジュール301がクランク105の回転角度が30°ごとに推進力Ftおよび損失力Frを測定して、その推進力Ft及び損失力Frとクランク回転角度θとをサイクルコンピュータ201に送信する。サイクルコンピュータ201では、測定モジュール301から送信された推進力Ft及び損失力Frとクランク回転角度θとをサイクルコンピュータ表示部203に表示させるとともに、サイクルコンピュータ記憶部253に記憶して蓄積する。
In the
そして、例えば走行終了後にサイクルコンピュータ201は、サイクルコンピュータ記憶部253に蓄積されている推進力Ft及び損失力Frとクランク回転角度θとをサイクルコンピュータ外部通信部210から後述するサーバ401へ送信する。なお、これらのデータの送信タイミングは、走行終了後に限らず、走行中であってもよいし、任意のタイミングでよい。
For example, the
次に、上述したようにしてサイクルコンピュータ201に蓄積された推進力Ft及び損失力Frとクランク回転角度θとのうち、損失力Frに基づいてユーザがダンシングかシッティングかの判定をする運転姿勢出力装置について図9乃至図12を参照して説明する。
Next, the driving posture output for determining whether the user is dancing or sitting based on the loss force Fr among the propulsion force Ft and loss force Fr and the crank rotation angle θ accumulated in the
図9は、本実施例にかかるサーバ401とサイクルコンピュータ201等を示したネッとワーク構成図である。
FIG. 9 is a network configuration diagram showing the
サーバ401は、事業所等に設置されるコンピュータであり、本実施例では、サイクルコンピュータ201からインターネット601を経由して入力された損失力Frからダンシングかシッティングかの判定をする。即ち、クランク105に加えられる力に関する力情報のうちクランク105の長手方向の力の成分に関する情報(損失力Fr)に基づいて運転者が立ち漕ぎをしているか否かを判定する。なお、図9では、サイクルコンピュータ201は1つしか記載されていないが複数であってもよいことは言うまでもない。
The
サーバ401は、上述したようにコンピュータであるので、周知のようにCPU(Central Processing Unit)、RAM、ROM、ハードディスクドライブ、ネットワークインターフェース等を有している。図10は、サーバ401が運転姿勢出力装置として機能する際の機能的構成を示した構成図である。サーバは、判定部411と、データ格納部412と、通信部413と、を備えている。
Since the
出力手段としての判定部411は、サイクルコンピュータ201から受信した損失力Frに基づいてユーザがダンシングかシッティングかの判定をして、判定結果をデータ格納部412あるいは通信部413に出力する。即ち、損失力Frがクランク105に加えられる力に関する力情報のうちクランク105の長手方向の力の成分に関する情報に相当する。判定方法は後述する。判定部411は、CPU上で実行されるコンピュータプログラムによって機能する。
The
データ格納部412は、サイクルコンピュータ201から受信した損失力Frを蓄積する。データ格納部412は、ハードディスクドライブ等が機能する。
The
通信部413は、サイクルコンピュータ201から損失力Frを受信したり、判定部411における判定結果等を送信したりする。なお、判定結果等を送信する先は、サイクルコンピュータ201に限らず、例えばユーザが所有するコンピュータ501等であってもよい。通信部413は、ネットワークインターフェース等が機能する。
The
次に、判定部411で行う運転姿勢の判定方法について説明する。図11にクランク105の回転の法線方向、即ち損失力Frのクランク回転角度θに対する変化のグラフを示す。図中の一点鎖線は左側のクランク105L、二点鎖線は右側のクランク105Rを示している。また、図11(a)はシッティング、図11(b)はダンシングである。図11に示したようにシッティングとダンシングとでは、損失力Frの最大値と最小値との差分値(図11(a)のPPsと図11(b)のPPd)が異なる。
Next, a driving posture determination method performed by the
これは、ダンシングの場合は、ユーザの体重がかかるため、クランク105の位置が3時から6時(クランク回転角度θが90°〜180°)にかけてクランク105の法線方向に体重がかかり、クランク105の法線方向の力である損失力Frがシッティングの場合より大きくなるためである。
This is because, in the case of dancing, the weight of the user is applied, so the weight of the
したがって、損失力Frの最大値と最小値との差分値(最大値から最小値までの幅)が一定値以上であることを検出することで、ダンシングかシッティングかを判定することができる。即ち、損失力Frは、クランク105に加えられる荷重のうちクランク105の長手方向の力の成分に相当し、最大値と最小値との差分値は、長手方向の力の成分の変化に相当する。したがって、本実施例は、クランク105に加えられる荷重のうちクランク105の長手方向の力の成分の変化に基づいて運転姿勢を判定する。
Therefore, it is possible to determine whether it is dancing or sitting by detecting that the difference value (width from the maximum value to the minimum value) between the maximum value and the minimum value of the loss force Fr is a certain value or more. That is, the loss force Fr corresponds to the longitudinal force component of the
上述した一定値を閾値として、閾値以上の場合はダンシングと判定すればよい。この閾値は、実験やシミュレーション等により求めればよい。また、ユーザの体重や踏力に応じて適宜調整できるようにしてもよい。あるいは、ユーザの体重の情報をサイクルコンピュータ201やコンピュータ501等から取得して、例えばその体重の60%程度の値に基づいて閾値を定めてもよい。つまり、ダンシング時にかかる体重を考慮して閾値を設定してもよい。
What is necessary is just to determine as dancing when the above-mentioned fixed value is made into a threshold value and it is more than threshold value. This threshold value may be obtained by experiment, simulation, or the like. Moreover, you may enable it to adjust suitably according to a user's weight and pedal effort. Alternatively, the user's weight information may be acquired from the
また、この最大値を判定する期間はクランク105の1回転に限らず、複数回転であってもよい。あるいは、図11のグラフの傾向等から最大値と最小値と含む範囲を定めた1回転以内の所定角度範囲であってもよい。
Further, the period for determining the maximum value is not limited to one rotation of the
また、最大値や最小値は、データ格納部412に蓄積されているデータから算出される30°ごとの損失力Frのうちの最大(最小)の値でもよいし、30°ごとの値から補間等により推定した値であってもよい。あるいは、図11に示した曲線を所定の閾値(例えば50%)で切ったときの幅の中央値となる角度を「最大値」に対応するクランク回転角度θと推定してもよい。
In addition, the maximum value and the minimum value may be the maximum (minimum) value of the loss force Fr for every 30 ° calculated from the data stored in the
さらには、前記曲線を所定の閾値(例えば50%)で切ったときの、上側部分(曲線と閾値とで囲まれた部分)を積分し、その重心となる角度を「最大値」に対応するクランク回転角度θとしてもよい。最小値も同様の考え方で算出してもよい。 Further, when the curve is cut by a predetermined threshold (for example, 50%), the upper part (the part surrounded by the curve and the threshold) is integrated, and the angle serving as the center of gravity corresponds to the “maximum value”. The crank rotation angle θ may be used. The minimum value may be calculated in the same way.
つまり、最大値や最小値は、取得した損失力Frの値から演算により算出してもよい。本実施例の場合は、損失力Frの取得間隔は30°ごとなので、取得値のみで判断を行うと実際の最大値や最小値との誤差が大きくなるため特に有効である。 That is, the maximum value and the minimum value may be calculated by calculation from the acquired value of the loss force Fr. In the case of the present embodiment, since the acquisition interval of the loss force Fr is every 30 °, the determination with only the acquired value increases the error between the actual maximum value and the minimum value, which is particularly effective.
図12に本実施例にかかる運転姿勢出力方法のフローチャートを示す。このフローチャートは判定部411が実行する。即ち、図12のフローチャートがコンピュータプログラムとして構成されている。まず、サイクルコンピュータ201から受信するデータ(損失力Fr)を取得してデータ格納部412に格納する(ステップS21)。即ち、ステップS11が取得工程として機能する。次に、運転姿勢を判定するための所定の期間(例えばクランク105が1回転)が経過したか否を判断し(ステップS22)、経過しない場合(NOの場合)はステップS21に戻る。
FIG. 12 shows a flowchart of the driving posture output method according to this embodiment. This flowchart is executed by the
ステップS22で所定の期間経過した場合(YESの場合)は、その期間における損失力Ftの最大値と最小値との差分値を算出する(ステップS23)。次に、算出した差分値が閾値以上か否かを判断し(ステップS24)、閾値以上である場合(YESの場合)はダンシングと判定する(ステップS25)。 When a predetermined period has elapsed in step S22 (in the case of YES), a difference value between the maximum value and the minimum value of the loss force Ft in that period is calculated (step S23). Next, it is determined whether or not the calculated difference value is equal to or greater than a threshold value (step S24). When the calculated difference value is equal to or greater than the threshold value (in the case of YES), it is determined to be dancing (step S25).
一方、ステップS24で閾値未満であると判断された場合(NOの場合)はシッティングと判定する(ステップS26)。 On the other hand, when it is determined in step S24 that it is less than the threshold value (in the case of NO), it is determined as sitting (step S26).
そして、ステップS25またはS26で判定された結果(判定結果)を通信部413から出力する(ステップS27)。通信部413は、当該判定結果をサイクルコンピュータ201やコンピュータ501等へ出力する。なお、判定結果はデータ格納部412に格納しておき、コンピュータ501等からのリクエスト等に応じて出力するようにしてもよい。即ち、ステップS13〜S17が出力工程として機能する。
And the result (determination result) determined by step S25 or S26 is output from the communication part 413 (step S27). The
なお、この判定結果は、運転姿勢のみを出力するに限らず、推進力Ftや損失力Fr等の変化を解析したデータに付加するようにしてもよい。例えば、推進力Ftや損失力Frの時系列や走行距離に対する変化のグラフ等にダンシングやシッティングの表示をしたり、ダンシングやシッティングの区間は色を変化させたりしてもよい。あるいは、ある区間内におけるダンシングの割合として出力してもよい。 This determination result is not limited to outputting only the driving posture, but may be added to data obtained by analyzing changes in the propulsive force Ft, the loss force Fr, and the like. For example, dancing or sitting may be displayed on a time series of the propulsive force Ft or the loss force Fr, a graph of changes with respect to the travel distance, or the color of the sections of the dancing or sitting may be changed. Or you may output as a ratio of dancing in a certain area.
本実施例によれば、自転車1のクランク105に加えられる力のうち、クランク105の長手方向の力の成分に関する情報(損失力Fr)を取得する取得手段(通信部413)と、所定の期間における損失力Frの変化に基づいて、自転車1の運転者の運転姿勢に関する情報を出力する出力手段(判定部411)と、を有している。このようにすることにより、クランク105に加えられる損失力Frに基づいてダンシングか否かを判定することができる。即ち、クランク105の長手方向の力の成分の最大値と最小値との差に基づいてダンシングか否かの判定をすることができる。
According to the present embodiment, the acquisition means (communication unit 413) for acquiring information (loss force Fr) related to the longitudinal force component of the
また、クランク105の長手方向の力の成分の変化は、クランクに加えられる力の長手方向の成分に関する情報の最大値と最小値との差分値である。このようにすることにより、クランク105に加えられる力の長手方向の成分に関する情報の変化の幅によってダンシングか否かを判定することができる。
The change in the longitudinal force component of the
また、クランク回転角度θが必要ないので、サーバ401が受信するデータ量を少なくすることができるので、通信量やハードディスクドライブやメモリ等の容量を節約することができる。
Further, since the crank rotation angle θ is not necessary, the amount of data received by the
なお、上述した実施例では右側のクランク105Rでダンシングの判定をする例を示したが、左側のクランク105Lで行ってもよい。この場合、クランク105Lは回転方向が反時計回りにクランク回転角度θ(クランク105の位置)が検出される他は同様である。さらには、両側のクランク105の検出結果に基づいて判定してもよい。例えば、両側のクランク105の検出結果を利用する方法としては、右側の差分値と左側の差分値とのうち大きい方を判定対象とする方法が挙げられる。
In the above-described embodiment, an example is shown in which the
次に、本発明の第2の実施例にかかる運転姿勢出力装置を図13および図14を参照して説明する。なお、前述した第1の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。 Next, a driving posture output apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施例では、測定モジュール301やサイクルコンピュータ201、及び、サーバ401の構成は第1の実施例と同様であるが、ダンシングかシッティングかの判定をする方法が異なる。
In the present embodiment, the configurations of the
本実施例では、サイクルコンピュータ201からインターネット601を経由して入力された推進力Ft及び損失力Frとクランク回転角度θとからダンシングかシッティングかの判定をする。即ち、これらの情報に基づいて運転者が立ち漕ぎをしているか否かを判定する。
In this embodiment, it is determined whether it is dancing or sitting from the propulsive force Ft and loss force Fr input from the
本実施例では、判定部411が、サイクルコンピュータ201から受信した推進力Ft及び損失力Frとクランク回転角度θとに基づいてユーザがダンシングかシッティングかの判定をして、判定結果をデータ格納部412あるいは通信部413に出力する。即ち、推進力Ft及び損失力Frがクランク105に加えられる力に関する力情報に相当し、クランク回転角度θがクランク105の回転角度に関する角度情報に相当する。
In this embodiment, the
また、データ格納部412には、サイクルコンピュータ201から受信した推進力Ft及び損失力Frとクランク回転角度θとを蓄積する。
The
次に、判定部411で行う運転姿勢の判定方法について説明する。サイクルコンピュータ201から受信する推進力Ftおよび損失力Frは、図13に示しように、それぞれクランク105の回転の接線方向の力の成分、法線方向の力の成分となる。そして、これら2つの成分を合成した力がクランク105に加えられる力としての荷重Fとなる。
Next, a driving posture determination method performed by the
この荷重Fは、シッティングの場合は、クランク105が3時の位置近傍にあるときが最大値となるが、ダンシングの場合はペダル103に体重がかかるため、下死点近傍(クランク105の位置が5時〜6時)で最大値(力の大きさまたは成分の最大値)となる。
In the case of sitting, the load F has a maximum value when the
これは、ダンシングの場合は、クランク105が3時の位置(クランク回転角度θ=90°)でペダル103に体重をかけても、左右への体重の荷重移動に時間があるので、体重のかかるピークのクランク回転角度θは90°より遅れる。そのため荷重Fが最大値となるクランク回転角度θは90°以上となる。これに対しシッティングの場合は、体が左右に振れないので、荷重Fの最大値はクランク回転角度θは90°近傍となる。
This is because, in the case of dancing, even if the weight is applied to the
したがって、推進力Ft及び損失力Frから荷重Fを算出し、その荷重Fが最大値となるクランク回転角度θを検出することで、ダンシングかシッティングかを判定することができる。即ち、力情報(荷重F)が最大値(所定の状態)となったときの角度情報(クランク回転角度θ)に基づいて人力機械(自転車1)の運転姿勢を判定している。また、本実施例では、荷重Fを推進力Ft及び損失力Frから荷重Fを算出するので、判定部411がクランク105に加えられる力に関する力情報を取得する取得手段としても機能する。
Therefore, by calculating the load F from the propulsive force Ft and the loss force Fr and detecting the crank rotation angle θ at which the load F becomes the maximum value, it is possible to determine whether it is dancing or sitting. That is, the driving posture of the manpower machine (bicycle 1) is determined based on the angle information (crank rotation angle θ) when the force information (load F) reaches the maximum value (predetermined state). In this embodiment, since the load F is calculated from the propulsive force Ft and the loss force Fr, the
上述したようにダンシングの場合はクランク105の位置が5時〜6時(クランク回転角度θが150°〜180°)近傍のときに最大値となるので、例えばクランク105の位置が4時半(クランク回転角度θ=135°)を閾値として、最大値となるクランク回転角度θが閾値以上の場合はダンシングと判定すればよい。即ち、クランク105の回転角度に対して定めた所定の閾値に基づいて運転姿勢を判定する。
As described above, in the case of dancing, the maximum value is obtained when the position of the
また、この最大値を判定する期間はクランク105の1回転に限らず、複数回転であってもよい。あるいは、1回転以内であって、閾値を含む所定の角度範囲としてもよい。例えば、閾値をクランク105が4時半の位置に設けた場合は、クランク105が2時〜7時の位置(クランク回転角度θが60°〜210°)の範囲を最大値を判定する期間とする。
Further, the period for determining the maximum value is not limited to one rotation of the
また、最大値は、データ格納部412に蓄積されているデータから算出される30°ごとの荷重Fのうちの最大の値でもよいし、30°ごとの値から補間等により推定した値であってもよい。例えば、クランク105の位置が4時〜5時は荷重Fが増加傾向で、5時〜6時は荷重Fが減少傾向であった場合は、5時(クランク回転角度θ=150°)を最大値としてもよいし、クランク105の位置が4時〜5時の増加率と5時〜6時の減少率等から最大値を推定してもよい。あるいは、クランク105の位置が5時と6時との値が略同じ値であった場合はその中間(クランク105の位置が5時半、クランク回転角度θ=165°)を最大値と推定してもよい。つまり、最大値は、取得した荷重Fの値から演算により算出してもよい。本実施例の場合は、荷重Fの取得間隔は30°ごとなので、取得値のみで判断を行うと実際の最大値との誤差が大きくなるため特に有効である。
The maximum value may be the maximum value of the loads F every 30 ° calculated from the data stored in the
図14に運転姿勢出力方法のフローチャートを示す。このフローチャートは判定部411が実行する。まず、サイクルコンピュータ201から受信するデータ(推進力Ftおよび損失力Fr、クランク回転角度θ)を取得してデータ格納部412に格納する(ステップS11)。なお、ステップS11の時点で荷重Fを算出して格納してもよい。即ち、ステップS11が取得工程として機能する。
FIG. 14 shows a flowchart of the driving posture output method. This flowchart is executed by the
次に、運転姿勢を判定するための所定の期間(例えばクランク105が1回転)が経過したか否を判断し(ステップS12)、経過しない場合(NOの場合)はステップS11に戻る。 Next, it is determined whether or not a predetermined period for determining the driving posture (for example, one revolution of the crank 105) has elapsed (step S12). If not (NO), the process returns to step S11.
ステップS12で所定の期間経過した場合(YESの場合)は、その期間における荷重Fの最大値を抽出する(ステップS13)。次に、抽出した荷重Fの最大値のクランク回転角度θが閾値以上か否かを判断し(ステップS14)、閾値以上である場合(YESの場合)はダンシングと判定する(ステップS15)。 When the predetermined period has elapsed in step S12 (in the case of YES), the maximum value of the load F in that period is extracted (step S13). Next, it is determined whether or not the maximum crank rotation angle θ of the extracted load F is greater than or equal to a threshold value (step S14). If it is equal to or greater than the threshold value (YES), it is determined that it is dancing (step S15).
一方、ステップS14で閾値未満であると判断された場合(NOの場合)はシッティングと判定する(ステップS16)。 On the other hand, when it is determined in step S14 that it is less than the threshold value (in the case of NO), it is determined as sitting (step S16).
そして、ステップS15またはS16で判定された結果(判定結果)を、データ格納部412や通信部413へ出力する(ステップS17)。通信部413は、当該判定結果をサイクルコンピュータ201やコンピュータ501等へ出力する。なお、判定結果はデータ格納部412に格納しておき、コンピュータ501等からのリクエスト等に応じて出力するようにしてもよい。即ち、ステップS13〜S17が出力工程として機能する。
Then, the result (determination result) determined in step S15 or S16 is output to the
本実施例によれば、通信部413が自転車1のクランク回転角度θと、そのクランク回転角度θにおけるクランク105に加えられる推進力Ft及び損失力Frと、を取得する。そして、判定部411が、推進力Ft及び損失力Frから算出される荷重Fが最大値となったときのクランク回転角度θに基づいて、ダンシングか否かを判定して、判定結果を出力する。このようにすることにより、クランク回転角度θと、推進力Ft及び損失力Frと、に基づいてダンシングか否かを判定することができる。したがって、ジャイロセンサに基づいて判定するような自転車自体の姿勢は考慮する必要がないので、精度良くダンシングか否かを判定することができる。
According to the present embodiment, the
また、クランク回転角度θに対して定めた閾値に基づいてダンシングか否かを判定しているので、閾値と比較するだけで容易にダンシングか否かを判定することができる。 Moreover, since it is determined whether it is dancing based on the threshold value defined with respect to the crank rotation angle θ, it is possible to easily determine whether it is dancing simply by comparing with the threshold value.
また、荷重Fの最大値を判定する期間は、閾値を含む所定の角度範囲であってもよい。この場合、ダンシングか否かを判定する閾値の近傍のみのクランク回転角度θと荷重Fとに基づいて判定することができる。したがって、クランク回転角度θと荷重Fとを保存するメモリ等の容量を少なくすることができる。 Further, the period for determining the maximum value of the load F may be a predetermined angle range including a threshold value. In this case, the determination can be made based on the crank rotation angle θ and the load F only in the vicinity of the threshold value for determining whether or not it is dancing. Accordingly, it is possible to reduce the capacity of a memory or the like that stores the crank rotation angle θ and the load F.
また、荷重Fの最大値を判定する期間は、クランク105がn回転(nは1以上の自然数)の期間であってもよい。この場合、クランク105の1回転以上のクランク回転角度θと荷重Fとに基づいて判定することができる。したがって、多くの情報から解析することができるので、より精度良く判定することができる。
Further, the period for determining the maximum value of the load F may be a period in which the
なお、上述した実施例では右側のクランク105Rのみでダンシングの判定をする例を示したが、左側のクランク105Lで行ってもよい。この場合、クランク105Lは回転方向が反時計回りにクランク回転角度θ(クランク105の位置)が検出される他は同様である。さらには、両側のクランク105の検出結果に基づいて判定してもよい。例えば、両側のクランク105の検出結果を利用する方法としては、右側の最大値と左側の最大値とのうち大きい方を判定対象する方法が挙げられる。
In the above-described embodiment, the example in which the determination of the dancing is performed only with the
また、閾値は、荷重Fの大きさに応じて変更してもよい。荷重Fは、所定の値より小さい場合(漕ぐ力が弱い場合)は、シッティングでも足の重さの影響が大きくなって、荷重の最大値が5時〜6時に近づいてくるので、例えば閾値を4時半から5時に近づけるように変更する。あるいは、また荷重Fが閾値を変更する値よりも更に小さい場合は、ダンシングの判定を行わないようにしてもよい(常にシッティングと判定する、あるいは判定しない旨の情報を出力する)。なお、閾値の変更を判定する力は荷重Fに限らず、トルク等他の値であってもよい。つまり、漕ぐ力がある基準以上に弱いことを検出できればよい。 The threshold value may be changed according to the magnitude of the load F. When the load F is smaller than a predetermined value (when the rowing force is weak), the influence of the weight of the foot becomes large even in sitting, and the maximum value of the load approaches from 5:00 to 6:00. Change from 4:30 to 5:00. Alternatively, when the load F is further smaller than the value for changing the threshold value, the determination of dancing may not be performed (information indicating that the sitting is always determined or not determined is output). Note that the force for determining the change of the threshold value is not limited to the load F, but may be other values such as torque. That is, it is only necessary to detect that the power for rowing is weaker than a certain standard.
また、上述した実施例では推進力Ftおよび損失力Frから荷重Fを算出していたが、荷重Fを直接検出することができるセンサ等を用いてもよい。 In the above-described embodiment, the load F is calculated from the propulsive force Ft and the loss force Fr. However, a sensor or the like that can directly detect the load F may be used.
次に、本発明の第3の実施例にかかる運転姿勢出力装置を図15を参照して説明する。なお、前述した第1、第2の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。 Next, a driving posture output apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the first and second embodiments described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施例では、測定モジュール301やサイクルコンピュータ201、及び、サーバ401の構成は第1、第2の実施例と同様であるが、ダンシングかシッティングかの判定をする方法が異なる。
In this embodiment, the configuration of the
図15にクランク105の回転の接線方向、即ち推進力Ftのクランク回転角度θに対する変化のグラフを示す。図中の一点鎖線は左側のクランク105L、二点鎖線は右側のクランク105Rを示している。また、図15(a)はシッティング、図15(b)はダンシングである。図15に示したようにシッティングとダンシングとでは、推進力Ftが最大値となるクランク回転角度θが異なる。図15(a)のシッティングの場合は90°(クランク105の位置が3時)の辺りが最大値となるが、図15(b)のダンシングの場合は120°〜150°(クランク105の位置が4時〜5時)の辺りが最大値となる。
FIG. 15 shows a graph of the change in the tangential direction of the rotation of the
これは、第2の実施例と同様に、ダンシングの場合は、クランク105が3時の位置(クランク回転角度θ=90°)でペダル103に体重をかけても、左右への体重の荷重移動に時間があるので、体重のかかるピークのクランク回転角度θは90°より遅れる。そのため荷重Fが最大値となるクランク回転角度θは90°以上となる。これに対しシッティングの場合は、体が左右に振れないので、荷重Fの最大値はクランク回転角度θは90°近傍となる。
As in the second embodiment, in the case of dancing, when the
したがって、推進力Ftが最大値となるクランク回転角度θを検出することで、ダンシングかシッティングかを判定することができる。即ち、クランク105に加えられる荷重のうち、クランク105の回転方向の力の成分(推進力Ft)に関する情報が最大値(所定の状態)となったときの角度情報に基づいて人力機械(自転車1)の運転者の運転姿勢を判定する。
Therefore, it is possible to determine whether it is dancing or sitting by detecting the crank rotation angle θ at which the propulsive force Ft is maximum. That is, of the load applied to the
上述したようにダンシングの場合はクランク105の位置が4時〜5時の辺りのときに最大値となるので、例えばクランク105の位置が4時(クランク回転角度θ=120°)を閾値として、最大値となるクランク回転角度θが閾値以上の場合はダンシングと判定すればよい。
As described above, in the case of dancing, the maximum value is obtained when the position of the
フローチャートは基本的に図14と同様であるが、判定する力が荷重Fではなく推進力Ftに変更となる。 The flowchart is basically the same as that in FIG. 14, but the force to be determined is changed to the propulsive force Ft instead of the load F.
本実施例によれば、判定部411が推進力Ftが最大値となったときのクランク回転角度θに基づいて、ダンシングか否かを判定する。このようにすることにより、クランク回転角度θと、推進力Ftと、に基づいてダンシングか否かを判定することができる。即ち、クランク105の回転方向の力の成分の最大値に基づいてダンシングか否かの判定をすることができる。
According to the present embodiment, the
また、損失力Frが不要であり、第2の実施例と比較してサーバ401が受信するデータ量を少なくすることができるので、通信量やハードディスクドライブやメモリ等の容量を節約することができる。
Further, the loss power Fr is unnecessary, and the amount of data received by the
なお、本実施例においても、最大値を判定する期間はクランク105の1回転に限らず、複数回転であってもよいし、1回転以内であって、閾値を含む所定の角度範囲としてもよい。また、最大値は、データ格納部412に蓄積されているデータから算出される30°ごとの推進力Ftのうちの最大の値でもよいし、第1の実施例に記載したように、30°ごとの値から補間等により推定した値であってもよい。
Also in this embodiment, the period for determining the maximum value is not limited to one rotation of the
また、閾値は、第2の実施例と同様に、損失力Frの大きさに応じて変更してもよい。例えば閾値を4時から5時に近づけるように変更する。あるいは、また荷重Fが閾値を変更する値よりも更に小さい場合は、ダンシングの判定を行わないようにしてもよい(常にシッティングと判定する、あるいは判定しない旨の情報を出力する)。 Further, the threshold value may be changed according to the magnitude of the loss force Fr, as in the second embodiment. For example, the threshold value is changed from 4 o'clock to 5 o'clock. Alternatively, when the load F is further smaller than the value for changing the threshold value, the determination of dancing may not be performed (information indicating that the sitting is always determined or not determined is output).
さらには、右側のクランク105R、左側のクランク105Lのいずれでダンシングか否かの判定を行ってもよいのは言うまでもなく、さらに両側のクランク105の検出結果に基づいて判定してもよい。
Further, it goes without saying that it is possible to determine whether the
次に、本発明の第4の実施例にかかる運転姿勢出力装置を図16及び図17を参照して説明する。なお、前述した第1の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。 Next, a driving posture output apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施例では、測定モジュール301やサイクルコンピュータ201、及び、サーバ401の構成は第1の実施例と同様であるが、ダンシングかシッティングかの判定をする方法が異なる。
In the present embodiment, the configurations of the
図16にクランク105の回転の接線方向と法線方向、即ち推進力Ftと損失力Frのクランク回転角度θに対する変化のグラフを示す。図中の実線は左側のクランク105Lの推進力Ft、点線は右側のクランク105Rの推進力Ft、一点鎖線は左側のクランク105Lの損失力Fr、二点鎖線は右側のクランク105Rの損失力Frを示している。また、図16(a)はシッティング、図16(b)はダンシングである。図16に示したようにシッティングとダンシングとでは、推進力Ftの最大値と損失力Frの最大値との差分値(図16(a)のFsと図16(b)のFd)が異なる。
FIG. 16 shows a graph of changes in the tangential direction and normal direction of the rotation of the
これは、ダンシングの場合は、ユーザの体重がかかるため、クランク105の位置が3時から6時(クランク回転角度θが90°から180°)にかけてクランク105の法線方向に体重がかかり、クランク105の法線方向の力である損失力Frがシッティングの場合より大きくなるためである。
This is because, in the case of dancing, the weight of the user is applied, so the weight of the
したがって、推進力Ftの最大値と損失力Frの最大値との差分値が一定値以下であることを検出することで、ダンシングかシッティングかを判定することができる。あるいは推進力Ftの最大値に対する損失力Frの最大値の割合が一定値以上である場合、つまり、推進力Ftの最大値と損失力Frの最大値との比が一定値以上である場合を検出することであってもよい。即ち、長手方向の力の成分(損失力Fr)の最大値(第1の所定の状態)と回転方向の力の成分(推進力Ft)の最大値(第2の所定の状態)との比較値に基づいて運転姿勢を判定している。 Therefore, by detecting that the difference value between the maximum value of the propulsive force Ft and the maximum value of the loss force Fr is not more than a certain value, it is possible to determine whether it is dancing or sitting. Alternatively, when the ratio of the maximum value of the loss force Fr to the maximum value of the propulsion force Ft is a certain value or more, that is, the ratio between the maximum value of the propulsion force Ft and the maximum value of the loss force Fr is a certain value or more. It may be to detect. That is, a comparison between the maximum value of the longitudinal force component (loss force Fr) (first predetermined state) and the maximum value of the rotational force component (propulsion force Ft) (second predetermined state). The driving posture is determined based on the value.
これらの一定値を閾値として、閾値以上(閾値以下)の場合はダンシングと判定すればよい。この閾値は、実験やシミュレーション等により求めればよい。例えば割合の場合は、損失力Frの最大値/推進力Ftの最大値=80%以上の場合にダンシングと判定すればよい。 With these constant values as threshold values, if the threshold value is equal to or greater than the threshold value (threshold value or less), it may be determined as dancing. This threshold value may be obtained by experiment, simulation, or the like. For example, in the case of a ratio, it may be determined as dancing when the maximum value of the loss force Fr / the maximum value of the driving force Ft = 80% or more.
図17に本実施例にかかる運転姿勢出力方法のフローチャートを示す。このフローチャートは上述した割合で判定する例であり、判定部411が実行する。まず、サイクルコンピュータ201から受信するデータ(推進力Ft及び損失力Fr)を取得してデータ格納部412に格納する(ステップS31)。次に、運転姿勢を判定するための所定の期間(例えばクランク105が1回転)が経過したか否を判断し(ステップS32)、経過しない場合(NOの場合)はステップS31に戻る。
FIG. 17 shows a flowchart of the driving posture output method according to this embodiment. This flowchart is an example of determination at the above-described ratio, and is executed by the
ステップS32で所定の期間経過した場合(YESの場合)は、その期間における推進力Ftの最大値と損失力Frの最大値との割合を算出する(ステップS33)。次に、算出した割合が閾値以上か否かを判断し(ステップS34)、閾値以上である場合(YESの場合)はダンシングと判定する(ステップS35)。 When a predetermined period has elapsed in step S32 (in the case of YES), the ratio between the maximum value of the propulsive force Ft and the maximum value of the loss force Fr in that period is calculated (step S33). Next, it is determined whether or not the calculated ratio is equal to or greater than a threshold value (step S34). If the calculated ratio is equal to or greater than the threshold value (in the case of YES), it is determined to be dancing (step S35).
一方、ステップS34で閾値未満であると判断された場合(NOの場合)はシッティングと判定する(ステップS36)。 On the other hand, when it is determined in step S34 that it is less than the threshold value (in the case of NO), it is determined as sitting (step S36).
そして、ステップS35またはS36で判定された結果(判定結果)を通信部413から出力する(ステップS37)。なお、判定結果はデータ格納部412に格納しておき、コンピュータ501等からのリクエスト等に応じて出力するようにしてもよい。
And the result (determination result) determined by step S35 or S36 is output from the communication part 413 (step S37). The determination result may be stored in the
本実施例によれば、自転車1のクランク105に加えられる力のうち、クランク105の長手方向の力の成分に関する情報(損失力Fr)およびクランク105の回転方向の力の成分に関する情報(推進力Ft)を取得する取得手段(通信部413)と、損失力Frおよび推進力Ftがそれぞれ所定の状態(最大値)となったときを比較した比較値に基づいて自転車1の運転者の運転姿勢を判定して、運転姿勢に関する情報を出力する出力手段(判定部411)と、を有している。このようにすることにより、推進力Ftと損失力Frとに基づいてダンシングか否かの判定をすることができる。また、この場合、クランク回転角度θの情報が必要ないので、サーバ401が受信するデータ量を少なくすることができるので、通信量やハードディスクドライブやメモリ等の容量を節約することができる。
According to this embodiment, of the force applied to the crank 105 of the
なお、本実施例においても、最大値を判定する期間はクランク105の1回転に限らず、複数回転であってもよいし、1回転以内であってもよい。また、各最大値は、データ格納部412に蓄積されているデータから算出される30°ごとの値でもよいし、30°ごとの値から補間等により推定した値でもよい。
Also in this embodiment, the period for determining the maximum value is not limited to one rotation of the
さらには、右側のクランク105R、左側のクランク105Lのいずれでダンシングか否かの判定を行ってもよいのは言うまでもなく、さらに両側のクランク105の検出結果に基づいて判定してもよい。
Further, it goes without saying that it is possible to determine whether the
次に、本発明の第5の実施例にかかる運転姿勢出力装置を図18及び図19を参照して説明する。なお、前述した第1の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。 Next, a driving posture output apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施例では、測定モジュール301やサイクルコンピュータ201、及び、サーバ401の構成は第1の実施例と同様であるが、ダンシングかシッティングかの判定をする方法が異なる。
In the present embodiment, the configurations of the
図18にクランク105の回転の接線方向と法線方向、即ち推進力Ftと損失力Frのクランク回転角度θに対する変化のグラフを示す。これは図16と同じものである。図18に示したようにシッティングとダンシングとでは、推進力Ftの最大値のクランク回転角度θと損失力Frの最大値のクランク回転角度θとの差分値(図18(a)のDsと図18(b)のDd)が異なる。
FIG. 18 shows a graph of changes in the tangential and normal directions of the rotation of the
損失力Frはクランク105の法線方向の力であるので、最大値は、ペダル103に体重がかかる角度で大きくなる。そのため、ダンシング時にはユーザの体重、シッティング時にはユーザの足の重量(体重の一部)がそれぞれかかるため、最大値の角度はダンシングとシッティングとで殆ど変らない。これに対して推進力Ftはクランク105の接線方向の力であるので、ダンシング時にはクランク105が3時の位置(クランク回転角度θ=90°)でペダル103に体重をかけても、左右への体重の荷重移動に時間があるので、体重のかかるピークのクランク回転角度θは90°より遅れる。そのため荷重Fが最大値となるクランク回転角度θは90°以上となる。これに対しシッティングの場合は、体が左右に振れないので、荷重Fの最大値はクランク回転角度θは90°近傍となる。そのため、ダンシング時には推進力Frの最大値の回転角度と損失力Ftの最大値の回転角度とが近づく。
Since the loss force Fr is a force in the normal direction of the
したがって、推進力Ftの最大値(所定の状態)のクランク回転角度θと損失力Frの最大値(所定の状態)のクランク回転角度θとの差分値が一定値以下であることを検出することで、ダンシングかシッティングかを判定することができる。即ち、回転方向の力の成分(推進力Ft)の最大値(第1の所定の状態)となるクランク105の回転角度と長手方向の力の成分(損失力Fr)の最大値(第2の所定の状態)となるクランク105の回転角度との比較値に基づいて運転姿勢を判定している。
Therefore, it is detected that the difference value between the crank rotation angle θ of the maximum value (predetermined state) of the propulsive force Ft and the crank rotation angle θ of the maximum value (predetermined state) of the loss force Fr is not more than a certain value. Thus, it can be determined whether it is dancing or sitting. That is, the rotation angle of the
上述した一定値を閾値として、閾値以下の場合はダンシングと判定すればよい。この閾値は、実験やシミュレーション等により求めればよい。 If the above-described constant value is a threshold value, if it is equal to or less than the threshold value, it may be determined as dancing. This threshold value may be obtained by experiment, simulation, or the like.
これらの一定値を閾値として、閾値以上(閾値以下)の場合はダンシングと判定すればよい。この閾値は、実験やシミュレーション等により求めればよい。 With these constant values as threshold values, if the threshold value is equal to or greater than the threshold value (threshold value or less), it may be determined as dancing. This threshold value may be obtained by experiment, simulation, or the like.
図19に本実施例にかかる運転姿勢出力方法のフローチャートを示す。このフローチャートは判定部411が実行する。まず、サイクルコンピュータ201から受信するデータ(推進力Ft及び損失力Frとクランク回転角度θ)をデータ格納部412に格納する(ステップS41)。次に、運転姿勢を判定するための所定の期間(例えばクランク105が1回転)が経過したか否を判断し(ステップS42)、経過しない場合(NOの場合)はステップS41に戻る。
FIG. 19 shows a flowchart of the driving posture output method according to this embodiment. This flowchart is executed by the
ステップS42で所定の期間経過した場合(YESの場合)は、その期間における推進力Ftの最大値の回転角度と損失力Frの最大値の回転角度との差分値を算出する(ステップS43)。次に、算出した割合が閾値以下か否かを判断し(ステップS44)、閾値以上である場合(YESの場合)はダンシングと判定する(ステップS45)。 When a predetermined period has elapsed in step S42 (in the case of YES), a difference value between the maximum rotation angle of the propulsive force Ft and the maximum rotation angle of the loss force Fr in that period is calculated (step S43). Next, it is determined whether or not the calculated ratio is equal to or less than a threshold value (step S44). If it is equal to or greater than the threshold value (in the case of YES), it is determined as dancing (step S45).
一方、ステップS44で閾値未満であると判断された場合(NOの場合)はシッティングと判定する(ステップS46)。 On the other hand, when it is determined in step S44 that it is less than the threshold value (in the case of NO), it is determined as sitting (step S46).
そして、ステップS45またはS46で判定された結果(判定結果)を通信部413から出力する(ステップS47)。なお、判定結果はデータ格納部412に格納しておき、コンピュータ501等からのリクエスト等に応じて出力するようにしてもよい。
And the result (determination result) determined by step S45 or S46 is output from the communication part 413 (step S47). The determination result may be stored in the
本実施例によれば、自転車1のクランク105の回転角度に関する角度情報(クランク回転角度θ)と、前記クランク105に加えられる力のうち、前記回転角度におけるクランク105の長手方向の力の成分に関する情報(損失力Fr)およびクランク105の回転方向の力の成分に関する情報(推進力Ft)を取得する取得手段(通信部413)と、損失力Frおよび推進力Ftがそれぞれ所定の状態(最大値)となったときのクランク回転角度θを比較した比較値に基づいて自転車1の運転者の運転姿勢を判定して、運転姿勢に関する情報を出力する出力手段(判定部411)と、を有している。このようにすることにより、推進力Ftと損失力Frとクランク回転角度θとに基づいてダンシングか否かの判定をすることができる。
According to the present embodiment, the angle information (crank rotation angle θ) related to the rotation angle of the
なお、本実施例においても、最大値を判定する期間はクランク105の1回転に限らず、複数回転であってもよいし、1回転以内であってもよい。また、各最大値は、データ格納部412に蓄積されているデータから算出される30°ごとの値でもよいし、第1の実施例に記載したように、30°ごとの値から補間等により推定した値でもよい。
Also in this embodiment, the period for determining the maximum value is not limited to one rotation of the
また、推進力Ftと損失力Frの最大値のときのクランク回転角度θの差分値に限らず、時間差であってもよい。 Moreover, not only the difference value of the crank rotation angle θ at the maximum value of the propulsive force Ft and the loss force Fr, but also a time difference may be used.
さらには、右側のクランク105R、左側のクランク105Lのいずれでダンシングか否かの判定を行ってもよいのは言うまでもなく、さらに両側のクランク105の検出結果に基づいて判定してもよい。
Further, it goes without saying that it is possible to determine whether the
次に、本発明の第6の実施例にかかる運転姿勢出力装置を説明する。なお、前述した第1乃至第5の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。 Next, a driving posture output apparatus according to the sixth embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in the first to fifth embodiments described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施例では、上述した第1乃至第5の実施例を組み合わせて運転姿勢、つまり、ダンシングか否かの判定を行う。これは、各実施例でダンシングか否かを判定する直前の算出値や検出値等に点数付けを行って、その合計値が一定値以上である場合はダンシングと判定する。 In the present embodiment, the driving posture, that is, whether or not it is dancing is determined by combining the first to fifth embodiments described above. In this embodiment, scoring is performed on the calculated value or the detected value immediately before determining whether or not it is dancing in each embodiment, and when the total value is a certain value or more, it is determined as dancing.
具体例としては、第1の実施形態で示した損失力Frの最大値と最小値の差分値の場合、差分値がユーザの体重の60%に基づいて算出される値を閾値としてその閾値以上なら+1点、閾値未満なら0点とする。 As a specific example, in the case of the difference value between the maximum value and the minimum value of the loss force Fr shown in the first embodiment, a value calculated based on 60% of the user's weight is set as a threshold value, and the threshold value is exceeded. If it is less than the threshold, it is 0.
第2の実施例で示した荷重Fの最大値の場合、荷重Fの最大値となるクランク105の位置が2時の位置(クランク回転角度θが60°)なら−1点、3時以上4時未満の位置(クランク回転角度θが90°≦θ<120°)なら0点、4時以上5時未満の位置(クランク回転角度θが120°≦θ<150°)なら+1点、5時以上6時未満の位置(クランク回転角度θが150°≦θ<180°)なら+2点とする。
In the case of the maximum value of the load F shown in the second embodiment, if the position of the
第3の実施例で示した推進力Ftの最大値の場合、推進力Ftの最大値となるクランク105の位置が3時(クランク回転角度θが90°)なら0点、それ以外なら+1点とする。
In the case of the maximum value of the propulsive force Ft shown in the third embodiment, the maximum value of the propulsive force Ft is 0 point when the position of the
第4の実施例で示した推進力Ftの最大値に対する損失力Frの割合の場合、100%以上(損失力Frの方が大きい)なら+2点、80%以上なら+1点、80%未満は0点とする。 In the case of the ratio of the loss force Fr to the maximum value of the propulsion force Ft shown in the fourth embodiment, +2 points if the loss force Fr is 100% or more (the loss force Fr is larger), +1 point if it is 80% or more, and less than 80% 0 points.
第5の実施例で示した推進力Ftの最大値の回転角度と損失力Frの最大値の回転角度との差分値の場合、差分値が30°以内なら+1点、30°を超えるなら0点とする。 In the case of the difference value between the maximum rotation angle of the propulsion force Ft and the rotation angle of the maximum value of the loss force Fr shown in the fifth embodiment, +1 point if the difference value is within 30 °, 0 if it exceeds 30 °. Let it be a point.
そして、各実施例の方法で評価した値の合計値が例えば4点以上であればダンシングと判定する。 And if the sum total of the value evaluated by the method of each Example is four or more points, it will determine with dancing.
なお、本実施例において組み合わせる方法は、第1〜第5の全ての実施例を組み合わせるに限らず、任意の2つ以上を組み合わせればよい。また、ダンシングと判定する合計値も組み合わせに応じて適宜変更すればよい。 The method of combining in this embodiment is not limited to combining all the first to fifth embodiments, and any two or more methods may be combined. In addition, the total value determined as dancing may be appropriately changed according to the combination.
例えば、第1の実施例と、第2〜第5の実施例のうち少なくとも1つ以上と、を組み合わせてもよい。 For example, the first embodiment may be combined with at least one or more of the second to fifth embodiments.
本実施例によれば、第1〜第5の組み合わせによってダンシングか否かを判定しているので、1つの方法により判定するよりも、より精度良くダンシングの判定をすることができる。 According to the present embodiment, since it is determined whether or not the dancing is based on the first to fifth combinations, the determination of the dancing can be made with higher accuracy than the determination by one method.
なお、上述した第1〜第6の実施例では、クランク105にひずみゲージが配置されていたが、クランクがスパイダーアームを介して取り付けられている場合は、スパイダーアームにあってもよいし、ペダルクランク軸115にあってもよい。これらの部品でも、クランク105に加えられる力に関する情報を取得することが可能である。また、ひずみゲージに限らず、クランク105に加えられる力に関する情報を取得できるセンサであれば他のセンサでもよい。
In the first to sixth embodiments described above, the strain gauge is disposed on the
また、サイクルコンピュータ201からサーバ401にデータを送信するのは、サイクルコンピュータ201が直接インターネット601を介して行うに限らない。例えばコンピュータ501等にサイクルコンピュータ201を有線または無線等で接続してデータを転送し、コンピュータ501等からサーバ401にデータを送信するようにしてもよい。あるいはサイクルコンピュータ201からメモリカード等を介してコンピュータ501等にデータを転送し、コンピュータ501等からサーバ401にデータを送信するようにしてもよい。
The transmission of data from the
さらに、本発明における運転姿勢出力装置は、サーバ401に限らず、コンピュータ501などのユーザ等が所有するコンピュータやタブレット端末等を機能させてもよいし、サイクルコンピュータ201に運転姿勢出力装置の機能を持たせてもよい。
Furthermore, the driving posture output device according to the present invention is not limited to the
また、本発明おける人力機械とは、自転車1、フィットネスバイク等のクランク105(クランクアーム78)を備えた人力で駆動される機械をいう。つまり、クランク105を備えた人力で駆動(必ずしも場所的な移動をする必要はない)される機械であれば、人力機械はどの様なものであっても良い。
In addition, the human-powered machine in the present invention refers to a machine driven by human power including a crank 105 (crank arm 78) such as a
また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の運転姿勢出力装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。 Further, the present invention is not limited to the above embodiment. That is, those skilled in the art can implement various modifications in accordance with conventionally known knowledge without departing from the scope of the present invention. Of course, such modifications are included in the scope of the present invention as long as the configuration of the driving posture output device of the present invention is provided.
1 自転車(人力機械)
3 フレーム
105 クランク
401 サーバ(運転姿勢出力装置)
411 判定部(取得手段、出力手段)
412 データ格納部
413 通信部(取得手段)
F 荷重(力情報)
Fr 損失力(力情報、クランクの長手方向の力の成分に関する情報)
Ft 推進力(力情報、クランクの回転方向の力の成分に関する情報)
θ クランク回転角度(角度情報)
1 Bicycle (human-powered machine)
3
411 determination unit (acquisition means, output means)
412
F Load (force information)
Fr Loss force (force information, information on the force component in the longitudinal direction of the crank)
Ft propulsive force (force information, information on force components in the direction of crank rotation)
θ Crank rotation angle (angle information)
Claims (11)
所定の期間における前記クランクの長手方向の力の成分に関する情報の変化に基づいて、前記人力機械の運転者の運転姿勢を判定して、前記運転姿勢に関する情報を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする運転姿勢出力装置。 Obtaining means for obtaining information on a component of force in a longitudinal direction of the crank among forces applied to a crank of a human-powered machine;
Output means for determining a driving posture of a driver of the manpowered machine based on a change in information on a component of force in the longitudinal direction of the crank in a predetermined period, and outputting information on the driving posture;
A driving posture output device comprising:
前記出力手段は、
前記所定の期間における前記長手方向の力の成分の変化と、
前記所定の期間における前記長手方向の力の成分が第1の所定の状態となったときの前記長手方向の力の成分に関する情報と前記回転方向の力の成分が第2の所定の状態となったとき前記回転方向の力の成分に関する情報との比較値と、
に基づいて前記運転姿勢を判定することを特徴とする請求項1または2に記載の運転姿勢出力装置。 The acquisition means acquires information on a component of force in the rotation direction of the crank among the force applied to the crank,
The output means includes
A change in the longitudinal force component in the predetermined period;
Information on the longitudinal force component and the rotational force component when the longitudinal force component in the predetermined period is in the first predetermined state and the rotational force component are in the second predetermined state. A comparison value with information on the force component in the rotational direction,
The driving posture output device according to claim 1, wherein the driving posture is determined based on the driving position.
前記出力手段は、
前記所定の期間における前記長手方向の力の成分の変化と、
前記所定の期間における前記長手方向の力の成分が第1の所定の状態となったときの前記クランクの回転角度と前記回転方向の力の成分が第2の所定の状態となったときの前記クランクの回転角度との比較値のうち少なくとも1つ以上と、
に基づいて前記運転姿勢を判定することを特徴とする請求項1または2に記載の運転姿勢出力装置。 The acquisition means acquires information on a component of a force in a rotation direction of the crank among forces applied to the crank, and angle information on a rotation angle of the crank,
The output means includes
A change in the longitudinal force component in the predetermined period;
The rotational angle of the crank when the longitudinal force component in the predetermined period is in a first predetermined state and the rotational force component in the rotational direction are in a second predetermined state. At least one of the comparison values with the rotation angle of the crank,
The driving posture output device according to claim 1, wherein the driving posture is determined based on the driving position.
所定の期間における前記クランクの長手方向の力の成分に関する情報の変化に基づいて、前記人力機械の運転者の運転姿勢を判定して、前記運転姿勢に関する情報を出力する出力工程と、
を有することを特徴とする運転姿勢出力方法。 An acquisition step of acquiring information on a component of force in the longitudinal direction of the crank among the force applied to the crank of the human-powered machine;
An output step of determining a driving posture of a driver of the human-powered machine based on a change in information on a component of force in the longitudinal direction of the crank in a predetermined period, and outputting information on the driving posture;
A driving posture output method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014227323A JP2016088386A (en) | 2014-11-07 | 2014-11-07 | Driving posture output device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014227323A JP2016088386A (en) | 2014-11-07 | 2014-11-07 | Driving posture output device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016088386A true JP2016088386A (en) | 2016-05-23 |
Family
ID=56017252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014227323A Pending JP2016088386A (en) | 2014-11-07 | 2014-11-07 | Driving posture output device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016088386A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3437972A1 (en) | 2017-08-03 | 2019-02-06 | Casio Computer Co., Ltd. | Activity state analyzer, method for analyzing activity state, and program |
US10870038B2 (en) | 2017-08-03 | 2020-12-22 | Casio Computer Co., Ltd. | Activity recording data processing apparatus |
US10881906B2 (en) | 2017-08-03 | 2021-01-05 | Casio Computer Co., Ltd. | Track estimation device |
DE102022213934A1 (en) | 2022-12-19 | 2024-06-20 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Method for controlling a drive system for a vehicle that can be operated with muscle power and/or motor power |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08127382A (en) * | 1994-10-31 | 1996-05-21 | Akebono Brake Ind Co Ltd | Bicycle with automatic transmission |
WO2012056510A1 (en) * | 2010-10-25 | 2012-05-03 | パイオニア株式会社 | Pedaling rectification assistance device, pedaling rectification assistance method, program that assists rectification of pedaling, and medium that records program that assists rectification of pedaling |
US20130233091A1 (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-12 | Shimano, Inc. | Bicycle input force processing apparatus |
-
2014
- 2014-11-07 JP JP2014227323A patent/JP2016088386A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08127382A (en) * | 1994-10-31 | 1996-05-21 | Akebono Brake Ind Co Ltd | Bicycle with automatic transmission |
WO2012056510A1 (en) * | 2010-10-25 | 2012-05-03 | パイオニア株式会社 | Pedaling rectification assistance device, pedaling rectification assistance method, program that assists rectification of pedaling, and medium that records program that assists rectification of pedaling |
US20130233091A1 (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-12 | Shimano, Inc. | Bicycle input force processing apparatus |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3437972A1 (en) | 2017-08-03 | 2019-02-06 | Casio Computer Co., Ltd. | Activity state analyzer, method for analyzing activity state, and program |
US10870038B2 (en) | 2017-08-03 | 2020-12-22 | Casio Computer Co., Ltd. | Activity recording data processing apparatus |
US10881906B2 (en) | 2017-08-03 | 2021-01-05 | Casio Computer Co., Ltd. | Track estimation device |
US11123606B2 (en) | 2017-08-03 | 2021-09-21 | Casio Computer Co., Ltd. | Activity state analyzer to analyze activity state during cycling |
DE102022213934A1 (en) | 2022-12-19 | 2024-06-20 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Method for controlling a drive system for a vehicle that can be operated with muscle power and/or motor power |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5989804B2 (en) | measuring device | |
JP6434988B2 (en) | Operation posture output device | |
US11685465B2 (en) | Information output device | |
JP6995166B2 (en) | Seating position estimation device and posture output device | |
JP2016088386A (en) | Driving posture output device | |
JP6215472B2 (en) | Measurement timing detector | |
JP2016088387A (en) | Driving posture output device | |
US9964456B2 (en) | System for estimating total power input by a bicyclist using a single sided power meter system | |
US10203204B2 (en) | Rotation angle detection device | |
JP2014134507A (en) | Measuring device | |
JP2019018853A (en) | Riding posture outputting device | |
WO2016009536A1 (en) | Rotation angle detection device | |
JP2014134509A (en) | Measuring device | |
JP2014134505A (en) | Measuring device | |
WO2016009539A1 (en) | Measurement timing detection device | |
JP2014134506A (en) | Measuring device | |
JP2014134510A (en) | Measuring device | |
JP2014134508A (en) | Measuring device | |
WO2016009538A1 (en) | Rotation angle detection device | |
WO2016009537A1 (en) | Rotation angle detection device | |
JP5802825B2 (en) | Rotation angle detection device and rotation angle detection method | |
JP2016190637A (en) | Measuring apparatus | |
JP2023024637A (en) | Information output device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171010 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20180226 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180419 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180522 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20180814 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20181030 |