JP2020176887A - Life diagnosis device of electromechanical conversion device and life diagnosis method of electromagnetic conversion device - Google Patents

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Katsumasa Kono
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Abstract

To provide a life diagnosis device of an electromagnetic conversion device capable of appropriately detecting respective deterioration degrees.SOLUTION: A life diagnosis device of an electromagnetic conversion device with a sensor part including an elastic conductive cloth joined to an elastic base material includes: a calibration unit for performing calibration such that an output of the electromagnetic conversion device during maximum contraction is a prescribed fiducial value and that an output of the electromagnetic conversion device during maximum extension is a prescribed fiducial value with the electromagnetic conversion device mounted on a detection object; a calibration time management unit for managing time information during actuating the calibration unit as a calibration time; a life prediction unit for predicting a life arrival time on the basis of a reduction rate from an initial value of the output during the maximum extension detected by the calibration unit and a cumulative use time acquired from the calculation time, and a life display unit for displaying the life arrival time predicted by the life prediction unit.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、機械電気変換装置の寿命診断装置及び機械電気変換装置の寿命診断方法に関する。 The present invention relates to a life diagnosis device for a mechanical electric conversion device and a method for life diagnosis of a mechanical electric conversion device.

身に纏う衣服などに機械電気変換装置を取り付けて、着用者の身体の動きなどを計測することを目的とするセンサ付き衣服が注目されている。 Attention is being paid to clothing with a sensor, which is intended to measure the movement of the wearer's body by attaching a mechanical / electrical conversion device to the clothing to be worn.

特許文献1には、編物又は織物の伸縮を静電容量の変化として検出することにより、検知システムとしての消費電力を抑制する引張変形検知布が提案されている。 Patent Document 1 proposes a tensile deformation detection cloth that suppresses power consumption as a detection system by detecting expansion and contraction of a knitted fabric or a woven fabric as a change in capacitance.

当該引張変形検知布は、複数の導電糸を含んで構成された編物又は織物を一方向に伸縮自在にすると共に、その伸縮に伴って前記導電糸の隣接するもの同士の間隔が変化し、その隣接する導電糸同士間は絶縁状態が維持されるように構成され、隣接する各導電糸の端部が静電容量を測定するための一対の電極とされていることを特徴とする。 The tensile deformation detection cloth makes a knitted fabric or a woven fabric including a plurality of conductive yarns stretchable in one direction, and the distance between adjacent conductive yarns changes with the expansion and contraction. It is characterized in that the adjacent conductive threads are configured to maintain an insulating state, and the ends of the adjacent conductive threads are a pair of electrodes for measuring the capacitance.

具体的に、導電性繊維を含む芯と、該芯の周りを絶縁性繊維で覆う鞘とから成る導電糸を複数本を用いて天竺編みとした編物を、編み込まれた導電糸の両端を結ぶ方向が伸縮方向とされ、各導電糸の端部が静電容量を測定するための一対の電極とする構成が提案されている。 Specifically, a knitted fabric made of a plurality of conductive yarns consisting of a core containing conductive fibers and a sheath covering the core with insulating fibers is tied at both ends of the woven conductive yarns. It has been proposed that the direction is the expansion / contraction direction, and the end of each conductive thread is a pair of electrodes for measuring the capacitance.

特許文献2には、着用者の動作を電気信号として捉えることを目的とする歪みセンサ付き布帛が提案されている。 Patent Document 2 proposes a fabric with a distortion sensor for the purpose of capturing the movement of the wearer as an electric signal.

当該センサ付き布帛は、伸縮可能なシート状の布帛と、この布帛の一方の面側に積層される歪みセンサと、を備え、前記布帛が、歪みセンサが積層される領域の少なくとも一部の表層に歪みセンサの接着に寄与する繊維及び樹脂を含む複合層を有する。 The fabric with a sensor includes a stretchable sheet-like fabric and a strain sensor laminated on one surface side of the fabric, and the fabric is a surface layer of at least a part of a region where the strain sensor is laminated. Has a composite layer containing fibers and resins that contribute to the adhesion of the strain sensor.

上述した歪みセンサ付き布帛は、所定方向に配向されたCNT(カーボンナノチューブ)膜を有するCNTセンサ自体を、接着剤を介して布帛に固定するように構成されているので高いセンサ感度が得られると記載されている。 The cloth with a strain sensor described above is configured to fix the CNT sensor itself having a CNT (carbon nanotube) film oriented in a predetermined direction to the cloth via an adhesive, so that high sensor sensitivity can be obtained. Are listed.

特開2012−177565号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-177565 特開2015−78967号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-78967

しかし、これらのセンサを人体など検出対象に装着して繰返し使用する過程で、複数回の洗濯が行なわれ、また伸縮回数が増すことにより、経時的な劣化を招いて感度が低下するため、適切に使用可能な期間を把握する必要があった。 However, in the process of attaching these sensors to a detection target such as the human body and repeatedly using them, washing is performed multiple times, and the number of expansions and contractions increases, which causes deterioration over time and reduces sensitivity, which is appropriate. It was necessary to know how long it could be used.

そこで、使用開始時期から一定の使用可能期限を定めて、当該使用可能期限を経過すると一律に新たなセンサに取り替えることが考えられるが、使用状況によって劣化度合いが様々に異なるため、使用可能期限を短く設定せざるを得ないという問題があった。 Therefore, it is conceivable to set a certain expiration date from the start of use and replace it with a new sensor uniformly after the expiration date, but since the degree of deterioration varies depending on the usage situation, the expiration date is set. There was a problem that it had to be set short.

本発明の目的は、上述の問題に鑑み、それぞれの劣化度合いを適切に検出することができる機械電気変換装置の寿命診断装置及び機械電気変換装置の寿命診断方法を提供する点にある。 An object of the present invention is to provide a life diagnosis device for a mechanical electric conversion device and a life diagnosis method for a mechanical electric conversion device, which can appropriately detect the degree of deterioration of each of them in view of the above problems.

この目的を達成するため、本発明による機械電気変換装置の寿命診断装置の第一の特徴構成は、伸縮性の導電性布帛を備えたセンサ部が伸縮性の基材に接合された機械電気変換装置の寿命診断装置であって、前記機械電気変換装置を検出対象に装着した状態で、前記機械電気変換装置の最大収縮時における出力が所定の基底値となり、前記機械電気変換装置の最大伸長時における出力が所定の波高値となるように校正する校正部と、前記校正部の作動時の時刻情報を校正時刻として管理する校正時刻管理部と、前記校正部で検出された最大伸長時における出力の初期値からの低下率と、前記校正時刻から得られる累積使用時間と、に基づいて寿命到達時期を予測する寿命予測部と、前記寿命予測部により予測された寿命到達時期を表示する寿命表示部と、を備えている点にある。 In order to achieve this object, the first characteristic configuration of the life diagnostic device of the mechanical electrical conversion device according to the present invention is mechanical electrical conversion in which a sensor portion provided with a stretchable conductive cloth is bonded to a stretchable base material. It is a life diagnosis device of the device, and when the mechanical electric conversion device is attached to the detection target, the output at the time of maximum contraction of the mechanical electric conversion device becomes a predetermined base value, and at the time of maximum extension of the mechanical electric conversion device. The calibration unit that calibrates the output in the above to a predetermined peak value, the calibration time management unit that manages the time information at the time of operation of the calibration unit as the calibration time, and the output at the maximum extension detected by the calibration unit. A life prediction unit that predicts the life arrival time based on the rate of decrease from the initial value of and the cumulative usage time obtained from the calibration time, and a life display that displays the life arrival time predicted by the life prediction unit. The point is that it has a part.

機械電気変換装置の使用に先立ち、校正部によって機械電気変換装置の出力が校正され、経時的に感度劣化が生じている場合であっても、機械電気変換装置の最大収縮時における出力が所定の基底値となり、最大伸長時における出力が所定の波高値となるように調整される。
校正時刻管理部により管理される初回校正時からの累積時間と、校正の度に検出される機械電気変換装置の最大収縮時及び最大伸長時の出力、つまり校正前の出力に基づいて得られる初期値からの低下率とに基づいて、寿命予測部で寿命予測され、寿命表示部に予測寿命が表示される。例えば、機械電気変換装置を常時装着して頻繁に伸縮作動しているが累積経過時間は短いような場合や、必要に応じて着脱しているため累積経過時間は長いが伸縮作動回数は少ないような場合の何れであっても、適切に劣化度合いを判定できるようになる。
Prior to the use of the mechanical electrical converter, the output of the mechanical electrical converter is calibrated by the calibration unit, and even if the sensitivity deteriorates over time, the output of the mechanical electrical converter at maximum contraction is predetermined. It becomes the base value and is adjusted so that the output at the time of maximum extension becomes a predetermined peak value.
The cumulative time from the first calibration managed by the calibration time management unit and the output at the maximum contraction and maximum expansion of the mechanical electrical converter detected at each calibration, that is, the initial output obtained based on the output before calibration. The life is predicted by the life prediction unit based on the rate of decrease from the value, and the predicted life is displayed on the life display unit. For example, if the mechanical electrical converter is always attached and the expansion and contraction operation is frequent but the cumulative elapsed time is short, or if it is attached and detached as needed, the cumulative elapsed time is long but the number of expansion and contraction operations is small. In any of these cases, the degree of deterioration can be appropriately determined.

同第二の特徴構成は、伸縮性の導電性布帛を備えたセンサ部が伸縮性の基材に接合された機械電気変換装置の寿命診断装置であって、前記機械電気変換装置を検出対象に装着した状態で、前記機械電気変換装置の最大収縮時における出力が所定の基底値となり、前記機械電気変換装置の最大伸長時における出力が所定の波高値となるように校正する校正部と、前記校正部で校正された後の前記機械電気変換装置の伸縮回数を管理する伸縮回数管理部と、前記校正部で検出された最大伸長時における出力の初期値からの低下率と、前記伸縮回数管理部から得られる累積伸縮回数と、に基づいて寿命到達時期を予測する寿命予測部と、前記寿命予測部により予測された寿命到達時期を表示する寿命表示部と、を備えている点にある。 The second characteristic configuration is a life diagnosis device of a mechanical electric conversion device in which a sensor unit provided with an elastic conductive cloth is bonded to an elastic base material, and the mechanical electric conversion device is a detection target. A calibration unit that calibrates the mechanical electrical converter so that the output at maximum contraction becomes a predetermined base value and the output of the mechanical electrical converter at maximum extension becomes a predetermined peak value in the mounted state, and the above-mentioned The expansion / contraction number management unit that manages the expansion / contraction number of the mechanical / electrical converter after being calibrated by the calibration unit, the rate of decrease from the initial value of the output at the time of maximum expansion detected by the calibration unit, and the expansion / contraction number management. The point is that it is provided with a life prediction unit that predicts the life arrival time based on the cumulative number of expansions and contractions obtained from the unit, and a life display unit that displays the life arrival time predicted by the life prediction unit.

機械電気変換装置の使用に先立ち、校正部によって機械電気変換装置の出力が校正され、経時的に感度劣化が生じている場合であっても、機械電気変換装置の最大収縮時における出力が所定の基底値となり、最大伸長時における出力が所定の波高値となるように調整される。
伸縮回数管理部により管理される初回校正時からの累積伸縮回数と、校正の度に検出される機械電気変換装置の最大収縮時及び最大伸長時の出力、つまり校正前の出力に基づいて得られる初期値からの低下率とに基づいて、寿命予測部で寿命予測され、寿命表示部に予測寿命が表示される。例えば、機械電気変換装置を装着した際に程度の大きな伸縮作動が多い場合と、程度の小さな伸縮作動が多い場合の其々に対して、適切に劣化度合いを判定できるようになる。
Prior to the use of the mechanical electrical converter, the output of the mechanical electrical converter is calibrated by the calibration unit, and even if the sensitivity deteriorates over time, the output of the mechanical electrical converter at maximum contraction is predetermined. It becomes the base value and is adjusted so that the output at the time of maximum extension becomes a predetermined peak value.
It is obtained based on the cumulative number of expansions and contractions from the first calibration managed by the expansion and contraction count management unit and the output at the maximum contraction and maximum expansion of the mechanical electrical converter detected at each calibration, that is, the output before calibration. The life is predicted by the life prediction unit based on the rate of decrease from the initial value, and the predicted life is displayed on the life display unit. For example, it becomes possible to appropriately determine the degree of deterioration for each of the cases where there are many large expansion and contraction operations and the many small expansion and contraction operations when the mechanical electric conversion device is attached.

同第三の特徴構成は、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記機械電気変換装置を個別に識別する識別コードが付与され、前記寿命予測部は、前記識別コードに基づいて対応する機械電気変換装置の寿命を予測するように構成されている点にある。 In the third feature configuration, in addition to the first or second feature configuration described above, an identification code for individually identifying the mechanical / electrical conversion device is assigned, and the life prediction unit is based on the identification code. The point is that it is configured to predict the life of the corresponding mechanical electrical converter.

寿命診断装置による診断対象となる機械電気変換装置が識別コードを介して特定されるので、同じ寿命診断装置で異なる機械電気変換装置の寿命を予測することができるようになる。 Since the mechanical / electrical conversion device to be diagnosed by the life diagnosis device is specified via the identification code, the life of different mechanical / electrical conversion devices can be predicted by the same life diagnosis device.

同第四の特徴構成は、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記寿命予測部で予測された寿命到達時期が予め設定された所定時期になると、前記機械電気変換装置の購入ウェブサイトに接続する購入補助部を備えている点にある。 In the fourth feature configuration, in addition to any of the first to third feature configurations described above, when the life arrival time predicted by the life prediction unit reaches a predetermined time set in advance, the mechanical electrical conversion The point is that it has a purchase assistance unit that connects to the device purchase website.

機械電気変換装置はある時期に突然に寿命に達すると、代替品の入手に時間を要するという不都合が生じるが、適正に使用可能な期間が短くなったときに購入補助部が起動されて機械電気変換装置の購入ウェブサイトに接続されると、適切に代替品の入手が可能になる。 When the mechanical electric converter suddenly reaches the end of its life at a certain time, there is a disadvantage that it takes time to obtain a replacement, but when the proper usable period is shortened, the purchase assistance part is activated and the mechanical electric conversion device is activated. Once connected to the converter purchase website, appropriate replacements will be available.

同第五の特徴構成は、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記センサ部は、絶縁層と、前記絶縁層を挟んで対向配置された一対の伸縮性の導電性布帛と、各導電性布帛が前記絶縁層に接合された接着層と、を備えて構成されている点にある。 In the fifth feature configuration, in addition to any of the first to fourth feature configurations described above, the sensor unit is a pair of elastic conductive layers arranged so as to face each other with the insulating layer interposed therebetween. The point is that the property fabric and the adhesive layer in which each conductive fabric is bonded to the insulating layer are provided.

絶縁層を挟んで接合された導電性布帛が電極となる容量素子が形成される。当該センサ部が伸長すると、電極として機能する導電性布帛の面積Sが大きくなるとともに、導電性布帛間の距離dが短くなるため、静電容量(C∝S/d)が増大する。逆に当該センサ部が収縮すると、電極として機能する導電性布帛の面積Sが小さくなるとともに、導電性布帛間の距離dが長くなるため、静電容量(C∝S/d)が減少する。 A capacitive element is formed in which a conductive cloth bonded with an insulating layer sandwiched between them serves as an electrode. When the sensor unit is extended, the area S of the conductive fabric that functions as an electrode is increased, and the distance d between the conductive fabrics is shortened, so that the capacitance (C∝S / d) is increased. On the contrary, when the sensor portion contracts, the area S of the conductive fabric that functions as an electrode becomes smaller, and the distance d between the conductive fabrics becomes longer, so that the capacitance (C∝S / d) decreases.

同第六の特徴構成は、上述の第五の特徴構成に加えて、前記導電性布帛は、絶縁性の弾性糸を地糸に用いて編成された絶縁性編地領域に、複数のコースにわたって導電糸が添え編み編成された平編地、または、絶縁性の弾性糸を地糸に用いて編成された絶縁性編地領域を挟んで、導電糸を用いた帯状の導電性編地領域が編成された平編地で構成され、コース方向が伸縮方向に沿うように配されている点にある。 In the sixth characteristic configuration, in addition to the fifth characteristic configuration described above, the conductive fabric extends over a plurality of courses in an insulating knitted fabric region knitted using an insulating elastic yarn as the ground yarn. A flat knitted fabric in which conductive yarns are knitted together, or a strip-shaped conductive knitted fabric region using conductive yarns sandwiching an insulating knitted fabric region knitted using insulating elastic yarns as the ground yarns. It is composed of knitted flat knitted fabric, and the course direction is arranged along the expansion and contraction direction.

絶縁層に接合される導電性布帛が平編地で構成されていると、表面に大きな凹凸が形成されるリブ編地などと異なり、平坦な編地面となるため、絶縁層との間での十分な接着面積が確保されて強力な接着力が得られるようになり、接着部の剥離などに起因する経時的な感度の低下が抑制され、長期にわたり安定した特性が得られるようになる。 When the conductive fabric bonded to the insulating layer is made of a flat knitted fabric, it becomes a flat knitted ground unlike a rib knitted fabric in which large irregularities are formed on the surface. A sufficient adhesive area is secured and a strong adhesive force can be obtained, a decrease in sensitivity with time due to peeling of the adhesive portion and the like is suppressed, and stable characteristics can be obtained for a long period of time.

本発明による機械電気変換装置の寿命診断方法の第一の特徴構成は、伸縮性の導電性布帛を備えたセンサ部が伸縮性の基材に接合された機械電気変換装置の寿命診断方法であって、前記機械電気変換装置を検出対象に装着した状態で、前記機械電気変換装置の最大収縮時における出力が所定の基底値となり、前記機械電気変換装置の最大伸長時における出力が所定の波高値となるように校正する校正処理ステップと、前記校正処理ステップの作動時の時刻情報を校正時刻として管理する校正時刻管理ステップと、前記校正処理ステップで検出された最大伸長時における出力の初期値からの低下率と、前記校正時刻管理ステップで管理された累積使用時間と、に基づいて寿命到達時期を予測する寿命予測処理ステップと、前記寿命予測処理ステップにより予測された寿命到達時期を表示部に表示する寿命表示ステップと、を備えている点にある。 The first characteristic configuration of the method for diagnosing the life of a mechanical electric converter according to the present invention is a method for diagnosing the life of a mechanical electric converter in which a sensor unit provided with an elastic conductive cloth is bonded to an elastic base material. With the mechanical / electrical conversion device attached to the detection target, the output of the mechanical / electrical conversion device at maximum contraction becomes a predetermined base value, and the output of the mechanical / electrical conversion device at maximum extension becomes a predetermined peak value. From the calibration processing step that calibrates so as to be, the calibration time management step that manages the time information at the time of operation of the calibration processing step as the calibration time, and the initial value of the output at the time of maximum extension detected in the calibration processing step. The life prediction processing step that predicts the life arrival time based on the reduction rate of the above and the cumulative usage time managed by the calibration time management step, and the life arrival time predicted by the life prediction processing step are displayed on the display unit. The point is that it has a life display step to be displayed.

同第二の特徴構成は、伸縮性の導電性布帛を備えたセンサ部が伸縮性の基材に接合された機械電気変換装置の寿命診断方法であって、前記機械電気変換装置を検出対象に装着した状態で、前記機械電気変換装置の最大収縮時における出力が所定の基底値となり、前記機械電気変換装置の最大伸長時における出力が所定の波高値となるように校正する校正処理ステップと、前記校正処理ステップで校正された後の前記機械電気変換装置の伸縮回数を管理する伸縮回数管理ステップと、前記校正処理ステップで検出された最大伸長時の出力の初期値からの低下率と、前記伸縮回数管理ステップで管理された累積伸縮回数と、に基づいて寿命到達時期を予測する寿命予測処理ステップと、前記寿命予測処理ステップにより予測された寿命到達時期を表示部に表示する寿命表示ステップと、を備えている点にある。 The second characteristic configuration is a method for diagnosing the life of a mechanical electrical conversion device in which a sensor unit provided with an elastic conductive cloth is bonded to an elastic base material, and the mechanical electrical conversion device is used as a detection target. A calibration process step of calibrating the mechanical electrical converter so that the output at the maximum contraction becomes a predetermined base value and the output at the maximum extension of the mechanical electrical converter becomes a predetermined peak value in the mounted state. The expansion / contraction number management step that manages the expansion / contraction number of the mechanical / electrical conversion device after being calibrated in the calibration processing step, the rate of decrease from the initial value of the output at the time of maximum expansion detected in the calibration processing step, and the above. A life prediction processing step that predicts the life arrival time based on the cumulative expansion / contraction number managed in the expansion / contraction number management step, and a life display step that displays the life arrival time predicted by the life prediction processing step on the display unit. , Is provided.

本発明によれば、それぞれの劣化度合いを適切に検出することができる機械電気変換装置の寿命診断装置及び機械電気変換装置の寿命診断方法を提供することができるようになった。 According to the present invention, it has become possible to provide a life diagnosis device of a mechanical electric conversion device and a life diagnosis method of a mechanical electric conversion device capable of appropriately detecting the degree of deterioration of each.

(a)は本発明による機械電気変換装置の説明図で、表層の絶縁層(破線)が設けられる前の説明図、(b)は表層の絶縁層で電極(破線)が被覆された後の説明図、(c)は図1(b)のA−A線断面図、(d)は機械電気変換装置が組み込まれた衣類(サポータ)の説明図(A) is an explanatory view of the mechanical electrical conversion device according to the present invention, an explanatory view before the surface insulating layer (broken line) is provided, and (b) is an explanatory view after the electrode (broken line) is covered with the surface insulating layer. An explanatory view, (c) is a sectional view taken along line AA of FIG. 1 (b), and (d) is an explanatory view of clothing (supporter) incorporating a mechanical electrical conversion device. (a)は図1(b)のB−B線断面、(b)から(d)はその出力特性図(A) is a cross section taken along line BB in FIG. 1 (b), and (b) to (d) are output characteristic diagrams thereof. 機械電気変換装置の寿命診断装置が組み込まれた寿命診断システムの説明図Explanatory drawing of the life diagnosis system in which the life diagnosis device of the mechanical electric converter is incorporated. 機械電気変換装置の寿命診断装置の機能ブロック構成図Functional block configuration diagram of the life diagnostic device of the mechanical electrical converter 校正処理の手順を示すフローチャートFlowchart showing the procedure of calibration process 寿命予測処理の手順を示すフローチャートFlowchart showing the procedure of life prediction processing 別実施形態を示す寿命予測処理の手順を示すフローチャートA flowchart showing a procedure of life prediction processing showing another embodiment (a),(b)は、寿命予測処理の説明図(A) and (b) are explanatory views of life prediction processing.

以下、本発明による機械電気変換装置の寿命診断装置及び機械電気変換装置の寿命診断装置を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the life diagnosis device of the mechanical electric conversion device and the life diagnosis device of the mechanical electric conversion device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

[機械電気変換装置の構成]
図1(d)に示すように、本発明による機械電気変換装置1は、肘部の関節や膝部の関節などに装着するサポータ100に組み込まれている。サポータ100は、関節部に捲回する支持帯101と、支持帯101の端部102,103を固定する面ファスナー104を備え、肘や膝に対向する位置に機械電気変換装置1が取り付けられている。サポータ100を装着した状態で肘や膝の関節を屈伸すると、機械電気変換装置1が伸縮してその機械的な動きが電気信号として取り出される。
[Structure of mechanical electrical converter]
As shown in FIG. 1D, the mechanical / electrical conversion device 1 according to the present invention is incorporated in a supporter 100 to be attached to a joint of an elbow, a joint of a knee, or the like. The supporter 100 includes a support band 101 that winds around a joint portion and a hook-and-loop fastener 104 that fixes the ends 102 and 103 of the support band 101, and the mechanical electric conversion device 1 is attached at a position facing the elbow or knee. There is. When the elbow and knee joints are bent and stretched while the supporter 100 is attached, the mechanical electric converter 1 expands and contracts, and the mechanical movement is taken out as an electric signal.

図1(d)中、符号110で示す装置は、機械電気変換装置1で変換された電気信号を電圧に変換及び増幅して、その値を無線出力する信号処理装置であり、機械電気変換装置1の一対の接続電極15と信号処理装置110の接続電極115が一対の雌型及び雄型のスナップボタンで構成された接続電極を介してサポータ100に着脱自在に取り付けられる。なお、スナップボタンのようなフック部材を接続電極として用いる以外に、接続用のコネクタが先端に配されたリード線を引き出すように構成してもよい。 In FIG. 1D, the device indicated by reference numeral 110 is a signal processing device that converts and amplifies the electric signal converted by the mechanical electric conversion device 1 into a voltage and wirelessly outputs the value, and is a mechanical electric conversion device. The pair of connection electrodes 15 of 1 and the connection electrode 115 of the signal processing device 110 are detachably attached to the supporter 100 via a connection electrode composed of a pair of female and male snap buttons. In addition to using a hook member such as a snap button as a connection electrode, a connection connector may be configured to pull out a lead wire arranged at the tip.

信号処理装置110から発信された電気信号は受信部を備えた計測機器で受信され、被装着者の関節部の運動状態がモニタ可能に構成されている。当該計測機器が本発明の寿命診断装置となる。 The electric signal transmitted from the signal processing device 110 is received by a measuring device provided with a receiving unit, and the motion state of the joint portion of the wearer can be monitored. The measuring device is the life diagnostic device of the present invention.

例えば、リハビリテーションに励む患者が、この様なサポータ100を装着することで、関節の屈伸運動の回数や程度がモニタされ、適切なリハビリテーションが行なわれていることが管理される。 For example, when a patient who is engaged in rehabilitation wears such a supporter 100, the number and degree of joint flexion / extension movements are monitored, and it is managed that appropriate rehabilitation is performed.

図1(a),(b),(c)に示すように、機械電気変換装置1は、伸縮性基材2の一例である織ゴム生地2と、織ゴム生地2に重畳配置されたセンサ部3を備えて構成されている。センサ部3は、絶縁層6と、絶縁層6を挟んで対向配置された一対の伸縮性の導電性布帛4,5を備えて構成され、絶縁層6と導電性布帛4,5とは接着層を介して接合され、センサ部3を被覆する表層の絶縁層7を介してセンサ部3が織ゴム生地2に固定されている。織ゴム生地2の両端が背面に折り返されて取付用のループを形成するように縫着されている。 As shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, the mechanical electric conversion device 1 includes a woven rubber fabric 2 as an example of the elastic base material 2 and a sensor superimposed on the woven rubber fabric 2. It is configured to include a part 3. The sensor unit 3 includes an insulating layer 6 and a pair of elastic conductive fabrics 4 and 5 arranged to face each other with the insulating layer 6 interposed therebetween, and the insulating layer 6 and the conductive fabrics 4 and 5 are adhered to each other. The sensor portion 3 is fixed to the woven rubber fabric 2 via an insulating layer 7 on the surface layer which is joined via a layer and covers the sensor portion 3. Both ends of the woven rubber fabric 2 are folded back and sewn to form a mounting loop.

図1(a)では、下層の導電性布帛4の幅より上層の導電性布帛5の幅が狭い形状であるが、上下同幅であってもよいし、逆に下層の導電性布帛4の幅より上層の導電性布帛5の幅が広い形状であってもよい。 In FIG. 1A, the width of the upper conductive cloth 5 is narrower than the width of the lower conductive cloth 4, but the width may be the same in the upper and lower layers, or conversely, the lower conductive cloth 4 may have the same width. The width of the conductive fabric 5 above the width may be wider.

センサ部3は、一対の伸縮性の導電性布帛4,5が絶縁層6を挟んで対向配置される一対の対向電極として機能し、織ゴム生地2の伸縮に伴って、一対の伸縮性の導電性布帛4,5及び絶縁層6が伸縮するという機械的な形状の変化を、静電容量の変化として検出する静電容量センサとなる。 The sensor unit 3 functions as a pair of counter electrodes in which a pair of elastic conductive fabrics 4 and 5 are arranged to face each other with the insulating layer 6 interposed therebetween, and the pair of elastic fabrics 2 expands and contracts. It is a capacitance sensor that detects a change in mechanical shape that the conductive fabrics 4 and 5 and the insulating layer 6 expand and contract as a change in capacitance.

即ち、絶縁層6を挟んで対向配置された一対の伸縮性の導電性布帛4,5が伸長すると、電極として機能する導電性布帛4,5の面積Sが大きくなるとともに、電極間の距離dが短くなるため、静電容量(C∝S/d)が増大する。逆に導電性布帛4,5が収縮すると、電極として機能する導電性布帛4,5の面積Sが小さくなるとともに、電極間の距離dが長くなるため、静電容量(C∝S/d)が減少する。 That is, when a pair of elastic conductive fabrics 4 and 5 arranged to face each other with the insulating layer 6 interposed therebetween are stretched, the area S of the conductive fabrics 4 and 5 functioning as electrodes increases, and the distance d between the electrodes d. Is shortened, so that the capacitance (C∝S / d) increases. On the contrary, when the conductive fabrics 4 and 5 shrink, the area S of the conductive fabrics 4 and 5 functioning as electrodes becomes smaller and the distance d between the electrodes becomes longer, so that the capacitance (C∝S / d) Decreases.

機械電気変換装置1を構成するセンサ部3が、織ゴム生地2の伸縮に伴って伸縮する導電性布帛4,5の抵抗値の変化を検出する可変抵抗器で構成されていてもよい。 The sensor unit 3 constituting the mechanical electric conversion device 1 may be composed of a variable resistor that detects a change in the resistance value of the conductive fabrics 4 and 5 that expand and contract with the expansion and contraction of the woven rubber fabric 2.

図1(a)には、表層の絶縁層7(図中、破線で示す。)が設けられる前の平面視の機械電気変換装置1が示され、図1(b)は表層の絶縁層7で電極4,5(図中、破線で示す。)が被覆された後の平面視の機械電気変換装置1が示され、図1(c)には、図1(b)のA−A線断面が示されている。 FIG. 1A shows a mechanical electrical conversion device 1 in a plan view before the surface insulating layer 7 (indicated by a broken line in the figure) is provided, and FIG. 1B shows a surface insulating layer 7. The mechanical electrical conversion device 1 in a plan view after the electrodes 4 and 5 (indicated by the broken line in the figure) are covered with the above is shown, and FIG. 1 (c) shows the line AA of FIG. 1 (b). A cross section is shown.

図2(a)には、図1(b)のB−B線断面が示されている。図2(a)に示すように、センサ部3は、絶縁層6を挟むように配置された導電性布帛4,5が其々接着層8a,8bを介して接合されている。そして、下側面に接着層8cが形成された表層絶縁層7により、織ゴム生地2に重畳するように配置されたセンサ部3が織ゴム生地2に接着固定されている。 FIG. 2A shows a cross section taken along line BB of FIG. 1B. As shown in FIG. 2A, in the sensor unit 3, conductive fabrics 4 and 5 arranged so as to sandwich the insulating layer 6 are joined via adhesive layers 8a and 8b, respectively. Then, the sensor portion 3 arranged so as to overlap the woven rubber fabric 2 is adhesively fixed to the woven rubber fabric 2 by the surface insulating layer 7 having the adhesive layer 8c formed on the lower side surface.

つまり、センサ部3を挟んで伸縮性基材2に対向配置された被覆層7を備え、センサ部は、被覆層7に形成された接着層8cにより伸縮性基材2に固定されている。詳述すると、導電性布帛4と織ゴム生地2が接着剤で直接的に固定されるのではなく、接着層8cを介して表層絶縁層7と導電性布帛5が接着固定され、さらに接着層8cを介して表層絶縁層7と織ゴム生地2とが接着されることにより、センサ部3と織ゴム生地2とが一体的に伸縮するように構成されている。 That is, the coating layer 7 is provided so as to face the elastic base material 2 with the sensor unit 3 interposed therebetween, and the sensor unit is fixed to the elastic base material 2 by the adhesive layer 8c formed on the coating layer 7. More specifically, the conductive cloth 4 and the woven rubber cloth 2 are not directly fixed with an adhesive, but the surface insulating layer 7 and the conductive cloth 5 are bonded and fixed via the adhesive layer 8c, and further, the adhesive layer is further fixed. The surface insulating layer 7 and the woven rubber fabric 2 are adhered to each other via the 8c, so that the sensor portion 3 and the woven rubber fabric 2 are integrally expanded and contracted.

[導電性布帛]
導電性布帛として、絶縁性の弾性糸を地糸に用いて編成された絶縁性編地領域に、複数のコースにわたって導電糸が添え編み編成された平編地、または、絶縁性の弾性糸を地糸に用いて編成された絶縁性編地領域を挟んで、導電糸を用いた帯状の導電性編地領域が編成された平編地で構成されルことが好ましく、コース方向が伸縮方向に沿うように配されていることが好ましい。
[Conductive fabric]
As a conductive fabric, a flat knitted fabric in which conductive yarns are added and knitted over a plurality of courses in an insulating knitted fabric region knitted using an insulating elastic yarn as a ground yarn, or an insulating elastic yarn is used. It is preferable that the strip-shaped conductive knitted fabric region using the conductive yarn is composed of a flat knitted fabric in which the insulating knitted fabric region knitted by using the ground yarn is sandwiched, and the course direction is the expansion and contraction direction. It is preferable that they are arranged along the line.

絶縁層に接合される導電性布帛が平編地で構成されていると、表面に大きな凹凸が形成されるリブ編地などと異なり、平坦な編地面となるため、絶縁層との間での十分な接着面積が確保されて強力な接着力が得られるようになり、接着部の剥離などに起因する経時的な感度の低下が抑制され、長期にわたり安定した特性が得られるようになる。 When the conductive fabric bonded to the insulating layer is made of a flat knitted fabric, it becomes a flat knitted ground unlike a rib knitted fabric in which large irregularities are formed on the surface. A sufficient adhesive area is secured and a strong adhesive force can be obtained, a decrease in sensitivity with time due to peeling of the adhesive portion and the like is suppressed, and stable characteristics can be obtained for a long period of time.

例えば、導電糸として、ナイロンなどの樹脂繊維や綿糸などの天然繊維、或いは金属線等を芯として、この芯に湿式や乾式のコーティング、メッキ、真空成膜、その他の適宜被着法を用いて金属成分を被着させた金属被着線(メッキ線)を使用するのが好適である。芯には、モノフィラメントを採用することも可能ではあるが、モノフィラメントよりもマルチフィラメントや紡績糸のほうが好ましい。 For example, as a conductive thread, a resin fiber such as nylon, a natural fiber such as cotton thread, or a metal wire is used as a core, and a wet or dry coating, plating, vacuum deposition, or other appropriate adhesion method is used on the core. It is preferable to use a metal coated wire (plated wire) coated with a metal component. Although it is possible to use a monofilament for the core, a multifilament or a spun yarn is preferable to a monofilament.

芯に被着させる金属成分には、例えばアルミ、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、錫、亜鉛、鉄、銀、金、白金、バナジウム、モリブデン、タングステン、コバルト等の純金属やそれらの合金、ステンレス、真鍮等を使用することができる。本実施形態ではナイロンやポリエステルで構成されるマルチフィラメントに銀メッキした糸が用いられている。導電糸の繊度は33dtex〜400dtexが好ましい。特には70dtex〜300dtexが好ましい。導電糸2yとして芯糸に金属成分を被着させた金属メッキ糸を用いる例を説明したが、例えば、日本新素材株式会社製のシルベルンZAG(登録商標)などにように、天然繊維や合成繊維に銀イオンを付着させた銀イオン糸を用いることも可能である。 The metal components to be adhered to the core include pure metals such as aluminum, nickel, copper, titanium, magnesium, tin, zinc, iron, silver, gold, platinum, vanadium, molybdenum, tungsten and cobalt, their alloys, and stainless steel. , Brass, etc. can be used. In this embodiment, a silver-plated thread is used for a multifilament composed of nylon or polyester. The fineness of the conductive yarn is preferably 33 dtex to 400 dtex. In particular, 70 dtex to 300 dtex is preferable. An example of using a metal-plated yarn in which a metal component is adhered to a core yarn as the conductive yarn 2y has been described. For example, natural fibers and synthetic fibers such as Sylbern ZAG (registered trademark) manufactured by Nippon Shinshoku Co., Ltd. have been described. It is also possible to use a silver ion thread having silver ions attached to the plating.

また、導電糸とポリウレタン糸を添え編み編成したフライス編地を構成し、編み立て後にヒートセット加工することによりポリウレタン糸が熱変形して銀メッキ糸の交編部に融着することにより解れ止め加工された編地を用いることができる。 In addition, a milling knitted fabric is knitted with conductive yarn and polyurethane yarn, and the polyurethane yarn is thermally deformed by heat setting after knitting and fused to the cross-knitted part of the silver-plated yarn to prevent unraveling. A processed knitted fabric can be used.

導電性布帛として、上述した平編地を用いることが好ましいが、リブ編(ゴム編、フライス編)、パール編などのヨコ編地、デンビー編(トリコット編)、アトラス編などのタテ編地、或はそれらの変化組織などの編地を用いることができ、ポチウレタンなどの伸縮糸を芯糸とした金属被着線を用いて織成した平織、綾織、朱子織などの織地を用いることも可能である。 As the conductive fabric, it is preferable to use the above-mentioned flat knitted fabric, but horizontal knitted fabrics such as rib knitting (rubber knitting and milling knitting) and pearl knitting, vertical knitted fabrics such as denby knitting (tricot knitting) and atlas knitting, etc. Alternatively, knitted fabrics such as those changing structures can be used, and woven fabrics such as plain weave, twill weave, and satin weave woven using a metal adherent wire with an elastic yarn such as potiurethane as the core yarn can also be used. Is.

[絶縁層と接着層]
絶縁層6,7として、伸縮性を備えたエラストマシートを用いることができ、例えば融点が200℃程度のポリウレタンシートを好適に用いることができる。絶縁層6としてポリウレタンシートの両面にホットメルト接着剤層を形成し、導電性布帛4,5を両側に重畳した状態で熱圧着することによりセンサ部3を構成することができる。ホットメルト接着剤層が接着層8a,8bとなる。
[Insulation layer and adhesive layer]
As the insulating layers 6 and 7, an elastic elastomer sheet can be used, and for example, a polyurethane sheet having a melting point of about 200 ° C. can be preferably used. The sensor unit 3 can be configured by forming hot melt adhesive layers on both sides of the polyurethane sheet as the insulating layer 6 and thermocompression bonding the conductive fabrics 4 and 5 on both sides. The hot melt adhesive layer becomes the adhesive layers 8a and 8b.

さらに、伸縮性基材2上に重畳配置したセンサ部3の上方から、絶縁層7として下面にホットメルト接着剤層を形成したポリウレタンシートを被覆し、熱圧着することにより、センサ部3が伸縮性基材2に固定される。ホットメルト接着剤層が接着層8cとなる。 Further, the sensor portion 3 expands and contracts by coating a polyurethane sheet having a hot melt adhesive layer formed on the lower surface as an insulating layer 7 from above the sensor portion 3 superposed on the elastic base material 2 and thermocompression bonding. It is fixed to the sex substrate 2. The hot melt adhesive layer becomes the adhesive layer 8c.

ホットメルト接着剤として、例えば、ポリウレタン系ホットメルト樹脂、ポリエステル系ホットメルト樹脂、ポリアミド系ホットメルト樹脂、EVA系ホットメルト樹脂、ポリオレフィン系ホットメルト樹脂、スチレン系エラストマー樹脂、湿気硬化型ウレタン系ホットメルト樹脂、反応型ホットメルト樹脂等が挙げられる。中でも反応型ホットメルト樹脂は、接着強度が高く、しかも短時間での接着が可能な点で特に好ましい。 Examples of hot melt adhesives include polyurethane hot melt resins, polyester hot melt resins, polyamide hot melt resins, EVA hot melt resins, polyolefin hot melt resins, styrene elastomer resins, and moisture curable urethane hot melts. Examples thereof include resins and reactive hot melt resins. Among them, the reactive hot melt resin is particularly preferable because it has high adhesive strength and can be adhered in a short time.

[伸縮性基材]
伸縮性基材2として、織ゴム生地を用いた例を説明したが、織ゴム生地以外の伸縮性を有する布帛を用いることも可能である。伸縮性を備えた編地や織地の布帛で伸縮性基材を構成することで、身体の動きなどを計測するための衣類に好適に機械電気変換装置を組み込むことができるようになる。
[Stretchable base material]
Although an example in which a woven rubber fabric is used as the elastic base material 2 has been described, it is also possible to use a fabric having elasticity other than the woven rubber fabric. By constructing the stretchable base material from the stretchable knitted fabric or the woven fabric, the mechanical electric conversion device can be suitably incorporated into the clothing for measuring the movement of the body or the like.

[機械電気変換装置の出力特性]
図2(b),(c),(d)には、信号処理装置110から無線出力された信号波形が示されている。信号処理装置110には、機械電気変換装置1の一方の電極15に周波数10kHzのパルス信号を印加する電源回路と、機械電気変換装置1の他方の電極15に接続される分圧回路と、分圧回路の電圧を増幅する前置増幅器と、前置増幅器の出力を計測機器に出力する無線通信インタフェースが設けられている。分圧回路は例えば一端が接地された抵抗とコンデンサの並列回路で構成される。機械電気変換装置1の伸縮に伴う静電容量の変化が前置増幅器から出力される電圧の変化として検出される。
[Output characteristics of mechanical electrical converter]
2 (b), (c), and (d) show signal waveforms wirelessly output from the signal processing device 110. The signal processing device 110 includes a power supply circuit that applies a pulse signal having a frequency of 10 kHz to one electrode 15 of the mechanical electric conversion device 1, and a voltage dividing circuit connected to the other electrode 15 of the mechanical electric conversion device 1. A pre-amplifier that amplifies the voltage of the voltage circuit and a wireless communication interface that outputs the output of the pre-amplifier to the measuring device are provided. The voltage divider circuit is composed of, for example, a parallel circuit of a resistor and a capacitor whose one end is grounded. A change in capacitance due to expansion and contraction of the mechanical electric converter 1 is detected as a change in voltage output from the preamplifier.

機械電気変換装置1を、36%の伸長率で、10秒間隔で2回伸長した際の初回の電圧波形が図2(a)に示され、50000回後の電圧波形が図2(b)に示され、100000回後の電圧波形が図2(c)に示されている。横軸は時間、縦軸は電圧相当値である。 FIG. 2A shows the initial voltage waveform when the mechanical electric converter 1 is extended twice at intervals of 10 seconds at a elongation rate of 36%, and FIG. 2B shows the voltage waveform after 50,000 times. The voltage waveform after 100,000 times is shown in FIG. 2 (c). The horizontal axis is time and the vertical axis is voltage equivalent.

初回は、収縮時の基底値が約7000、伸長時のピーク値が約8000で、基底値とピーク値の間の振幅Δが1000となっている。50000回後は、基底値が下方にドリフトするとともに基底値とピーク値の間の振幅Δが700となっている。1000000回後は、基底値が若干上方にドリフトするとともに基底値とピーク値の間の振幅Δが500となっている。初回と比較して1000000回後は振幅Δが50%に低下しており、伸縮を繰り返すにつれて感度が低下することが示されている。 At the first time, the base value at the time of contraction is about 7,000, the peak value at the time of extension is about 8000, and the amplitude Δ between the base value and the peak value is 1000. After 50,000 times, the base value drifts downward and the amplitude Δ between the base value and the peak value is 700. After 1,000,000 times, the base value drifts slightly upward and the amplitude Δ between the base value and the peak value is 500. The amplitude Δ decreased to 50% after 1,000,000 times as compared with the first time, and it is shown that the sensitivity decreases as the expansion and contraction are repeated.

このような感度の低下は、多数回の伸縮を繰り返すことにより、センサ部3を構成する導電性布帛4,5と絶縁層6との接合状態が劣化して局所的に剥離が生じ、その程度が酷くなるためと考えられる。 Such a decrease in sensitivity is caused by repeated expansion and contraction many times, so that the bonding state between the conductive fabrics 4 and 5 constituting the sensor unit 3 and the insulating layer 6 deteriorates and local peeling occurs. It is thought that this is because it gets worse.

感度が低下した機械電気変換装置1を継続使用すると、やがて伸縮状態を適正に検出できなくなるため、ある程度感度が低下すると新たな機械電気変換装置1に切り替える必要がある。しかし、在庫が無い状態で、事前に購入手配をかけることなく、そのような感度の低下を検出した時点で直ちに新たな機械電気変換装置1に切り替えることは不可能であるため、寿命となる感度低下に達する以前にその時期を予測して、購入手配をかける必要がある。 If the mechanical / electrical conversion device 1 having reduced sensitivity is continuously used, the expansion / contraction state cannot be detected properly. Therefore, when the sensitivity is lowered to some extent, it is necessary to switch to a new mechanical / electrical conversion device 1. However, since it is not possible to immediately switch to a new mechanical / electrical conversion device 1 when such a decrease in sensitivity is detected without making a purchase arrangement in advance in the state of no stock, the sensitivity at the end of its life is reached. It is necessary to anticipate the timing and make purchase arrangements before the decline is reached.

ところが、機械電気変換装置1の使用態様は使用者によって様々に異なり、一律に感度低下時期を予測することは困難である。例えば、サポータ100の装着者の体型によってセンサ部3の伸縮の程度が異なったり、リハビリテーションのためにサポータ100に信号処理装置110を装着して伸縮作動を計測するとき以外にも、信号処理装置110をサポータ100から取り外した状態で常時サポータ100を装着する患者と、リハビリテーションのためにサポータ100に信号処理装置110を装着して伸縮作動を計測するとき以外には、サポータ100を取り外す患者がいたりするため、容易に寿命を判定できなかった。 However, the usage mode of the mechanical / electrical conversion device 1 varies depending on the user, and it is difficult to uniformly predict the time when the sensitivity decreases. For example, the degree of expansion and contraction of the sensor unit 3 differs depending on the body shape of the wearer of the supporter 100, and the signal processing device 110 is not used when the signal processing device 110 is attached to the supporter 100 for rehabilitation and the expansion and contraction operation is measured. There are patients who always wear the supporter 100 with the supporter 100 removed, and patients who remove the supporter 100 except when the signal processing device 110 is attached to the supporter 100 for rehabilitation and the expansion and contraction operation is measured. Therefore, the life could not be easily determined.

[機械電気変換装置の寿命診断システム及び寿命診断装置の構成]
そのような状況に対応するために、機械電気変換装置の寿命診断装置が組み込まれた寿命診断システムが構築される。
[Configuration of life diagnosis system and life diagnosis device for mechanical and electrical converters]
In order to cope with such a situation, a life diagnosis system incorporating a life diagnosis device of a mechanical electric conversion device is constructed.

図3に示すように、寿命診断システムは、機械電気変換装置1が組み込まれたサポータ100と、機械電気変換装置1に接続された信号処理装置110と、信号処理装置110から送信される計測結果を受信する寿命診断装置20と、各寿命診断装置20とインターネットを介して接続される寿命診断管理用のサーバ40と、サーバ40に接続された寿命管理用のデータベース50を備えている。 As shown in FIG. 3, the life diagnosis system includes a supporter 100 in which the mechanical electric conversion device 1 is incorporated, a signal processing device 110 connected to the mechanical electric conversion device 1, and measurement results transmitted from the signal processing device 110. It is provided with a lifespan diagnosis device 20 for receiving the above, a lifespan diagnosis management server 40 connected to each lifespan diagnosis device 20 via the Internet, and a lifespan management database 50 connected to the server 40.

本実施形態では、寿命診断装置20としてタッチパネル式の表示部や通信機能や時計機能やカメラ機能などを備えたスマートフォンのような携帯通信機器が用いられ、携帯通信機器にインストールされた寿命診断用のアプリケーションプログラムが携帯通信機器に備えたCPUで実行されることにより寿命診断装置20として機能するように構成されている。 In the present embodiment, a mobile communication device such as a smartphone equipped with a touch panel type display unit, a communication function, a clock function, a camera function, etc. is used as the life diagnosis device 20, and is installed in the mobile communication device for life diagnosis. It is configured to function as a life diagnosis device 20 by executing an application program on a CPU provided in a portable communication device.

図4に示すように、寿命診断装置20は、短距離無線通信インタフェース21、通信キャリアインタフェース22、記憶部23、校正部24、校正時刻管理部25、寿命予測部26、寿命表示部27、購入補助部28などの機能ブロックを備えている。 As shown in FIG. 4, the life diagnosis device 20 includes a short-range wireless communication interface 21, a communication carrier interface 22, a storage unit 23, a calibration unit 24, a calibration time management unit 25, a life prediction unit 26, a life display unit 27, and a purchase. It is provided with a functional block such as an auxiliary portion 28.

短距離無線通信インタフェース21は、信号処理装置110との間でデータをやり取りするための通信インタフェースで、通信規格としてブルートゥース(登録商標)が採用されている。 The short-range wireless communication interface 21 is a communication interface for exchanging data with the signal processing device 110, and Bluetooth (registered trademark) is adopted as a communication standard.

通信キャリアインタフェース22は、音声、画像、データなど情報の送受信に用いられるインタフェースで、通信規格としてLTEが採用されている。なお、寿命診断装置20には、これらの通信インタフェース以外にWi-Fi用のインタフェースも備えている。また、短距離無線通信インタフェース21及び通信キャリアインタフェース22に採用される通信規格は特に限定されるものではなく、他の通信規格の採用も可能である。 The communication carrier interface 22 is an interface used for transmitting and receiving information such as voice, images, and data, and LTE is adopted as a communication standard. In addition to these communication interfaces, the life diagnosis device 20 also includes an interface for Wi-Fi. Further, the communication standard adopted for the short-range wireless communication interface 21 and the communication carrier interface 22 is not particularly limited, and other communication standards can be adopted.

校正部24は、短距離無線通信インタフェース21を介して信号処理装置110から送信された機械電気変換装置1の収縮時の電圧値と伸長時の電圧値に基づいて、信号処理装置110から送信された任意の電圧値を正規化した所定の電圧値に変換処理する演算処理部で構成される。 The calibration unit 24 is transmitted from the signal processing device 110 based on the contraction voltage value and the expansion voltage value of the mechanical electrical conversion device 1 transmitted from the signal processing device 110 via the short-range wireless communication interface 21. It is composed of an arithmetic processing unit that converts an arbitrary voltage value into a normalized predetermined voltage value.

具体的に、機械電気変換装置1を介した計測の開始時に常に実行され、機械電気変換装置1を検出対象に装着した状態で、機械電気変換装置1の最大収縮時における出力が所定の基底値となり、機械電気変換装置1の最大伸長時における出力が所定の波高値となるように校正する。校正後の機械電気変換装置1の伸長または収縮時の数値が所定の基底値と所定の波高値の間の値として表示画面に表示される。本実施形態では校正部24が、校正後の計測処理及び計測値の表示処理も実行するように構成されている。 Specifically, it is always executed at the start of measurement via the mechanical electric conversion device 1, and the output at the time of maximum contraction of the mechanical electric conversion device 1 with the mechanical electric conversion device 1 attached to the detection target is a predetermined base value. Therefore, the mechanical electric converter 1 is calibrated so that the output at the time of maximum extension becomes a predetermined peak value. The numerical value at the time of expansion or contraction of the mechanical electric converter 1 after calibration is displayed on the display screen as a value between a predetermined base value and a predetermined peak value. In the present embodiment, the calibration unit 24 is configured to also execute measurement processing after calibration and display processing of measured values.

校正時刻管理部25は、校正部24の作動時つまり校正時の時刻情報を校正時刻として管理する機能ブロックで、携帯通信機器に本来的に組み込まれている計時部で計時された値を読み取って、毎回の校正時の時刻を記憶部23に記憶するように構成されている。 The calibration time management unit 25 is a functional block that manages the time information at the time of operation of the calibration unit 24, that is, at the time of calibration as the calibration time, and reads the value measured by the time measurement unit originally built in the portable communication device. , It is configured to store the time at the time of each calibration in the storage unit 23.

寿命予測部26は、校正部24で検出された最大伸長時における出力の初期値からの低下率と、校正時刻管理部25により管理される校正時刻から得られる累積使用時間と、に基づいて寿命到達時期を予測する演算処理部で構成されている。なお、最大伸長時における出力の初期値からの低下率とは、最大収縮時における出力を基準にした波高値の初期値に対する低下率を意味する。 The life prediction unit 26 has a life based on the rate of decrease from the initial value of the output at the time of maximum extension detected by the calibration unit 24 and the cumulative usage time obtained from the calibration time managed by the calibration time management unit 25. It is composed of an arithmetic processing unit that predicts the arrival time. The rate of decrease from the initial value of the output at the time of maximum expansion means the rate of decrease of the peak value with respect to the initial value based on the output at the time of maximum contraction.

寿命表示部27は、寿命予測部26により予測された寿命到達時期を表示画面に表示するように構成されている。 The life display unit 27 is configured to display the life arrival time predicted by the life prediction unit 26 on the display screen.

購入補助部28は、寿命予測部26により予測された寿命到達時期が迫った場合に、機械電気変換装置1の購入ウェブサイトに接続して、機械電気変換装置1の代替品の購入処理に導く機能ブロックとなる。 When the end of life predicted by the life prediction unit 26 is approaching, the purchase assistance unit 28 connects to the purchase website of the mechanical electric converter 1 and guides the purchase process of a substitute for the mechanical electric converter 1. It becomes a functional block.

つまり、機械電気変換装置1の使用に先立ち、校正部24によって機械電気変換装置1の出力が校正され、経時的に感度劣化が生じている場合であっても、機械電気変換装置1の最大収縮時における出力が所定の基底値となり、最大伸長時における出力が所定の波高値となるように調整される。ここに、最大収縮時及び最大伸長時とは、リハビリテーションを行なう患者にサポータ100を装着した状態で関節を伸ばした状態が機械電気変換装置1の最大収縮時となり、関節を最大に曲げた状態が機械電気変換装置1の最大伸長時となる。 That is, prior to the use of the mechanical electric conversion device 1, the output of the mechanical electric conversion device 1 is calibrated by the calibration unit 24, and even if the sensitivity deteriorates over time, the maximum contraction of the mechanical electric conversion device 1 occurs. The output at time becomes a predetermined base value, and the output at maximum extension is adjusted to have a predetermined peak value. Here, the maximum contraction and the maximum extension are the state in which the joint is extended with the supporter 100 attached to the patient to be rehabilitated, and the state in which the joint is maximally bent. This is the maximum extension time of the mechanical electric converter 1.

校正時刻管理部25により管理される初回校正時からの累積時間と、校正の度に検出される機械電気変換装置1の最大収縮時及び最大伸長時の出力、つまり校正前の出力に基づいて得られる初期値からの低下率とに基づいて、寿命予測部26で寿命予測され、寿命表示部27に予測寿命が表示される。 Obtained based on the cumulative time from the first calibration managed by the calibration time management unit 25 and the output at the time of maximum contraction and maximum expansion of the mechanical electrical converter 1 detected at each calibration, that is, the output before calibration. The life is predicted by the life prediction unit 26 based on the rate of decrease from the initial value, and the predicted life is displayed on the life display unit 27.

[寿命予測処理]
図8(a)には、縦軸を感度、横軸を経過時間とする二次元座標系に示された機械電気変換装置1の寿命特性が実線で示されている。本実施形態では、機械電気変換装置1が予め設定された標準的な使用態様で使用された場合に感度が50%に低下する時点Polを寿命Tol(olは、operating life の略である)と設定されている。例えば、標準的な使用態様で使用された場合の校正時に感度が70%に低下する時点Pで、残り寿命Tol(50)が、Tol−Tol(70)と予測される。
[Life prediction processing]
In FIG. 8A, the life characteristics of the mechanical electrical conversion device 1 shown in the two-dimensional coordinate system in which the vertical axis is the sensitivity and the horizontal axis is the elapsed time are shown by solid lines. In the present embodiment, when the mechanical electric converter 1 is used in a preset standard usage mode, the time point Pol at which the sensitivity drops to 50% is defined as the life pol (ol is an abbreviation for operating life). It is set. For example, at time point P when the sensitivity drops to 70% during calibration when used in standard usage, the remaining lifetime Tol (50) is predicted to be Tol-Tol (70).

標準的な使用態様がどのような態様であるかは、特に限定されるものではなく適宜設定すればよい。例えば10秒周期で伸長と収縮を繰り返すパターンを4時間継続し、その後20時間経過後に再度同様のパターンを繰り返す態様を採用することができる。1日当たりのリハビリのための関節の屈伸動作を10秒周期で4時間繰返し、その後20時間は使用しないというモデルパターンである。伸縮周期や連続時間を適宜設定した場合の感度劣化特性を基準となる寿命特性とすればよい。 The standard usage mode is not particularly limited and may be appropriately set. For example, a pattern in which expansion and contraction are repeated in a cycle of 10 seconds is continued for 4 hours, and then the same pattern is repeated again after 20 hours have elapsed. This is a model pattern in which joint flexion / extension movements for rehabilitation per day are repeated in a 10-second cycle for 4 hours, and then 20 hours are not used. The life characteristic may be used as a reference for the sensitivity deterioration characteristic when the expansion / contraction cycle and the continuous time are appropriately set.

図8(a)に破線で示す特性は、何回目かの校正時点P1に感度が70%に低下した場合に、感度が50%に低下する寿命予測点P1olを示す寿命特性である。基準となる寿命特性よりも早期に感度が70%に低下していることから1日当たりの機械電気変換装置1の使用回数が多いか使用時間が長いと予測される。 The characteristic shown by the broken line in FIG. 8A is a life characteristic indicating a life prediction point P1ol in which the sensitivity is reduced to 50% when the sensitivity is reduced to 70% at the time of several calibrations P1. Since the sensitivity drops to 70% earlier than the standard life characteristic, it is predicted that the mechanical electric converter 1 is used many times or for a long time per day.

寿命予測部26は、校正時点P1で寿命到達時期T1ol(50)を、初回校正時からの累積時間T1ol(70)と、校正の度に検出される機械電気変換装置1の最大収縮時及び最大伸長時の出力、つまり校正前の出力に基づいて得られる初期値からの低下率(70%)とに基づいて、
T1ol(50)=T1(Tol(50))/Tol(70)
と予測することができる。この例では寿命特性を線形特性で近似しているが、時間の経過に伴って感度が低下する特性であれば線形特性以外の曲線近似など適宜設定できる。
The life prediction unit 26 sets the life arrival time T1ol (50) at the calibration time point P1, the cumulative time T1ol (70) from the first calibration, and the maximum contraction and maximum of the mechanical electrical conversion device 1 detected at each calibration. Based on the output at extension, that is, the rate of decrease (70%) from the initial value obtained based on the output before calibration.
T1ol (50) = T1 (Tol (50)) / Tol (70)
Can be predicted. In this example, the lifetime characteristics are approximated by linear characteristics, but if the characteristics decrease in sensitivity with the passage of time, curve approximation other than linear characteristics can be appropriately set.

この様な寿命予測処理によれば、例えば、機械電気変換装置を常時装着して頻繁に伸縮作動しているが累積経過時間は短いような場合や、必要に応じて着脱しているため累積経過時間は長いが伸縮作動回数は少ないような場合の何れであっても、適切に劣化度合いを判定できるようになる。 According to such a life prediction process, for example, when a mechanical electric converter is always attached and the machine / electric converter is frequently expanded and contracted, but the cumulative elapsed time is short, or when it is attached / detached as necessary, the cumulative elapsed In any case where the time is long but the number of expansion and contraction operations is small, the degree of deterioration can be appropriately determined.

図8(b)には、寿命予測処理の他の例が示されている。縦軸を感度、横軸を伸縮回数とする二次元座標系に示された機械電気変換装置1の寿命特性が実線で示されている。本実施形態では、機械電気変換装置1が予め設定された標準的な使用態様で使用された場合に感度が50%に低下する時点Polを寿命Nolと設定されている。例えば、標準的な使用態様で使用された場合の校正時に感度が70%に低下する時点Pで、残り寿命Nol(50)が、Nol−Nol(70)と予測される。 FIG. 8B shows another example of the life prediction process. The life characteristics of the mechanical electric converter 1 shown in the two-dimensional coordinate system in which the vertical axis is the sensitivity and the horizontal axis is the number of expansions and contractions are shown by solid lines. In the present embodiment, the time point Pol at which the sensitivity drops to 50% when the mechanical electrical conversion device 1 is used in a preset standard usage mode is set as the life Nol. For example, the remaining lifetime Nol (50) is predicted to be Nol-Nol (70) at time point P when the sensitivity drops to 70% during calibration when used in standard usage.

この場合も標準的な使用態様がどのような態様であるかは、特に限定されるものではなく適宜設定すればよい。例えば10秒周期で伸長と収縮を繰り返すパターンを1500回継続(約4時間に相当)し、その後7500回の伸縮に要する時間(約20時間に相当)経過後に再度同様のパターンを繰り返す態様を採用することができる。1日当たりのリハビリのための関節の屈伸動作を10秒周期で1500回繰返し、その後20時間は使用しないというモデルパターンである。伸縮周期や繰返し回数を適宜設定した場合の感度劣化特性を基準となる寿命特性とすればよい。 In this case as well, the standard usage mode is not particularly limited and may be appropriately set. For example, a pattern in which expansion and contraction are repeated in a cycle of 10 seconds is continued 1500 times (corresponding to about 4 hours), and then the same pattern is repeated again after the time required for expansion and contraction of 7500 times (corresponding to about 20 hours) has been adopted. can do. This is a model pattern in which joint flexion and extension movements for rehabilitation per day are repeated 1500 times in a 10-second cycle, and then 20 hours are not used. The life characteristic may be used as a reference for the sensitivity deterioration characteristic when the expansion / contraction cycle and the number of repetitions are appropriately set.

図8(b)に破線で示す特性は、何回目かの校正時点P1に感度が70%に低下した場合に、感度が50%に低下する寿命予測点P1olを示す寿命特性である。基準となる寿命特性よりも早期に感度が70%に低下していることから1日当たりの機械電気変換装置1の使用回数が多いか使用時間が長いと予測される。 The characteristic shown by the broken line in FIG. 8B is a life characteristic indicating a life prediction point P1ol in which the sensitivity is reduced to 50% when the sensitivity is reduced to 70% at the time of several calibrations P1. Since the sensitivity drops to 70% earlier than the standard life characteristic, it is predicted that the mechanical electric converter 1 is used many times or for a long time per day.

寿命予測部26は、校正時点P1で寿命到達回数N1ol(50)を、初回校正時からの累積伸縮回数N1ol(70)と、校正の度に検出される機械電気変換装置1の最大収縮時及び最大伸長時の出力、つまり校正前の出力に基づいて得られる初期値からの低下率(70%)とに基づいて、
N1ol(50)=N1(Nol(50))/Nol(70)
と予測することができる。この例でも寿命特性を線形特性で近似しているが、時間の経過に伴って感度が低下する特性であれば線形特性以外の曲線近似など適宜設定できる。
The life prediction unit 26 sets the number of times the life reached N1ol (50) at the time of calibration P1, the cumulative number of expansions and contractions N1ol (70) from the time of the first calibration, and the maximum contraction of the mechanical electrical converter 1 detected at each calibration. Based on the output at maximum extension, that is, the rate of decrease (70%) from the initial value obtained based on the output before calibration.
N1ol (50) = N1 (Nol (50)) / Nol (70)
Can be predicted. In this example as well, the lifetime characteristics are approximated by linear characteristics, but if the characteristics decrease in sensitivity with the passage of time, curve approximation other than linear characteristics can be appropriately set.

図8(b)に示した例では、校正時刻管理部25に替えて、校正部24で校正された後の機械電気変換装置1の伸縮回数を管理する伸縮回数管理部25´を備え、寿命予測部26が、校正部24で検出された最大伸長時の出力の初期値からの低下率と、伸縮回数管理部25´から得られる累積伸縮回数と、に基づいて寿命到達時期を予測するように構成される。伸縮回数管理部25´は、校正部24で校正処理が行なわれた後に、次の校正処理までの間の機械電気変換装置1の出力に基づいて伸縮回数がカウントする。 In the example shown in FIG. 8B, instead of the calibration time management unit 25, the expansion / contraction number management unit 25'that manages the expansion / contraction number of the mechanical electric converter 1 after being calibrated by the calibration unit 24 is provided and has a life. The prediction unit 26 predicts the end of life based on the rate of decrease from the initial value of the output at the time of maximum expansion detected by the calibration unit 24 and the cumulative expansion / contraction number obtained from the expansion / contraction number management unit 25'. It is composed of. The expansion / contraction count management unit 25'counts the expansion / contraction count based on the output of the mechanical electric converter 1 until the next calibration process after the calibration process is performed by the calibration unit 24.

この様な寿命予測処理によれば、例えば、機械電気変換装置1を装着した際に程度の大きな伸縮作動が多い場合と、程度の小さな伸縮作動が多い場合の其々に対して、適切に劣化度合いを判定できるようになる。 According to such a life prediction process, for example, when the mechanical electric conversion device 1 is attached, there are many large expansion and contraction operations and many small expansion and contraction operations, and the deterioration is appropriate. You will be able to judge the degree.

図3に示したように、寿命診断装置20は、通信キャリアインタフェース22を介して寿命管理用のサーバ40とインターネット接続され、上述した校正部24で検出された校正時の生データ、校正時刻管理部25で管理された校正時刻、伸縮回数管理部25´で管理された伸縮回数などの寿命診断に要するデータがサーバ40を介してデータベース50に格納されるとともに、寿命予測部26で予測された寿命到達時期がサーバ40を介してデータベース50に格納される。 As shown in FIG. 3, the life diagnosis device 20 is connected to the life management server 40 via the Internet via the communication carrier interface 22, and the raw data at the time of calibration and the calibration time management detected by the above-mentioned calibration unit 24 are managed. Data required for life diagnosis such as the calibration time managed by the unit 25 and the expansion / contraction number managed by the expansion / contraction number management unit 25'are stored in the database 50 via the server 40 and predicted by the life prediction unit 26. The end of life time is stored in the database 50 via the server 40.

データベース50には、機械電気変換装置レコード、管理者レコード、使用者レコード、校正データ履歴レコードなどの寿命予測に必要なレコードが相互に関連付けられるようにして格納されている。 The database 50 stores records necessary for life prediction, such as mechanical and electrical converter records, administrator records, user records, and calibration data history records, so as to be associated with each other.

機械電気変換装置レコードには、個々の機械電気変換装置を識別する識別コード、管理者コード、使用者コード、寿命到達時期データなどのフィールドが設定されている。管理者レコードには、管理者コード、管理者名、連絡先、管理対象となる機械電気変換装置の識別コードなどのフィールドが設定され、使用者レコードには、使用者コード、使用者名、連絡先、使用中の機械電気変換装置の識別コードなどのフィールドが設定され、校正データ履歴レコードには、機械電気変換装置の識別コードごとに、校正時刻、感度、寿命到達時期などのフィールドが設定されている。 Fields such as an identification code, an administrator code, a user code, and life end time data for identifying individual mechanical electric converters are set in the mechanical electric converter record. Fields such as an administrator code, an administrator name, a contact, and an identification code of a mechanical / electrical converter to be managed are set in the administrator record, and a user code, a user name, and a contact are set in the user record. First, fields such as the identification code of the mechanical electrical converter in use are set, and in the calibration data history record, fields such as calibration time, sensitivity, and life end time are set for each identification code of the mechanical electrical converter. ing.

寿命診断装置20は、機械電気変換装置の識別コードをキーにして寿命予測に必要な情報を、サーバ40を介してデータベース50からダウンロードし、或いはデータベース50にアップロードすることで、自らの記憶部23に校正や計測で得られるデータを累積的に記憶することが不要になるように構成されている。この様なサーバ40としてクラウドサーバを好適に用いることができる。 The life diagnosis device 20 downloads information necessary for life prediction from the database 50 via the server 40 using the identification code of the mechanical / electrical conversion device as a key, or uploads the information to the database 50, so that the life diagnosis device 20 has its own storage unit 23. It is configured so that it is not necessary to cumulatively store the data obtained by calibration and measurement. A cloud server can be preferably used as such a server 40.

上述した機械電気変換装置を識別する識別コードは、機械電気変換装置1に付されたタグにコード情報として表され、携帯通信機器に備えたカメラで読み込むことにより一意に特定可能に構成され、当該識別コードをキーにして必要な情報がサーバ40を介してデータベース50からダウンロードされる。 The identification code for identifying the machine-electric conversion device described above is represented as code information on a tag attached to the machine-electric conversion device 1, and is configured to be uniquely identifiable by being read by a camera provided in a portable communication device. The necessary information is downloaded from the database 50 via the server 40 using the identification code as a key.

寿命予測部26が、識別コードに基づいて対応する機械電気変換装置1の寿命を予測するように構成されているので、同じ寿命診断装置20で異なる機械電気変換装置1の寿命を予測することも可能になる。 Since the life prediction unit 26 is configured to predict the life of the corresponding mechanical electric converter 1 based on the identification code, the same life diagnostic device 20 can predict the life of different mechanical electric converters 1. It will be possible.

以下、図5から7に基づいて寿命診断装置20によって実行される校正処理、寿命予測処理の手順を説明する。
図5に示すように、寿命診断装置20は、アプリケーションプログラムが起動され、信号処理装置110と無線接続されると(SA1)、表示画面に機械電気変換装置1の識別コードを入力するように案内表示し、内蔵カメラを介してタグに付された二次元コードを読み込むか、タグに付されたシリアル番号を入力することにより、識別コードが入力される(SA2)。
Hereinafter, procedures for calibration processing and life prediction processing executed by the life diagnosis device 20 will be described with reference to FIGS. 5 to 7.
As shown in FIG. 5, when the application program is started and the signal processing device 110 is wirelessly connected (SA1), the life diagnosis device 20 is guided to input the identification code of the mechanical electric conversion device 1 on the display screen. The identification code is input by displaying and reading the two-dimensional code attached to the tag via the built-in camera, or by inputting the serial number attached to the tag (SA2).

識別コードが入力されるとサーバ40に接続され、サーバ40を介してデータベース50から当該識別コードに対応する過去の校正時のデータが読み出される(SA3)。 When the identification code is input, it is connected to the server 40, and the data at the time of the past calibration corresponding to the identification code is read from the database 50 via the server 40 (SA3).

続いて計時部で計時された現在時億を読み取って、校正時刻として記憶部23に記憶し(SA4)、表示画面に校正開始メッセージを表示する(SA5)。先ず、「サポータを装着した関節を伸ばしてください」と案内した後に(SA6)、所定時間内に信号処理装置110から入力された値の最小値を収縮時データとして取得して記憶部23に記憶する(SA7)。 Subsequently, the present tense timed by the timekeeping unit is read, stored in the storage unit 23 as the calibration time (SA4), and the calibration start message is displayed on the display screen (SA5). First, after instructing "Please extend the joint with the supporter attached" (SA6), the minimum value of the value input from the signal processing device 110 within a predetermined time is acquired as contraction data and stored in the storage unit 23. (SA7).

次に、「サポータを装着した関節を大きく曲げてください」と案内した後に(SA8)、所定時間内に信号処理装置110から入力された値の最大値を伸長時データとして取得して記憶部23に記憶する(SA9)。 Next, after instructing "Please bend the joint equipped with the supporter greatly" (SA8), the maximum value of the value input from the signal processing device 110 within a predetermined time is acquired as extension data and stored in the storage unit 23. Remember in (SA9).

収縮時データと伸長時データの差分が最初の校正時の差分と比較して低下した程度を感度として算出し、次に収縮時データと伸長時データが、所定の基底値と最大値になるように変換率を算出して、変換処理後のデータを表示部に数値または波形で表示し、「校正が完了しました」と案内する(SA10)。 The degree to which the difference between the contraction data and the expansion data is reduced compared to the difference at the first calibration is calculated as the sensitivity, and then the contraction data and the expansion data are set to the predetermined base value and the maximum value. The conversion rate is calculated, and the data after the conversion process is displayed as a numerical value or waveform on the display unit, and the user is informed that "calibration is complete" (SA10).

その後、寿命予測処理を実行した後に(SA11)、「計測を開始します」と案内し、信号処理装置110から入力された値が、所定の基底値と最大値の間で正規化された値として表示される(SA12)。このようにして計測が開始されると、表示画面に表示された計測終了スイッチが操作されるまでの間、信号処理装置110から入力された値が表示部に数値または波形で表示され、この間、波形が基底値から立上った後に立ち下がるまでの回数が伸縮回数として記憶部23に記憶される。記憶部に記憶された校正時刻、感度、伸縮回数などのデータは適宜サーバ40を介してデータベース50に格納される。 After that, after executing the life prediction process (SA11), it is instructed that "measurement is started", and the value input from the signal processing device 110 is a value normalized between a predetermined base value and the maximum value. Is displayed as (SA12). When the measurement is started in this way, the value input from the signal processing device 110 is displayed as a numerical value or a waveform on the display unit until the measurement end switch displayed on the display screen is operated. The number of times the waveform rises from the base value and then falls is stored in the storage unit 23 as the number of expansions and contractions. Data such as the calibration time, sensitivity, and expansion / contraction number stored in the storage unit are appropriately stored in the database 50 via the server 40.

図6には、図5のステップSA11の詳細手順が示され、寿命予測部26が、校正部24で検出された最大伸長時における出力の初期値からの低下率と、校正時刻から得られる累積使用時間と、に基づいて寿命到達時期を予測する場合の手順が示されている。 FIG. 6 shows the detailed procedure of step SA11 of FIG. 5, in which the life prediction unit 26 reduces the output from the initial value at the time of maximum extension detected by the calibration unit 24, and the cumulative value obtained from the calibration time. The procedure for predicting the end of life based on the usage time is shown.

寿命予測部26は、初回校正時の時刻から今回の校正時の時刻までの累積経過時間を算出し(SB1)、今回の校正時に計測された収縮時と伸長時の校正前の出力の差分であるピーク値を算出する(SB2)。次に、初回校正時に計測された収縮時と伸長時の校正前の出力の差分であるピーク値に対する今回のピーク値の比率を感度として算出する(SB3)。 The life prediction unit 26 calculates the cumulative elapsed time from the time at the time of the first calibration to the time at the time of the current calibration (SB1), and is the difference between the output before the calibration at the time of contraction and the time of expansion measured at the time of the current calibration. A certain peak value is calculated (SB2). Next, the ratio of the current peak value to the peak value, which is the difference between the outputs before calibration during contraction and expansion measured at the time of initial calibration, is calculated as the sensitivity (SB3).

さらに、図8(a)で説明したように、累積経過時間と感度低下率から寿命到達時期を予測し(SB4)、結果をデータベース50に登録する(SB5)。予測された寿命到達時期までの時間が予め設定された報知時間に達すると、表示部に寿命到達時期を案内表示し(SB6)、買替するか否かの案内メッセージを表示する(SB7)。 Further, as described in FIG. 8A, the life arrival time is predicted from the cumulative elapsed time and the sensitivity decrease rate (SB4), and the result is registered in the database 50 (SB5). When the time to reach the predicted lifespan reaches the preset notification time, the display unit displays the lifespan arrival time (SB6) and displays a guidance message as to whether or not to replace the product (SB7).

予め設定された報知時間は、寿命診断装置20に備えたパラメータ設定画面を介して予め設定可能に構成されている。校正処理のたびに寿命到達時期までの時間が表示されるのは煩わしく感じる場合があるためである。例えば報知時間を1か月に設定すると、寿命到達時期までの時間が1カ月を切るまでの間は寿命到達時期が表示されないように設定される。なお、寿命診断装置20の初期画面で表示されるパラメータ設定用のアイコンをタッチ操作することによりパラメータ設定画面に切り替わる。パラメータ設定画面では、他に購入ウェブサイトへの誘導の許否設定などが行なえる。 The preset notification time is configured to be configurable in advance via the parameter setting screen provided in the life diagnosis device 20. This is because it may be annoying to display the time until the end of the service life every time the calibration process is performed. For example, if the notification time is set to one month, the time to reach the end of the life is not displayed until the time to reach the end of the life is less than one month. The parameter setting screen is switched to by touching the parameter setting icon displayed on the initial screen of the life diagnosis device 20. On the parameter setting screen, you can also set the permission / denial of guidance to the purchase website.

ステップSB7で買替が選択されると(SB7,Y)、購入ウェブサイトに誘導して購入処理を開始する(SB8)。ステップSB7で買替が選択されない場合には(SB7,N)、ステップSA12の計測開始メッセージが表示される。 When replacement is selected in step SB7 (SB7, Y), the user is directed to the purchase website to start the purchase process (SB8). If replacement is not selected in step SB7 (SB7, N), the measurement start message in step SA12 is displayed.

図7には、図5のステップSA11の詳細手順が示され、寿命予測部26が、校正部24で検出された最大伸長時における出力の初期値からの低下率と、伸縮回数管理部25´から得られる累積伸縮回数と、に基づいて寿命到達時期を予測する場合の手順が示されている。ステップSC4,SC6の処理が図6と異なる。ステップSC4では、図8(b)で説明したように、累積伸縮回数と感度低下率から寿命到達時期が予測され、ステップSC6では、寿命到達までの伸縮回数が表示される。 FIG. 7 shows the detailed procedure of step SA11 of FIG. 5, in which the life prediction unit 26 shows the rate of decrease from the initial value of the output at the time of maximum extension detected by the calibration unit 24 and the expansion / contraction number management unit 25 ′. The procedure for predicting the end of life based on the cumulative number of expansions and contractions obtained from is shown. The processing of steps SC4 and SC6 is different from that of FIG. In step SC4, as described in FIG. 8B, the time to reach the end of life is predicted from the cumulative number of expansions and contractions and the rate of decrease in sensitivity, and in step SC6, the number of expansions and contractions until the end of life is displayed.

上述した実施形態では、サポータ100を装着した患者が所有する携帯通信端末を寿命診断装置20として構成した例を説明したが、寿命予測部26の機能ブロックをサーバ40に持たせて、サーバ40から患者が所有する携帯通信端末に寿命到達時期を表示するように構成してもよい。この場合には、データベース50を含むサーバ40と携帯通信端末により寿命診断装置20が構成される。 In the above-described embodiment, an example in which the mobile communication terminal owned by the patient wearing the supporter 100 is configured as the life diagnosis device 20 has been described. However, the server 40 is provided with the functional block of the life prediction unit 26, and the server 40 is used. The mobile communication terminal owned by the patient may be configured to display the end of life time. In this case, the life diagnosis device 20 is configured by the server 40 including the database 50 and the mobile communication terminal.

患者が所有する携帯通信端末を寿命診断装置20として構成し、寿命診断装置20からサーバ40に送信された寿命到達時期を、管理者が所有する通信機器に送信するように構成してもよい。例えば、リハビリ施設の管理者側のパーソナルコンピュータや管理者が所有する携帯通信機器に、寿命診断装置20によって診断された寿命到達時期を通知し、管理者側で機械電気変換装置1が組み込まれたサポータ100の買替処理を行なうように構成してもよい。 The mobile communication terminal owned by the patient may be configured as the life diagnosis device 20, and the life end time transmitted from the life diagnosis device 20 to the server 40 may be transmitted to the communication device owned by the administrator. For example, the personal computer on the manager side of the rehabilitation facility or the portable communication device owned by the manager is notified of the end of life time diagnosed by the life diagnosis device 20, and the mechanical electric conversion device 1 is incorporated on the manager side. The supporter 100 may be configured to perform replacement processing.

以上説明した実施形態では、機械電気変換装置1がサポータ100に組み込まれる例を説明したが、機械電気変換装置1はサポータ以外の衣類に適用することも可能であり、被着用者の動作状態をモニタする任意の用途に用いることができる。例えば、スポーツ用の衣類であるコンプレッションタイプのシャツやパンツの身生地に組み込み、任意の関節部位の動きをモニタすることができる。 In the embodiment described above, an example in which the mechanical electric conversion device 1 is incorporated in the supporter 100 has been described, but the mechanical electric conversion device 1 can also be applied to clothing other than the supporter, and the operating state of the wearer can be changed. It can be used for any purpose of monitoring. For example, it can be incorporated into the body fabric of compression type shirts and pants, which are sports clothing, to monitor the movement of arbitrary joint parts.

本発明による機械電気変換装置の寿命診断装置は、繰返し使用される機械電気変換装置の寿命を、使用態様にかかわらず正確に診断でき、適切に買替を促すことができる装置として広く活用される。 The life diagnostic device of the mechanical electric conversion device according to the present invention is widely used as a device capable of accurately diagnosing the life of a mechanical electric conversion device that is repeatedly used regardless of the mode of use and appropriately promoting replacement. ..

1:機械電気変換装置
2:伸縮性基材
3:センサ部
4,5:伸縮性の導電性布帛(電極)
6:絶縁層
8a,8b,8c:接着層
20:寿命診断装置
21:短距離無線通信インタフェース
22:通信キャリアインタフェース
23:記憶部
24:校正部
25:校正時刻管理部
25´:伸縮回数管理部
26:寿命予測部
27:寿命表示部
28:購入補助部
40:サーバ
50:データベース
100:サポータ
110:信号変換装置
1: Mechanical electrical conversion device 2: Stretchable base material 3: Sensor unit 4, 5: Stretchable conductive cloth (electrode)
6: Insulating layers 8a, 8b, 8c: Adhesive layer 20: Life diagnosis device 21: Short-range wireless communication interface 22: Communication carrier interface 23: Storage unit 24: Calibration unit 25: Calibration time management unit 25': Expansion and contraction frequency management unit 26: Life prediction unit 27: Life display unit 28: Purchase assistance unit 40: Server 50: Database 100: Supporter 110: Signal converter

Claims (8)

伸縮性の導電性布帛を備えたセンサ部が伸縮性の基材に接合された機械電気変換装置の寿命診断装置であって、
前記機械電気変換装置を検出対象に装着した状態で、前記機械電気変換装置の最大収縮時における出力が所定の基底値となり、前記機械電気変換装置の最大伸長時における出力が所定の波高値となるように校正する校正部と、
前記校正部の作動時の時刻情報を校正時刻として管理する校正時刻管理部と、
前記校正部で検出された最大伸長時における出力の初期値からの低下率と、前記校正時刻から得られる累積使用時間と、に基づいて寿命到達時期を予測する寿命予測部と、
前記寿命予測部により予測された寿命到達時期を表示する寿命表示部と、
を備えている機械電気変換装置の寿命診断装置。
It is a life diagnosis device of a mechanical electric conversion device in which a sensor unit provided with a stretchable conductive cloth is bonded to a stretchable base material.
With the mechanical electric converter attached to the detection target, the output of the mechanical electric converter at maximum contraction becomes a predetermined base value, and the output of the mechanical electric converter at maximum extension becomes a predetermined peak value. And the calibration part to calibrate
A calibration time management unit that manages time information during operation of the calibration unit as a calibration time,
A life prediction unit that predicts the end of life based on the rate of decrease from the initial value of the output at the time of maximum extension detected by the calibration unit and the cumulative usage time obtained from the calibration time.
A life display unit that displays the life arrival time predicted by the life prediction unit,
The life diagnostic device of the mechanical electrical converter equipped with.
伸縮性の導電性布帛を備えたセンサ部が伸縮性の基材に接合された機械電気変換装置の寿命診断装置であって、
前記機械電気変換装置を検出対象に装着した状態で、前記機械電気変換装置の最大収縮時における出力が所定の基底値となり、前記機械電気変換装置の最大伸長時における出力が所定の波高値となるように校正する校正部と、
前記校正部で校正された後の前記機械電気変換装置の伸縮回数を管理する伸縮回数管理部と、
前記校正部で検出された最大伸長時における出力の初期値からの低下率と、前記伸縮回数管理部から得られる累積伸縮回数と、に基づいて寿命到達時期を予測する寿命予測部と、
前記寿命予測部により予測された寿命到達時期を表示する寿命表示部と、
を備えている機械電気変換装置の寿命診断装置。
It is a life diagnostic device of a mechanical electrical conversion device in which a sensor unit provided with a stretchable conductive cloth is bonded to a stretchable base material.
With the mechanical / electrical conversion device attached to the detection target, the output of the mechanical / electrical conversion device at maximum contraction becomes a predetermined base value, and the output of the mechanical / electrical conversion device at maximum extension becomes a predetermined peak value. And the calibration part to calibrate
An expansion / contraction number management unit that manages the expansion / contraction number of the mechanical / electrical conversion device after being calibrated by the calibration unit,
A life prediction unit that predicts the end of life based on the rate of decrease from the initial value of the output at the time of maximum extension detected by the calibration unit and the cumulative expansion / contraction number obtained from the expansion / contraction number management unit.
A life display unit that displays the life arrival time predicted by the life prediction unit,
The life diagnostic device of the mechanical electrical converter equipped with.
前記機械電気変換装置を個別に識別する識別コードが付与され、
前記寿命予測部は、前記識別コードに基づいて対応する機械電気変換装置の寿命を予測するように構成されている請求項1または2記載の機械電気変換装置の寿命診断装置。
An identification code that individually identifies the mechanical electrical converter is given.
The life diagnosis device for a mechanical electric conversion device according to claim 1 or 2, wherein the life prediction unit is configured to predict the life of the corresponding mechanical electric conversion device based on the identification code.
前記寿命予測部で予測された寿命到達時期が予め設定された所定時期になると、前記機械電気変換装置の購入ウェブサイトに接続する購入補助部を備えている請求項1から3の何れかに記載の機械電気変換装置の寿命診断装置。 The invention according to any one of claims 1 to 3, wherein when the life arrival time predicted by the life prediction unit reaches a predetermined time set in advance, a purchase assistance unit for connecting to the purchase website of the mechanical / electrical conversion device is provided. Life diagnostic equipment for mechanical electrical converters. 前記センサ部は、絶縁層と、前記絶縁層を挟んで対向配置された一対の伸縮性の導電性布帛と、各導電性布帛が前記絶縁層に接合された接着層と、を備えて構成されている請求項1から4の何れかに記載の機械電気変換装置の寿命診断装置。 The sensor unit includes an insulating layer, a pair of elastic conductive fabrics arranged so as to face each other with the insulating layer interposed therebetween, and an adhesive layer in which each conductive fabric is bonded to the insulating layer. The life diagnosis device for the mechanical / electrical conversion device according to any one of claims 1 to 4. 前記導電性布帛は、絶縁性の弾性糸を地糸に用いて編成された絶縁性編地領域に、複数のコースにわたって導電糸が添え編み編成された平編地、または、絶縁性の弾性糸を地糸に用いて編成された絶縁性編地領域を挟んで、導電糸を用いた帯状の導電性編地領域が編成された平編地で構成され、コース方向が伸縮方向に沿うように配されている請求項5記載の機械電気変換装置の寿命診断装置。 The conductive fabric is a flat knitted fabric in which conductive yarns are added and knitted over a plurality of courses in an insulating knitted fabric region knitted using an insulating elastic yarn as a ground yarn, or an insulating elastic yarn. Is composed of a flat knitted fabric in which a strip-shaped conductive knitted fabric region using conductive yarn is knitted with an insulating knitted fabric region knitted using the above as the ground yarn, so that the course direction follows the expansion and contraction direction. The life diagnosis device for the mechanical / electrical conversion device according to claim 5, which is arranged. 伸縮性の導電性布帛を備えたセンサ部が伸縮性の基材に接合された機械電気変換装置の寿命診断方法であって、
前記機械電気変換装置を検出対象に装着した状態で、前記機械電気変換装置の最大収縮時における出力が所定の基底値となり、前記機械電気変換装置の最大伸長時における出力が所定の波高値となるように校正する校正処理ステップと、
前記校正処理ステップの作動時の時刻情報を校正時刻として管理する校正時刻管理ステップと、
前記校正処理ステップで検出された最大伸長時における出力の初期値からの低下率と、前記校正時刻管理ステップで管理された累積使用時間と、に基づいて寿命到達時期を予測する寿命予測処理ステップと、
前記寿命予測処理ステップにより予測された寿命到達時期を表示部に表示する寿命表示ステップと、
を備えている機械電気変換装置の寿命診断方法。
It is a method of diagnosing the life of a mechanical electric converter in which a sensor unit provided with an elastic conductive cloth is bonded to an elastic base material.
With the mechanical / electrical conversion device attached to the detection target, the output of the mechanical / electrical conversion device at maximum contraction becomes a predetermined base value, and the output of the mechanical / electrical conversion device at maximum extension becomes a predetermined peak value. And the calibration process steps to calibrate
A calibration time management step that manages time information at the time of operation of the calibration processing step as a calibration time, and
A life prediction processing step that predicts the end of life based on the rate of decrease from the initial value of the output at the time of maximum extension detected in the calibration processing step and the cumulative usage time managed in the calibration time management step. ,
A life display step that displays the life arrival time predicted by the life prediction processing step on the display unit,
How to diagnose the life of a mechanical electrical converter equipped with.
伸縮性の導電性布帛を備えたセンサ部が伸縮性の基材に接合された機械電気変換装置の寿命診断方法であって、
前記機械電気変換装置を検出対象に装着した状態で、前記機械電気変換装置の最大収縮時における出力が所定の基底値となり、前記機械電気変換装置の最大伸長時における出力が所定の波高値となるように校正する校正処理ステップと、
前記校正処理ステップで校正された後の前記機械電気変換装置の伸縮回数を管理する伸縮回数管理ステップと、
前記校正処理ステップで検出された最大伸長時の出力の初期値からの低下率と、前記伸縮回数管理ステップで管理された累積伸縮回数と、に基づいて寿命到達時期を予測する寿命予測処理ステップと、
前記寿命予測処理ステップにより予測された寿命到達時期を表示部に表示する寿命表示ステップと、
を備えている機械電気変換装置の寿命診断方法。
It is a method of diagnosing the life of a mechanical electric converter in which a sensor unit provided with an elastic conductive cloth is bonded to an elastic base material.
With the mechanical / electrical conversion device attached to the detection target, the output of the mechanical / electrical conversion device at maximum contraction becomes a predetermined base value, and the output of the mechanical / electrical conversion device at maximum extension becomes a predetermined peak value. And the calibration process steps to calibrate
An expansion / contraction number management step that manages the expansion / contraction number of the mechanical electric converter after being calibrated in the calibration processing step,
A life prediction processing step that predicts the end of life based on the rate of decrease from the initial value of the output at the time of maximum extension detected in the calibration processing step and the cumulative expansion / contraction number managed in the expansion / contraction number management step. ,
A life display step that displays the life arrival time predicted by the life prediction processing step on the display unit,
How to diagnose the life of a mechanical electrical converter equipped with.
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