JP4393360B2

JP4393360B2 - Muscle strength measuring device

Info

Publication number: JP4393360B2
Application number: JP2004346456A
Authority: JP
Inventors: 文成金子; 康弘山嶋
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2024-11-30
Also published as: JP2006149792A

Description

この発明は、人の運動能力を筋力の強さとして測定する筋力測定装置に関する。 The present invention relates to a muscle strength measuring apparatus that measures a person's exercise ability as strength of muscle strength.

加齢や病気、外傷など長期の安静による身体不活動、さらには環境が変化したことによる児童の運動量減少などによって肢体の運動能力は退化する。運動能力の低下は、日常生活における咄嗟の防御反応や姿勢反応の退行につながり、健康な日常生活を送るのに支障をきたす。社会的にも医療費の増大や労働力の減少となってあらわれ、結果的に社会的負担が増大する。したがって、各個人は、肢体の運動能力の退行を抑制することや回復に積極的に努力すべきである。 The physical ability of the limbs deteriorates due to physical inactivity due to long-term rest such as aging, illness, and trauma, as well as a decrease in the amount of exercise of children due to changes in the environment. A decline in athletic ability leads to regression of the defense reaction and posture reaction of the heel in daily life, and hinders living a healthy daily life. Socially, medical costs will increase and labor will decrease, resulting in an increase in social burden. Therefore, each individual should actively make efforts to suppress or recover from the regression of the limbs' motor skills.

従来、多くの身体鍛錬装置が提案されている（特許文献１，２など）が、これらは多くが筋力や関節の可動領域を拡大するなど、肢体の一部をより強く鍛錬することを目的とした若年向きや無理な鍛錬による強化装置であり、肢体能力の退行を抑制するあるいは退行状態となっている肢体能力を回復しようというものではない。
特許文献３の「身体の強化回復装置」は、浴槽内で入浴者がペダルを踏んで、脚、腰、の疲労回復を図るものである。全体として身体的疲労を回復する為の装置であり、肢体運動能力の退行を抑制するとの技術的思想はない。 Conventionally, many body training devices have been proposed (Patent Documents 1, 2, etc.), but these are intended to train a part of the limb more strongly, such as expanding the muscular strength and the movable region of the joint. It is a strengthening device by young and unreasonable training, and it is not intended to suppress the regression of limb physical ability or to recover the limb physical ability in a regressed state.
The “body strengthening and recovery device” of Patent Document 3 is intended to recover fatigue of legs and hips by a bather stepping on a pedal in a bathtub. It is a device for recovering physical fatigue as a whole, and there is no technical idea to suppress the regression of limb body movement ability.

特許文献４の「全身筋力増強、健康、保持装置」は、直立して両手、両足に錘による負荷をかけ、手足を振って大またに歩くのに擬似させた運動を行わせるものである。この装置は、単に、錘の負荷に対して不随意的に手足を動かすだけのものであり、人の運動能力の退行を抑制するための技術的な分析に基づいたものではない。このため、人の運動能力の退行抑制や回復に適切な鍛錬を行えるとは考えられない。 Patent Document 4 “Whole Body Muscle Strengthening, Health, Holding Device” is a device in which a weight is applied to both hands and both feet while standing upright, and a movement simulating walking on a large scale by swinging limbs is performed. This device merely moves the limbs involuntarily with respect to the load of the weight, and is not based on a technical analysis for suppressing the regression of a person's motor ability. For this reason, it is not considered that appropriate training can be performed for suppressing or recovering a person's athletic ability.

特許文献５の「運動アドバイスプログラム……アドバイス方法」は、被測定者の意識体力と実体力とを分析して運動能力上の弱点をどのようにすれば強化できるかをアドバイスするものであり、人の運動能力に関する分析をして、被測定者の運動能力において強化すべき分野を抽出している。しかし、この方法は、人の運動能力の退化抑制とか回復との観点から前記の分析が行われているのではない。この方法は被測定者が指向するスポーツがその被測定者に適切であるかを判断するためのデータ及びそのスポーツをするのに必要な能力を強化する鍛錬方法を指摘するデータを得るものである。 Patent Document 5 “Exercise Advice Program: Advice Method” is an advice on how to strengthen the weakness in athletic ability by analyzing the conscious physical strength and physical strength of the person being measured, We analyze the human athletic ability and extract the fields that should be strengthened in the athletic ability of the subject. However, in this method, the above analysis is not performed from the viewpoint of suppressing or recovering degeneration of a person's motor ability. This method obtains data for judging whether the sport directed by the subject is appropriate for the subject and data for pointing out a training method for strengthening the ability necessary to play the sport. .

そのために行う実体力としての運動能力の分析は、主として、静止立位での重心動揺の測定とか、身体屈伸による柔軟性測定とかあるいは負荷の継続による持久力測定などの全身的な能力が測定されている（前記文献の請求項６、段落００２０の記載）。ここでは筋力の測定が測定分野の一つとしてあげられているが、腕力や腹筋力、跳躍力、筋持久力といった複数の筋肉や関節が総合して発揮する力を測定しており、筋肉単位での細かな分析がない。 For this purpose, the analysis of athletic ability as physical strength mainly measures systemic ability such as measurement of center of gravity fluctuation in a standing position, flexibility measurement by body flexion and extension, or endurance measurement by continuation of load. (Claim 6 of the above document, paragraph 0020). Here, the measurement of muscle strength is listed as one of the measurement fields, but the force exerted by multiple muscles and joints, such as arm strength, abdominal strength, jumping strength, and muscle endurance, is measured. There is no detailed analysis.

特許文献６の「肢体能力退行予防装置」は、加齢に伴う肢体能力の退行を予防することを目的に、肢体の３部位に関連した運動能力を測定し、標準の運動能力と比較して、弱点を指摘し、その運動について鍛錬し、肢体能力（人の運動能力）の退行を予防するものである。しかし、前記肢体３部位の測定はその部位の運動能力を外形的に捉えており、例えば、足先部の底屈は本来、腓腹筋とヒラメ筋が機能する運動であるが、実際には大腿二頭筋、大臀筋などによる股関節伸展（ひざを伸ばす運動）が代償的に作用している点についてまで詳細に検討していない。このため、腓腹筋やヒラメ筋が弱っているのに大腿二頭筋などの代償作用で底屈力にさほどの退化が見出せない場合がある。この状態で鍛錬をしても腓腹筋等の鍛錬は能率が悪く、退化の抑止が緩慢となる。 The “limb physical ability regression prevention device” of Patent Document 6 measures the motor ability related to the three parts of the limb body for the purpose of preventing the regression of the limb physical ability accompanying aging, and compares it with the standard motor ability. , Point out weaknesses, train the exercise, and prevent the regression of limb physical ability (human athletic ability). However, the measurement of the three parts of the limb body externally captures the exercise ability of the part, for example, the plantar flexion of the toe part is originally an exercise in which the gastrocnemius and soleus functions, It has not been studied in detail about the compensatory action of hip joint extension (exercise of knee extension) by the head muscles, greater ankle muscles, etc. For this reason, although the gastrocnemius and soleus muscles are weak, there is a case where a great amount of degeneration is not found in the plantar flexion force due to the compensation effect of the biceps femoris. Even if training is performed in this state, training of the gastrocnemius muscles is inefficient, and degeneration is slowed down.

特開平８−２６６６８３号公報JP-A-8-266683 特開平８−２９９４９５号公報JP-A-8-299495 特開平８−３０８８９９号公報JP-A-8-308899 特開平９−２３９０６４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-239064 特開２００３−８５２８８号公報JP 2003-85288 A 特許第３４３４５０１号公報Japanese Patent No. 3434501

人の日常運動に関する能力について、その運動を主として司る筋肉に的を絞ってより正確に細かく能力（主たる筋肉の強さ）を測定する筋力測定装置の提供を課題とする。筋力測定装置は、筋力を測定するとき座姿勢のままで行え、被測定者にむやみな運動を要求することがない。また、被測定者の体格に応じてアタッチメントを交換したり位置を調整したりする必要も少ない装置の提供を課題とする。 It is an object of the present invention to provide a muscle strength measuring device that measures a person's ability related to daily exercise more precisely and finely by measuring the ability (main muscle strength) by focusing on the muscle that mainly controls the exercise. The muscular strength measuring device can be performed in the sitting posture when measuring muscular strength, and does not require the subject to exercise unavoidably. It is another object of the present invention to provide an apparatus with little need to change attachments or adjust positions according to the physique of the person being measured.

立つ、座る、歩く、横になる、向きを変える、からだを曲げるなど人間の日常生活上の基本動作（ＡＤＬ）は、次の表に示すように、各関節に関する各運動（単位運動）が組み合わさった運動によって行われる。なお、各単位運動に主として機能する筋肉を併記している。 As shown in the following table, basic movements (ADL) in daily life such as standing, sitting, walking, lying down, changing the direction, bending the body, etc. are combined with each movement (unit movement) related to each joint. Is done by exercise. In addition, muscles that mainly function in each unit exercise are shown.

（＊各筋肉の部位については図１〜図４を参照）
ここで、
足関節底屈とは、足先を床に向けて押し付ける運動である。
足関節背屈とは、足先を足首を中心に上方へ持上げる運動である。
膝関節伸展とは、膝を中心に下腿を前方へ伸ばす運動である。
膝関節屈曲とは、膝を中心に下腿を後方へ引く運動である。
股関節伸展とは、膝を伸ばした状態で下肢全体を下方へ押す運動である。
股関節屈曲とは、膝を上方へ持上げる運動である。
股関節内転とは、着座姿勢で膝を近づける方向に大腿を内側へ回動させる運動である。
股関節外転とは、着座姿勢で膝を引き離す方向に大腿を外側へ回動させる運動である。
股関節内旋とは、大腿を軸に下腿を外側へ回動させる運動である。
股関節外旋とは、大腿を軸に下腿を内側へ回動させる運動である。
体幹屈曲とは、腰を中心に上半身を前方へ移動させる運動である。
体幹回旋とは、腰を中心に上半身を左右へひねる運動である。
そして、これらの単位運動を行う際には、それぞれ次の代償運動が伴う。

(* Refer to FIGS. 1-4 for each muscle site)
here,
Ankle plantar flexion is a movement that presses the foot toward the floor.
Ankle dorsiflexion is an exercise in which the tip of the foot is lifted upward about the ankle.
Knee joint extension is a movement that stretches the lower leg forward around the knee.
Knee joint flexion is a movement that pulls the lower leg backward around the knee.
Hip extension is a movement that pushes the entire lower leg downward with the knee extended.
Hip flexion is an exercise that lifts the knee upward.
Hip adduction is a movement that rotates the thigh inward in the direction of approaching the knee in a sitting posture.
Hip abduction is a movement that rotates the thigh outward in the direction of pulling the knee apart in a sitting posture.
The hip joint internal rotation is a movement of rotating the lower leg outward about the thigh.
The hip joint external rotation is a movement of rotating the lower leg inward with the thigh as an axis.
Trunk flexion is an exercise that moves the upper body forward around the waist.
Trunk rotation is an exercise that twists the upper body from side to side with the waist at the center.
And when performing these unit exercises, the following compensatory exercises are respectively accompanied.

代償運動が大きいと単位運動に関する実際の能力は、推測が困難なものとなる。

If the compensatory movement is large, the actual ability concerning the unit movement becomes difficult to guess.

そこで、この発明では、前記ＡＤＬに関する運動は、前記単位運動の組み合わせとして把握し、運動能力の評価を各単位運動の強さ、ひいてはその単位運動に主として関わる筋肉の強さ（筋力値）で評価する。このため、ある単位運動の筋力値の測定時に代償運動（前記の表）が検出されるときは、その筋力値は捨て去り、代償運動が検出されないときの筋力値を測定値とする。このような測定値はその単位運動の主たる筋肉の筋力値として正確である。そして、逆に代償運動が検出されないように努力してその単位運動を行うときは、その単位運動に関する主たる筋肉に的を絞って鍛錬することになり、有効で能率のよい鍛錬をすることができる。 Therefore, in the present invention, the exercise related to the ADL is grasped as a combination of the unit exercises, and the evaluation of the exercise ability is evaluated by the strength of each unit exercise and by extension, the strength (muscle strength value) of the muscle mainly related to the unit exercise. To do. For this reason, when a compensatory exercise (the above table) is detected when measuring a muscle strength value of a certain unit exercise, the muscle strength value is discarded, and the muscle strength value when no compensatory motion is detected is used as a measured value. Such a measured value is accurate as the strength value of the main muscle of the unit movement. On the other hand, when trying to exercise the unit exercise in such a way that no compensatory movement is detected, it will focus on the main muscles related to the unit movement and train it effectively and efficiently. .

筋力測定装置は装置フレームを備えた椅子形とし、被測定者を着座させる。ついで、装置フレームの定位置に配置した複数の測定器で各単位運動の強さ（筋力値）を検出する。同時にその単位運動に設定した代償運動の有無も検出する構造とする。各測定装置は頑丈につくり、運動の強さを検出するために被測定者の測定部位を拘束できる構造とする。また、実際上は、そのまま鍛錬にも利用できる構造とする。装置は簡単で使いやすいものにする。
筋力測定装置は、各測定器からの検出信号をパソコンなどに接続してパソコンに納めたプログラムで処理し、被測定者や鍛錬者に筋力値が数字など分かりやすい形態で表示したり、継続的な測定や鍛錬のためにデータを保存したりする。筋力測定装置自体がこのパソコンに相当する処理ないし制御装置を備えることもある。 The muscular strength measuring device is in the form of a chair having a device frame and seats the person to be measured. Next, the strength (muscle strength value) of each unit movement is detected by a plurality of measuring devices arranged at fixed positions on the apparatus frame. At the same time, the structure of detecting the presence or absence of the compensation movement set for the unit movement is adopted. Each measuring device is made robust and has a structure that can restrain the measurement site of the person to be measured in order to detect the strength of the movement. In practice, the structure can be used for training as it is. Make the device simple and easy to use.
The muscular strength measuring device connects the detection signals from each measuring instrument to a personal computer, etc., and processes them with a program stored in the personal computer. The muscular strength value is displayed in an easy-to-understand format such as numbers for the person being measured or trained. Save data for proper measurement and training. The muscular strength measuring device itself may include a processing or control device corresponding to the personal computer.

人の運動を単位運動の組み合わせとし、単位運動に主として関わる筋肉の強さ（筋力値）で身体の現況を評価するので、退化防止のために鍛錬すべき筋肉を具体的に特定することができる。単位運動を測定するとき、主たる筋肉に関する測定とこれを代償する筋肉に関する測定を同時に行い、代償運動がある（設定した許容値より大きい）場合には再度その単位運動をやり直させることができるので、単位運動に関する主たる筋肉の測定値に信頼性が高い。 Since the human movement is a combination of unit exercises and the current state of the body is evaluated by the strength (muscle strength value) of the muscles mainly involved in the unit exercises, the muscles to be trained to prevent degeneration can be specifically identified. . When measuring the unit movement, the measurement for the main muscle and the measurement for the compensatory muscle are performed at the same time. If there is a compensatory movement (greater than the set tolerance), the unit movement can be started again. Reliable measurements of major muscles related to unit movement.

筋力測定装置は椅子形として、装置フレームに座部を設ける。装置フレームと被測定者との間に背部測定器、大腿部測定器及び脚部測定器を配置して、被測定者が着座した姿勢で、各単位運動に関するそれぞれの筋力値を得られる構造とする。各測定器はそれぞれに歪みゲージなどのセンサーを備える。
背部測定器は、シートベルトなどを利用して両肩部の前方への移動力をそれぞれに検出する。
大腿部測定器は座姿勢にある被測定者の膝近くで大腿部を取り囲み、上下左右に配置された部材で大腿の屈曲力（上方への移動力）、内転・外転の力（膝を開閉する力）を検出するセンサーを備える。 The muscular strength measuring device is a chair shape, and a seat portion is provided on the device frame. A structure in which a back measuring device, a thigh measuring device, and a leg measuring device are arranged between the device frame and the person to be measured, and each muscle strength value for each unit movement can be obtained in a posture in which the person to be measured is seated. And Each measuring device has a sensor such as a strain gauge.
The back measuring device detects the forward moving force of both shoulders using a seat belt or the like.
The thigh measuring device surrounds the thigh near the knee of the subject in a sitting position, and the thigh bending force (upward movement force), adduction / abduction force is placed on the upper / lower / left / right members. A sensor for detecting (the force for opening and closing the knee) is provided.

脚部測定器は足首装置と足装置とで構成される。足首装置は足首近くの下腿部を取り囲んで前後左右に配置された部材を備え、足首の前方への移動力、内旋・外旋の力（足首を左右方向へ開閉する力）を検出するセンサーを備える。足装置は足先部の背屈・底屈力（足先を上下に移動する力）及び足裏を下方へ押し付ける力を検出するセンサーを備える。大腿部測定器と脚部測定器は被測定者に対してセット（装着）しやすいように大腿を取り囲む部材及び足首を取り囲む部材の位置部を退避位置へ回動可能に設けておくことが好ましい。 The leg measuring device is composed of an ankle device and a foot device. The ankle device is equipped with members arranged in the front, rear, left and right surrounding the lower leg near the ankle, and detects the forward movement force of the ankle and the force of internal rotation / external rotation (force to open and close the ankle in the horizontal direction). Provide a sensor. The foot device includes a sensor that detects a dorsiflexion / bottom flexion force (force to move the toe up and down) and a force to press the sole downward. The thigh measuring device and the leg measuring device are provided so that the position of the member surrounding the thigh and the member surrounding the ankle can be rotated to the retracted position so as to be easily set (mounted) on the measurement subject. preferable.

筋力測定装置は通常、前記各測定器に配置した複数のセンサー（歪みゲージが多い）からデータを取得し、処理して結果を表示するデータ処理装置（パソコンなど）を備えている。データ処理装置はまた、代償運動の有無あるいは設定した許容値の範囲内であるかなどの判定を行う能力を備え、代償運動が検出されたときはアラームを発する能力を有する。
アラームは、その単位運動に関して代償運動が検出されたとき、被測定者に同じ運動を正確に繰り返すよう促すためのものである。
各測定器は、測定や鍛錬時の負荷に耐えられるように頑丈なものとし、装置フレームの定位置へ取付けられる。 The muscular strength measuring device usually includes a data processing device (such as a personal computer) that acquires data from a plurality of sensors (many strain gauges) arranged in each measuring device, processes the data, and displays the result. The data processing apparatus also has an ability to determine whether or not a compensatory exercise is present or whether it is within a set allowable value range, and has an ability to issue an alarm when a compensatory exercise is detected.
The alarm is for urging the subject to repeat the same movement accurately when a compensatory movement is detected for the unit movement.
Each measuring instrument is sturdy enough to withstand the load during measurement and training, and is attached to a fixed position of the apparatus frame.

実施例
以下、筋力測定装置の実施例について図５〜図１８を用いて説明する。図５は全体的な概略図、図６（イ）（ロ）は測定のために使用するロードセルの基本的な構成とこれに貼着している歪みゲージの結線図、図７は、全体的な概略図から計測のための装置を取り除いて示す支持躯体部分、図８，９，１０は、説明上で不必要な部分について省略しているが、ほぼ実機設計図に沿った全体の側面図、正面図及び平面図であり、図１１〜図１８は部分構造（特にセンサー部）を示したものである。これらを参照して説明する。 Examples Hereinafter, examples of the muscle strength measuring apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is an overall schematic diagram, FIGS. 6 (a) and 6 (b) are basic configurations of a load cell used for measurement and a connection diagram of strain gauges attached thereto, and FIG. 7 is an overall diagram. 8, 9 and 10 are omitted from the description of the unnecessary parts for the explanation, but the side view of the whole according to the actual machine design drawing. FIG. 11 to FIG. 18 show a partial structure (particularly a sensor portion). This will be described with reference to these.

「全体の概略構造」
図５において、筋力値測定装置１は、鋼材で比較的頑丈に作った装置フレーム２に背もたれ３と座部４及び踏み板５を備えている。被測定者が背筋を伸ばし、両足を踏み板５に載せた状態で膝関節を略直角に屈曲させた着座姿勢を取ることができる。
装置フレーム２（図７）はベースフレーム６とバックフレーム７及び左右のサイドフレーム８、９とを一体に固定してある。背もたれ３はバックフレーム７の横材１０に上部裏面を前後方向へ回動可能に取り付けられ、下部を移動横材１１に前後方向で回動可能に取り付けてある。移動横材１１は両端が左右のサイドフレーム８，９の上面に載置され、その前後位置を調整可能とされている。これにより、背もたれ３はその傾斜を調整することができる。 "Overall schematic structure"
In FIG. 5, the muscular strength value measuring device 1 includes a backrest 3, a seat portion 4, and a tread plate 5 on a device frame 2 made of steel material relatively robustly. The person to be measured can take a sitting posture in which the knee joint is bent at a substantially right angle while the back is stretched and both feet are placed on the tread board 5.
In the apparatus frame 2 (FIG. 7), a base frame 6, a back frame 7, and left and right side frames 8, 9 are fixed integrally. The backrest 3 is attached to the cross member 10 of the back frame 7 so that the upper back surface can be rotated in the front-rear direction, and the lower part is attached to the movable cross member 11 so as to be rotatable in the front-rear direction. Both ends of the movable cross member 11 are placed on the upper surfaces of the left and right side frames 8 and 9, and the front and rear positions thereof can be adjusted. Thereby, the backrest 3 can adjust the inclination.

座部４はバックフレーム７と左右のサイドフレーム８，９間に取り付けられている。左右のサイドフレーム８，９間には上下２本の横材１２ａ，１２ｂが平行に固定されていてその前面に支持プレート１３の上辺と下辺を固定してある。前記座部４の前端部は前記上方の横材１２ａに取り付けられている。座部４の前方には、座部４に座る被測定者の左右大腿部の位置にあわせて左右の補助座部１４ａ，１４ｂが配置され、それぞれの下面が回動支持板１５ａ，１５ｂに固定されている。回動支持板１５ａ，１５ｂは上下方向に長い三角形ないし台形上の鋼板であり、それぞれその後辺（上下方向に長い辺）の上下２箇所を蝶番構造で前記の支持プレート１３に取り付けてある。回動範囲は左の補助座部１４ａがサイドフレーム８側ヘ約３０°、右の補助座部１４ｂがサイドフレーム９側へ約３０°である。 The seat 4 is attached between the back frame 7 and the left and right side frames 8 and 9. Between the left and right side frames 8 and 9, two upper and lower cross members 12a and 12b are fixed in parallel, and the upper and lower sides of the support plate 13 are fixed to the front surface thereof. The front end portion of the seat portion 4 is attached to the upper cross member 12a. In front of the seat portion 4, left and right auxiliary seat portions 14a and 14b are arranged in accordance with the positions of the left and right thighs of the person to be measured sitting on the seat portion 4, and the lower surfaces of the left and right auxiliary seat portions 14a and 14b are arranged on the rotation support plates 15a and 15b. It is fixed. The rotary support plates 15a and 15b are triangular or trapezoidal steel plates that are long in the vertical direction, and are attached to the support plate 13 in a hinge structure at the upper and lower portions of their rear sides (long sides in the vertical direction). The rotation range is such that the left auxiliary seat 14a is about 30 ° toward the side frame 8 and the right auxiliary seat 14b is about 30 ° toward the side frame 9.

左右のサイドフレーム８，９間において前記の補助座部１４ａ，１４ｂよりも前方で下方に、載置板１６が配置されている。載置板１６は頑丈な鋼板のプレートであり、左右両側に立上がり片１７ａ，１７ｂを一体に有し、そこに形成された係合孔１８にサイドフレーム８，９の調節孔１９を重ね、さらに調節ノブ２０を差し込むことで高さの調節をすることができる。調節ノブ２０はボルト構造であり、ねじ込むことにより取り付ける。符号２５、２６は取っ手であり、載置板１６の上下調節を行い易いように設けてある。 A placement plate 16 is disposed between the left and right side frames 8 and 9 in front of and below the auxiliary seat portions 14a and 14b. The mounting plate 16 is a sturdy steel plate, and has rising pieces 17a and 17b integrally on the left and right sides, and the adjustment holes 19 of the side frames 8 and 9 are superimposed on the engagement holes 18 formed therein, and The height can be adjusted by inserting the adjustment knob 20. The adjustment knob 20 has a bolt structure and is attached by screwing. Reference numerals 25 and 26 are handles that are provided so that the mounting plate 16 can be easily adjusted up and down.

〔測定装置〕
図５は測定装置の配置を示したものであり、背部測定器２１、大腿部測定器２２及び脚部測定器２３が配置されている。これらはいずれも左右で同じ構造のものが一対となっており、左右対称に配置されている。
これら測定器に採用されるセンサーは実施例において歪みゲージであり、ロードセル２４（図６（イ））に構成されている。ロードセル２４は、全体としてやや扁平な直方体に形成され中央部に切り割り状の感応孔２５を有するロードセル基体２６の側面に前記センサーとしての歪みゲージ２７ａ〜２７ｄを接着固定してある。〔measuring device〕
FIG. 5 shows the arrangement of the measuring apparatus, in which a back measuring instrument 21, a thigh measuring instrument 22, and a leg measuring instrument 23 are arranged. These are a pair of the same structure on the left and right, and are arranged symmetrically.
The sensor employed in these measuring instruments is a strain gauge in the embodiment, and is configured in the load cell 24 (FIG. 6A). The load cell 24 is formed in a slightly flat rectangular parallelepiped as a whole, and strain gauges 27a to 27d as sensors are bonded and fixed to the side surface of the load cell base 26 having a slit-like sensitive hole 25 in the center.

歪みゲージ２７ａ〜２７ｄの結線は、図６（ロ）のように周知なブリッジ回路を構成しており、２つの検出点（ａ）、（ｂ）間の電位差あるいは電流を検出し変換器Ｄを経由してパソコンなどのデータ処理装置に送られる。歪みゲージ２７ａ〜２７ｄが前記図６イのように結線されているとすれば、ロードセル基体２６の一端が固定されているとして他端にＡ方向の力が作用したとき、歪みゲージ２７ａと同２７ｃが反応が大きく、Ｂ方向の力が作用したとき歪みゲージ２７ｂと同２７ｄの反応が大きい。この特性を利用し、各測定個所ごとに正しい単位運動による変位と代償運動による変位の方向を設定し、また、正しい単位運動による場合の力をシュミレーションにより得てこれを標準力（検出値）として設定しておく。 The connection of the strain gauges 27a to 27d constitutes a well-known bridge circuit as shown in FIG. 6 (b), and detects the potential difference or current between the two detection points (a) and (b) to detect the converter D. And sent to a data processing device such as a personal computer. If the strain gauges 27a to 27d are connected as shown in FIG. 6A, when one end of the load cell base 26 is fixed and a force in the A direction acts on the other end, The reaction of the strain gauge 27b and the reaction 27d is large when the force in the B direction is applied. Using this characteristic, the direction of displacement due to correct unit motion and compensation motion is set for each measurement location, and the force in the case of correct unit motion is obtained by simulation, and this is used as the standard force (detected value). Set it.

実際の測定では、パソコン上で測定の個所を選択することにより前記の方向と標準力が読み込まれ、そのデータをもとに測定が行われる。なお、パソコン側では全てのセンサーについてそのデータ入力を常時、順次にスキャニングして更新記憶しており、測定個所が定まれば、ただちに、単位運動とその代償運動の出力値を把握することができる。
なお、ロードセル基体２６の特殊な形態は、単位運動による変位を検出しやすくするとともに、測定中にロードセル２４に作用する力（股関節屈曲などの力は非常に大きい）に耐えられる強度を持たせるために計算から求められたものである。 In actual measurement, the direction and standard force are read by selecting a measurement location on a personal computer, and measurement is performed based on the data. In addition, on the personal computer side, the data input for all sensors is constantly scanned and updated and stored, and once the measurement location is determined, the output value of the unit movement and its compensatory movement can be grasped immediately. .
Note that the special form of the load cell base 26 makes it easy to detect displacement due to unit movement, and provides strength sufficient to withstand the force acting on the load cell 24 during measurement (the force such as hip flexion is very large). It is obtained from the calculation.

〔背部測定器〕
背部測定器２１（図１１、１２）は、シートベルト２８の上端をバックフレーム７の上部横材２９へ取り付ける個所に配置されており、シートベルト２８の上端を結合するバックル３０と第１のロードセル３１及び第１のロードセル３１を回動自在に前記の上部横材２９へ固定するための取付具３２とで構成される。バックル３０と取付具３２は第１のロードセル３１の長手方向中間部に固定され、シートベルト２８を前方へ引く力による第１ロードセル３１の歪みを歪みゲージ２７ａ〜２７ｄの抵抗値変化として捉え、その変化をパソコンなどのデータ処理装置３３（図５）に伝達する。 [Back measuring instrument]
The back measuring instrument 21 (FIGS. 11 and 12) is disposed at a position where the upper end of the seat belt 28 is attached to the upper cross member 29 of the back frame 7, and a buckle 30 and the first load cell that join the upper end of the seat belt 28 are provided. 31 and a fixture 32 for fixing the first load cell 31 to the upper cross member 29 so as to be rotatable. The buckle 30 and the fixture 32 are fixed to the middle portion in the longitudinal direction of the first load cell 31, and the distortion of the first load cell 31 due to the force pulling the seat belt 28 forward is regarded as a change in the resistance value of the strain gauges 27a to 27d. The change is transmitted to a data processing device 33 (FIG. 5) such as a personal computer.

〔大腿部測定器〕
図１３，１４，１５は、大腿部測定器２２に関し、その具体的構造及び取り付け構造を示している。大腿部測定器２２は、第２のロードセル３４とその基端部を支持する取付部材３５及び第２のロードセル３４の先端部に取り付ける大腿規制装置３６を備える。大腿規制装置３６はさらに、上方へ突出した丈夫なステー３７、ステー３７の上端から内方向へ水平に突出した上当接部材３８及び上当接部材３８の内端へ基部を回動可能に取り付けた内当接部材３９を備える。これらはほぼコ字形の形態にその開放側を内当接部材３９が開閉する構造となっている。上当接部材３８はクッションの偏心位置に軸が貫通固定されており、軸を回動することによりクッションの肉厚すなわち補助座部１４ａ、１４ｂとの間隔を調整できるようになっている。内当接部材３９は前記のステー３７と向かい合う面に大腿の側面と接触するクッション４０を備えている。なお、このクッション４０と対向するステー３７の面にもクッション４１が取り付けられている。 [Thigh measurement device]
FIGS. 13, 14 and 15 show the specific structure and mounting structure of the thigh measuring instrument 22. The thigh measuring device 22 includes a second load cell 34, an attachment member 35 that supports the base end portion thereof, and a thigh regulating device 36 that is attached to the distal end portion of the second load cell 34. The thigh regulating device 36 further includes a strong stay 37 that protrudes upward, an upper contact member 38 that protrudes horizontally inward from the upper end of the stay 37, and a base that is rotatably attached to the inner end of the upper contact member 38. A contact member 39 is provided. These have a substantially U-shaped configuration in which the inner contact member 39 opens and closes the open side. The shaft of the upper abutting member 38 is fixed at an eccentric position of the cushion, and the thickness of the cushion, that is, the distance from the auxiliary seat portions 14a and 14b can be adjusted by rotating the shaft. The inner contact member 39 is provided with a cushion 40 that contacts the side surface of the thigh on the surface facing the stay 37. A cushion 41 is also attached to the surface of the stay 37 facing the cushion 40.

クッション４０、４１は大腿の内側面と外側面に接触する。内当接部材３９は、基部を中心に垂直下方姿勢と上方水平姿勢（図１３に破線で示している）との間で回動可能に、且つ、クリック構造により、垂直姿勢及び水平姿勢のそれぞれで姿勢を保持できる構造となっている。
取付部材３５は三角形状をした水平な取付部４２と立上がり部４３を備え、立上がり部４３の上端部に前記のように第２のロードセル３４の基端部が固定されている。第２のロードセル３４はその上下方向変形と左右方向変形の検出が可能であり、検出値をデータ処理装置３３に伝達する。 The cushions 40 and 41 are in contact with the inner and outer surfaces of the thigh. The inner contact member 39 is rotatable between a vertically downward posture and an upward horizontal posture (indicated by a broken line in FIG. 13) around the base portion, and each of a vertical posture and a horizontal posture is provided by a click structure. With this structure, the posture can be maintained.
The attachment member 35 includes a triangular horizontal attachment portion 42 and a rising portion 43, and the base end portion of the second load cell 34 is fixed to the upper end portion of the rising portion 43 as described above. The second load cell 34 can detect the vertical deformation and the horizontal deformation, and transmits the detection value to the data processing device 33.

このように構成された大腿部測定器２２は、図１４に例示するように、支持プレート１３の前面へ回動可能に取り付けられた回動支持板１５ａ，１５ｂの頂部平板４４へ、前記の水平な取付部４２で固定される。頂部平板４４の位置は前記座部４とほぼ同じであり、頂部平板４４の上面には補助座部１４ａ，１４ｂがそれぞれ取付けられる。この結果、前記の上当接部材３８は、補助座部１４ａ，１４ｂの上方に間隔を開けて位置する。間隔は、座した被測定者の大腿先端部の厚みよりもわずかに大きい程度とする。 As shown in FIG. 14, the thigh measuring instrument 22 configured in this way is applied to the top flat plate 44 of the rotation support plates 15 a and 15 b that are rotatably attached to the front surface of the support plate 13. It is fixed by a horizontal mounting portion 42. The position of the top flat plate 44 is substantially the same as that of the seat portion 4, and auxiliary seat portions 14 a and 14 b are attached to the upper surface of the top flat plate 44. As a result, the upper contact member 38 is positioned above the auxiliary seat portions 14a and 14b with a gap therebetween. The interval is set to be slightly larger than the thickness of the thigh tip of the subject to be seated.

なお、符号４５は蝶番であり、回動支持板１５ａ，１５ｂの後部縦辺に２箇所設けてある。この蝶番４５により回動支持板１５ａ，１５ｂは取付部４２で繋がった大腿部測定器２２ともども外方向（サイドフレーム８，９側）へ約３０°回動することができる（図１５破線位置）。すなわち、被測定者がこの肢体能力評価装置１へ前方から近づき座部４へ座るとき、座部４の手前にあって邪魔な大腿部測定器２２を観音開きのようにして左右へ逃し、被測定者が座部へ座りやすくしている。また、被測定者が座部４から立ち上がり、装置から退出するときも同じである。 In addition, the code | symbol 45 is a hinge and two places are provided in the rear vertical side of the rotation support plates 15a and 15b. With this hinge 45, the rotation support plates 15a and 15b can be rotated about 30 ° outward (side frames 8 and 9 side) together with the thigh measuring device 22 connected by the attachment portion 42 (the position of the broken line in FIG. 15). ). That is, when the person to be measured approaches the limb physical ability evaluation apparatus 1 from the front and sits on the seat part 4, the thigh measuring device 22 that is in front of the seat part 4 is disturbed to the left and right like a double door, It makes it easy for the measurer to sit on the seat. The same applies when the person to be measured stands up from the seat 4 and leaves the apparatus.

さらに、着座時、退出時には、大腿部測定器２２を移動させる前に、内当接部材３９を水平位置へ退避させ、大腿を内側へ解放可能とする。符号４６はストッパーノブであり、取付部４２の一端に設けた貫通孔４７にねじ部を差込みフレーム側の上横材１２ａに設けた張出部４８のねじ孔にねじ込むことで固定する。ストッパーノブ４６を用いた固定位置では大腿部測定器２２が測定位置にある。この実施例では被測定者が着座するとき及び退出するとき、ストッパーノブ４６を着脱する。 Further, at the time of sitting and leaving, before moving the thigh measuring device 22, the inner contact member 39 is retracted to the horizontal position so that the thigh can be released inward. Reference numeral 46 denotes a stopper knob, which is fixed by inserting a screw portion into a through hole 47 provided at one end of the attachment portion 42 and screwing it into a screw hole of an overhang portion 48 provided in the upper horizontal member 12a on the frame side. At the fixed position using the stopper knob 46, the thigh measuring instrument 22 is in the measurement position. In this embodiment, the stopper knob 46 is attached and detached when the person to be measured sits down and leaves.

〔脚部測定器〕
図１６〜図１８は脚部測定器２３に関する。脚部測定器２３は前記のように上下位置を調節できる載置板１６の上面に形成され、足首装置４９と足装置５０とからなる。
《足首装置》
足首装置４９は、第３のロードセル５１と前当接部材５２、外当接部材５３を備える。第３のロードセル５１は基部を載置板１６の上面に固定して起立しており、その上端部にステー５４を介して前当接部材５２が水平に外側ヘ張り出して固定されている。そして、その外端に外当接部材５３が回動可能に、且つ、水平位置と上方へ垂直となる位置（図１７に破線で示している）で固定できる構造で取り付けられている。外当接部材５３と第３のロードセル５１の外面に足首の内面に接触するクッション５５,５６がそれぞれ取り付けられている。 (Leg measuring instrument)
16 to 18 relate to the leg measuring device 23. The leg measuring device 23 is formed on the upper surface of the mounting plate 16 whose vertical position can be adjusted as described above, and includes the ankle device 49 and the foot device 50.
《Ankle device》
The ankle device 49 includes a third load cell 51, a front contact member 52, and an outer contact member 53. The third load cell 51 is erected with its base portion fixed to the upper surface of the mounting plate 16, and a front abutting member 52 is horizontally extended and fixed to the upper end portion of the third load cell 51 via a stay 54. Then, the outer abutting member 53 is attached to the outer end of the outer end so as to be rotatable and fixed at a horizontal position and a position perpendicular to the upper side (shown by a broken line in FIG. 17). Cushions 55 and 56 that are in contact with the inner surface of the ankle are attached to the outer surfaces of the outer contact member 53 and the third load cell 51, respectively.

第３のロードセル５１は取付けの方向（縦方向と横方向）が異なるが第２のロードセル３４と同じ構造であり、４個の歪みゲージを備える。そして、ロードセル５１の上下左右の変形を抵抗値変化としてとらえ、データ処理装置３３に伝達する。また、前当接部材５２はクッションを備えその偏心位置に軸が貫通固定されている。従って、この軸を回転することで被測定者の足首前面との間隔を調整することができる。 The third load cell 51 has the same structure as the second load cell 34, although it has different mounting directions (longitudinal direction and lateral direction), and includes four strain gauges. Then, the deformation of the load cell 51 in the vertical and horizontal directions is regarded as a change in resistance value and transmitted to the data processing device 33. Further, the front abutting member 52 includes a cushion, and the shaft is fixed through the eccentric position. Therefore, by rotating this shaft, the distance from the front surface of the person to be measured can be adjusted.

《足装置》
足装置５０は足首装置４９の直下に配置されており、踏み板５とその下方で載置板１６上面に位置決めされた第４のロードセル５７と第５のロードセル５８を備える。第４のロードセル５７は１枚の踏み板５の前方と後方下部に２個ずつ合計４個が配置されており、第５のロードセル５８は、踏み板５の前方下部で前記第５のロードセル５７の外側に配置されている。第５のロードセル５８は前端に基部を回動可能に取り付けた支持杆５９を有し、左右の支持杆５９の先端部を橋架状に結合すると共に水平部分にクッションを取り付けて、全体が足先掛け部６０に構成されている。
水平部分のクッションは偏心位置に軸が貫通固定されており、この軸を回転することで被測定者の足先との間隔を調整することができる。《Foot device》
The foot device 50 is disposed immediately below the ankle device 49 and includes a foot plate 5 and a fourth load cell 57 and a fifth load cell 58 positioned on the upper surface of the mounting plate 16 below the foot plate 5. A total of four fourth load cells 57 are arranged at the front and rear lower part of one footboard 5, and the fifth load cell 58 is located at the front lower part of the footboard 5 and outside the fifth load cell 57. Is arranged. The fifth load cell 58 has a support rod 59 with a base portion pivotably attached to the front end, and the tip portions of the left and right support rods 59 are joined in a bridge shape and a cushion is attached to the horizontal portion, and the entire foot tip The hanging portion 60 is configured.
The horizontal portion of the cushion has a shaft fixedly passed through at an eccentric position. By rotating this shaft, the distance from the toe of the person to be measured can be adjusted.

第４のロードセル５７、第５のロードセル５８は同形であって、第４のロードセル５７について見ると、４個の歪みゲージを備えて図１８に示すように後部を載置板１６へ固定すると共に前部を踏み板５の下面に当接してあり、上下方向の力の大きさを検出できるようになっている。第５のロードセル５８は、後部を載置板１６に固定し、前端には前記のように支持杆５９の基部が前方と垂直上方向へ回動可能に取り付けられている。各ロードセル５７，５８における抵抗値変化はデータ処理装置３３に伝達される。 The fourth load cell 57 and the fifth load cell 58 have the same shape. When the fourth load cell 57 is viewed, the four load cells 57 are provided with four strain gauges and the rear portion is fixed to the mounting plate 16 as shown in FIG. The front part is in contact with the lower surface of the tread plate 5, and the magnitude of the force in the vertical direction can be detected. The rear portion of the fifth load cell 58 is fixed to the mounting plate 16, and the base portion of the support rod 59 is attached to the front end of the fifth load cell 58 so as to be rotatable in the vertical direction with respect to the front. Resistance value changes in the load cells 57 and 58 are transmitted to the data processor 33.

〔測定準備〕
左右の大腿部測定器２２の内当接部材３９を前方へ回動させ、ついでストッパーノブ４６を外して大腿部測定器２２の全体を蝶番４５を中心に外側へ回動させておく（図１５破線）。また、脚部測定器２３の外当接部材５３を上方へ回動させておく。被測定者を座部４に前方を向けて座らせ，シートベルト２４を両肩に掛ける。背を背もたれ３に当て、左右の足はそれぞれの踏み板５上に載せ、足先を足先掛け部６１の下部に滑り込ませる。足首の前部を前当接部材に当て、脚部測定器２３の外当接部材５３を戻して足首の左右を内外のクッション５５,５６で挟み込む。 [Preparation for measurement]
The inner contact members 39 of the left and right thigh measuring devices 22 are rotated forward, the stopper knob 46 is then removed, and the entire thigh measuring device 22 is rotated outward about the hinge 45 ( FIG. 15 dashed line). Further, the outer contact member 53 of the leg measuring instrument 23 is rotated upward. The person to be measured is seated on the seat 4 with the front facing forward, and the seat belt 24 is hung on both shoulders. The back is placed on the backrest 3, the left and right feet are placed on the respective footboards 5, and the toes are slid into the lower part of the footrest hanging portion 61. The front part of the ankle is applied to the front contact member, the outer contact member 53 of the leg measuring device 23 is returned, and the left and right sides of the ankle are sandwiched between the inner and outer cushions 55 and 56.

左右の大腿は揃えた状態となる。左の大腿部測定器２３を補助座部１４ａと上当接部材３８とで大腿を側面から挟むようにして内側へ戻し、ストッパーノブ４６で位置を固定する。右の大腿部測定器２３も同様にする。これにより、補助座部１４ａ，１４ｂは大腿の下方に、上当接部材３８は大腿の上方に位置する。ついで、内当接部材３９をもとに戻し、内外のクッション４０，４１で大腿の前部両側を挟み込む。これで測定準備が整う。なお、大腿部測定器２３の上当接部材３８、足首装置４９の前当接部材５２及び足装置５０の足先掛け部６１は軸を中心に回動することで大腿や足首あるいは足先との間隔を調整することができる。 The left and right thighs are aligned. The left thigh measurement device 23 is returned to the inside so that the thigh is sandwiched from the side surface by the auxiliary seat portion 14 a and the upper contact member 38, and the position is fixed by the stopper knob 46. The same applies to the right thigh measuring instrument 23. Accordingly, the auxiliary seat portions 14a and 14b are located below the thigh, and the upper contact member 38 is located above the thigh. Next, the inner contact member 39 is returned to its original position, and the front and rear sides of the thigh are sandwiched between the inner and outer cushions 40 and 41. Now you are ready to measure. Note that the upper contact member 38 of the thigh measuring device 23, the front contact member 52 of the ankle device 49, and the toe hooking portion 61 of the foot device 50 rotate about the axis so that the thigh, the ankle, or the toe. Can be adjusted.

〔単位運動の測定〕
足関節の底屈運動：
被測定者に、足首を定位置として、足先で踏み板５の前部を押し付けるよう指示し、第４、第５のロードセル５７,５８の歪みを検出する。同時に、大腿部測定器２２の上当接部材３８に関する第２のロードセル３４の出力を検出する。このとき、同時に測定する脚部測定器２３の前当接部材５２に出力があるときは、膝関節伸展力に関する大腿四頭筋による代償運動が作用しているので、その出力をもってアラームを作動し、代償運動が設定した許容値以内となるまで被測定者に同じ運動を繰り返してもらう。すなわち、代償運動の有無は、単位運動が頂点（第２のロードセル３４の出力が最高）にあるときに、代償運動の量が設定した許容値の範囲にあるときを「無」、それ以外を「有」としている。許容値は、例えば、底屈力として検出されている値の１０％である。 [Measurement of unit movement]
Ankle plantar flexion:
The person to be measured is instructed to press the front portion of the tread board 5 with the toe at a fixed position, and the distortion of the fourth and fifth load cells 57 and 58 is detected. At the same time, the output of the second load cell 34 relating to the upper contact member 38 of the thigh measuring device 22 is detected. At this time, if there is an output on the front contact member 52 of the leg measuring device 23 to be measured simultaneously, a compensatory motion by the quadriceps muscles relating to the knee joint extension force is acting, so an alarm is activated with the output. , Ask the subject to repeat the same exercise until the compensatory exercise is within the set tolerance. In other words, the presence / absence of compensatory movement is “no” when the unit movement is at the apex (the output of the second load cell 34 is the highest) and the amount of compensatory movement is within the set allowable value range. “Yes”. The allowable value is, for example, 10% of the value detected as the bottom bending force.

足関節の背屈運動：
被測定者に、足首を定位置として、足先で足装置５０の足先掛け部６１を押し上げるよう指示し、第３ロードセル５１の歪みを検出する。同時に前当接部材５２に関する出力も検出し、出力値が設定した許容値以上であるときは、前記同様に膝関節伸展力に関する大腿四頭筋による代償運動が作用しているので、被測定者に指示された運動を正しく繰り返すよう伝え、代償運動が「無」となったときの第３ロードセル５１の値を採用する。 Ankle dorsiflexion:
The person to be measured is instructed to push up the toe hooking portion 61 of the foot device 50 with the ankle at a fixed position, and the distortion of the third load cell 51 is detected. At the same time, an output related to the front abutting member 52 is also detected. When the output value is equal to or greater than the set allowable value, the compensatory movement by the quadriceps muscles relating to the knee joint extension force is acting as described above. Is instructed to repeat the exercise instructed correctly, and the value of the third load cell 51 when the compensatory exercise becomes “no” is adopted.

膝関節の伸展運動：
被測定者に、足首装置４９の前当接部材５２を足首で前方へ押すように指示し、第３ロードセル５１の出力を検出する。このとき、膝関節は大腿部測定器２２のステー３７（クッション４１）、上当接部材３８及び内当接部材３９（クッション４０）に挟まれて、動かないように固定されている。そして、同時に、大腿部測定器２２のステー３７、上方当接部材３８及び内当接部材３９に関する出力（第２のロードセル３４の上方への曲げ、同左右方向への曲げがあったことの検出。この種の作動には基本的にパソコン内部での測定個所切換え操作ないし作動が必要である。）の有無を検出する。これらは股関節屈曲に関する大腰筋等による代償運動で生じる。代償運動が「有」であるときは、被測定者に指示して「無」となるまで同じ運動をやり直させる。 Knee joint extension exercise:
The measurement subject is instructed to push the front contact member 52 of the ankle device 49 forward with the ankle, and the output of the third load cell 51 is detected. At this time, the knee joint is sandwiched between the stay 37 (cushion 41), the upper contact member 38, and the inner contact member 39 (cushion 40) of the thigh measuring device 22, and is fixed so as not to move. At the same time, outputs related to the stay 37, the upper contact member 38 and the inner contact member 39 of the thigh measuring instrument 22 (the second load cell 34 was bent upward and left and right). This type of operation basically requires the operation of switching or actuating the measurement location inside the personal computer.) These are caused by compensatory exercises by the psoas major muscles related to hip flexion. If the compensatory exercise is “Yes”, the subject is instructed to repeat the same exercise until it becomes “No”.

膝関節の屈曲運動：
被測定者に、足首を前当接部材５２に載せ、膝を移動させずに足首で後方へ引くように指示し、第３ロードセル５１の出力を検出する。同時に、大腿部測定器２２の上当接部材３８に関する出力を検出し、マイナス方向の出力があると、股関節屈曲の代償運動が作用しているので、許容値以上であるとき被測定者に正しく運動するように指示して同じ運動をやり直させる。さらに、大腿部測定器２２の左右のクッション４０，４１が力を受けることによる第２ロードセル３４からの出力も同時に検出し、その値が許容値以上であるときは、中臀筋や内臀筋による股関節内旋・外旋あるいは内転・外転の代償運動が加わっているので、指示した運動を正しく行うように被測定者に指示してやり直させる。 Knee flexion exercise:
The person to be measured is instructed to place the ankle on the front abutting member 52 and pull it backward with the ankle without moving the knee, and the output of the third load cell 51 is detected. At the same time, if the output related to the upper contact member 38 of the thigh measuring device 22 is detected and there is an output in the minus direction, the compensation motion for hip flexion is acting. Instruct them to exercise and repeat the same exercise. Further, the output from the second load cell 34 due to the force applied to the left and right cushions 40 and 41 of the thigh measuring device 22 is also detected at the same time. Since compensation for hip internal rotation / external rotation or internal / external rotation using muscles is added, the subject is instructed to perform the specified exercise correctly and is performed again.

股関節の伸展運動：
被測定者に、膝の下面を大腿部測定器２２の上当接部材３８の上面に載せ下方へ押すように指示し、第２ロードセル３４の出力を検出する。そして、同時に第５のロードセル５８に出力があるときは、足関節底屈力を発揮する脾腹筋、ヒラメ筋が代償運動しているので、これが許容値以上のときは、被測定者に同じ運動を正しく繰り返すように指示し、許容値以下となったときの第２ロードセル３４の出力を採用する。 Hip extension exercise:
The person to be measured is instructed to place the lower surface of the knee on the upper surface of the upper contact member 38 of the thigh measuring device 22 and push it downward, and the output of the second load cell 34 is detected. At the same time, when there is an output in the fifth load cell 58, the splenic abdominal muscles and soleus muscles that exhibit ankle plantar flexion force are compensatory exercises. Is output correctly, and the output of the second load cell 34 when the value falls below the allowable value is adopted.

股関節の屈曲運動：
被測定者に、大腿部を大腿部測定器２２における上当接部材３８の下方とし、大腿部で上当接部材３８を押し上げるように指示し、第２ロードセル３４の出力を検出する。同時に、脚部測定器２３における第４、第５ロードセル５７，５８をチェックする。これらのロードセル５７，５８に許容値以上の出力があるときは、膝関節を屈曲する大腿２頭筋などの代償運動があり、また、左右のクッション４０，４１に力を受けて第２のロードセル３４に左右方向の出力があるときは、大内転筋や中臀筋などによる股関節内転・外転の代償運動によるが力が加わっており、さらに、脚部測定器２３の左右クッション５５，５６が力を受けて第３のロードセル５１に左右方向の出力があるときは、中臀筋や内臀筋による股関節内旋・外旋の代償運動が加わっているので、許容値以上であるときは、被測定者に指示し、運動を正しくやり直させる。 Hip flexion:
The person to be measured is instructed to place the thigh below the upper contact member 38 in the thigh measuring device 22 and push up the upper contact member 38 at the thigh, and the output of the second load cell 34 is detected. At the same time, the fourth and fifth load cells 57 and 58 in the leg measuring device 23 are checked. When these load cells 57 and 58 have an output exceeding the allowable value, there is a compensatory movement such as a biceps femoris muscle that bends the knee joint, and the second load cell receives force from the left and right cushions 40 and 41. When there is an output in the left-right direction, the force is applied by the compensation motion of the hip adduction / abduction by the greater adductor muscle or the middle gluteus muscle, and the left and right cushions 55 of the leg measuring instrument 23, When the force is applied to the third load cell 51 and the third load cell 51 has a left / right output, the compensation for the hip internal / external rotation by the middle or internal ankle is added, so that the allowable value is exceeded. Instructs the person to be measured and makes the exercise start again correctly.

股関節の内転運動：
被測定者に、大腿部を大腿部測定器２２における上当接部材３８の下方とさせ、その状態で膝を閉じるように大腿部を水平に回動して内側のクッション４０を押圧するように指示し、第２のロードセル３４の左右方向の出力を検出する。同時に、第３ロードセル５１の左右方向の出力を検出する。出力があるときは脚部測定器２３の外側のクッション５６が中臀筋や小臀筋などによる股関節内旋の代償運動が考えられる。このため、その値が許容値以下となるまで、被測定者に正しい運動を行うように指示してやり直してもらう。 Hip adduction:
The person to be measured is placed below the upper abutting member 38 of the thigh measuring device 22 and the thigh is horizontally rotated so as to close the knee in this state, and the inner cushion 40 is pressed. The output in the left-right direction of the second load cell 34 is detected. At the same time, the output of the third load cell 51 in the left-right direction is detected. When there is an output, the cushion 56 on the outside of the leg measuring device 23 may be compensated for the hip internal rotation by the middle ankle or the small ankle. For this reason, until the value falls below the allowable value, the subject is instructed to perform the correct exercise and is redone.

股関節の外転運動：
被測定者に、大腿部を大腿部測定器２２における上当接部材３８の下方とさせ、膝を開くように大腿部を水平に回動し外側のクッション４１を押圧するように指示し、第２のロードセル３４の出力を検出する。同時に、脚部測定器２３の内側のクッション５５が力を受けることにより第３ロードセル５１に出力が検出されるときは、中臀筋や大臀筋などによる股関節外旋の代償運動が考えられる。そのため、その値が設定した許容値以上であるときは、やはり、被測定者に正しい運動を行うように指示してやり直させる。 Hip abduction movement:
The subject is instructed to place the thigh below the upper abutting member 38 of the thigh measuring instrument 22 and horizontally rotate the thigh to open the knee and press the outer cushion 41. The output of the second load cell 34 is detected. At the same time, when the output of the third load cell 51 is detected when the cushion 55 inside the leg measuring instrument 23 receives a force, a compensation exercise for hip external rotation by the middle ankle or the greater anterior muscle can be considered. Therefore, when the value is equal to or greater than the set allowable value, the person to be measured is instructed to perform the correct exercise, and then restarted.

股関節の内旋運動：
被測定者に、膝を動かさずに足首を離すように下腿を外側へ回動させるように指示し、第３のロードセル５１の出力を検出する。同時に、大腿部測定器２２の内側クッション４３に力が加わることによる第２ロードセル３４の出力が検出されるときは、股関節内転の代償運動があるので、その値が設定した許容値以上のときは被測定者に指示して正しい運動を繰り返させる。 Hip internal rotation:
The person to be measured is instructed to turn the lower leg outward so as to release the ankle without moving the knee, and the output of the third load cell 51 is detected. At the same time, when the output of the second load cell 34 due to the force applied to the inner cushion 43 of the thigh measuring device 22 is detected, there is a compensatory movement for hip adduction, so that the value exceeds the set allowable value. When instructing the person to be measured, repeat the correct exercise.

股関節の外旋運動：
被測定者に、膝を動かさずに下腿を内側へ回動させて足首を近づける運動をするように指示し、第３のロードセル５１の出力を検出する。同時に、大腿部測定器２２の外側クッション４１に力が加わることによる第２ロードセル３４の出力を検出する。第２ロードセル３４に出力があるときは、股関節外転の代償運動があるので、その値が設定値以上のときは被測定者に指示して正しい運動を繰り返させる。 Hip external rotation:
The person to be measured is instructed to move the lower leg inward without moving the knee and move the ankle closer, and the output of the third load cell 51 is detected. At the same time, the output of the second load cell 34 due to the force applied to the outer cushion 41 of the thigh measuring device 22 is detected. When there is an output in the second load cell 34, there is a compensation exercise for hip abduction, so when the value is equal to or greater than a set value, the subject is instructed to repeat the correct exercise.

体幹屈曲運動：
被測定者に、腹筋を使って、体幹を前方へ折り曲げるよう指示し、シートベルト２４に取付けた第１のロードセル２９の出力を検出する。同時に、大腿部測定器２２の上当接部材３８に関する出力と脚部測定器２３の足先掛け部６０に出力が検出されるときは、股関節屈曲の代償運動や足関節背屈の代償運動があるので、これらの出力が設定した許容値以上に大きな時は、指示した運動を正しく行うよう伝えてやり直させる。 Trunk flexion exercise:
The measurement subject is instructed to bend the trunk forward using the abdominal muscles, and the output of the first load cell 29 attached to the seat belt 24 is detected. At the same time, when output related to the upper contact member 38 of the thigh measuring device 22 and output to the toe hooking portion 60 of the leg measuring device 23 are detected, compensation for hip flexion or compensation for ankle dorsiflexion is performed. Therefore, when these outputs are larger than the set allowable value, the commanded exercise is instructed to be performed correctly, and the process is repeated.

体幹回旋運動：
被測定者に、着座姿勢のまま大腿部を動かさないようにして右または左に肩を回すように指示し、第１ロードセル２９の出力を検出する。同時に、大腿部測定器２２における外側クッション４１や内側クッション４０に力が加わる時の第２ロードセル３４の出力を検出する。第２ロードセル３４の値が設定した許容値以上の時は、股関節外転・内転の代償運動があるので、指示された運動を正しく繰り返すよう伝える。
なお、体幹伸展力についても必要があれば、腰に巻いたベルトの先にセンサーをつけて機枠に固定できる構造を設け、このベルトを引き延ばす力を測定することにより可能である。 Trunk rotation exercise:
The person to be measured is instructed to turn the shoulder to the right or left without moving the thigh in the sitting posture, and the output of the first load cell 29 is detected. At the same time, the output of the second load cell 34 when a force is applied to the outer cushion 41 and the inner cushion 40 in the thigh measuring device 22 is detected. When the value of the second load cell 34 is equal to or greater than the set allowable value, there is a compensation exercise for hip abduction / addition, so that the instructed exercise is repeated correctly.
If there is a need for the trunk extension force, it is possible to provide a structure that can be fixed to the machine frame by attaching a sensor to the end of the belt wound around the waist, and measuring the force that stretches the belt.

「データ処理装置」
データ処理装置３３はディスプレイ６１（図５）を備えた簡便なミニコン又はパソコンを利用するが、測定に関するデータ処理に関しては基本的に図１９の構造となる。バス上にデータインプット（D/I）、CPU、データアウトプット（D/O）、単位運動指定装置、ディスプレイ、プリンタ、記録用外部メモリなどが接続され、CPUにROMとRAMが附属している。単位運動指定装置は、例えば「足先底屈」など測定しようとする単位運動をデータ処理装置に指示するものである。特定個所の測定（膝関節伸展運動など）を測定するときには、代償運動の有無を判別するためにデータ処理装置３３の内部で単位運動の指定が自動的に切り換えられる。 "Data processing device"
The data processing device 33 uses a simple minicomputer or personal computer equipped with a display 61 (FIG. 5), but the data processing related to measurement basically has the structure shown in FIG. Data input (D / I), CPU, data output (D / O), unit movement designation device, display, printer, recording external memory, etc. are connected on the bus, and ROM and RAM are attached to the CPU. . The unit motion designating device instructs the data processing device to perform a unit motion to be measured, such as “toe plantar flexion”. When measuring a specific location (such as knee joint extension exercise), the designation of unit exercise is automatically switched inside the data processing device 33 in order to determine the presence or absence of compensation exercise.

ROMには処理装置３３自体の制御とデータ処理を行うシステムプログラムが格納され、RAMにはデータ処理プログラムと単位運動に許容される代償運動の筋力値のテーブルなどが記憶されている。RAMにはまたデータ処理用の領域と共に入力データを記録するファイルなどが構築されている。これらを駆使したパーソナルコンピュータとしての機能は周知のものである。 The ROM stores a system program for controlling the processing device 33 itself and data processing, and the RAM stores a data processing program and a table of compensation exercise strength values allowed for unit exercise. In the RAM, a file for recording input data is constructed together with a data processing area. The functions of a personal computer that makes full use of these are well known.

以上は実施例である。
なお、図２０に、実際に測定した数値の一例を示す。全ての単位運動について測定されていないが、実測できたものを例として示すものである。
センサーとしてロードセルにセットした歪みゲージを用いているが、同じ機能を発揮できるものであれば、他のセンサーであってもよい。
図に示した装置の具体的構成は例であり、この構造と形態を図のものに限定する必要はない。 The above is an example.
FIG. 20 shows an example of numerical values actually measured. Although not measured for all unit movements, those that can be actually measured are shown as examples.
Although a strain gauge set in a load cell is used as a sensor, other sensors may be used as long as they can perform the same function.
The specific configuration of the apparatus shown in the figure is an example, and it is not necessary to limit the structure and configuration to those shown in the figure.

概略で示す身体の筋肉図（正面）Schematic diagram of the body muscles (front view) 概略で示す身体の筋肉図（背面）Schematic diagram of the body muscles (back) 概略で示す身体の筋肉図（正面、筋肉名の集中個所を拡大）Schematic diagram of the body muscles shown in front (enlarged concentration of the front and muscle names) 概略で示す身体の筋肉図（背面、筋肉名の集中個所を拡大）Schematic diagram of body muscles (rear view, enlarged location of muscle names) 肢体能力評価装置の全体を示した斜視図The perspective view which showed the whole limb physical ability evaluation apparatus （イ）はロードセルの斜視図、（ロ）は結線の例(A) is a perspective view of a load cell, (B) is an example of connection 支持躯体部分の斜視図Perspective view of support housing part 概略で示す実機の側面図Side view of the actual machine shown schematically 概略で示す実機の正面図Front view of the actual machine shown schematically 概略で示す実機の平面図Plan view of the actual machine shown schematically センサー部分を取り出した斜視図Perspective view of the sensor part 背部測定器の斜視図Perspective view of back measuring instrument 大腿部測定器の斜視図Perspective view of thigh measuring device 大腿部測定器個所を部分的示した斜視図Perspective view showing part of thigh measuring device 大腿部測定器個所を部分的に示した平面図Top view partially showing the thigh measuring instrument 脚部測定器を示した斜視図（正面から見て右）Perspective view showing leg measuring instrument (right side when viewed from the front) 脚部測定器を示した斜視図（正面から見て左）Perspective view showing leg measuring instrument (left side when viewed from the front) 第４、第５センサーの取り付け状態を示す側面図Side view showing the mounting state of the fourth and fifth sensors データ処理装置の概略ハード構成Schematic hardware configuration of data processing device 測定結果の例Example of measurement results

Explanation of symbols

１筋力値測定装置
２装置フレーム
３背もたれ
４座部
５踏み板
６ベースフレーム
７バックフレーム
８左サイドフレーム
９右サイドフレーム
１０横材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Muscular strength value measuring apparatus 2 Apparatus frame 3 Backrest 4 Seat part 5 Footboard 6 Base frame 7 Back frame 8 Left side frame 9 Right side frame 10 Cross member

１１移動横材
１２ａ、１２ｂ横材
１３支持プレート
１４ａ、１４ｂ補助座部
１５ａ、１５ｂ回動支持板
１６載置板
１７ａ、１７ｂ立ち上がり片
１８係合孔（立ち上がり片）
１９調節孔（サイドフレーム）
２０調節ノブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Moving cross member 12a, 12b Cross member 13 Support plate 14a, 14b Auxiliary seat part 15a, 15b Rotating support plate 16 Mounting plate 17a, 17b Standing piece 18 Engagement hole (rise piece)
19 Adjustment hole (side frame)
20 Adjustment knob

２１背部測定器
２２大腿部測定器
２３脚部測定器
２４ロードセル
２５感応孔
２６ロードセル基体
２７ａ〜２７ｄ歪みゲージ
２８シートベルト
２９上部横材（バックフレーム）
３０バックル 21 Back measuring device 22 Thigh measuring device 23 Leg measuring device 24 Load cell 25 Sensitive hole 26 Load cell base 27a-27d Strain gauge
28 Seat belt 29 Upper cross member (back frame)
30 buckle

３１第１のロードセル
３２取付具
３３データ処理装置
３４第２のロードセル
３５取付部材
３６大腿規制装置
３７ステー
３８上当接部材
３９内当接部材 31 First load cell 32 Mounting tool 33 Data processing device 34 Second load cell 35 Mounting member 36 Thigh regulating device 37 Stay 38 Upper contact member 39 Inner contact member

４０クッション
４１クッション
４２取付部
４３立ち上がり部
４４頂部平板
４５蝶番
４６ストッパーノブ
４７貫通孔
４８張り出し部
４９足首装置 40 Cushion 41 Cushion 42 Mounting part 43 Standing part 44 Top plate 45 Hinge 46 Stopper knob 47 Through hole 48 Overhang part 49 Ankle device

５０足装置
５１第３のロードセル
５２前当接部材
５３外当接部材
５４ステー
５５,５６クッション
５７第４のロードセル
５８第５のロードセル
５９支持杆
６０足先掛け部
６１ディスプレイ
50 foot device 51 third load cell 52 front abutting member 53 outer abutting member 54 stay 55, 56 cushion 57 fourth load cell 58 fifth load cell 59 support rod 60 foot tip 61 display

Claims

It is a device that measures the strength (muscle strength value) of the muscular strength of exercise performed by the human thigh, lower leg and trunk.
The movements performed by the thigh, lower leg and trunk are divided into unit movements centered on one joint, and the compensation movement associated with each unit movement is set, and the muscle strength value exhibited by one unit movement and this unit movement are set. A muscular strength measuring device that simultaneously detects the compensated exercise, and the muscular strength value when the compensated exercise is not detected or within an allowable range,
Unit movement is ankle plantar flexion force, ankle dorsiflexion force, knee joint extension force, knee joint flexion force, hip joint extension force, hip joint flexion force, hip joint adduction force, hip joint abduction force, hip joint internal rotation force and hip joint external force In the muscle strength measurement device that is an exercise that demonstrates each of the rotation force, trunk flexion force, and trunk rotation force,
The sensors are arranged on the back measuring device, the thigh measuring device, and the leg measuring device, and the back measuring device can detect the moving force forward of the shoulder to the left and right, respectively. It has a member that is placed on the top, bottom, left, and right surrounding the thigh cross section near the knee of the person being measured, and can detect the force to move the thigh upward and the force to open and close the knee to the left and right respectively. The leg measuring device is composed of an ankle device and an ankle device, and the ankle device has a member arranged on the front, rear, left and right surrounding the cross section of the lower leg near the ankle, and the force for moving the ankle forward and the left and right ankles The foot device can detect the force to move the foot up and down around the ankle of the foot and the force to press on the sole. A muscle strength measuring device characterized by that.

The thigh measuring device includes a U-shaped member that sandwiches the thigh from the side, and a member that can open and close the U-shaped opening, and further, the whole of the thigh measuring device is attached to the apparatus frame on the vertical axis. 2. The shaft according to claim 1, wherein the thigh is pivotally mounted at a fixed position, and a force for moving the thigh upward and a force for moving left and right is detected by a sensor relating to the U-shaped member and the opening / closing member. Muscle strength measuring device.

The ankle device of the leg measuring device includes a member arranged in a U-shape that can sandwich the ankle portion from the front, and one of the left and right members forming the U-shape can be retracted upward, and a sensor relating to the U-shaped member is used. The muscular strength measuring device according to claim 1, wherein a force for moving the ankle portion forward and a force for moving the ankle portion to the left and right are detected.