JP5025838B2 - ペダリング運動用計測装置及びセンサ装置 - Google Patents
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Description
前記第1センサユニットにより検知された車輪の回転数に基づいて、自転車が行なった仕事を演算する第1仕事演算部と、
前記第2センサユニットにより検知された左右のクランクアームにそれぞれ付加された力の大きさ及び方向に基づいて、利用者が前記クランク部材に与えた利用者の仕事を演算する第2仕事演算部と、
前記自転車及び利用者の仕事に基づいて、前記自転車の効率を演算する、効率演算部とを備えるペダリング運動用計測装置を提供する。
前記センサユニットの歪みセンサは、直状部と交差部にそれぞれ設けられている、第5態様のペダリング運動用計測装置を提供する。
左右のクランクアームとハンガー軸と間に、前記ハンガー軸の回転中心に対して放射状に配設された複数の力覚センサを備えたセンサユニットと、
角度センサにより測定された位置情報と前記センサユニットのそれぞれの前記力覚センサの出力を対応づけて、利用者の動作によってクランク部材に付与された力の大きさ及び方向を演算するベクトル演算部と、
を備える、ペダリング運動用センサ装置を提供する。
図1は、本発明の第1実施形態にかかるペダリング運動計測装置が搭載された自転車の構成を示す模式図である。本実施形態にかかるペダリング運動計測装置は、自転車あるいは、サイクリング運動器に搭載され、利用者が行なったペダリング運動によってペダルに付与された力及びペダルに付与された力が自転車を走らせるためにどの程度効率よく用いられているかを測定する。
Fmx=Mx/A
Fmy=My/(A2+L2)1/2
Fmz=Mz/L
Ft=(Fx2+Fy2+Fz2)1/2
Fer=−Fmz
Fel=Fmz
Pe=(Mzl−Mzr)×角速度
本発明の第2実施形態にかかるペダリング運動計測装置は、クランクセットの構成及びセンサユニットの搭載数を除いて第1実施形態にかかるペダリング運動計測装置と共通する。以下、相違点を中心として説明する。
本発明の第3実施形態にかかるペダリング運動計測装置は、クランクセットの構成及びセンサユニットの搭載数を除いて第2実施形態にかかるペダリング運動計測装置と共通する。以下、相違点を中心として説明する。
Fmx=Mx/((My/Fz)2−L2)1/2
Fmy=My/(((My/Fz)2−L2)+L2)1/2
として、Fmx、Fmyを算出するようにしてもよい。
Claims (15)
- ハンガー軸で接続された左右一対のクランクアームとペダルを有するクランク部材を備えた自転車の左右の前記クランクアームに配設され、左右のクランクアームに付与された力の大きさ及び方向を検知するための第2センサユニットを備える計測本体部と、
前記第2センサユニットにより検知された左右のクランクアームにそれぞれ付加された力の大きさ及び方向に基づいて、利用者が前記クランク部材に与えた利用者の仕事を演算する第2仕事演算部と、を備える、ペダリング運動用計測装置。 - 前記第2仕事演算部は、前記左右のクランクアームの回転接線方向に加えられた力の値に基づいて、前記利用者の仕事を演算する、請求項1に記載のペダリング運動用計測装置。
- 前記第2センサユニットは、利用者の動作によって回転する前記クランクアームの角度位置を測定する角度センサと、前記クランク部材の歪みに基づいてクランク部材に加えられた力を測定する複数の力覚センサとを備え、前記クランクアームの角度位置に対応づけてクランク部材に加えられた力の情報を出力する、請求項1に記載のペダリング運動用計測装置。
- 前記第2センサユニットの複数の力覚センサは、左右のクランクアームとハンガー軸との間に、前記ハンガー軸の回転中心に対して放射状に配設されている、請求項3に記載のペダリング運動用計測装置。
- 前記第2センサユニットは、直交する3軸方向の力と3軸方向のモーメントを測定可能な6軸センサで構成されている、請求項3に記載のペダリング運動用計測装置。
- 前記第2センサユニットの複数の力覚センサは、静電容量型力覚センサである、請求項3に記載のペダリング運動用計測装置。
- さらに、センサユニットからの出力に基づいて、利用者の動作によってクランク部材に付与された力の大きさ及び方向を演算するベクトル演算部と、を備える、請求項3に記載のペダリング運動用計測装置。
- 前記ベクトル演算部は、クランク部材に付与されたすべての力のうち特定成分の力の大きさを演算する、請求項7に記載のペダリング運動用計測装置。
- 前記力覚センサは、それぞれのクランクアームの回転方向に沿った対向面に、前記クランク部材の回転軸に対して交差する方向に対向して設けられている、請求項3に記載のペダリング運動用計測装置。
- 前記第2仕事演算部は、一定の力を各角度位置におけるクランクアームに一定方向から加えたときの各力覚センサの出力値として予め記憶されている基準歪み情報と各力覚センサからの出力値を比較することによって、クランク部材に付与された力の大きさ及び方向を演算する、請求項3に記載のペダリング運動用計測装置。
- 前記クランクアームは、前記クランク部材の回転軸の放射方向沿いの直状部と前記クランク部材の回転軸の放射方向に対して交差して延在する交差部を備え、
前記第2センサユニットの歪みセンサは、直状部と交差部にそれぞれ設けられている、請求項3に記載のペダリング運動用計測装置。 - 利用者の動作によって回転するクランク部材のクランクアームの角度位置を測定する角度センサと、
左右のクランクアームとハンガー軸と間に、前記ハンガー軸の回転中心に対して放射状に配設された複数の力覚センサを備えたセンサユニットと、
角度センサにより測定された位置情報と前記センサユニットのそれぞれの前記力覚センサの出力を対応づけて、利用者の動作によってクランク部材に付与された力の大きさ及び方向を演算するベクトル演算部と、
を備える、ペダリング運動用センサ装置。 - 前記自転車の車輪の動きを検知して前記車輪の回転数を検知するための第1センサユニットと、
前記第1センサユニットにより検知された車輪の回転数に基づいて、自転車が行なった仕事を演算する第1仕事演算部と、
前記第1仕事演算部により演算された自転車及び前記第2仕事演算部により演算された利用者の仕事に基づいて、前記自転車の効率を演算する、効率演算部とを備える、請求項1に記載のペダリング運動用計測装置。 - 前記第1仕事演算部は、車輪の回転数に基づいて自転車が移動した距離に関する情報に基づいて、前記自転車の仕事を演算する、請求項13に記載のペダリング運動用計測装置。
- 前記第1センサユニットは、前記自転車の車輪及び前記車輪に対して静止した対向部材に設けられた磁気センサで構成されている、請求項13に記載のペダリング運動用計測装置。
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