JP6300196B2 - Exercise equipment behavior analysis apparatus, exercise equipment behavior analysis method, and exercise equipment behavior analysis program - Google Patents
Exercise equipment behavior analysis apparatus, exercise equipment behavior analysis method, and exercise equipment behavior analysis program Download PDFInfo
- Publication number
- JP6300196B2 JP6300196B2 JP2013226028A JP2013226028A JP6300196B2 JP 6300196 B2 JP6300196 B2 JP 6300196B2 JP 2013226028 A JP2013226028 A JP 2013226028A JP 2013226028 A JP2013226028 A JP 2013226028A JP 6300196 B2 JP6300196 B2 JP 6300196B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- head
- moment
- behavior analysis
- inertial sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims description 36
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 56
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 42
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 38
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 34
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 30
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 25
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Golf Clubs (AREA)
Description
本発明は運動具挙動解析装置、運動具挙動解析方法および運動具挙動解析プログラム等に関する。 The present invention relates to a motion tool behavior analysis apparatus, a motion tool behavior analysis method, a motion tool behavior analysis program, and the like.
運動の一例であるゴルフでは打球の弾道はインパクト時のクラブフェースの向きに大きく依存する。クラブフェースの向きはスイング中のシャフトのたわみの影響を受ける。シャフトのたわみにはシャフトの剛性分布が影響する。したがって、スイング中のシャフトのたわみが的確に解析されれば、そのゴルファーに適合したゴルフクラブの設計が実現できる。 In golf, which is an example of movement, the trajectory of the hit ball greatly depends on the direction of the club face at the time of impact. The direction of the club face is affected by the deflection of the shaft during the swing. Shaft stiffness distribution affects shaft deflection. Therefore, if the deflection of the shaft during the swing is accurately analyzed, a golf club design suitable for the golfer can be realized.
例えば特許文献1に開示されるように、運動具挙動解析装置でシャフトのたわみの解析が試みられる。特許文献1に記載の運動具挙動解析装置ではゴルフクラブのシャフトに2つのひずみゲージが取り付けられる。ひずみゲージの出力の間で相互相関関数が導き出される。相互相関関数はシャフトのグリップ側からヘッド側への変形の伝達を特定する。こうしてスイング中のシャフトの動的挙動が知得される。 For example, as disclosed in Patent Document 1, an analysis of shaft deflection is attempted by a motion tool behavior analysis device. In the exercise tool behavior analysis apparatus described in Patent Document 1, two strain gauges are attached to the shaft of a golf club. A cross-correlation function is derived between the strain gauge outputs. The cross-correlation function specifies the transfer of deformation from the grip side of the shaft to the head side. Thus, the dynamic behavior of the shaft during the swing is known.
しかしながら、特許文献1では、ひずみゲージを装着した箇所の曲げ特性の計測はできるものの、シャフト全体の曲げ特性の分布を知るためにはひずみゲージをゴルフクラブのシャフトに複数箇所装着する必要があり、利便性が悪かった。 However, in Patent Document 1, although it is possible to measure the bending characteristics of the place where the strain gauge is attached, in order to know the distribution of the bending characteristics of the entire shaft, it is necessary to attach a plurality of strain gauges to the shaft of the golf club. Convenience was bad.
本発明の少なくとも1つの態様によれば、ゴルフクラブに代表される運動具の設計に大いに役立つ指標を提供することができる運動具挙動解析装置、運動具挙動解析方法および運動具挙動解析プログラムを実現する。 According to at least one aspect of the present invention, a sports equipment behavior analysis device, a sports equipment behavior analysis method, and a sports equipment behavior analysis program capable of providing an index greatly useful for designing a sports equipment represented by a golf club are realized. To do.
(1)本発明の一態様は、運動具のシャフトに取り付けられる慣性センサーの出力を用いて、スイング時に前記シャフトの両端部分に作用する集中モーメントを算出する演算部を備える運動具挙動解析装置に関する。 (1) One aspect of the present invention relates to an exercise tool behavior analysis apparatus including an arithmetic unit that calculates a concentrated moment that acts on both end portions of the shaft during a swing using an output of an inertial sensor attached to the shaft of the exercise tool. .
本発明者はスイング中のシャフトの動的挙動に関し、シャフトの両端部分に作用する集中モーメントによってスイング中のシャフトのたわみやねじりの動的挙動は定量的に表現されることを見出した。慣性センサーを用いてシャフトの慣性力を計測し、計測された慣性力に基づきシャフトの両端部分に発生する集中モーメントは導き出される。集中モーメントからスイング中に発生するシャフトのたわみ量やねじり量が数値で客観的に特定され、運動具の設計に大いに役立つ指標を提供することができる。 The present inventor has found that the dynamic behavior of the deflection and torsion of the shaft during the swing is quantitatively expressed by the concentrated moment acting on both end portions of the shaft regarding the dynamic behavior of the shaft during the swing. The inertial force of the shaft is measured using an inertial sensor, and concentrated moments generated at both ends of the shaft are derived based on the measured inertial force. The amount of shaft deflection and torsion generated during the swing from the concentrated moment is objectively specified numerically, and can provide an index that is very useful for designing the exercise tool.
(2)前記シャフトはヘッドと連結され、前記シャフトの両端部分のうち、一方の端部はグリップ部分であり、他方の端部は前記シャフトと前記ヘッドとの連結部分である。ゴルフクラブのようなシャフトとヘッドが連結した運動具において、スイング中にシャフトに発生するたわみ量やねじり量を算出することができる。 (2) The shaft is connected to the head, and one end portion of the both end portions of the shaft is a grip portion, and the other end portion is a connecting portion between the shaft and the head. In an exercise tool in which a shaft and a head are connected, such as a golf club, it is possible to calculate the amount of deflection and the amount of twist generated in the shaft during a swing.
(3)前記慣性センサーの出力は、前記運動具に発生する加速度を特定する加速度信号、および前記運動具に発生する角速度を特定する角速度信号の少なくとも一方を含む。加速度や角速度を用いて集中モーメントを算出することができる。 (3) The output of the inertial sensor includes at least one of an acceleration signal that specifies acceleration generated in the exercise tool and an angular velocity signal that specifies angular velocity generated in the exercise tool. The concentration moment can be calculated using acceleration and angular velocity.
(4)前記演算部は、前記ヘッドの質量と、スイング時に前記ヘッドに発生する加速度と、を乗算して前記ヘッドに作用する力を算出し、前記ヘッドに作用する力を用いて前記集中モーメントを算出することができる。ヘッドに発生する加速度は、例えば、シャフトに装着した慣性センサーの出力から数式を用いて推定される。ヘッドに作用する力を用いて集中モーメントを算出することができる。 (4) The calculation unit calculates a force acting on the head by multiplying the mass of the head and an acceleration generated in the head during a swing, and uses the force acting on the head to calculate the concentration moment. Can be calculated. The acceleration generated in the head is estimated by using a mathematical expression from the output of an inertial sensor attached to the shaft, for example. The concentration moment can be calculated using the force acting on the head.
(5)前記演算部は、前記ヘッドに作用する力と、前記シャフト部の前記グリップ部分から前記ヘッドの重心までの距離と、を用いて前記グリップ部分の前記集中モーメントを算出する。 (5) The calculation unit calculates the concentration moment of the grip portion using a force acting on the head and a distance from the grip portion of the shaft portion to the center of gravity of the head.
(6)前記演算部は、前記ヘッドに作用する力と、前記シャフト部の前記連結部分から前記ヘッドの重心までの距離と、を用いて前記連結部分の前記集中モーメントを算出する。このようにして求められたシャフトの両端部分の集中モーメントを用いれば、シャフトの長軸方向に沿った曲げモーメント分布やシャフトの長軸回りのねじりモーメントを算出することができる。 (6) The calculation unit calculates the concentrated moment of the connecting portion using a force acting on the head and a distance from the connecting portion of the shaft portion to the center of gravity of the head. By using the concentrated moments at both ends of the shaft thus obtained, it is possible to calculate the bending moment distribution along the long axis direction of the shaft and the torsional moment around the long axis of the shaft.
(7)前記ヘッド側に発生する加速度は、前記シャフトに取り付けられた前記慣性センサーの出力から得られる加速度および角速度と、前記シャフトの前記慣性センサーが取り付けられた位置から前記ヘッドの重心までの距離と、を用いて推定される。ヘッドに慣性センサーを装着しなくても、シャフトに装着した慣性センサーからヘッドに作用する加速度を推定することができるので、利便性が向上する。 (7) The acceleration generated on the head side is the acceleration and angular velocity obtained from the output of the inertial sensor attached to the shaft, and the distance from the position where the inertial sensor is attached to the shaft to the center of gravity of the head And are estimated using Even if the inertial sensor is not attached to the head, the acceleration acting on the head can be estimated from the inertial sensor attached to the shaft, so that convenience is improved.
(8)前記演算部は、前記集中モーメントを用いて前記シャフトが延びる長軸方向に沿った曲げモーメントの分布を算出することができる。曲げモーメントの分布に応じてシャフトの長軸方向に沿って部位ごとにシャフトの曲がり具合は推定される。 (8) The calculation unit can calculate a bending moment distribution along a long axis direction in which the shaft extends using the concentrated moment. The degree of bending of the shaft is estimated for each part along the long axis direction of the shaft according to the distribution of the bending moment.
(9)前記シャフトはヘッドと連結され、前記演算部は、前記シャフトの前記長軸方向に直交し、且つ前記ヘッドのフェース面に沿った方向のたわみを算出することができる。曲げモーメントの分布に応じてシャフトのたわみ量は推定される。特に、シャフトの軸方向に直交しヘッドのフェース面に沿ったy軸方向にたわみが取り出されることで、例えばy軸方向のたわみ量を数値で表示することが可能となる。 (9) The shaft is connected to a head, and the calculation unit can calculate a deflection in a direction perpendicular to the major axis direction of the shaft and along the face surface of the head. The amount of deflection of the shaft is estimated according to the distribution of the bending moment. In particular, by extracting the deflection in the y-axis direction perpendicular to the axial direction of the shaft and along the face surface of the head, for example, the deflection amount in the y-axis direction can be displayed numerically.
(10)前記シャフトはヘッドと連結され、前記演算部は、前記シャフトの前記長軸方向に直交し、且つ前記ヘッドのフェース面に直交する方向のたわみを算出することができる。曲げモーメントの分布に応じてシャフトのたわみ量は推定される。特に、シャフトの長軸方向に直交しヘッドのフェース面に直交するz軸方向にたわみが取り出されることで、例えば、z軸方向のたわみ量を数値で表示することが可能となる。 (10) The shaft is connected to a head, and the calculation unit can calculate a deflection in a direction perpendicular to the major axis direction of the shaft and perpendicular to the face surface of the head. The amount of deflection of the shaft is estimated according to the distribution of the bending moment. In particular, since the deflection is taken out in the z-axis direction perpendicular to the major axis direction of the shaft and perpendicular to the face surface of the head, for example, the deflection amount in the z-axis direction can be displayed numerically.
(11)前記演算部は前記シャフトが延びる長軸回りのねじりを算出することができる。慣性センサーはシャフトの慣性力を計測する。計測された慣性力に基づきシャフトの長軸回りの集中モーメントは導き出される。長軸回りの集中モーメントに基づきシャフトのねじり量は推定される。こうしたねじり量はスイング中のシャフトの動的挙動に関し1つの指標を提供することができる。 (11) The calculation unit can calculate a torsion around a long axis along which the shaft extends. The inertial sensor measures the inertial force of the shaft. Based on the measured inertial force, a concentrated moment around the long axis of the shaft is derived. The amount of torsion of the shaft is estimated based on the concentrated moment around the long axis. This amount of twist can provide an indication of the dynamic behavior of the shaft during the swing.
(12)本発明の他の態様は、運動具のシャフトに取り付けられる慣性センサーの出力を受信する工程と、前記慣性センサーの出力を用いて、前記シャフトの両端部分に作用する集中モーメントを算出する工程と、を備える運動具挙動解析方法に関する。 (12) In another aspect of the present invention, a step of receiving an output of an inertial sensor attached to a shaft of an exercise tool and a concentration moment acting on both end portions of the shaft are calculated using the output of the inertial sensor. And a motion tool behavior analysis method comprising the steps.
本発明者はスイング中のシャフトの動的挙動に関し、シャフトの両端部分に作用する集中モーメントによってスイング中のシャフトの動的挙動は定量的に表現されることを見出した。慣性センサーを用いてシャフトの慣性力を計測し、計測された慣性力に基づきシャフトの両端部分に発生する集中モーメントは導き出される。集中モーメントからスイング中に発生するシャフトのたわみ量やねじり量が数値で客観的に特定され、運動具の設計に大いに役立つ指標を提供することができる。 The present inventor has found that the dynamic behavior of the shaft during the swing is quantitatively expressed by the concentrated moment acting on both end portions of the shaft regarding the dynamic behavior of the shaft during the swing. The inertial force of the shaft is measured using an inertial sensor, and concentrated moments generated at both ends of the shaft are derived based on the measured inertial force. The amount of shaft deflection and torsion generated during the swing from the concentrated moment is objectively specified numerically, and can provide an index that is very useful for designing the exercise tool.
(13)本発明の他の態様は、慣性センサーの出力を用いて、運動具のシャフトの両端部分に作用する集中モーメントを算出する手順を備える運動具挙動解析プログラムに関する。 (13) Another aspect of the present invention relates to an exercise tool behavior analysis program including a procedure for calculating a concentrated moment acting on both end portions of a shaft of an exercise tool using an output of an inertial sensor.
本発明者はスイング中のシャフトの動的挙動に関し、シャフトの両端部分に作用する集中モーメントによってスイング中のシャフトの動的挙動は定量的に表現されることを見出した。慣性センサーを用いてシャフトの慣性力を計測し、計測された慣性力に基づきシャフトの両端部分に発生する集中モーメントは導き出される。集中モーメントからスイング中に発生するシャフトのたわみ量やねじり量が数値で客観的に特定され、運動具の設計に大いに役立つ指標を提供することができる。 The present inventor has found that the dynamic behavior of the shaft during the swing is quantitatively expressed by the concentrated moment acting on both end portions of the shaft regarding the dynamic behavior of the shaft during the swing. The inertial force of the shaft is measured using an inertial sensor, and concentrated moments generated at both ends of the shaft are derived based on the measured inertial force. The amount of shaft deflection and torsion generated during the swing from the concentrated moment is objectively specified numerically, and can provide an index that is very useful for designing the exercise tool.
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。なお、数式中の太字イタリック体はベクトルを示し、本文中で同一の記号は数式中の太字イタリック体およびイタリック体に対応する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are essential as means for solving the present invention. Not necessarily. Bold italics in mathematical expressions indicate vectors, and the same symbols in the text correspond to bold italics and italics in mathematical expressions.
(1)ゴルフスイング解析装置の構成
図1は本発明の一実施形態に係るゴルフスイング解析装置(運動具挙動解析装置)11の構成を概略的に示す。ゴルフスイング解析装置11は慣性センサー12を備える。慣性センサー12には例えば加速度センサーやジャイロセンサーが組み込まれる。加速度センサーは互いに直交する三軸方向に個々に加速度を検出することができる。ジャイロセンサーは互いに直交する三軸の各軸回りに個々に角速度を検出することができる。慣性センサー12は検出信号を出力する。検出信号で個々の軸ごとに加速度および角速度は特定される。加速度センサーおよびジャイロセンサーは比較的に精度よく加速度および角速度の情報を検出する。なお、慣性センサー12は、1つの素子で複数軸回りの慣性量を検出可能な多軸センサーであってもよいし、1つの素子で1つの検出軸に作用する慣性量を検出可能な1軸センサーを複数個実装したセンサーであってもよい。
(1) Configuration of Golf Swing Analysis Device FIG. 1 schematically shows a configuration of a golf swing analysis device (exercise tool behavior analysis device) 11 according to an embodiment of the present invention. The golf
慣性センサー12はゴルフクラブ(運動具)13に取り付けられる。ゴルフクラブ13はシャフト13aおよびグリップ13bを備え、グリップ13bが手で握られる。グリップ13bはシャフト13aが延びる長軸に沿って形成される。シャフト13aは剛性特性を有する。シャフト13aの先端にはヘッド13cが結合される。ヘッド13cは、シャフト13aの長軸から偏心した位置に重心を有する。
The
慣性センサー12はゴルフクラブ13のシャフト13aまたはグリップ13bの任意の箇所に取り付けられる。慣性センサー12はゴルフクラブ13に相対移動不能に固定されればよい。ここでは、慣性センサー12の取り付けにあたって慣性センサー12の検出軸の1つはシャフト13aの軸に合わせ込まれ、慣性センサー12の検出軸のもう1つはヘッド13cのフェース面に沿った方向に合わせ込まれるのが望ましい。
The
ゴルフスイング解析装置11は演算処理回路(演算部)14を備える。演算処理回路14には慣性センサー12が接続される。接続にあたって演算処理回路14には所定のインターフェース回路15が接続される。このインターフェース回路15は有線で慣性センサー12に接続されてもよく無線で慣性センサー12に接続されてもよい。演算処理回路14には慣性センサー12から検出信号が供給される。
The golf
演算処理回路14には記憶装置16が接続される。記憶装置16には例えばゴルフスイング解析ソフトウェアプログラム17および関連するデータが格納できる。演算処理回路14はゴルフスイング解析ソフトウェアプログラム17を実行しゴルフスイング解析方法を実現する。記憶装置16にはDRAM(ダイナミックランダムアクセスメモリー)や大容量記憶装置ユニット、不揮発性メモリー等が含まれることができる。例えばDRAMには、ゴルフスイング解析方法の実施にあたって一時的にゴルフスイング解析ソフトウェアプログラム17が保持される。ハードディスク駆動装置(HDD)といった大容量記憶装置ユニットにはゴルフスイング解析ソフトウェアプログラム17およびデータが保存される。不揮発性メモリーにはBIOS(基本入出力システム)といった比較的に小容量のプログラムやデータが格納される。
A
演算処理回路14には画像処理回路18が接続される。演算処理回路14は画像処理回路18に所定の画像データを送る。画像処理回路18には表示装置19が接続される。接続にあたって画像処理回路18には所定のインターフェース回路(図示されず)が接続される。画像処理回路18は、入力される画像データに応じて表示装置19に画像信号を送る。表示装置19の画面には画像信号で特定される画像が表示される。表示装置19には液晶ディスプレイその他のフラットパネルディスプレイが利用される。ここでは、演算処理回路14、記憶装置16および画像処理回路18は例えばコンピューター装置として提供される。
An
演算処理回路14には入力装置21が接続される。入力装置21は少なくともアルファベットキーおよびテンキーを備える。入力装置21から文字情報や数値情報が演算処理回路14に入力される。入力装置21は例えばキーボードで構成されればよい。コンピューター装置およびキーボードの組み合わせは例えばスマートフォンや携帯電話端末、タブレットPC(パーソナルコンピューター)等に置き換えられてもよい。
An
(2)スイングモデルの構成
演算処理回路14は、図2に示されるスイングモデルを用いて演算処理を行う。シャフト13aのグリップ端24とヘッド端25として両端部分を定義する。ここでは、グリップ端24はグリップ部分の手で把持する部分に設定し、ヘッド端25はシャフト13aとヘッド13cの連結部分に設定している。グリップ端24に座標系を設定する。グリップ13bの延びる方向で座標系のx軸が特定される。グリップ端24の関節は位置の3自由度と回転の3自由度との合計6自由度を有し、その位置は位置ベクトルxwで特定される。シャフト13aのヘッド端25およびヘッド13cの重心それぞれの位置は位置ベクトルxl、xpで特定され、慣性センサー12の位置は位置ベクトルxsで特定される。なお、グリップ端24とヘッド端25との距離はl(エル)とする。ここで、EI(x)およびGJ(x)はシャフト13aの曲げ剛性分布およびねじり剛性分布を意味する。ゴルフクラブ13の角速度ベクトルはωsで表される。ヘッド13cは質量mpを有する。グリップ端24に対してヘッド端25の位置ベクトルはLpで表され、シャフト13aのヘッド端25に対してヘッド13cの重心までの位置ベクトルはrpで表される。
(2) Configuration of Swing Model The
(3)演算処理回路の構成
図3は演算処理回路14の構成を概略的に示す。演算処理回路14は力算出部28を備える。力算出部28には慣性センサー12から加速度信号および角速度信号が入力される。力算出部28は、加速度および角速度に基づき、ヘッド13cに作用する力(ベクトル)Fpを算出する。算出にあたって力算出部28はヘッド13cの質量データを取得する。質量データにはヘッド13cの質量mpが記述される。質量データは予め記憶装置16に格納されればよい。ヘッド13cに作用する加速度(ベクトル)をapとしたときに、次式に従って力(ベクトル)Fpは算出される。
演算処理回路14は第1集中モーメント算出部31および第2集中モーメント算出部32を備える。第1集中モーメント算出部31および第2集中モーメント算出部32は力算出部28にそれぞれ接続される。第1集中モーメント算出部31および第2集中モーメント算出部32にはそれぞれ力算出部28から力信号が入力される。第1集中モーメント算出部31は例えば次式に従ってヘッド端25(x=l)に作用する集中モーメント(ベクトル)M(l)を算出する。集中モーメントM(l)の算出は所定の時間間隔で各時刻で実施される。
第2集中モーメント算出部32は例えば次式に従ってグリップ端24(x=0)に作用する集中モーメントM(0)を算出する。集中モーメントM(0)の算出は所定の時間間隔で各時刻で実施される。
演算処理回路14は曲げモーメント分布算出部35およびねじりモーメント算出部36を備える。曲げモーメント分布算出部35は第1集中モーメント算出部31および第2集中モーメント算出部32に接続される。曲げモーメント分布算出部35は第1集中モーメント算出部31および第2集中モーメント算出部32からそれぞれ第1集中モーメント信号および第2集中モーメント信号が入力される。曲げモーメント分布算出部35は集中モーメントM(l)および集中モーメントM(0)に基づき、グリップ端24におけるy軸方向およびz軸方向の集中モーメントであるMyz(0)と、ヘッド端25におけるy軸方向およびz軸方向の集中モーメントであるMyz(l)を求め、次式に従って、シャフト13aのy軸方向およびz軸方向に作用する曲げモーメントMyz(x)の分布を算出する。分布の算出は前述の時間間隔に合わせて各時刻で実施される。
ねじりモーメント算出部36は第1集中モーメント算出部31および第2集中モーメント算出部32からそれぞれ第1集中モーメント信号および第2集中モーメント信号が入力される。ねじりモーメント算出部36は集中モーメントM(l)および集中モーメントM(0)に基づき、グリップ端24におけるx軸回りの集中モーメントであるMx(0)と、ヘッド端25におけるx軸回りの集中モーメントであるMx(l)を求め、次式に従って、シャフトのx軸回りに作用するねじりモーメントMxを算出する。算出は前述の時間間隔に合わせて各時刻で実施される。
演算処理回路14はy方向たわみ算出部37およびz方向たわみ算出部38を備える。y方向たわみ算出部37およびz方向たわみ算出部38は曲げモーメント分布算出部35に接続される。y方向たわみ算出部37およびz方向たわみ算出部38には曲げモーメント分布算出部35から曲げモーメント分布信号が入力される。y方向たわみ算出部37およびz方向たわみ算出部38は曲げモーメントの分布および曲げ剛性分布EI(x)に基づき次式に従って座標系のy軸方向およびz軸方向にシャフト13aのy方向たわみおよびz方向たわみをそれぞれ算出する。たわみの算出は前述の時間間隔に合わせて各時刻で実施される。
演算処理回路14はねじれ角算出部39を備える。ねじれ角算出部39はねじりモーメント分布算出部36に接続される。ねじれ角算出部39にはねじりモーメント算出部36からねじりモーメント信号が入力される。ねじれ角算出部39はねじりモーメントおよびねじり剛性分布GJ(x)に基づき次式に従ってシャフト13aのx軸回りのねじれ角を算出する。ねじれ角の算出は前述の時間間隔に合わせて各時刻で実施される。
(4)ゴルフスイング解析装置の動作
ゴルフスイング解析装置11の動作を簡単に説明する。まず、ゴルファーのゴルフスイングは計測される。計測に先立って必要な情報が入力装置21から演算処理回路14に入力される。ここでは、ゴルフクラブ13のスイングモデルに従って、ヘッド13cの質量mpやヘッド13cの重心の位置ベクトルrp、ヘッド端25の位置ベクトルLp、シャフト13aの長さl(エル)、曲げ剛性分布EI(x)、ねじり剛性分布GJ(x)、センサー12の位置ベクトルxs等の入力が促される。入力された情報は例えば特定の識別子の下で管理される。識別子は特定のゴルフクラブ13を識別すればよい。
(4) Operation of Golf Swing Analysis Device The operation of the golf
計測に先立って慣性センサー12がゴルフクラブ13のシャフト13aに取り付けられる。慣性センサー12はゴルフクラブ13に相対変位不能に固定される。ここでは、慣性センサー12の検出軸の1つはシャフト13aの軸に合わせ込まれる。慣性センサー12の検出軸の1つはフェース(打球面)の向きで特定される打球方向に合わせ込まれる。
Prior to measurement, the
ゴルフスイングの実行に先立って慣性センサー12の計測は開始される。慣性センサー12は特定のサンプリング間隔で継続的に加速度および角速度を計測する。サンプリング間隔は計測の解像度を規定する。慣性センサー12の検出信号はリアルタイムで演算処理回路14に送り込まれる。演算処理回路14は慣性センサー12の出力を特定する信号を受信する。
Prior to execution of the golf swing, measurement of the
ゴルフクラブ13が振られると、ゴルフクラブ13の姿勢は時間軸に従って変化する。慣性センサー12はゴルフクラブ13の姿勢に応じて検出信号を出力する。検出信号の出力に応じて演算処理回路14はy軸方向のたわみおよびz軸方向のたわみ、並びに、x軸回りのねじれ角を算出する。y方向たわみ信号、z方向たわみ信号およびねじれ角信号は画像処理回路18に入力される。こうしてy軸方向のたわみ量、z軸方向のたわみ量、x軸回りのねじれ角量は画像化される。描画データに従って表示装置19の画面に画像は映し出される。y軸方向のたわみはスイング面に沿ってシャフト13aのたわみを反映する。z軸方向のたわみはヘッド13cのフェース面に直交する方向にシャフト13aのたわみを反映する。
When the
剛性分布EI(x)は、シャフトメーカーが規定する設計値あるいは専用の計測器により計測され、図5に示されるような特性が得られる。図中、x軸の原点はシャフト13aを特定するシャフト13aのグリップ端24に相当し、横軸がシャフト13aの延びる長軸方向の長さを示し、縦軸はシャフトの曲げ剛性を示している。ねじり剛性分布GJ(x)についても専用の計測器を用いて予め実測される。
The stiffness distribution EI (x) is measured by a design value specified by the shaft manufacturer or by a dedicated measuring instrument, and a characteristic as shown in FIG. 5 is obtained. In the drawing, the origin of the x axis corresponds to the grip end 24 of the
ゴルフスイング解析装置11では慣性センサー12はシャフト13aの慣性力を計測する。計測された慣性力に基づき集中モーメントM(l)および集中モーメントM(0)は導き出される。こうして定量的にスイング中のシャフト13aのたわみ量やねじれ角量等の動的挙動を表現できる。集中モーメントM(l)、集中モーメントM(0)はゴルフクラブ13の設計に役立つ指標を提供することができる。
In the golf
ゴルフスイング解析装置11では慣性センサー12の出力は加速度信号および角速度信号を含む。加速度信号で加速度は特定され、角速度信号で角速度は特定される。加速度および角速度に応じて集中モーメントM(l)および集中モーメントM(0)は算出される。
In the golf
集中モーメントM(0)は、例えば図2に示されるスイングモデルを用いて、シャフト13aのグリップ端24で算出される。こうしたグリップ端24での集中モーメントMyz(0)および集中モーメントMx(0)に基づきスイング中の腕から作用する力に応じてシャフト13aの動的挙動は定量的に表現される。その一方で、集中モーメントMyz(l)および集中モーメントMx(l)はスイングモデルでシャフト13aを特定するシャフト13aのヘッド端25で算出される。こうしたヘッド端25での集中モーメントMyz(l)および集中モーメントMx(l)に基づきスイング中のヘッド13cから作用する力に応じてシャフト13aの動的挙動が定量的に表現される。
The concentration moment M (0) is calculated at the grip end 24 of the
曲げモーメント分布算出部35はy軸方向およびz軸方向の集中モーメントMyz(l)および集中モーメントMyz(0)に基づきシャフト13aの長軸方向に沿ってシャフト13aのy軸方向およびz軸方向の曲げモーメントの分布Myz(x)を算出する。曲げモーメントの分布Myz(x)に応じてシャフト13aの軸方向に沿って部位ごとにシャフト13aの曲がり具合は推定される。加えて、ねじりモーメント算出部36はx軸回りの集中モーメントMx(l)および集中モーメントMx(0)に基づきシャフト13aの軸回りのねじりモーメントMx算出する。ねじりモーメントMxに応じてシャフト13aの部位ごとにシャフト13aのねじり具合が推定される。
The bending moment
ゴルフスイング解析装置11では曲げモーメントの分布Myz(x)に応じてシャフト13aのy軸方向成分とz軸方向成分のたわみ量を推定する。y軸方向のたわみはヘッド13cのフェース面に沿ってシャフト13aのたわみを反映する。z軸方向のたわみはx軸およびy軸に直交する方向、すなわちヘッド13cのフェース面に直交する方向のシャフト13aのたわみを反映する。
The golf
ゴルフスイング解析装置11ではねじりモーメントMx(x)に応じてシャフト13aのねじれ角量を推定する。こうしたねじれ角量はスイング中のシャフト13aの動的挙動に関し1つの指標を提供することができる。
The golf
以上説明したように、本発明においては、シャフト13aに装着した慣性センサー12の出力を用いて、スイング時にシャフト13aの両端部分に発生する集中モーメントを算出し、集中モーメントからシャフトの曲げモーメント分布やねじりモーメントを特定し、シャフトのたわみ量やねじれ角量を定量的に出力することが可能となる。従来のひずみゲージを用いたたわみ計測システムでは、シャフト全体の曲げ特性の分布を知るためにはひずみゲージをゴルフクラブのシャフトに複数箇所装着する必要があったが、本発明ではシャフト13aに少なくとも1つの慣性センサー12を装着するだけで、シャフト13a全体の曲げ特性やねじれ角特性を推測することが可能となる。また他の効果として、本発明は慣性センサー12を用いているので、曲げ特性やねじれ角特性の算出と兼用して、スイング軌跡算出やスイング解析を行うことが可能であり、利便性に優れている。
As described above, in the present invention, the concentrated moment generated at both ends of the
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、上記説明では、ゴルフクラブ13のようにヘッド13cの重心位置がシャフト13aの長軸からずれている運動具を用いて説明したが、それに限らず、ヘッド13cの重心位置がシャフト13aの長軸に沿っている運動具に対しても本発明を適用可能である。さらに、例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。また、演算処理回路14や表示装置19、入力装置21、記憶装置16等の構成および動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。
Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Therefore, all such modifications are included in the scope of the present invention. For example, in the above description, the exercise tool in which the center of gravity of the
11 運動具挙動解析装置(ゴルフスイング解析装置)、12 慣性センサー、13 運動具(ゴルフクラブ)、13a シャフト、14 演算部(演算処理回路)、24 グリップ端、25 ヘッド端。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記運動具のスイング時に前記シャフトの両端部分に作用する集中モーメントを算出する演算部を備え、
前記慣性センサーの出力は、前記運動具に発生する加速度を特定する加速度信号を含み、
前記シャフトの両端部分のうち、一方の端部はグリップ部分であり、他方の端部は前記シャフトと前記ヘッドとの連結部分であり、
前記演算部は、
前記ヘッドの質量と、スイング時に前記ヘッドに発生する加速度と、を乗算して前記ヘッドに作用する力を算出し、
前記ヘッドに作用する力と、前記シャフトの前記グリップ部分から前記連結部分までの距離と、を用いて前記グリップ部分の前記集中モーメントを算出し、
前記ヘッドに作用する力と、前記シャフトの前記連結部分から前記ヘッドの重心までの距離と、を用いて前記連結部分の前記集中モーメントを算出することを特徴とする運動具挙動解析装置。 Using the output of the inertial sensor attached to the shaft of the movement device having a shaft connected to the head,
A calculation unit for calculating a concentrated moment acting on both end portions of the shaft during the swing of the exercise tool ;
The output of the inertial sensor includes an acceleration signal that specifies an acceleration generated in the exercise tool,
Of both end portions of the shaft, one end is a grip portion, and the other end is a connecting portion between the shaft and the head,
The computing unit is
Multiplying the mass of the head and the acceleration generated in the head during a swing to calculate the force acting on the head,
Calculating the concentration moment of the grip portion using a force acting on the head and a distance from the grip portion of the shaft to the connecting portion;
A force acting on the head, sporting goods behavior analysis device which is characterized that you calculate the concentration moment of the coupling portion with the distance from the connecting portion of the shaft to the center of gravity of the head.
前記慣性センサーの出力は、前記運動具に発生する角速度を特定する角速度信号を含むことを特徴とする運動具挙動解析装置。 The exercise device behavior analysis apparatus according to claim 1 ,
The output of the inertial sensor, sporting goods behavior analysis device which comprises an angular velocity signal that identifies the angular velocity occurs before Symbol sporting goods.
前記ヘッド側に発生する加速度は、
前記シャフトに取り付けられた前記慣性センサーの出力から得られる加速度および角速度と、
前記慣性センサーが取り付けられた前記シャフトの位置から前記ヘッドの重心までの距離と、を用いて推定されることを特徴とする運動具挙動解析装置。 The exercise device behavior analysis apparatus according to claim 2 ,
The acceleration generated on the head side is
Acceleration and angular velocity obtained from the output of the inertial sensor attached to the shaft;
A motion tool behavior analysis apparatus characterized by being estimated using a distance from a position of the shaft to which the inertial sensor is attached to a center of gravity of the head.
前記演算部は、前記グリップ部分の前記集中モーメント及び前記連結部分の前記集中モーメントを用いて前記シャフトが延びる長軸方向に沿った曲げモーメントの分布を算出することを特徴とする運動具挙動解析装置。 In the exercise device behavior analysis apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The motion unit behavior analysis apparatus, wherein the calculation unit calculates a distribution of a bending moment along a longitudinal direction in which the shaft extends using the concentrated moment of the grip portion and the concentrated moment of the connecting portion. .
前記演算部は、前記シャフトの曲げ剛性分布に基づいて、前記シャフトの前記長軸方向に直交し、且つ前記ヘッドのフェース面に沿った方向のたわみを算出することを特徴とする運動具挙動解析装置。 The exercise device behavior analysis apparatus according to claim 4 ,
Before SL calculating unit, based on the bending rigidity distribution of the shaft, sporting goods behavior perpendicular to the long axis direction of the shaft, and wherein the calculating the deflection in the direction along the face of the head Analysis device.
前記演算部は、前記シャフトの曲げ剛性分布に基づいて、前記シャフトの前記長軸方向に直交し、且つ前記ヘッドのフェース面に直交する方向のたわみを算出することを特徴とする運動具挙動解析装置。 The exercise device behavior analysis apparatus according to claim 4 ,
Before SL calculating unit, based on the bending rigidity distribution of the shaft, sporting goods behavior perpendicular to the long axis direction of the shaft, and characterized by calculating a deflection of the direction orthogonal to the face surface of the head Analysis device.
前記演算部は、前記シャフトのねじり剛性分布に基づいて、前記シャフトが延びる長軸回りのねじりを算出することを特徴とする運動具挙動解析装置。 In the exercise device behavior analysis apparatus according to any one of claims 1 to 6 ,
The exercise unit behavior analysis apparatus, wherein the calculation unit calculates a torsion around a long axis along which the shaft extends based on a torsional rigidity distribution of the shaft.
前記慣性センサーの出力を用いて、前記運動具のスイング時に前記シャフトの両端部分に作用する集中モーメントを算出する工程と、
を備え、
前記慣性センサーの出力は、前記運動具に発生する加速度を特定する加速度信号を含み、
前記シャフトの両端部分のうち、一方の端部はグリップ部分であり、他方の端部は前記シャフトと前記ヘッドとの連結部分であり、
前記工程は、
前記ヘッドの質量と、スイング時に前記ヘッドに発生する加速度と、を乗算して前記ヘッドに作用する力を算出する工程と、
前記ヘッドに作用する力と、前記シャフトの前記グリップ部分から前記連結部分までの距離と、を用いて前記グリップ部分の前記集中モーメントを算出する工程と、
前記ヘッドに作用する力と、前記シャフトの前記連結部分から前記ヘッドの重心までの距離と、を用いて前記連結部分の前記集中モーメントを算出する工程と、
を備えることを特徴とする運動具挙動解析方法。 A step of receiving the output of the inertial sensor attached to the shaft of the movement device having a shaft connected to the head,
Using the output of the inertial sensor, calculating a concentration moment acting on both end portions of the shaft during the swing of the exercise tool;
Equipped with a,
The output of the inertial sensor includes an acceleration signal that specifies an acceleration generated in the exercise tool,
Of both end portions of the shaft, one end is a grip portion, and the other end is a connecting portion between the shaft and the head,
The process includes
Multiplying the mass of the head by the acceleration generated in the head during a swing to calculate a force acting on the head;
Calculating the concentration moment of the grip portion using a force acting on the head and a distance from the grip portion of the shaft to the connecting portion;
Calculating the concentration moment of the connecting portion using the force acting on the head and the distance from the connecting portion of the shaft to the center of gravity of the head;
A motion tool behavior analysis method comprising:
前記慣性センサーの出力は、前記運動具に発生する加速度を特定する加速度信号を含み、
前記シャフトの両端部分のうち、一方の端部はグリップ部分であり、他方の端部は前記シャフトと前記ヘッドとの連結部分であり、
前記手順は、
前記ヘッドの質量と、スイング時に前記ヘッドに発生する加速度と、を乗算して前記ヘッドに作用する力を算出する手順と、
前記ヘッドに作用する力と、前記シャフトの前記グリップ部分から前記連結部分までの距離と、を用いて前記グリップ部分の前記集中モーメントを算出する手順と、
前記ヘッドに作用する力と、前記シャフトの前記連結部分から前記ヘッドの重心までの距離と、を用いて前記連結部分の前記集中モーメントを算出する手順と、
を備えることを特徴とする運動具挙動解析プログラム。
Using the output of an inertial sensor attached to the shaft of an exercise tool having a shaft connected to the head, the computer executes a procedure for calculating a concentrated moment acting on both end portions of the exercise tool shaft during the swing of the exercise tool A sports equipment behavior analysis program,
The output of the inertial sensor includes an acceleration signal that specifies an acceleration generated in the exercise tool,
Of both end portions of the shaft, one end is a grip portion, and the other end is a connecting portion between the shaft and the head,
The procedure is as follows:
A procedure for calculating a force acting on the head by multiplying the mass of the head by an acceleration generated in the head during a swing;
Calculating the concentration moment of the grip portion using a force acting on the head and a distance from the grip portion of the shaft to the connecting portion;
Calculating the concentration moment of the connecting portion using the force acting on the head and the distance from the connecting portion of the shaft to the center of gravity of the head;
A sports equipment behavior analysis program comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013226028A JP6300196B2 (en) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | Exercise equipment behavior analysis apparatus, exercise equipment behavior analysis method, and exercise equipment behavior analysis program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013226028A JP6300196B2 (en) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | Exercise equipment behavior analysis apparatus, exercise equipment behavior analysis method, and exercise equipment behavior analysis program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015084952A JP2015084952A (en) | 2015-05-07 |
JP6300196B2 true JP6300196B2 (en) | 2018-03-28 |
Family
ID=53048420
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013226028A Active JP6300196B2 (en) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | Exercise equipment behavior analysis apparatus, exercise equipment behavior analysis method, and exercise equipment behavior analysis program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6300196B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6851038B2 (en) * | 2016-07-29 | 2021-03-31 | 住友ゴム工業株式会社 | Analysis device for the behavior of hitting tools |
JP2018121900A (en) * | 2017-02-01 | 2018-08-09 | セイコーエプソン株式会社 | Motion analysis device, motion analysis method, display method, motion analysis system, and motion analysis program |
JP7124286B2 (en) * | 2017-09-28 | 2022-08-24 | 住友ゴム工業株式会社 | Swing analysis device |
JP7124287B2 (en) * | 2017-09-28 | 2022-08-24 | 住友ゴム工業株式会社 | Swing analysis device |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3243210B2 (en) * | 1997-12-19 | 2002-01-07 | 美津濃株式会社 | Analysis system for bending behavior of golf club shaft during swing |
JP4580154B2 (en) * | 2003-07-01 | 2010-11-10 | 美津濃株式会社 | Golf club mass selection method, golf club length selection method, and golf club mass selection method |
JP5790914B2 (en) * | 2011-01-11 | 2015-10-07 | セイコーエプソン株式会社 | Deformation amount calculation device and deformation amount calculation method |
JP5912415B2 (en) * | 2011-10-27 | 2016-04-27 | セイコーエプソン株式会社 | Golf swing analysis apparatus and golf swing analysis method |
JP6304676B2 (en) * | 2012-11-01 | 2018-04-04 | セイコーエプソン株式会社 | Golf swing analysis apparatus and golf swing analysis method |
-
2013
- 2013-10-30 JP JP2013226028A patent/JP6300196B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015084952A (en) | 2015-05-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9415291B2 (en) | Golf swing analyzing apparatus and method of analyzing golf swing | |
JP6300195B2 (en) | Golf swing analysis apparatus and golf swing analysis method | |
US9403077B2 (en) | Golf swing analyzing apparatus and method of analyzing golf swing | |
JP5790914B2 (en) | Deformation amount calculation device and deformation amount calculation method | |
JP5870969B2 (en) | Motion analysis apparatus and motion analysis program | |
US9717969B2 (en) | Motion analyzing apparatus and motion analyzing program | |
US10459002B2 (en) | Motion analysis method and motion analysis device | |
KR20140148299A (en) | Motion analysis method and motion analysis device | |
JP6300196B2 (en) | Exercise equipment behavior analysis apparatus, exercise equipment behavior analysis method, and exercise equipment behavior analysis program | |
JP6413290B2 (en) | Golf club determination method, golf club determination device, and golf club determination program | |
US10773143B2 (en) | Golf club fitting apparatus, method, and program | |
US10456621B2 (en) | Impact point estimation apparatus | |
JP2013192590A (en) | Motion analysis device and motion analysis method | |
JP6304676B2 (en) | Golf swing analysis apparatus and golf swing analysis method | |
JP5298542B2 (en) | Golf club shaft evaluation method | |
JP6029097B2 (en) | Golf swing analysis apparatus and golf swing analysis method | |
US9881137B2 (en) | Golf club fitting apparatus | |
JP2015100567A (en) | Azimuth angle calibration method, motion analysis device and azimuth angle calibration program | |
US11590398B2 (en) | Swing analysis method and swing analysis device | |
JP2018171244A (en) | Golf club shaft fitting system, information processing device, and method | |
JP2019062977A (en) | Swing analysis device | |
JP6268897B2 (en) | Motion analysis method, motion analysis program, and motion analysis device | |
JP2016198296A (en) | Evaluation device and evaluation system | |
JP2019004979A (en) | Analyzing device for behavior of hitting tool | |
JP2019004983A (en) | Device for analyzing state of gripping hitting tool |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160915 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20160915 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170710 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170718 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170914 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180123 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180219 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6300196 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |