JP6771075B1 - 歩容訓練機およびその使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Total Value=Total LValue+Total RValue
Total LValue/Total Value≧第一しきい値
Total RValue/Total Value≧第一しきい値
│LX Position│/(LX_Proportion/2)≧第二しきい値
│RX Position│/(RX_Proportion/2)≧第二しきい値
Total LValue=LValue1+LValue2+LValue3+LValue4
Total RValue=RValue1+RValue2+RValue3+RValue4
Total Value=Total LValue+Total RValue
LX_Gravity=((LValue3+LValue2)*LX_Proportion)/Total LValue
LY_Gravity=((LValue2+LValue1)*LY_Proportion)/Total LValue
LX_Position=LX_Gravity−(LX_Proportion/2)
LY_Position=LY_Gravity−(LY_Proportion/2)
RX_Gravity=((RValue3+RValue2)*RX_Proportion)/Total RValue
[式14]
RX_Position=RX_Gravity−(RX_Proportion/2)
RY_Position=RY_Gravity−(RY_Proportion/2)
図1から図5に示すように、本発明の第1実施形態による歩容訓練機10は基座11、ハンドル13、駆動モジュール15、センサーモジュール16、コントローラー17、信号処理モジュール171、および評価モジュール172を備える。
歩容判断ユニット171bが方向転換信号をキャッチすると、方向転換回数が一回増える。左脚および右脚の足首関節運動が正確であるか否かが歩容判断論理に基づいて判断される。左脚および右脚の足首関節運動が正確であれば、足首関節の正確な回数が一回増える。そうでなければ足首関節の正確な回数は変わらない。
以上は歩容訓練機10についての説明である。図6から図13に示すように、本発明の第2実施形態による歩容訓練機10の使用方法は下記のとおりである。
歩容判断ユニット171bが通過信号をキャッチすると、通過回数が一回増える。左ペダル161aおよび右ペダル161bに載せた重量が正確であるか否かが歩容判断論理に基づいて判断される。左ペダル161aおよび右ペダル161bに載せた重量が正確であれば、重心の正確な回数が一回増える。そうでなければ重心の正確な回数は変わらない。歩容判断ユニット171bが方向転換信号をキャッチすると、方向転換回数が一回増える。左脚および右脚の足首関節運動が正確であるか否かが歩容判断論理に基づいて判断される。左脚および右脚の足首関節運動が正確であれば、足首関節の正確な回数が一回増える。そうでなければ足首関節の正確な回数は変わらない。
Total LValue=LValue1+LValue2+LValue3+LValue4
Total RValue=RValue1+RValue2+RValue3+RValue4
Total Value=Total LValue+Total RValue
LX_Gravity=((LValue3+LValue2)*LX_Proportion)/Total LValue
LY_Gravity=((LValue2+LValue1)*LY_Proportion)/Total LValue
LX_Position=LX_Gravity−(LX_Proportion/2)
LY_Position=LY_Gravity−(LY_Proportion/2)
RX_Gravity=((RValue3+RValue2)*RX_Proportion)/Total RValue
RY_Gravity=((RValue2+RValue1)*RY_Proportion)/Total RValue
RX_Position=RX_Gravity−(RX_Proportion/2)
RY_Position=RY_Gravity−(RY_Proportion/2)
図7および図8において、点状の数値は訓練時間内にサンプリング周波数および重心計算論理に基づいて算出した左ペダル161aおよび右ペダル161bの重心位置である。例えばサンプリング周波数が02Hzである場合、左ペダル161aおよび右ペダル161b上の圧力センサー162は5秒ごとに重量信号を生じる。サンプリング周波数は上述に限らず、設定値が変わってもよい。
Total LValue/Total Value≧第一しきい値
Total RValue/Total Value≧第一しきい値
│LX Position│/(LX_Proportion/2)≧第二しきい値
│RX Position│/(RX_Proportion/2)≧第二しきい値
続いて、ガイドユニット172aが位置センサー163からの通過信号をキャッチし、左アウトソール表示信号をタッチパネル21に伝送すれば、タッチパネル21は左アウトソール画像SPL2を色付けするか発光させる、即ち左脚の重心を左アウトソールに置くことを使用者に指示する。同時に右ヒール表示信号をタッチパネル21に伝送すれば、タッチパネル21は右ヒール画像SPR1を色付けするか発光させる、即ち右脚の重心を右ヒールに置くことを使用者に指示する。
11 基座
13 ハンドル
15 駆動モジュール
151 駆動回路
153 駆動モーター
155 ボルト
157 ナット
159 移動平台
16 センサーモジュール
161a 左ペダル
161b 右ペダル
162 圧力センサー
162a〜162h センサー
163 位置センサー
17 コントローラー
171 信号処理モジュール
171a 歩容検知ユニット
171b 歩容判断ユニット
172 評価モジュール
172a ガイドユニット
172b 参与程度ユニット
21 タッチパネル
IL 左矢印
IR 右矢印
SPL 左靴型画像
SPR 右靴型画像
SPL1 左ヒール画像
SPL2 左アウトソール画像
SPR1 右ヒール画像
SPR2 右アウトソール画像
Claims (5)
- 基座、駆動モジュール、センサーモジュール、コントローラーおよび信号処理モジュールを備え、
前記駆動モジュールは前記基座の内部に装着され、駆動回路、駆動モーターおよび二つの移動平台を有し、前記駆動モーターは前記駆動回路に制御されたうえで前記移動平台を移動させ、
前記センサーモジュールは左ペダル、右ペダル、複数の圧力センサーおよび位置センサーを有し、前記左ペダルおよび前記右ペダルは二つの前記移動平台に別々に接続され、複数の前記圧力センサーはそれぞれ前記左ペダルおよび前記右ペダルに配置され、前記位置センサーは前記基座の内部に装着され、
前記コントローラーは前記駆動回路、複数の前記圧力センサーおよび前記位置センサーに電気的に接続されてデータの保存、処理および出力機能を果たし、
前記信号処理モジュールは前記コントローラーに配置され、歩容検知ユニットおよび歩容判断ユニットを有し、前記歩容判断ユニットには重心計算論理および歩容判断論理が保存してあり、
二つの前記移動平台は前記駆動モーターの駆動力によって前記左ペダルおよび前記右ペダルを反対方向に移動させ、
それぞれの前記移動平台の往復運動の折り返し位置に前記駆動モーターが逆方向に回転する際、前記駆動回路は方向転換信号を生じ、
前記左ペダルおよび前記右ペダルが前記移動平台とともに前記位置センサーを通る際、前記位置センサーは通過信号を生じ、
前記歩容検知ユニットは複数の前記圧力センサーからの重量信号、前記位置センサーからの前記通過信号および前記駆動回路からの前記方向転換信号をキャッチし、
前記歩容判断ユニットは前記歩容検知ユニットで収集した前記重量信号、前記通過信号および前記方向転換信号をキャッチし、前記重心計算論理に基づいて前記左ペダルおよび前記右ペダルに載せた重量と、前記左ペダルおよび前記右ペダルの重心位置とを算出し、続いて前記歩容判断論理に基づいて前記左ペダルおよび前記右ペダルに載せた重量と、前記左ペダルおよび前記右ペダルの重心位置とが正確であるか否かを判断することを特徴とする、
歩容訓練機。 - 歩容訓練機に適用され、ステップA)、ステップB)、ステップC)、ステップD)、ステップE)を含む歩容訓練機の使用方法であって、
前記歩容訓練機は基座、駆動モジュール、センサーモジュール、コントローラー、タッチパネル、信号処理モジュールおよび評価モジュールを備え、
前記駆動モジュールは駆動回路、駆動モーターおよび二つの移動平台を有し、
前記センサーモジュールは左ペダル、右ペダル、複数の圧力センサーおよび位置センサーを有し、前記左ペダルおよび前記右ペダルは二つの前記移動平台に別々に接続され、二つの前記移動平台は前記駆動モーターの駆動力によって前記左ペダルおよび前記右ペダルを反対方向に移動させ、前記複数の圧力センサーは前記左ペダルおよび前記右ペダルの隅角に配置され、前記位置センサーは前記基座の内部に配置され、
前記タッチパネルはデータの入力および表示に用いられ、
前記コントローラーは前記駆動回路、複数の前記圧力センサー、前記位置センサーおよび前記タッチパネルに電気的に接続され、
前記信号処理モジュールは前記コントローラーに配置され、歩容検知ユニットおよび歩容判断ユニットを有し、前記歩容判断ユニットには重心計算論理および歩容判断論理が保存してあり、
前記評価モジュールは前記コントローラーに配置され、ガイドユニットを有し、
前記ステップA)は準備段階であり、前記ステップA)において使用者は前記左ペダルおよび前記右ペダルに両脚を置いて前記タッチパネルに速度レベル、一歩の幅および訓練時間を設定し、
前記ステップB)は前記歩容訓練機を作動させる段階であり、前記ステップB)において、前記コントローラーは前記速度レベル、前記一歩の幅および前記訓練時間を駆動データに転換し、転換した駆動データを前記駆動モジュールの前記駆動回路に出力し、続いて前記駆動回路は前記駆動モーターの回転を制御することによって前記左ペダルおよび前記右ペダルを移動させる二つの前記移動平台の運動速度、運動時間および運動範囲を制御し、それぞれの前記移動平台の前記運動範囲は前記一歩の幅内に限定され、それぞれの前記移動平台の往復運動の折り返し位置に前記駆動モーターが逆方向に回転する際、前記駆動回路は方向転換信号を生じ、前記左ペダルおよび前記右ペダルが前記移動平台とともに前記位置センサーを通る際、前記位置センサーは通過信号を生じ、
前記ステップC)は信号を検知および判断することであり、前記ステップC)において、前記歩容検知ユニットは複数の前記圧力センサーからの重量信号、前記位置センサーからの前記通過信号および前記駆動回路からの前記方向転換信号をキャッチし、前記歩容判断ユニットは前記歩容検知ユニットで収集した前記重量信号、前記通過信号および前記方向転換信号をキャッチし、前記重心計算論理に基づいて前記左ペダルおよび前記右ペダルに載せた重量と、前記左ペダルおよび前記右ペダルの重心位置とを算出し、続いて前記歩容判断論理に基づいて前記左ペダルおよび前記右ペダルに載せた重量と、前記左ペダルおよび前記右ペダルの重心位置とが正確であるか否かを判断し、前記歩容判断ユニットはさらに通過回数、方向転換回数、重心が正確な回数および足首関節が正確な回数を計算し、前記歩容判断ユニットが前記通過信号をキャッチすると、前記通過回数が一回増え、前記左ペダルおよび前記右ペダルに載せた重量が正確であるか否かが前記歩容判断論理に基づいて判断され、前記左ペダルおよび前記右ペダルに載せた重量が正確であれば、前記重心の正確な回数が一回増え、そうでなければ前記重心の正確な回数は変わらなく、前記歩容判断ユニットが前記方向転換信号をキャッチすると、前記方向転換回数が一回増え、左脚および右脚の足首関節運動が正確であるか否かが歩容判断論理に基づいて判断される。前記左脚および前記右脚の前記足首関節運動が正確であれば、前記足首関節の正確な回数が一回増え、そうでなければ前記足首関節の正確な回数は変わらず、
前記ステップD)はガイドおよび表示を行うことであり、前記ステップDにおいて、前記左ペダルを前進させて前記右ペダルを後退させる際、前記ガイドユニットは前記駆動回路からの前記方向転換信号をキャッチし、左向きのガイド指示を前記タッチパネルに伝送し、前記タッチパネルに左矢印を表示することによって身体重心を前記左脚に移すことを前記使用者に指示し、そののち、前記ガイドユニットは再び前記方向転換信号をキャッチし、右向きのガイド指示を前記タッチパネルに伝送し、前記タッチパネルに右矢印を表示することによって前記身体重心を前記右脚に移すことを前記使用者に指示し、続いて、前記使用者の前記左脚および前記右脚の足首関節運動が正確であるか否かを前記歩容判断ユニットによって判断した結果を、前記ガイドユニットはキャッチするのに対して、前記タッチパネルは左靴型画像および右靴型画像を表示し、前記左脚の前記足首関節運動が正確であれば、前記タッチパネルに前記左脚の足首関節表示信号を伝送して前記左靴型画像を色付けさせるか発光させることによって、前記左脚の前記足首関節運動が正確であることを前記使用者に知らせ、前記右脚の前記足首関節運動が正確であれば、前記タッチパネルに前記右脚の足首関節表示信号を伝送して前記右靴型画像を色付けさせるか発光させることによって、前記右脚の前記足首関節運動が正確であることを前記使用者に知らせ、
前記ステップE)は作動を繰り返すことであり、前記ステップE)において、前記訓練時間が終了するまで前記ステップB)から前記ステップD)までの作動を繰り返すことを特徴とする、
歩容訓練機の使用方法。
- 前記評価モジュールはさらに参与程度ユニットを有し、前記歩容訓練機の使用方法は前記ステップE)の後、さらにステップF)を含み、前記ステップF)は結果を表示することであり、前記ステップF)において、前記参与程度ユニットは前記訓練時間内の前記足首関節の正確率および前記重心の正確率を計算し、前記足首関節の正確率は前記足首関節が正確な回数/前記方向転換回数*100%であり、前記重心の正確率は前記重心が正確な回数/前記通過回数*100%であり、前記タッチパネルは前記足首関節が正確な回数、前記方向転換回数、前記足首関節の正確率、前記重心が正確な回数、前記通過回数または前記重心の正確率を表示できるように設定されることを特徴とする請求項2に記載の歩容訓練機の使用方法。
- 前記歩容判断論理は、前記歩容判断ユニットに第一しきい値および第二しきい値が書き込んであり、前記左ペダルおよび前記右ペダルが前後に移動し、使用者の両脚で前記左ペダルおよび前記右ペダルに立脚して向いた方向が前方である状況下で、
[式1]
Total Value=Total LValue+Total RValue
使用者の総重量が前記式1に基づいて算出され、前記式1においてTotal LValue は前記左ペダルに載せた重量であり、Total RValueは前記右ペダルに載せた重量であり、Total Valueは使用者の総重量であり、
[式2]
Total LValue/Total Value≧第一しきい値
前記左ペダルを後退させて前記通過信号をキャッチする際、前記式2を満足させれば、使用者の身体重心が左脚に位置し、前記左ペダルに載せた重量が正確であると判断され、そうでなければ、前記左ペダルに載せた重量が不正確であると判断され、
[式3]
Total RValue/Total Value≧第一しきい値
前記右ペダルを後退させて前記通過信号をキャッチする際、前記式3を満足させれば、使用者の身体重心が右脚に位置し、前記右ペダルに載せた重量が正確であると判断され、そうでなければ、前記右ペダルに載せた重量が不正確であると判断され、
[式4]
│LX Position│/(LX_Proportion/2)≧第二しきい値
[式5]
│RX Position│/(RX_Proportion/2)≧第二しきい値
前記左ペダルおよび前記右ペダルの前進方向がX軸方向と定義され、前記X軸方向に垂直な外向きがY軸方向と定義され、前記式4を満足させれば、左脚の足首関節運動が正確であると判断され、そうではければ、左脚の足首関節運動が不正確であると判断され、前記式4において、LX Positionは前記左ペダルのX軸方向の重心座標であり、LX_Proportionは前記左ペダルの幾何学的中心を原点にX軸方向に沿って伸びる左ペダルの長さであり、前記式5を満足させれば、前記右脚の足首関節運動が正確であると判断され、そうではければ、前記右脚の足首関節運動が不正確であると判断され、前記式5において、RX Positionは前記右ペダルのX軸方向の重心座標であり、RX_Proportionは前記右ペダルの幾何学的中心を原点にX軸方向に沿って伸びる右ペダルの長さであることを特徴とする請求項2に記載の歩容訓練機の使用方法。 - 前記圧力センサーは前記左ペダルの四つの隅角に位置するセンサーA、センサーB、センサーCおよびセンサーDと、前記右ペダルの四つの隅角に位置するセンサーE、センサーF、センサーGおよびセンサーHとを有し、前記センサーA、前記センサーB、前記センサーCおよび前記センサーDは左ペダルの左後方、左前方、右前方および右後方に別々に配置され、前記センサーE、前記センサーF、前記センサーGおよび前記センサーHは前記右ペダルの右後方、右前方、左前方および左後方に別々に配置され、前記重心計算論理は、使用者が前記左ペダルおよび前記右ペダルに立脚して体重を掛ける状況下で、
[式6]
Total LValue=LValue1+LValue2+LValue3+LValue4
[式7]
Total RValue=RValue1+RValue2+RValue3+RValue4
[式8]
Total Value=Total LValue+Total RValue
使用者の総重量が前記式6、前記式7および前記式8に基づいて算出され、前記式6において、Total Lvalueは前記左ペダルに載せた重量であり、LValue1からLValue4は前記センサーAから前記センサーDの重量信号であり、前記式7において、Total Rvalueは前記右ペダルに載せた重量であり、RValue1からRValue4は前記センサーEから前記センサーHの重量信号であり、前記式8において、Total Valueは使用者の総重量であり、
[式9]
LX_Gravity=((LValue3+LValue2)*LX_Proportion)/Total LValue
[式10]
LY_Gravity=((LValue2+LValue1)*LY_Proportion)/Total LValue
前記左ペダルの重心位置は前記式9および前記式10に基づいて算出され、前記式9および前記式10において、LValue1からLValue3は前記センサーAから前記センサーCの重量信号であり、LX_Proportionは前記左ペダルの幾何学的中心を原点にX軸方向に沿って伸びる左ペダルの長さであり、LY_Proportionは前記左ペダルの幾何学的中心を原点にY軸方向に沿って伸びる左ペダルの長さであり、
[式11]
LX_Position=LX_Gravity−(LX_Proportion/2)
[式12]
LY_Position=LY_Gravity−(LY_Proportion/2)
前記左ペダルの重心座標が前記式11および前記式12に基づいて算出され、
[式13]
RX_Gravity=((RValue3+RValue2)*RX_Proportion)/Total RValue
[式14]
RY_Gravity=((RValue2+RValue1)*RY_Proportion)/Total RValue
前記右ペダルの重心位置が前記式13および前記式14に基づいて算出され、前記式13および前記式14において、RValue1からRValue3は前記センサーEから前記センサーGの重量信号であり、RX_Proportionは前記右ペダルの幾何学的中心を原点にX軸方向に沿って伸びる右ペダルの長さであり、RY_Proportionは前記右ペダルの幾何学的中心を原点にY軸方向に沿って伸びる右ペダルの長さであり、
[式15]
RX_Position=RX_Gravity−(RX_Proportion/2)
[式16]
RY_Position=RY_Gravity−(RY_Proportion/2)
前記右ペダルの重心座標が前記式15および前記式16に基づいて算出されることを特徴とする請求項4に記載の歩容訓練機の使用方法。
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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