WO2005074800A1 - 脚力測定装置 - Google Patents

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WO2005074800A1
WO2005074800A1 PCT/JP2005/001897 JP2005001897W WO2005074800A1 WO 2005074800 A1 WO2005074800 A1 WO 2005074800A1 JP 2005001897 W JP2005001897 W JP 2005001897W WO 2005074800 A1 WO2005074800 A1 WO 2005074800A1
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WO
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load
leg
measuring device
foot plate
leg strength
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/001897
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English (en)
French (fr)
Inventor
Shigehiro Kawai
Original Assignee
Japana Co., Ltd.
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Filing date
Publication date
Application filed by Japana Co., Ltd. filed Critical Japana Co., Ltd.
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B69/00—Training appliances or apparatus for special sports
    • A63B69/18—Training appliances or apparatus for special sports for skiing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/22—Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/50—Force related parameters
    • A63B2220/51—Force

Definitions

  • the present invention relates to a leg strength measuring device.
  • Patent Document 1 discloses a leg strength measurement device.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-65652
  • the leg force measurement device has a configuration including a seat, a foot plate provided on the front side of the seat, and a load sensor for measuring a load applied to the foot plate. Then, the person to be measured for leg strength can measure the leg strength of the person to be measured by stepping on the foot plate while sitting on the seat and measuring the stepping force with a load sensor.
  • leg strength necessary for skiing and snowboarding is leg strength accompanying an operation of putting a knee from an upright posture (an operation of bending and stretching the knee).
  • the measurement is performed in a state where the person to be measured is sitting on a seat, and the measurement is performed in a posture completely different from the posture when actually skiing and snowboarding. is there. Therefore, the conventional leg strength measuring device cannot accurately measure the leg strength when skiing or snowboarding. Therefore, the leg strength measured by the conventional leg strength measuring device cannot be an accurate reference for selecting skis, snowboards, ski boots, snowboard shoes, and the like! / ⁇
  • an object of the present invention is to provide a distribution of load points that can be an appropriate reference for selecting a ski, a snowboard, a ski boot, a snowboard boot, and the like.
  • leg force measuring device capable of measuring leg force.
  • the leg strength measuring device according to claim 1, wherein the leg strength subject is individually stepped on the left and right feet by two foot plates, and a load sensor that detects a load applied to each foot plate at at least three points. It is characterized by having the following.
  • the leg strength measuring device includes two foot plates that a leg strength measurer steps on individually with left and right feet, and a load sensor that detects a vertical load and a moment applied to each foot plate. It is characterized by the following.
  • the invention according to claim 3 is the leg strength measuring device according to claim 1, wherein the leg force measurer detects a maximum force detected by the load sensor when the leg strength measurer performs a bending and stretching exercise on the foot plate.
  • Load force A leg force calculating means for calculating the leg force of the leg force measurer by subtracting the weight of the leg force measurer is provided.
  • storage means for storing the maximum load and the weight of the person measuring the leg strength based on the output of the load sensor is omitted. It is characterized by the following.
  • the invention according to claim 5 is the leg strength measuring device according to claim 1, further comprising a width adjusting unit that adjusts a separation width between the two foot plates.
  • the invention according to claim 6 is the leg strength measuring device according to claim 1, wherein a handrail is not provided.
  • the invention according to claim 7 is the leg strength measuring device according to claim 6, wherein the handrail moves together with the foot plate.
  • the invention according to claim 8 is the leg strength measuring device according to claim 1, wherein the foot plate includes a shoe mounting portion for mounting ski boots or snowboard shoes. is there.
  • the load sensor is capable of continuously detecting a plurality of instantaneous values during the bending and stretching movement. It is a thing.
  • the invention according to claim 10 is the leg strength measuring device according to claim 1, further comprising an analyzing means for analyzing a plane distribution of the load based on an output value of the load sensor. Things.
  • the invention according to claim 11 is the leg strength measuring device according to claim 1, wherein the foot plate is shaped so that the ski or snowboard can be placed thereon.
  • a twelfth aspect of the present invention is the leg strength measuring device according to the first aspect, wherein the foot plate is formed of a hard member that is difficult to deform.
  • the invention according to claim 13 is the leg strength measuring device according to claim 1, wherein the foot plate can be fixed in a state of being inclined in the front-rear direction or the lateral direction.
  • two foot plates for the left and right legs are provided, and the load applied to each foot plate is measured at at least three points. Based on the measured values, it is possible to analyze the weight of the subject and the state of the plane distribution of the load when the knee is flexed and extended.
  • the weight distribution of the subject and the plane distribution of the load when the knee is flexed and stretched are analyzed simply by providing one load sensor for each foot plate. be able to.
  • the leg force of the subject can be obtained by subtracting the load force and weight when the subject flexes and extends the knee.
  • the maximum load and the leg strength of the subject when the subject flexes the knee can be obtained based on the measured values stored in the storage means. it can.
  • the separation width between the two foot plates can be adjusted to a width suitable for the subject at any time.
  • the handrail is provided, so that the subject can be secured.
  • the subject can be placed on the foot plate while being held by the handrail.
  • the ski shoes or snowboard shoes are put on and the foot is worn. On the plate.
  • the subject can be put on the foot plate with the ski or snowboard mounted.
  • the foot plate is not easily deformed, so that the load applied to the foot plate can be efficiently transmitted to the load sensor.
  • the subject's leg strength and the like can be obtained in such a manner that the subject approaches the state of actually performing S-skiing and snowboarding. Can be measured.
  • the leg strength measuring device 1 includes a measuring unit 2 and a personal computer (hereinafter, referred to as a PC) 3.
  • the measuring unit 2 is a device that measures a load such as a weight of the subject.
  • the PC 3 receives the measured value measured by the measuring unit 2 and executes a process of calculating a leg force and a load plane distribution of the subject.
  • the measurement section 2 includes a base 4 and two foot plates 5 and 6 provided on the base 4 in parallel with each other. The foot plates 5 and 6 are provided separately so that the person to be leg strength can step on the left and right legs individually.
  • Three load sensors (load cells) 7, 8, and 9 are arranged between one foot plate 5 and the base 4.
  • each of the load sensors 7 to 12 detects a vertical load applied to each of the foot plates 5 and 6.
  • the vertical load means a vertical load applied to each of the foot plates 5 and 6.
  • the base 4 can be formed into a desired shape as long as the base 4 can support the foot plates 5 and 6.
  • the four supports 13, 14, 15 and 16 are assembled into a square. It can be formed by attaching the auxiliary body 17 in parallel with the support 15 while being formed in a rectangular frame shape.
  • casters 18 are provided at the four corners of the base 4 to be movable and movable. Can be formed to be positionable.
  • the foot plates 5, 6 can be formed in a narrow and long shape.
  • the two foot plates 5 and 6 are formed of hard members made of a material such as a bend or a radius that is hardly deformed so that the load applied to the foot plates 5 and 6 can be efficiently transmitted to the load sensors 7 to 12. It is preferred that this be done.
  • a sensor mounting portion 19 wider than the foot plate 5 is fixed to the back surface of the one end of the foot plate 5 in the longitudinal direction.
  • the load sensors 7 and 8 are provided on the back surface of the sensor mounting portion 19.
  • the load sensor 9 is provided on the rear surface of the rear end of the foot plate 5.
  • a sensor mounting portion 20 having a width wider than that of the foot plate 6 is fixed to a back surface of a distal end portion of the other foot plate 5 in the longitudinal direction.
  • the load sensors 10 and 11 are provided on the back surface of the sensor mounting portion 20.
  • the load sensor 12 is provided on the rear surface of the rear end of the foot plate 6.
  • the sensor mounting portion 19 and the three load sensors 7 to 9 are attached to the one foot plate 5, whereby one foot plate unit 21 is configured.
  • the other foot plate unit 22 is formed by assembling the sensor mounting portion 20 and the three load sensors 10 to 12 to the other foot plate 6.
  • the load sensor 9 is located on the axis L1 of one foot plate 5, and the load sensors 7, 8 together with the load sensor 9 form an isosceles triangle. It is placed at the position.
  • the load sensor 12 is located on the axis L2 of the other foot plate 6, and the load sensors 10, 11 are arranged at positions forming an isosceles triangle together with the load sensor 12.
  • the one foot plate unit 21 configured as described above is provided between the support 13 and the auxiliary 17.
  • the two load sensors 7, 8 of the foot plate unit 21 are sandwiched between the sensor mounting portion 19 and the auxiliary body 17, and the load sensor 7 is sandwiched between the foot plate 5 and the support body 13.
  • the foot plate unit 21 is fixed to the auxiliary body 17 and the support body 13.
  • the other foot plate unit 22 can be provided movably along the support 13 and the support 15 while being bridged between the support 13 and the support 15.
  • the moving bodies 23 and 24 are mounted on the supports 13 and 15 so as to be movable with respect to the two supports 13 and 15, and the front end and the rear end of the other foot plate unit 22 are connected to these two supports 13 and 15.
  • the other foot plate unit 22 comes close to and close to the one foot plate unit 21 along the longitudinal direction of the two supports 13 and 15. The distance between the two foot plate units 21 and 22 can be adjusted arbitrarily.
  • the moving bodies 23 and 24 can be formed, for example, in a C-shaped cross section.
  • the movable body 23 can be mounted on the support 15 so as to cover the support 23 on the opening 23a side.
  • the moving body 24 can be mounted on the support 13 so as to cover the support 13 from the opening 24a side. In this way, the moving bodies 23 and 24 mounted on the two supports 13 and 15 can move along the longitudinal direction of the supports 13 and 15.
  • the distal end of the other foot plate unit 22 is attached to the moving body 23 so that the two load sensors 10 and 11 are sandwiched between the sensor mounting portion 20 and the moving body 23, and the other foot plate unit
  • the rear end side of 22 is attached to the moving body 24 so that the load sensor 12 is sandwiched between the foot plate 6 and the moving body 24.
  • the moving bodies 23, 24 and the screws 25, 26, 27 constitute a width adjusting means T for adjusting the separation width between the foot plates 5, 6.
  • All the load sensors 7 to 12 provided in the two foot plate units 21 and 22 are set to measure the load applied to the foot plates 5 and 6 at the same sampling interval. .
  • the other handrail 30 is connected to the other foot plate unit. It can move together with 22 and moving bodies 23 and 24.
  • the handrails 29 and 30 are provided with grip portions made of rubber or the like, so that they can be easily gripped.
  • an opening / closing portion 29a is provided in a part of the handrail 29 on the fixed side so that the person to be measured can pass therethrough, and by providing a stair S, the force of the object It may be easy to put on the foot plates 5 and 6.
  • the PC 3 includes a keyboard as input means 31, a display as display means 32, a CPU 33, a RAM as storage means 34, a ROM 35, and a leg strength calculation means. 36 and load distribution analysis means 37.
  • the input unit 31 is a device for inputting items such as a name of the subject.
  • the input means 31 is specifically formed by, for example, a touch panel or a keyboard, and as shown in FIG. 4, various information regarding the subject such as a name, an address, a date of birth, etc. is input. .
  • the storage unit 34 is a device that stores a series of measured values measured by the load sensors 7 to 12. That is, if the subject performs the bending and stretching motion twice on the foot plates 5 and 6, the measured value measured by the measuring unit 2 changes as shown in FIG. Stores the series of measured values.
  • the leg force calculating means 36 calculates the leg force of the subject, as shown in FIG. 5, and subtracts the weight of the subject from the load when the subject is bent or stretched, that is, the maximum load. Is used to calculate the leg strength of the subject. In the case shown in Fig. 5, since the maximum load is 220 kgf and the weight is 75 kgf, the subject's leg strength is 145 kgf.
  • the load distribution analysis means 37 analyzes the state of the center of gravity distribution of the load based on the measurement values stored in the storage means 34, that is, the measurement values measured by the load sensors 7 to 12. Things.
  • FIG. 6 shows an example of the state of the center of gravity distribution of the load obtained by the load distribution analysis means 37.
  • each point indicates the position of the center of gravity of the load at each moment. That is, FIG. 6 shows the position of the center of gravity of the load at a predetermined sampling interval during a predetermined time, and the result is shown by a plurality of points.
  • the center of gravity of the load A method for obtaining the state of the cloth will be described.
  • the X-coordinate (XG) of the center of gravity of the load at each moment is obtained by Equation 1
  • the Y-coordinate (YG) is obtained by Equation 2.
  • the total load F can be obtained by Equation 3.
  • fl is the measured value of the load sensor 7 or 10
  • f2 is the measured value of the load sensor 8 or 11
  • f3 is the measured value of the load sensor 9 or 12.
  • the Y axis is set along the axis L1 of the foot plate 5 or the axis L2 of the foot plate 6, and the X axis passes through the center ⁇ of the foot plate 5 or 6, and Are set to be orthogonal to.
  • Equation 4 The linear approximation is shown by Equation 4.
  • n indicates the number of data.
  • the display means 32 displays the name, weight, leg strength, maximum load, etc. of the person to be measured as shown in FIG. 7, and is also measured by load sensors 7 to 12 as shown in FIG.
  • the measured values are displayed in a graph, and the distribution of the load analyzed by the load distribution analyzing means 37 is displayed as an image as shown in FIG.
  • the distance between the two foot plate units 21 and 22 is substantially equal to the shoulder width of the subject by moving the one foot plate unit 21 closer to and away from the other foot plate unit 22. Tighten the screws 25, 26 and 27 with them aligned. Thereby, the position of the other foot plate unit 22 is fixed, and the interval between the two foot plate units 21 and 22 is determined.
  • the subject opens the opening / closing part 29a of the handrail 29, climbs the stairs S, places one leg on one foot plate 5, and places the other leg on the other foot plate 6. Then, the leg strength measuring device 1 is operated while being placed on the two foot plates 5 and 6. Thereafter, the measurer performs bending and stretching movements a plurality of times, for example, twice. At this time, the measured values output from all the load sensors 7 to 12 are stored in the storage means 34.
  • the leg strength calculating means 36 obtains the leg strength by subtracting the weight of the subject from the maximum load measured by the measuring unit 2.
  • the load distribution analysis means 37 calculates the positions of the centers of gravity at each moment by calculating the equations (1), (2), and (3) based on the measurement values measured by the load sensors 7 to 12. Further, by continuously measuring the position of the center of gravity a plurality of times at a predetermined sampling interval, the state of the movement of the center of gravity is obtained as shown in FIG.
  • the display means 32 displays the name, gender, weight, leg strength, maximum load, and the like of the subject as shown in FIG. 8, and displays a series of data measured by the measurement unit 2 as shown in FIG. The measured values are displayed in a graph, and, as shown in Fig. 6, at each moment analyzed by the load distribution analysis means 37. The center position of the applied load is indicated by a point.
  • the subject receives the advice of a salesclerk of a ski boot or snowboard shoe store while visually checking the center of gravity of the load of the subject displayed on the display means 32. That is, when skiing or snowboarding, it is preferable that the center of gravity of the weight of the skier or snowboarder be concentrated in the narrow range A on the thumb side of the leg K, as shown in FIG. Therefore, the subject can be instructed to correct his / her posture so that the center of gravity of the clerk and the weight of the clerk concentrates on the narrow range A on the thumb side.
  • the advanced skiers and snowboarders tend to concentrate the center of gravity on the narrow range A on the thumb side as described above, while the beginners tend to concentrate on the center of gravity of the weight. Locations tend to be spread out over a wide area. Therefore, it can be used as a reference for selecting the hardness of the shell or leather of ski boots or snowboard shoes based on the degree of dispersion of the position of the center of gravity of the weight. That is, a hard shell or leather shoe can be recommended for advanced users, and a soft shell or leather shoe can be recommended for beginners.
  • a mounting portion for mounting ski boots or snowboard shoes is provided on the foot plates 5 and 6, and the load is measured while the subject wears the ski boots or snowboard shoes. By doing so, it is possible to measure leg strength and the like under a more realistic condition. Further, the subject may wear the ski shoes or snowboard shoes, and further, may mount the skis or snowboard on the foot plates 5 and 6 to measure the load.
  • the foot plates 5 and 6 may be provided horizontally. However, the foot plates 5 and 6 may be inclined in the front-rear direction, or the foot plates 5 and 6 may be tilted left and right around the axis LI, L2. When the subject is placed on the foot plates 5 and 6, the subject is in a so-called, toe-up, toe-down, or left-to-right twisted state. In this way, the leg strength and the center of gravity of the subject can be determined while skiing or snowboarding is actually performed.
  • FIG. 9 shows a second embodiment.
  • the feature of the second embodiment is that a six-axis
  • the sensor 41 was used.
  • one six-axis sensor 41 can measure the planar distribution of the load of the subject.
  • a method of measuring the load distribution using the six-axis sensor 41 will be described. Since one 6-axis sensor 41 is installed on each of the foot plates 5 and 6, a case where one 6-axis sensor 41 is installed on any one of the foot plates 5 or 6 will be described.
  • an X axis and a Y axis that are orthogonal to each other are set on the foot plate.
  • the X axis or the Y axis can be set, for example, in accordance with the axis of the foot plate.
  • the 6-axis sensor 41 is installed at the origin ⁇ .
  • the 6-axis sensor 41 can simultaneously measure loads Fx, Fy, and Fz parallel to the X, Y, and Z axes and moments Mx, My, and Mz for the X, Y, and Z axes. is there.
  • Equation 10 a case where the movement of the load point is linearly approximated by continuously measuring the center of gravity (XG, YG) of the load at predetermined intervals as described above will be described.
  • the straight-line approximation can be obtained by Equation 10 based on the least square method.
  • Equation 10 The slope C and intercept d of Equation 10 can be obtained by Equations 11 and 12.
  • n indicates the number of data.
  • ⁇ X> indicates the average X coordinate of the X coordinate of each barycentric position when a plurality of barycentric positions of the load are obtained.
  • ⁇ Y> indicates the average ⁇ coordinate of the ⁇ coordinates of each center of gravity when a plurality of centers of gravity of the load are obtained.
  • the type and number of load sensors are not limited to those of the embodiment as long as the plane distribution of the load applied to each of the foot plates 5 and 6 can be measured.
  • two force sensors 7, 8, 10 and 11 are provided at the front end of the foot plates 5 and 6, respectively, and one load sensor 9 and 12 is provided at the rear end.
  • One load sensor may be provided on the front end side of each of G and 5, and two load sensors may be provided on the rear end side.
  • FIG. 1 is a perspective view of a leg strength measuring device. (First Embodiment)
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a positional relationship of a load sensor. (First Embodiment)
  • FIG. 3 is a block diagram. (First Embodiment)
  • FIG. 4 is a front view of input means showing a screen for inputting information about a subject.
  • FIG. 5 is a graph showing measured values. (First Embodiment)
  • FIG. 6 shows a screen showing a planar distribution of loads.
  • FIG. 7 is a front view of display means showing display contents. (First Embodiment)
  • FIG. 8 is a view showing an ideal state of a load distribution on a sole. (First Embodiment)
  • FIG. 9 is a diagram showing a method of obtaining a measured value using a six-axis sensor as a load sensor. (No. 2 embodiment) Explanation of reference numerals

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Abstract

　スキー板、スノーボード、スキー靴、スノーボード靴を選定する等の参考になり得る、荷重の重心分布や脚力を測定することのできる脚力測定装置を提供することにある。　被測定者が左右の足で個別に踏む２つのフットプレー５，６と、各フットプレート５，６に加わる荷重を少なくとも３点において検出する荷重センサ７，８，９，１０，１１，１２とを備えたことを特徴とするものである。

Description

明 細 書
脚力測定装置
技術分野
[0001] 本発明は、脚力測定装置に関する。
背景技術
[0002] スキーヤー又はスノーボーダーにとって、自己の足裏に加わる荷重点の分布や脚 力等を知ることは、自己に好適なスキー板、スノーボード、スキー靴やスノーボード靴 を選定するに際して好ま U、ことである。
[0003] 特許文献 1には、脚力測定装置が開示されている。
特許文献 1 :特開 2002— 65652 該脚力測定装置はシートと、該シートの前側に設 けられたフットプレートと、該フットプレートに加わる荷重を測定する荷重センサとを備 えた構成である。そして、脚力の被測定者は、シートに座した状態でフットプレートを 踏み込み、その踏込力を荷重センサで測定することにより、被測定者の脚力を測定 できるものである。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] ところで、スキーやスノーボードを行う際に必要な脚力は、直立の姿勢から膝を入れ る動作 (膝を屈伸させる動作)に伴う脚力である。しかし、従来技術の脚力測定装置 では、被測定者がシートに座した状態で測定するものであって、実際にスキーゃスノ 一ボードを行う際の姿勢とは全く異なった姿勢で測定するものである。従って、従来 技術の脚力測定装置では、スキーやスノーボードを行う際の脚力を正確に測定する ことができないものであった。このため、従来技術の脚力測定装置によって測定され た脚力は、スキー板、スノーボード、スキー靴、スノーボード用の靴等を選定する正確 な参考にはなり得な！/ヽものであった。
[0005] そこで、本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、その目的は、スキー板、スノ 一ボード、スキー靴、スノーボード靴を選定する等の適当な参考になり得る、荷重点 の分布や脚力を測定することのできる脚力測定装置を提供することにある。 課題を解決するための手段
[0006] 請求項 1に記載の脚力測定装置は、脚力被測定者が左右の足で個別に踏む 2つ のフットプレートと、各フットプレートにカ卩わる荷重を少なくとも 3点において検出する 荷重センサとを備えたことを特徴とするものである。
[0007] 請求項 2に記載の脚力測定装置は、脚力測定者が左右の足で個別に踏む 2つの フットプレートと、各フットプレートに加わる垂直荷重及びモーメントを検出する荷重セ ンサとを備えたことを特徴とするものである。
[0008] 請求項 3に記載の発明は、請求項 1に記載の脚力測定装置において、脚力測定者 が前記フットプレートの上に載って屈伸運動を行った際に前記荷重センサによって検 出される最大荷重力 脚力測定者の体重を減算することにより脚力測定者の脚力を 演算する脚力演算手段を備えたことを特徴とするものである。
[0009] 請求項 4に記載の発明は、請求項 3に記載の脚力測定装置において、前記荷重セ ンサの出力に基づき前記最大荷重及び脚力測定者の体重を記憶する記憶手段を備 免たことを特徴とするものである。
[0010] 請求項 5に記載の発明は、請求項 1に記載の脚力測定装置において、前記 2つの フットプレートの離間幅を調整する幅調整手段を備えたことを特徴とするものである。
[0011] 請求項 6に記載の発明は、請求項 1に記載の脚力測定装置において、手すりを備 免たことを特徴とするものである。
[0012] 請求項 7に記載の発明は、請求項 6に記載の脚力測定装置において、前記手すり は、前記フットプレートと共に移動することを特徴とするものである。
[0013] 請求項 8に記載の発明は、請求項 1に記載の脚力測定装置において、前記フットプ レートは、スキー靴又はスノーボード靴を装着する靴装着部を備えたことを特徴とす るものである。
[0014] 請求項 9に記載の発明は、請求項 1に記載の脚力測定装置において、前記荷重セ ンサは、屈伸運動中の複数の瞬間値を連続して検出可能であることを特徴とするも のである。
[0015] 請求項 10に記載の発明は、請求項 1に記載の脚力測定装置において、荷重セン サの出力値に基づき、荷重の平面分布を解析する解析手段を備えたことを特徴とす るものである。
[0016] 請求項 11に記載の発明は、請求項 1に記載の脚力測定装置において、前記フット プレートは、前記スキー板又はスノーボードを載置できる形状にしたことを特徴とする ものである。
[0017] 請求項 12に記載の発明は、請求項 1に記載の脚力測定装置において、前記フット プレートは、変形し難 、硬質の部材で形成されたことを特徴とするものである。
[0018] 請求項 13に記載の発明は、請求項 1に記載の脚力測定装置において、前記フット プレートは、前後方向又は横方向へ傾斜した状態で固定できることを特徴とするもの である。
発明の効果
[0019] 請求項 1に記載の発明によれば、左右の脚用の二つのフットプレートを備え、各フッ トプレートに加わる荷重を少なくとも 3点において測定するようにしたので、当該 3点に おいて測定された測定値に基づき、被測定者の体重や、膝を屈伸運動した際の荷 重の平面分布の状況を解析することができる。
[0020] 請求項 2に記載の発明によれば、各フットプレートに荷重センサを 1つ備えるだけで 、被測定者の体重や、膝を屈伸運動した際の荷重の平面分布の状況を解析すること ができる。
[0021] 請求項 3に記載の発明によれば、被測定者が膝を屈伸運動した際の荷重力 体重 を減算することにより、被測定者の脚力を求めることができる。
[0022] 請求項 4に記載の発明によれば、記憶手段に記憶されて!、る測定値に基づき、被 測定者が膝を屈伸した際の最大荷重および被測定者の脚力を求めることができる。
[0023] 請求項 5に記載の発明によれば、二つのフットプレート間の離間幅を被測定者に適 した幅に随時調整することができる。
[0024] 請求項 6に記載の発明によれば、手すりを備えたので、被測定者の安全を図ること ができる。
[0025] 請求項 7に記載の発明によれば、被測定者は、手すりに掴まった状態でフットプレ ートに載ることができる。
[0026] 請求項 8に記載の発明によれば、スキー靴又はスノーボード靴を履 、た状態でフッ トプレートに載ることができる。
[0027] 請求項 9に記載の発明によれば、被測定者の屈伸運動中の体重移動の様子を検 出することができる。
[0028] 請求項 10に記載の発明によれば、被測定者の体重の平面分布を解析することが できる。
[0029] 請求項 11に記載の発明によれば、被測定者は、スキー板又はスノーボードを装着 した状態でフットプレートに載ることができる。
[0030] 請求項 12に記載の発明によれば、フットプレートが変形し難いので、該フットプレー トに加わる荷重を効率良く荷重センサに伝達することができる。
[0031] 請求項 13に記載の発明によれば、フットプレートを傾斜させることにより、被測定者 力 Sスキーやスノーボードを実際に行っている状態に近づけた態勢で、被測定者の脚 力等を測定することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0032] 図 1に示すように、脚力測定装置 1は、測定部 2と、パーソナルコンピュータ（以下、 PCという） 3とを備えている。測定部 2は、被測定者に関する体重等の荷重を測定す る機器である。 PC3は、測定部 2によって測定された測定値を入力して、被測定者の 脚力や荷重の平面分布等を演算する処理を実行するものである。前記測定部 2は、 基台 4と、該基台 4の上に互いに平行に設けられた 2つのフットプレート 5, 6を備えて いる。該フットプレート 5, 6は、脚力被測定者が左右の脚で個別に踏めるように二つ 分離して設けられている。一方のフットプレート 5と前記基台 4との間には、三つの荷 重センサ（ロードセル） 7, 8, 9が配置されている。又、他方のフットプレート 6と前記基 台 4との間には、三つの荷重センサ 10, 11, 12が配置されている。該各荷重センサ 7乃至 12は、各フットプレート 5, 6に加わる垂直荷重を検出するものである。ここで、 垂直荷重とは、各フットプレート 5, 6に加わる垂直方向の荷重を意味する。
[0033] 基台 4は、前記フットプレート 5, 6を支持できる形状であれば、所望の形状に形成 できるものであるが、例えば、四つの支持体 13, 14, 15, 16を四角形に組付けて四 角形の枠状に形成されると共に、支持体 15平行に補助体 17が組み付けられて形成 することができる。又、該基台 4の四隅には、キャスター 18を設けて、移動可能で且 つ位置決め可能に形成することができる。該基台 4がこのように形成された場合、一 方のフットプレート 5が支持体 13と補助体 17との間に架設され、他方のフットプレート 6が支持体 13と支持体 15との間に架設されて設けることができる。
[0034] 前記フットプレート 5, 6は、細幅の長尺の形状に形成できる。両フットプレート 5, 6 は、該フットプレート 5, 6自体に加わる荷重を効率良く前記荷重センサ 7乃至 12に伝 達できるように、曲げや橈み等の変形し難い材質の硬質の部材によって形成されるこ とが好ましい。一方のフットプレート 5の長手方向の先端部裏面には、該フットプレー ト 5よりも幅の広いセンサ取付部 19が固定されている。そして、該センサ取付部 19の 裏面には、前記荷重センサ 7, 8が設けられている。又、該フットプレート 5の後端部の 裏面には、前記荷重センサ 9が設けられている。
[0035] 又、前記他方のフットプレート 5の長手方向の先端部裏面には、該フットプレート 6よ りも幅の広いセンサ取付部 20が固定されている。そして、該センサ取付部 20の裏面 には、前記荷重センサ 10, 11が設けられている。又、該フットプレート 6の後端部の 裏面には、前記荷重センサ 12が設けられている。
前述のように、一方のフットプレート 5に対してセンサ取付部 19と三つの荷重センサ 7 乃至 9が組み付けられることにより、一方のフットプレートユニット 21が構成される。 又、他方のフットプレート 6に対してセンサ取付部 20と三つの荷重センサ 10乃至 12 が組み付けられることにより、他方のフットプレートユニット 22が構成される。ここで、 図 1および図 2に示すように、荷重センサ 9は、一方のフットプレート 5の軸線 L1上 に位置し、荷重センサ 7, 8は、該荷重センサ 9と共に、二等辺三角形を形成する位 置に配置されるものである。又、荷重センサ 12は、他方のフットプレート 6の軸線 L2 上に位置し、荷重センサ 10, 11は、該荷重センサ 12と共に、二等辺三角形を形成 する位置に配置されるものである。
[0036] そして、前述のように構成される一方のフットプレートユニット 21は、支持体 13と補 助体 17との間に架設されるものである。該フットプレートユニット 21の二つの荷重セ ンサ 7, 8がセンサ取付部 19と補助体 17との間に挟まれ、荷重センサ 7がフットプレー ト 5と支持体 13との間に挟まれる状態で、該フットプレートユニット 21は補助体 17と支 持体 13とに固定される。 [0037] 又、他方のフットプレートユニット 22は、支持体 13と支持体 15との間に架設された 状態で、これら支持体 13と支持体 15に沿って移動可能に設けることができる。この場 合、二つの支持体 13, 15に対して移動可能に移動体 23, 24を該支持体 13, 15に 装着し、該他方のフットプレートユニット 22の先端部及び後端部をこれら二つの移動 体 23, 24にそれぞれ固定すれば、該他方のフットプレートユニット 22は、二つの支 持体 13, 15の長手方向に沿って、前記一方のフットプレートユニット 21に対して接 近、及び離間できて、二つのフットプレートユニット 21, 22の間の離間幅を任意に調 整できるものである。
[0038] 即ち、図 1に示すように、前記移動体 23, 24は、例えば、断面が C字形に形成する ことができる。そして、前記移動体 23は、その開口 23a側力 前記支持体 15に被せ るようにして該支持体 15に装着することができる。又、前記移動体 24は、その開口 2 4a側から前記支持体 13に被せるようにして該支持体 13に装着することができる。こ のようにして、二つの支持体 13, 15に装着された移動体 23, 24は該支持体 13, 15 の長手方向に沿って移動可能である。他方のフットプレートユニット 22の先端側は、 二つの荷重センサ 10, 11がセンサ取付部 20と移動体 23との間に挟まれるようにして 該移動体 23に取付けられ、該他方のフットプレートユニット 22の後端側は、荷重セン サ 12がフットプレート 6と移動体 24との間に挟まれるようにして該移動体 24に取付け られるちのである。
[0039] 前記支持体 13, 15に対して、移動体 23, 24の位置決めをするために、移動体 23, 24を貫通してネジ 25,26,27を備えると共〖こ、支持体 13, 15の長手方向に長孔 28を 設け、該ネジ 25,26,27とナット（図示せず）とによって長孔 28の周縁を締め付けるこ とにより、該支持体 13, 15に対して移動体 23, 24の位置決めをできる構成になって いる。
[0040] 前記移動体 23, 24とネジ 25, 26, 27によって、フットプレート 5, 6間の離間幅を調 整する幅調整手段 Tが構成される。
[0041] 前記両フットプレートユニット 21, 22に設けられた全ての荷重センサ 7乃至 12は、 フットプレート 5, 6にカ卩わる荷重を同一のサンプリング間隔で、測定するように設定さ れている。 [0042] 又、前記支持体 16に一方の手すり 29を固定すると共に、他方の手すり 30の端部を 前記移動体 23, 24に固定することにより、該他方の手すり 30は他方のフットプレート ユニット 22及び移動体 23, 24と一緒に移動できるものである。両手すり 29, 30には 、ゴム製等のグリップ部を設けることにより、握り易くすることができる。又、図 1中、一 点鎖線で示すように、固定側の手すり 29の一部に開閉部 29aを設けて被測定者が 通れるようにすると共に、階段 Sを設けることにより、被測定者力フットプレート 5, 6上 に容易に載ることができるようにしても良 、。
[0043] 図 3に示すように、前記 PC3は、入力手段 31としてのキーボードと、表示手段 32と してのディスプレイと、 CPU33と、記憶手段 34としての RAMと、 ROM35と、脚力演 算手段 36と、荷重分布解析手段 37とを備えている。
[0044] 前記入力手段 31は、被測定者に関する氏名等の項目を入力する機器である。該 入力手段 31は、具体的には、例えば、タツチパネル又はキーボード等によって形成 され、図 4に示すように、名前、住所、生年月日等のような被測定者に関する様々な 情報が入力される。
[0045] 前記記憶手段 34は、荷重センサ 7乃至 12によって測定された一連の測定値を記 憶する機器である。即ち、被測定者がフットプレート 5, 6に載って仮に二回の屈伸動 作を行った場合、測定部 2で測定された測定値は図 4に示すように変動するが、前記 記憶手段 34は、当該一連の測定値を記憶するものである。
[0046] 前記脚力演算手段 36は、被測定者の脚力演算するもので、図 5に示すように、被 測定者の屈伸時の荷重、即ち、最大荷重から被測定者の体重を減算することにより、 被測定者の脚力を演算するものである。図 5に示す場合は、最大荷重が 220kgfであ つて体重が 75kgfであるため、被測定者の脚力は、 145kgfである。
[0047] 前記荷重分布解析手段 37は、前記記憶手段 34に記憶された測定値、即ち、各荷 重センサ 7乃至 12によって測定された測定値に基づき、荷重の重心分布の状態を解 析するものである。該荷重分布解析手段 37によって求められた荷重の重心分布の 状態の一例を図 6に示す。図 6において、各点は、各瞬間における荷重の重心位置 を示すものである。つまり、図 6は、所定時間中に所定のサンプリング間隔で荷重の 重心位置を求め、その結果を複数個の点で示したものである。次に、荷重の重心分 布の状態を求める手法について説明する。各瞬間における荷重の重心の X座標 (X G)は数 1によって求まり、 Y座標 (YG)は数 2によって求まる。但し、全荷重 Fは、数 3 によって求まる。
[0048] [数 1]
XG= ( f 1 - f 2) a/F
[0049] [数 2]
YG= ( f 1 + f 2 - f 3 ) b/F
[0050] [数 3]
F= f 1 + f 2 + f 3
[0051] (但し、図 2に示すように、 flは荷重センサ 7又は 10の測定値で、 f2は荷重センサ 8 又は 11の測定値で、 f3は荷重センサ 9又は 12の測定値である。 ) 尚、図 6中、 Y軸 は、フットプレート 5の軸心 L1又はフットプレート 6の軸心 L2に沿って設定され、 X軸 は、フットプレート 5又は 6の中心 Ωを通って前記 Y軸に直交するように設定される。
[0052] 次に、前記荷重分布解析手段 37によって求められた荷重の重心分布の時間の経 過に伴った偏移の様子を直線近似する手法について説明する。この直線近似は、最 小自乗法を用いて行う。
[0053] 前記直線近似は数 4で示す。
[0054] 画
Y= cX+ d
[0055] 前記直線の傾き C及び切片 dは、数 5,数 6で示す。
[0056] [数 5] c = (∑X i Y i -n<XXY» ノ C∑X i -n<X>)
[0057] (但し、 nはデータ数を示す。 )
[0058] [数 6] d=<Y>-c<X> [0059] (但し、 <X>は、測定した複数の荷重点の X座標の平均座標を示す。又、 < Y>は 、測定した複数の荷重点の Υ座標の平均座標を示す。 ) によって求めることができる 。このようにして求めた近似直線は、図 5中、 L3および L4である。前記脚力演算手段 36、および荷重分布解析手段 37は、 ROM35に予め格納されているプログラムソフ トに基づき、構成することができる。
[0060] 前記表示手段 32は、図 7に示すように、被測定者の名前、体重、脚力、最大荷重 等を表示する他に、図 5に示すように、荷重センサ 7乃至 12で測定された測定値をグ ラフで表示し、更に、図 6に示すように、荷重分布解析手段 37で解析された荷重の 分布を画像表示するものである。
[0061] 次に、作用について説明する。図 1において、一方のフットプレートユニット 21に対 して他方のフットプレートユニット 22を接近させ、又、離間させることにより、両フットプ レートユニット 21, 22間の間隔を、被測定者の肩幅に略一致させた状態でネジ 25, 26, 27を締め付ける。これにより、他方のフットプレートユニット 22の位置が固定され て、両フットプレートユニット 21, 22間の間隔が決定する。
[0062] 次に、被測定者は、手すり 29の開閉部 29aを開き、階段 Sを登って、一方の脚を一 方のフットプレート 5に載せ、他方の脚を他方のフットプレート 6に載せて、二つのフッ トプレート 5, 6に跨って載った状態で、脚力測定装置 1を作動させる。その後、測定 者は、複数回、例えば、二回の屈伸運動を行う。この際に、全ての荷重センサ 7乃至 12から出力された測定値は、記憶手段 34に記憶される。
[0063] 脚力演算手段 36は、図 5に示すように、前記測定部 2で測定された最大荷重から 被測定者の体重を減算することにより、脚力を求める。
[0064] 荷重分布解析手段 37は、荷重センサ 7乃至 12で測定された測定値に基づき、式（ 1)、（2)、（3)を演算することにより、各瞬間における重心位置を求める。又、当該重 心位置を所定のサンプリング間隔で複数回連続して測定することにより、図 6に示す ように、重心移動の状態を求める。
[0065] 表示手段 32は、図 8に示すように、被測定者の名前、性別、体重、脚力、最大荷重 等を表示すると共に、図 5に示すように、測定部 2で測定された一連の測定値をダラ フ表示し、更に、図 6に示すように、荷重分布解析手段 37で解析された各瞬間にお ける荷重の中心位置を点で表示する。
[0066] 被測定者は、表示手段 32で表示された、被測定者の荷重の重心位置を目視しな がらスキー靴やスノーボード靴の販売店の店員のアドバイスを受ける。即ち、スキー やスノーボード等を行う際、図 8に示すように、スキーヤーやスノーボーダーの体重の 重心位置は、脚 Kの親指側の狭い範囲 A内に集中することが好ましい。従って、被測 定者は、前記店員力も体重の重心位置が、親指側の狭い範囲 Aに集中するように姿 勢を矯正する等の指導を受けることができる。
[0067] 又、前述のように、被測定者の重心の分布を知ることにより、各被測定者に適したィ ンノールの診断や、選定を行うことができ、又、各被測定者に適した靴やスキー板の 診断、選定、調整、更には、設計、開発に役立たせることができる。
[0068] 又、一般的に、スキーヤーやスノーボーダーの上級者は、前述のように、体重の重 心位置が親指側の狭い範囲 Aに集中する傾向にあり、一方、初心者は、体重の重心 位置が広い範囲に分散する傾向にある。従って、体重の重心位置の分散の程度に 基づき、スキー靴やスノーボード用靴のシェル又は皮革の硬さを選定する基準とする ことができる。即ち、上級者には、硬質のシェル又は皮革の靴を推奨し、初級者には 軟質のシェル又は皮革の靴を推奨することができる。
[0069] 尚、フットプレート 5, 6上に、スキー靴やスノーボード靴を装着するための装着部を 設け、被測定者がスキー靴やスノーボード用靴を履いた状態で、荷重を測定するよう にすれば、より実際に近い状況下での脚力等を測定することができるものである。又 、被測定者は、スキー靴やスノーボード靴を装着し、更に、スキー板やスノーボードを 装着した状態で、フットプレート 5, 6上に載って荷重を測定するようにしても良い。
[0070] 又、フットプレート 5, 6は、水平に設けても良いが、該フットプレート 5, 6を前後方向 に傾斜させ、又は該フットプレート 5, 6の軸芯 LI, L2を中心に左右に傾斜させた状 態で配置することにより、被測定者が該フットプレート 5, 6上に載った状態で、いわゆ る、つま先上がりや、つま先下がりの状態、又は左右に捩れた状態になるようすれば 、スキーやスノーボードを実際に行っている状態で、被測定者の脚力や重心分布を 柳』定することができる。
[0071] 図 9は第 2実施形態を示す。この第 2実施形態の特徴は、荷重センサとして、 6軸セ ンサ 41を用いた点にある。この実施形態においては、 1つの 6軸センサ 41によって、 被測定者の荷重の平面分布を測定することができる。次に、 6軸センサ 41によって、 荷重分布を測定する手法について説明する。尚、 6軸センサ 41は、各フットプレート 5, 6に 1つ設置するため、任意の 1つのフットプレート 5又はフットプレート 6に 1つの 6 軸センサ 41を設置した場合について説明する。先ず、フットプレート上に、互いに直 交する X軸と Y軸とを設定する。該 X軸又は Y軸を、例えば、フットプレートの軸心に 一致させて設定することができる。次に、 X軸と Y軸の原点 Ωを通ってこれら X軸と Y 軸に直交する Z軸を設定する。該原点 Ωに 6軸センサ 41を設置する。該 6軸センサ 4 1は、 X軸、 Y軸、 Z軸に平行な荷重 Fx、 Fy、 Fzと、 X軸、 Y軸、 Z軸に関するモーメン ト Mx、 My、 Mzとが同時に測定できるものである。
[0072] そして、被測定者がフットプレートに載った際に測定された各荷重値 Fz、 Mx、 My により、数 7,数 8,数 9によって、荷重値 Fおよび荷重の重心位置 (XG、 YG)を求める ことができる。
[0073] [数 7]
F = FZ
[0074] [数 8]
XG=-My/Fz
[0075] [数 9]
YG=-Mx/Fz
[0076] 次に、前述のように、荷重の重心位置 (XG、 YG)を所定間隔毎に測定し続けること により、荷重点の移動を直線近似する場合について説明する。当該直線近似は最小 自乗法に基づき、数 10によって求めることができる。
[0077] [数 10] y = cX+ d
[0078] 前記数 10の傾き Cと切片 dは、数 11,数 12によって求めることができる。
[0079] [数 11] n. n z ¾
c = (∑X i Y i — n < X〉< Y>) Z (∑X i 一 n < X〉）
[0080] 但し、 nはデータ数を示す。
[0081] [数 12]
d = < Y > - c < X >
[0082] ここで、 <X>は、荷重の重心位置を複数求めた場合における各重心位置の X座 標の平均の X座標を示す。又、 <Y>は、荷重の重心位置を複数求めた場合におけ る各重心位置の Υ座標の平均の Υ座標を示す。
[0083] 尚、第 1実施形態においては、各フットプレート 5, 6に三つの荷重センサを設け、第 2実施形態においては一つの 6軸センサを設けて、各フットプレート 5, 6にカ卩わる荷 重を測定したが、各フットプレート 5, 6に加わる荷重の平面分布を測定できるもので あれば、荷重センサの種類や数は、実施形態の荷重センサに限定されるものではな い。又、第 1実施形態において、フットプレート 5,6の先端側にそれぞれ二つの荷重セ ンサ 7, 8、 10,11を設け、後端側に 1つの荷重センサ 9、 12を設けた力 フットプレー ト 5,6の先端側にそれぞれ一つの荷重センサを設け、後端側に二つの荷重センサを 設けても良い。
図面の簡単な説明
[0084] [図 1]脚力測定装置の斜視図である。（第 1実施形態）
[図 2]荷重センサの位置関係を示す模式図である。 （第 1実施形態）
[図 3]ブロック図である。（第 1実施形態）
圆 4]被測定者に関する情報を入力する画面を示す入力手段の正面図である。（第 1 実施形態）
[図 5]測定値を示すグラフ表示である。（第 1実施形態）
[図 6]荷重の平面分布を示す画面を示す。（第 1実施形態）
[図 7]表示内容を示す表示手段の正面図である。（第 1実施形態）
[図 8]足裏において荷重分布の理想的な状態を示す図である。（第 1実施形態）
[図 9]荷重センサとして 6軸センサを用いて測定値を求める手法を示す図である。（第 2実施形態） 符号の説明
1 脚力測定装置
2 測定部
5, 6 フットプレート
7, 8, 9, 10, 11， 12 荷重センサ 34 記憶手段
36 脚力演算手段
37 荷重分布解析手段
T 幅調整手段

Claims

請求の範囲
[I] 脚力被測定者が左右の足で個別に踏む 2つのフットプレートと、各フットプレートに 加わる荷重を少なくとも 3点において検出する荷重センサとを備えたことを特徴とする 脚力測定装置。
[2] 脚力測定者が左右の足で個別に踏む 2つのフットプレートと、各フットプレートに加わ る垂直荷重及びモーメントを検出する荷重センサとを備えたことを特徴とする脚力測 定装置。
[3] 脚力測定者が前記フットプレートの上に載って屈伸運動を行った際に前記荷重セ ンサによって検出される最大荷重力 脚力測定者の体重を減算することにより脚力 測定者の脚力を演算する脚力演算手段を備えたことを特徴とする請求項 1に記載の 脚力測定装置。
[4] 前記荷重センサの出力に基づき前記最大荷重及び脚力測定者の体重を記憶する 記憶手段を備えたことを特徴とする請求項 3に記載の脚力測定装置。
[5] 前記 2つのフットプレートの離間幅を調整する幅調整手段を備えたことを特徴とする 請求項 1に記載の脚力測定装置。
[6] 手すりを備えたことを特徴とする請求項 1に記載の脚力測定装置。
[7] 前記手すりは、前記フットプレートと共に移動することを特徴とする請求項 6に記載 の脚力測定装置。
[8] 前記フットプレートは、スキー靴又はスノーボード靴を装着する靴装着部を備えたこ とを特徴とする請求項 1に記載の脚力測定装置。
[9] 前記荷重センサは、屈伸運動中の複数の瞬間値を連続して検出可能であることを 特徴とする請求項 1に記載の脚力測定装置。
[10] 荷重センサの出力値に基づき、荷重の平面分布を解析する解析手段を備えたこと を特徴とする請求項 1に記載の脚力測定装置。
[II] 前記フットプレートは、前記スキー板又はスノーボードを載置できる形状にしたこと を特徴とする請求項 1に記載の脚力測定装置。
[12] 前記フットプレートは、変形し難!ヽ硬質の部材で形成されたことを特徴とする請求項 1に記載の脚力測定装置。 [13] 前記フットプレートは、前後方向又は横方向へ傾斜した状態で固定できることを特 徴とする請求項 1に記載の脚力測定装置。
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