JP3542994B2

JP3542994B2 - Barymeter

Info

Publication number: JP3542994B2
Application number: JP2002044038A
Authority: JP
Inventors: 田重昭園; 田光晴和; 奈洋一伊
Original assignee: 株式会社ニューオプト; 株式会社ワミー
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2022-02-20
Also published as: JP2003240630A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重心位置が、足や靴の接地面のどこに位置するかを測定する重心計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人の立位時の前後の重心位置は、理想的には、踵から爪先方向に対して、４７％の位置にあると言われている。
重心の位置は、競技・スポーツを行うときの最も重要なファクターの一つであり、特に、スキーは重心移動によりスキーブーツを介してスキー板を操作することによって雪面上を自由に滑走するものであるから、重心移動を正確にスキー板に伝えることができなければ上手く滑ることができない。
【０００３】
このため、スキー板、スキーブーツには、その性能を発揮するための理想的な荷重点（重心点）が印されている。
この荷重点から外れた装着をすると、滑り難く競技成績に悪影響を及ぼすだけでなく、事故や怪我の要因になる。
【０００４】
したがって、競技選手が能力を如何なく発揮し、初心者がより安全にスキーを楽しむためには、スキーブーツとスキー板の重心点を一致させる必要があり、この調整はビンディングを調整することにより簡単にできる。
【０００５】
しかしながら、人の重心点がスキーブーツの荷重点に一致しているか否かは研究室レベルで測定することは行われていても、一般のスキー用具販売店でなどで行われてはいなかった。
【０００６】
このような重心を簡便に測定するものとして図６に示すような重心計が提案されている（特開平３−２４４４３８号公報参照）。
この重心計３１は、三角形の踏台３２の頂点に夫々配された３個の荷重センサＳ_１〜Ｓ_３の検出荷重Ｐ_１〜Ｐ_３に基づいて重心位置を測定するものであり、荷重センサＳ_１の位置を原点とするＸＹ座標を想定し、重心位置（Ｇｘ、Ｇｙ）に体重分の集中荷重が作用したと仮定し、原点におけるＸ方向とＹ方向のモーメントの釣り合いから下式により重心位置を算出している。
Ｇｘ＝（Ｐ_２−Ｐ_３）ｘ_０／Ｗ………………（１）
Ｇｙ＝（Ｐ_２＋Ｐ_３）ｙ_０／Ｗ………………（２）
ｘ_０：原点から荷重センサＳ_２、Ｓ_３までのＸ方向の距離
ｙ_０：原点から荷重センサＳ_２、Ｓ_３までのＹ方向の距離
このようにして、この種の重心計を用いれば、重心位置のｘ，ｙ座標を比較的簡単に算出することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の方法で求めることができる重心位置は、あくまでも踏台上に仮想されたＸＹ座標に過ぎないため、足や靴の接地面のどこに重心が位置しているかを判断することは極めて困難であった。
また、ＸＹ座標のＹ軸に沿って踏台３２に中心線をひいておけば左右の立ち位置は荷重センサＳ_１〜Ｓ_３に対して略一定にすることができるが、前後方向の立ち位置は、足又は靴の大きさや踏台３２に載ったときの位置により変化するので、これらが変動すれば各センサＳ_１〜Ｓ_３の検出荷重が異なり、正確な重心位置を把握することも困難であった。
【０００８】
図７は従来の重心測定時におけるＹ方向の荷重分布のモデルを示す説明図である。
体重は足や靴の接地面全体に作用する分布荷重と仮定し、足裏の重心位置が踵から爪先に向ってｇ％の位置にあるとし、荷重センサＳ_１から爪先までの距離をｄ_１、足又は靴の大きさがｄｆ、踵から荷重センサＳ_２及びＳ_３までの距離をｄ_２とすると、荷重センサＳ_２及びＳ_３の検出荷重Ｐ_２、Ｐ_３の合計は、
Ｐ_２＋Ｐ_３＝（Ｗ／ｙ_０）［ｄ_１＋ｄｆ（１００−ｇ）／１００］………（３）
で表わされ、Ｙ方向重心位置Ｇｙは式（２）より、

で表わされる。
【０００９】
すなわち、踏台３２上のＹ方向重心位置Ｇｙは、立ち位置により変動する距離ｄ_１と、個人によって異なる足や靴の大きさｄｆ及び踵からの重心位置ｇによって変動するため、荷重センサＳ_１〜Ｓ_３の検出荷重は必ずしも踵からの重心位置ｇのみを反映するものではない。
【００１０】
これは、従来の重心測定の多くが、重心の動揺量を検出して、不良姿勢、体調不良、神経的不調、平衡機能の変調、筋力のアンバランス、精神的負荷、薬物の影響、消化器異常などを重心動揺に基づいて判断しようとするものであるから、踏台３２上のＸＹ座標で表わすことができれば十分であり、足や靴の接地面のどの位置に重心があるかを知る必要がないからである。
【００１１】そこで本発明は、足や靴の接地面のどの位置に被験者の重心位置があるかを容易に且つ正確に測定することができるようにすることを技術的課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、両足を載せる踏台とベースプレートの間に配された荷重検出器の検出荷重に基づいて重心位置を測定する重心計において、前記荷重検出器が、爪先側及び踵側の夫々に配された二以上の荷重センサからなり、少なくとも爪先側及び踵側のいずれか一方の荷重センサが前後位置調整可能に配され、爪先側に配された荷重センサによる検出荷重と、踵側に配された荷重センサの検出荷重に基づいて前後の重心位置を算出する演算装置を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、荷重検出器が、爪先側及び踵側の夫々に配され、例えば爪先側の荷重センサが前後位置調整可能に配され、踵側の荷重センサが定位置に配されている。
ここで、爪先側の荷重センサを足や靴の大きさに合せて移動させ、前後のセンサ間隔を足又は靴の大きさに等しくし、爪先及び踵の位置を各荷重センサの位置に合せて踏台に両足を載せれば、立ち位置と各荷重センサの位置関係は、足又は靴の大きさに関わらず常に一定になる。
【００１４】
そして、踏台に両足を載せ、爪先側に配された荷重センサによる検出荷重と、踵側に配された荷重センサの検出荷重に基づいて前後の重心位置を算出すれば、足又は靴の大きさは前後のセンサ間隔に等しいので、例えば足又は靴の大きさを１００％としたときに、踵から爪先方向に向かって何％の位置に重心があるかを誤差なく正確に検出することができる。
ここで、請求項６の発明のように各荷重センサの検出荷重の合計値に基づいて体重が算出できる。
【００１５】
請求項２の発明のように、爪先側及び踵側の前後のセンサ間隔を示すスケールを設けておけば、荷重センサの間隔を足又は靴の大きさに一致させるだけで簡単に位置調整ができる。
【００１６】
請求項３の発明のように、左右一対ずつ合計４個の荷重センサを設ければ、左側の前後一対の荷重センサの検出荷重と、右側の前後一対の荷重センサの検出荷重に基づいて左右の重心位置を検出できる。
【００１７】
請求項４の発明のように、踏台を左足載置台及び右足載置台に分離すれば、左足載置台及び右足載置台は夫々前後二個の荷重センサで支持されることとなる。
したがって、４個の全ての荷重センサを厳密に同じ高さにそろえなくても、体重及び重心位置を正確に検出できる。
【００１８】
さらにまた、踏台を左足載置台及び右足載置台に分離すれば、請求項５の発明のように、左側及び右側の前後の各荷重センサの出力に基づいて、左足及び右足の夫々について前後の重心位置を個別に算出できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る重心計の一例を示す斜視図、図２はその測定時の荷重分布モデルを示す説明図、図３は表示内容の一例を示す説明図、図４は演算処理手順を示すフローチャート、図５は他の実施形態を示す説明図である。
【００２０】
本例の重心計１は、重量検出器２を備えた重心計本体１Ａと、重量検出器２の検出荷重に基づいて重心位置及び体重を算出して表示する演算部１Ｂからなる。
【００２１】
重心計本体１Ａは、両足を載せる踏台３とベースプレート４の間に荷重検出器２が挟まれて成り、ベースプレート４に立設されたガイド支柱５に対して踏台３の裏面に配されたガイド筒６が外嵌されて、踏台３がベースプレート４に対して上下方向にのみ変位するようになされている。
前記荷重検出器２は、爪先側及び踵側の夫々に左右一対ずつ配された合計４個の荷重センサＬ_１、Ｌ_２、Ｒ_１、Ｒ_２と、夫々の検出荷重を赤外線で演算部１Ｂに無線伝送する送信機７を備えている。
【００２２】
そして、爪先側に配された一対の荷重センサＬ_１、Ｒ_１は調節ネジ８により前後に位置調整されるセンサホルダ９に取り付けられると共に、踵側の一対の荷重センサＬ_２、Ｒ_２は定位置に配されている。
【００２３】
踏台３には、爪先側及び踵側の前後の荷重センサＬ_１、Ｒ_１及びＬ_２、Ｒ_２のセンサ間隔を示すスケール１０が設けられており、当該スケール１０の目盛を指し示す指標１１が前記センサホルダ９に形成されている。
これにより、調節ネジ８によりセンサホルダ９を前後に移動させれば、センサ間隔をスケール１０により読み取ることができ、指標１１が被検者の足又は履いている靴の大きさを指し示すように位置調整すれば、前後のセンサＬ_１、Ｒ_１及びＬ_２、Ｒ_２のセンサ間隔は足又は靴の大きさに一致する。
【００２４】
また、踏台３上には、左右の荷重センサＬ_１及びＬ_２、Ｒ_１及びＲ_２の中心位置を表わすセンターライン１２が前後に描かれると共に、踵側には足を載せる位置を確定する当て板１３が設けられ、当該当て板１３に踵の後端を当接させたときに荷重センサＬ_２、Ｒ_２の取付位置に踵が位置決めされるようになっている。
【００２５】
したがって、前後のセンサ間隔を足の大きさに合せた状態で、両足の踵を当て板１３に当てるようにして踏台３に載れば、図２（ａ）に示すように、足の大きさに関わらず常に、爪先の先端及び踵の後端に対応する位置に各荷重センサＬ_１、Ｒ_１及びＬ_２、Ｒ_２が配されることになる。
【００２６】
演算部１Ｂは、重心計本体１Ａに配された送信機７から伝送された各荷重センサＬ_１、Ｌ_２、Ｒ_１、Ｒ_２の検出荷重を受信する受信機１４と、その検出荷重に基づいて、体重、重心位置を算出する演算装置１５と、その算出結果を表示する液晶ディスプレイ１６を備えている。
なお、本例において重心位置は、踵から爪先方向への距離を％で表示した前後重心位置Ｇｙと、センターライン１２からの偏位量（右方向＋）をｍｍで表示した左右重心位置Ｇｘにより表わすようにしている。
【００２７】
このとき、ｙ軸方向の荷重分布は図２（ａ）に示すようになり、踵から爪先までを１００％としたときの重心位置Ｇｙが荷重センサＬ_１、Ｌ_２、Ｒ_１、Ｒ_２の検出荷重にそのまま反映される。
また、センターライン１２を挟んで両足を載せれば、ｘ軸方向の荷重分布は図２（ｂ）に示すようになり、左右の荷重のアンバランスの程度が荷重センサＬ_１、Ｌ_２、Ｒ_１、Ｒ_２の検出荷重に反映される。
【００２８】
このとき、各荷重センサＬ_１、Ｌ_２、Ｒ_１、Ｒ_２の検出荷重を夫々ｍ_１、ｍ_２、ｎ_１、ｎ_２とすると、体重Ｗ、前後重心位置Ｇｙ、左右重心位置Ｇｘは夫々下式で算出される。
Ｗ＝ｍ_１＋ｍ_２＋ｎ_１＋ｎ_２［ｋｇ］
Ｇｙ＝｛（ｍ_１＋ｎ_１）／Ｗ｝×１００［％］
Ｇｘ＝ｐ｛（ｍ_１＋ｍ_２）−（ｎ_１＋ｎ_２）｝／（２Ｗ）［ｍｍ］
ただし、ｐ：左右のセンサ間隔［ｍｍ］
【００２９】
図３は液晶ディスプレイ１６の表示画面の一例を示し、上方に体重表示部１７、下方に重心位置表示部１８が形成されている。
体重表示部１７は、算出された体重Ｗを数値で表示する。
重心位置表示部１８は、足と重心位置を座標点（Ｇｘ、Ｇｙ）で表示するグラフ表示部１９と、前後重心位置Ｇｙ及び左右重心位置Ｇｘを数値表示する数値表示部２０及び２１を備えている。
そして、グラフ表示部１９には、理想的な重心位置を原点とするＸＹ座標軸１９ｘ、１９ｙと、左右の足の図形１９ｆが表示されている。
このＸ座標軸１９ｘは、Ｇｙ＝４７％に一致し、Ｙ座標軸１９ｙはセンターライン１２に一致する。
【００３０】
図４は演算装置１５の処理手順を示すフローチャートである。
スイッチ（図示せず）をオンすると処理が実行開始され、まず、ステップＳＴＰ１で各荷重センサＬ_１、Ｌ_２、Ｒ_１、Ｒ_２の検出荷重に基づいて０点を合せる。
この処理は、踏台３に荷重をかけていないときの検出荷重を０とみなして、測定誤差を相殺するものである。
【００３１】
ステップＳＴＰ１の処理が終了すると、ステップＳＴＰ２に移行して液晶ディスプレイ１６の体重表示を「０.０」とし、測定準備が完了したことを示す。
【００３２】
次いで、ステップＳＴＰ３で踏台３に両足を載せることにより各荷重センサＬ_１、Ｌ_２、Ｒ_１、Ｒ_２からの検出荷重が入力されるまで待機し、入力されたときにステップＳＴＰ４に移行して、体重Ｗ、前後重心位置Ｇｙ及び左右重心位置Ｇｘを上式により算出する。
【００３３】
次いで、ステップＳＴＰ５に移行し、体重Ｗ、前後重心位置Ｇｙ及び左右重心位置Ｇｘの算出結果を図３に示すように液晶ディスプレイ１６に表示し、処理を終了する。
【００３４】
以上が本発明の一構成例であって、次にその作用を説明する。
例えば、重心位置を測定しようとするときは、前後のセンサ間隔が足又は靴の大きさと等しくなるように調節ネジ８により爪先側の荷重センサＬ_１及びＲ_１を前後移動させる。
次いで、スイッチ（図示せず）をオンして、液晶ディスプレイ１６に体重値「０.０」が表示された時点で、両足でセンターライン１２を挟むように、且つ、左右の踵を当て板１３に当接させるようにして、踏台３の上に両足を揃えて載せる。
【００３５】
このとき、荷重センサＬ_１、Ｌ_２、Ｒ_１、Ｒ_２の前後の間隔は足又は靴の大きさに等しいので、体重は、足や靴の大きさに関わらず常に爪先側の荷重センサＬ_１及びＲ_１から踵側の荷重センサＬ_２及びＲ_２に至る分布荷重として作用する。
したがって、ｙ軸方向の荷重分布は図２（ａ）に示すようになり、踵から爪先までを１００％としたときの重心位置Ｇｙが荷重センサＬ_１、Ｌ_２、Ｒ_１、Ｒ_２の検出荷重にそのまま反映される。
【００３６】
また、センターライン１２を挟んで両足を載せることから、体重は、必ず左右の荷重センサＬ_１、Ｌ_２及びＲ_１、Ｒ_２の中心であるセンターライン１２を挟んで左右対称の領域に分布荷重として作用する。
したがって、ｘ軸方向の荷重分布は図２（ｂ）に示すようになり、左右の荷重のアンバランスの程度が荷重センサＬ_１、Ｌ_２、Ｒ_１、Ｒ_２の検出荷重に反映される。
【００３７】
したがって、各荷重センサＬ_１、Ｌ_２、Ｒ_１、Ｒ_２の検出荷重に基づいて、演算部１Ｂで体重Ｗ、重心位置Ｇｙ及びＧｘが正確に算出され、その算出結果が液晶ディスプレイ１６に表示される。
【００３８】
また、スキーブーツの荷重点（重心点）と自分の重心位置を一致させるようにインナーを調整する場合は、スキーブーツの大きさに応じて調節ネジ８により爪先側の荷重センサＬ_１及びＲ_１を前後移動させ、ブーツを履いた状態で踏台３に載り、前後の重心位置を測定する。
そして、スキーブーツの荷重点（重心点）が、例えば踵側から５０％の位置に設計されている場合、スキーブーツを履いた状態で測定した重心位置が５０％を表示するようにインナーを調整すればよい。
【００３９】
なお、踏台３は荷重センサＬ_１、Ｌ_２、Ｒ_１、Ｒ_２により４点支持されることになるが、４点支持の場合は面出しに精度を要求されることから、図５に示すように、踏台３をセンターライン１２から左右に分離して、左足載置台３Ｌ及び右足載置台３Ｒを個別に形成する場合でも良い。
【００４０】
この場合、左足載置台３Ｌ及び右足載置台３Ｒは前後を荷重センサＬ_１、Ｌ_２及びＲ_１、Ｒ_２に支持される２点支持となるので、面出し精度が要求されない。
また、左足載置台３Ｌ及び右足載置台３Ｒの片方に作用する荷重が他方に影響を与えることがないので、左側及び右側の前後の各荷重センサＬ_１、Ｌ_２及びＲ_１、Ｒ_２の出力に基づいて、左足及び右足の夫々について前後重心位置ＧＬｙ、ＧＲｙを下式のように個別に算出することができる。
ＧＬｙ＝｛（ｍ_１）／（ｍ_１＋ｍ_２）｝×１００［％］
ＧＲｙ＝｛（ｎ_１）／（ｎ_１＋ｎ_２）｝×１００［％］
【００４１】
このように、踏台３を左足載置台３Ｌ及び右足載置台３Ｒに分離すれば、左足前後重心位置ＧＬｙ及び右足前後重心位置ＧＲｙを個別に算出でき、その算出結果を表示するために液晶ディスプレイ１６に別途その表示欄を設けておけばよい。
【００４２】
なお、上述の説明では、爪先側の荷重センサＬ_１、Ｒ_１のみを位置調節可能にした場合について説明したが、本例はこれに限らず、踵側の荷重センサＬ_２、Ｒ_２を位置調節可能にする場合や、その双方を位置調節可能にする場合でも良い。
また、当て板１３を踵側に固定して設けた場合について説明したが、位置調整可能な荷重センサＬ_１、Ｒ_１を配した爪先側に、これらの荷重センサＬ_１、Ｒ_１と一体に前後移動するように設けてもよい。
【００４３】
また、いずれも荷重検出器２として、４つの荷重センサＬ_１、Ｌ_２、Ｒ_１、Ｒ_２を配した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、足や靴の接地面における前後の重心位置のみを求めるものであれば、爪先側及び踵側に１個ずつ合計２個の荷重センサが配されていれば足りる。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、少なくとも爪先側及び踵側のいずれか一方に配された荷重センサが前後位置調整可能に配されているので、前後のセンサ間隔を足や靴の大きさに等しくし、爪先及び踵の位置を各荷重センサの位置に合せて踏台に両足を載せれば、前後の荷重センサの検出結果は、踵から爪先までを１００％としたときの重心位置がそのまま反映され、立ち位置や足又は靴の大きさに関わらず重心位置が足又は靴の接地面のどこにあるかを正確に検出することができるという大変優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る重心計の一例を示す斜視図。
【図２】測定時の荷重分布モデルを示す説明図。
【図３】表示内容の一例を示す説明図。
【図４】演算処理手順を示すフローチャート。
【図５】他の実施形態を示す説明図。
【図６】従来装置を示す説明図。
【図７】従来の荷重分布モデルを示す説明図。
【符号の説明】
１………重心計
１Ａ……重心計本体
１Ｂ……演算部
２………重量検出器
３………踏台
４………ベースプレート
Ｌ_１、Ｌ_２、Ｒ_１、Ｒ_２……荷重センサ
１０………スケール
１５………演算装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a barymeter for measuring where a center of gravity is located on a foot contact surface of a foot or a shoe.
[0002]
[Prior art]
It is said that the position of the center of gravity before and after the human standing is ideally at a position of 47% from the heel to the toe.
The position of the center of gravity is one of the most important factors when performing competitions and sports, especially skis that freely slide on the snow surface by operating the skis via ski boots by shifting the center of gravity Therefore, if the movement of the center of gravity cannot be accurately transmitted to the ski, the ski cannot be slid well.
[0003]
For this reason, skis and ski boots are marked with ideal load points (centers of gravity) for exhibiting their performance.
If worn out of this load point, it will not only slip easily and adversely affect the game results, but also cause accidents and injuries.
[0004]
Therefore, in order for athletes to fully demonstrate their abilities and for beginners to enjoy skiing more safely, it is necessary to match the center of gravity of the ski boots and the ski, and this adjustment can be easily made by adjusting the binding it can.
[0005]
However, whether or not the center of gravity of a person matches the load point of a ski boot has been measured at a laboratory level, but has not been measured at a general ski equipment store.
[0006]
A barymeter as shown in FIG. 6 has been proposed as a device for simply measuring such a barycenter (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-244438).
The center of gravity meter 31 measures the position of the center of gravity based on the detected loads P _{1 to} P ₃ of the _three load sensors S _{1 to} S ₃ arranged at the vertices of the triangular step 32, respectively. Assuming that XY coordinates with the position of ₁ as the origin, a concentrated load corresponding to the weight acts on the position of the center of gravity (Gx, Gy), and based on the balance of the moments in the X and Y directions at the origin, the position of the center of gravity is calculated by the following equation. Is calculated.
_{_{_{Gx = (P 2 -P 3)}}} x 0 / W .................. (1)
Gy = (P ₂ + P ₃ ) y ₀ / W (2)
x ₀ : the distance in the X direction from the origin to the load sensors S ₂ and S ₃ y ₀ : the distance in the Y direction from the origin to the load sensors S ₂ and S _{3 In} this way, using this type of barymeter, The x and y coordinates of the position of the center of gravity can be calculated relatively easily.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the position of the center of gravity that can be obtained by the above-described method is merely an XY coordinate imagined on the step platform, it is extremely difficult to determine where the center of gravity is located on the foot contact surface of the foot or the shoe. there were.
If the center line is drawn on the step 32 along the Y axis of the XY coordinates, the left and right standing positions can be made substantially constant with respect to the load sensors S _{1 to} S ₃ , but the standing position in the front-rear direction is since changes depending position when placed on the size and footstool 32 feet or shoes, these different detection load of the sensors S ₁ to S ₃ if variations, there is also difficult to know the exact center of gravity position Was.
[0008]
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a conventional model of a load distribution in the Y direction at the time of measuring the center of gravity.
Weight assuming distributed load acting on the entire contact surface of the foot or shoe, the center of gravity of the sole are in g% position toward the toe from the heel, the distance from the load sensor S ₁ until the toe d ₁ , the size of the foot or shoe is df, the distance from the heel to the load sensor _{S 2} and _{S 3} and _{d 2,} the sum of the load detected _P 2, _{P 3} of the load sensors _{S 2} and _{S 3}
P ₂ + P ₃ = (W / y ₀ ) [d ₁ + df (100−g) / 100] (3)
And the Y-direction center of gravity Gy is given by the following equation (2).

Is represented by
[0009]
That, Y-direction barycentric position Gy on stool 32, the distance d ₁ that varies by standing position, to vary the center-of-gravity position g from size df and the heel of the different legs and shoes by individuals, load sensors S ₁ ~ detection load of S ₃ does not necessarily reflect only the gravity center position g of the heel.
[0010]
This is because most conventional methods of measuring the center of gravity detect the amount of sway of the center of gravity and detect poor posture, poor physical condition, nervous upset, modulation of balance function, imbalance in muscle strength, mental load, effects of drugs, digestive system Since it is intended to judge an abnormality or the like based on the sway of the center of gravity, it is sufficient that the abnormality can be represented by the XY coordinates on the step 32, and it is necessary to know where the center of gravity of the foot or the foot contact surface has the center of gravity. Because there is no.
Accordingly, it is a technical object of the present invention to enable easy and accurate measurement of the position of the center of gravity of a subject on a ground surface of a foot or a shoe.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention relates to a barymeter that measures the position of the center of gravity based on the detected load of a load detector disposed between a step on which both feet are placed and a base plate, wherein the load detector has a toe side And two or more load sensors arranged on each of the heel side, at least one of the load sensors on the toe side and the heel side is arranged so that the front and rear position can be adjusted, and the load detected by the load sensor arranged on the toe side And a calculating device for calculating the front and rear center of gravity positions based on the load detected by the load sensor disposed on the heel side.
[0013]
According to the present invention, the load detector is disposed on each of the toe side and the heel side, for example, the load sensor on the toe side is disposed so that the front-rear position can be adjusted, and the load sensor on the heel side is disposed at a fixed position. .
Here, the load sensor on the toe side is moved according to the size of the foot or the shoe, the distance between the front and rear sensors is equal to the size of the foot or the shoe, and the positions of the toe and the heel are adjusted to the position of each load sensor. If both feet are placed on the step, the positional relationship between the standing position and each load sensor is always constant regardless of the size of the foot or the shoe.
[0014]
Then, put both feet on the step, and calculate the front and rear center of gravity based on the load detected by the load sensor disposed on the toe side and the load detected by the load sensor disposed on the heel side, the size of the foot or shoe Is equal to the distance between the front and rear sensors, so that, for example, when the size of the foot or the shoe is 100%, the position of the center of gravity from the heel toward the toe can be accurately detected without error. .
Here, the weight can be calculated based on the total value of the detected loads of the respective load sensors as in the invention of claim 6.
[0015]
By providing a scale indicating the distance between the front and rear sensors on the toe side and the heel side, the position can be easily adjusted only by matching the distance between the load sensors to the size of the foot or shoe. .
[0016]
If a total of four load sensors are provided for each pair of left and right as in the invention of claim 3, the left and right pair of load sensors are detected based on the load detected by the pair of left and right load sensors and the load detected by the pair of right and left load sensors. The position of the center of gravity can be detected.
[0017]
If the step is separated into a left footrest and a right footrest as in the invention of claim 4, the left footrest and the right footrest will be supported by two front and rear load sensors, respectively.
Therefore, the weight and the position of the center of gravity can be accurately detected without setting all four load sensors at exactly the same height.
[0018]
Furthermore, if the step platform is separated into a left foot platform and a right foot platform, the center of gravity of the left foot and the center of the right foot can be determined based on the outputs of the left and right load sensors. The position can be calculated individually.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a barymeter according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory view showing a load distribution model at the time of measurement, FIG. 3 is an explanatory view showing an example of display contents, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing another embodiment.
[0020]
The barymeter 1 of the present embodiment includes a barymeter main body 1A having a weight detector 2, and a calculation unit 1B that calculates and displays the barycentric position and weight based on the load detected by the weight detector 2.
[0021]
The center-of-gravity meter main body 1A has a load detector 2 sandwiched between a platform 3 on which both feet are placed and a base plate 4, and a guide cylinder arranged on the back surface of the platform 3 with respect to a guide column 5 erected on the base plate 4. 6, the step 3 is displaced only vertically with respect to the base plate 4.
The load detector 2 includes a total of four load sensors L ₁ , L ₂ , R ₁ , and R ₂ disposed on the toe side and the heel side, one pair on the right and left sides, and a calculation unit 1B that detects each detected load by infrared rays. Is provided with a transmitter 7 for wireless transmission.
[0022]
The pair of load sensors L ₁ and R ₁ arranged on the toe side are attached to a sensor holder 9 whose position is adjusted back and forth by an adjusting screw 8, and the pair of load sensors L ₂ and R ₂ on the heel side are fixed. It is arranged in a position.
[0023]
The platform 3 is provided with a scale 10 indicating the sensor intervals of the load sensors L ₁ , R ₁ and L ₂ , R ₂ on the toe side and the front side on the heel side. It is formed on the sensor holder 9.
Thereby, if the sensor holder 9 is moved back and forth by the adjusting screw 8, the sensor interval can be read by the scale 10, and the index 11 is positioned so as to indicate the size of the subject's foot or the shoe worn. If adjusted, the sensor interval between the front and rear sensors L ₁ , R ₁ and L ₂ , R ₂ will match the size of the foot or shoe.
[0024]
In addition, a center line 12 indicating the center position of the left and right load sensors L ₁ and L ₂ , R ₁ and R ₂ is drawn back and forth on the platform 3, and a position for fixing the position of the foot on the heel side. A plate 13 is provided, and the heel is positioned at the mounting position of the load sensors L ₂ and R ₂ when the rear end of the heel abuts on the backing plate 13.
[0025]
Therefore, if the heel of both feet is placed on the platform 3 with the heel of both feet against the backing plate 13 with the front and rear sensor intervals adjusted to the size of the foot, as shown in FIG. Regardless of this, the load sensors L ₁ , R ₁ and L ₂ , R ₂ are always arranged at positions corresponding to the tip of the toe and the rear end of the heel.
[0026]
Calculation unit 1B includes a receiver 14 for receiving a detection load of the center of gravity gauge body the load sensors are transmitted from the transmitter 7 disposed in _{_{1A L 1, L 2, R}} 1, R 2, based on the detected load A calculation device 15 for calculating the weight and the position of the center of gravity, and a liquid crystal display 16 for displaying the calculation results.
In this example, the center of gravity position is determined by a front and rear center of gravity position Gy in which the distance from the heel to the toe direction is indicated by%, and a left and right center of gravity position Gx in which the deviation amount (right direction +) from the center line 12 is indicated by mm. It is shown.
[0027]
At this time, the load distribution in the y-axis direction is as shown in FIG. 2A, and the center of gravity Gy when the distance from the heel to the toe is set to 100% is determined by the load sensors L ₁ , L ₂ , R ₁ , and R ₂ . It is directly reflected on the detected load.
When both feet are placed with the center line 12 interposed therebetween, the load distribution in the x-axis direction is as shown in FIG. 2B, and the degree of imbalance between the left and right loads is determined by the load sensors L ₁ , L ₂ , R _1, is reflected on the detection load of _{R 2.}
[0028]
At this time, assuming that the detected loads of the load sensors L ₁ , L ₂ , R ₁ , R ₂ are respectively m ₁ , m ₂ , n ₁ , n ₂ , the weight W, the front-rear center of gravity Gy, and the left-right center of gravity Gx are respectively: It is calculated by the following equation.
W = m ₁ + m ₂ + n ₁ + n ₂ [kg]
Gy = {(m ₁ + n ₁ ) / W} × 100 [%]
_{_{_{Gx = p {(m 1 +}}} m 2) - (n 1 + n 2)} / (2W) [mm]
Here, p: distance between left and right sensors [mm]
[0029]
FIG. 3 shows an example of a display screen of the liquid crystal display 16, in which a weight display section 17 is formed above and a center-of-gravity position display section 18 is formed below.
The weight display unit 17 displays the calculated weight W in a numerical value.
The center-of-gravity position display unit 18 includes a graph display unit 19 for displaying the foot and the center of gravity position as coordinate points (Gx, Gy), and numerical

value display units

20 and 21 for numerically displaying the front-rear center-of-gravity position Gy and the left-right center-of-gravity position Gx. I have.
The graph display unit 19 displays the XY coordinate

axes

19x and 19y having the ideal center of gravity position as the origin, and the left and right foot figures 19f.
The X coordinate axis 19x matches Gy = 47%, and the Y coordinate axis 19y matches the center line 12.
[0030]
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of the arithmetic unit 15.
Process to turn on the switch (not shown) is started running, first, adjust the zero point on the basis of the detected load of the load sensors _{_{_{L 1, L 2, R 1}}} , R 2 in step STP1.
In this processing, the detected load when no load is applied to the step 3 is regarded as 0, and the measurement error is offset.
[0031]
When the process of step STP1 is completed, the process proceeds to step STP2, where the weight display on the liquid crystal display 16 is set to "0.0", indicating that the preparation for measurement is completed.
[0032]
Then, wait until load detected from the load sensors _{_{_{L 1, L 2, R 1}}} , R 2 is entered by placing both feet footstool 3 in step STP3, and goes to step STP4 when entered , Weight W, front and rear center of gravity position Gy, and left and right center of gravity position Gx are calculated by the above equations.
[0033]
Next, the process proceeds to step STP5, where the calculation results of the weight W, the front-rear center-of-gravity position Gy, and the left-right center-of-gravity position Gx are displayed on the liquid crystal display 16 as shown in FIG.
[0034]
The above is one configuration example of the present invention, and its operation will be described next.
For example, when attempting to measure the position of the center of gravity, moves back and forth a load sensor L ₁ and R ₁ of the toe side by the adjustment screw 8 as the front and rear of the sensor spacing is equal to the size of the foot or shoe.
Then, a switch (not shown) is turned on, and when the weight value “0.0” is displayed on the liquid crystal display 16, the center line 12 is sandwiched between both feet, and the left and right heels are placed on the support plate 13. And put both feet on the platform 3 together.
[0035]
At this time, since the distance before and after the load sensors L ₁ , L ₂ , R ₁ , R ₂ is equal to the size of the foot or the shoe, the weight is always the load sensor L on the toe side regardless of the size of the foot or the shoe. It acts as a distributed load ranging from ₁ and _{R 1} to the load sensor _{L 2} and _{R 2} of the heel side.
Therefore, the load distribution in the y-axis direction is as shown in FIG. 2A, and the center of gravity Gy when the distance from the heel to the toe is 100% is detected by the load sensors L ₁ , L ₂ , R ₁ , and R ₂ . It is directly reflected in the load.
[0036]
In addition, since both feet are placed with the center line 12 interposed therebetween, the weight must be distributed in an area symmetrical with respect to the center line 12 which is the center of the left and right load sensors L ₁ , L ₂ and R ₁ , R _2. Act as
Thus, the load distribution in the x-axis direction is as shown in FIG. 2 (b), the degree of imbalance of the left and right load is reflected in the detected load of the load sensor _{_{L 1, L 2, R 1}} , R 2.
[0037]
Therefore, based on the detected loads of the load sensors L ₁ , L ₂ , R ₁ , R ₂ , the calculation unit 1B accurately calculates the weight W, the center of gravity Gy, and Gx, and displays the calculation results on the liquid crystal display 16. Is done.
[0038]
When adjusting the inner so that the load point (center of gravity) of the ski boot and the position of the center of gravity of the ski are matched, the load sensors L ₁ and R ₁ on the toe side by the adjusting screw 8 according to the size of the ski boot. Is moved back and forth, and is placed on the step 3 while wearing boots, and the center of gravity of the front and rear is measured.
When the load point (center of gravity) of the ski boot is designed, for example, at a position 50% from the heel side, the inner is adjusted so that the center of gravity measured with the ski boot on is 50%. do it.
[0039]
The platform 3 is supported at four points by the load sensors L ₁ , L ₂ , R ₁ , and R _2. However, in the case of the four-point support, accuracy is required for surface mounting. As described above, the step 3 may be separated left and right from the center line 12, and the left foot rest 3L and the right foot rest 3R may be formed separately.
[0040]
In this case, since the left mounting table 3L and right mounting table 3R becomes two-point support, which is supporting the front and rear load sensors L _1, L ₂ and R _1, R _2, surfacing accuracy is not required.
Further, since the load acting on one of the left mounting table 3L and right mounting table 3R will not affect the other, the load sensors before and after the left and right L _1, L ₂ and R _1, the R ₂ Output , The front and rear center-of-gravity positions GLy and GRy can be individually calculated for the left foot and the right foot, respectively, as in the following equation.
GLy = {(m ₁ ) / (m ₁ + m ₂ )} × 100 [%]
GRy = {(n ₁ ) / (n ₁ + n ₂ )} × 100 [%]
[0041]
In this manner, if the step 3 is separated into the left foot rest 3L and the right foot rest 3R, the left and right front and rear center of gravity positions GLy and the right and rear front and rear center of gravity GRy can be individually calculated, and the calculation results are displayed on the liquid crystal display 16 in order to display the calculation results. The display column may be provided separately.
[0042]
In the above description, the case where only the toe-side load sensors L ₁ , R ₁ can be adjusted has been described. However, the present embodiment is not limited to this, and the heel-side load sensors L ₂ , R ₂ may be positioned. Adjustment may be performed, or both may be adjusted.
In addition, the case where the backing plate 13 is fixedly provided on the heel side has been described. However, on the toe side where the position-adjustable load sensors L ₁ and R ₁ are arranged, these load sensors L ₁ and R ₁ are integrated. It may be provided to move back and forth.
[0043]
In addition, the case where four load sensors L ₁ , L ₂ , R ₁ , and R ₂ are arranged as the load detector ₂ has been described, but the present invention is not limited to this, and the front and rear of the foot or the shoe on the grounding surface are described. If only the position of the center of gravity is determined, it is sufficient if a total of two load sensors are provided, one each on the toe side and the heel side.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at least one of the load sensors disposed on the toe side and the heel side is disposed so that the front and rear positions can be adjusted. If both feet are placed on the platform with the position of the toe and heel adjusted to the position of each load sensor, the detection results of the front and rear load sensors show the center of gravity when the distance from the heel to the toe is 100%. This is very effective in that the position of the center of gravity on the ground surface of the foot or shoe can be accurately detected regardless of the standing position or the size of the foot or shoe.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a barycenter meter according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a load distribution model at the time of measurement.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of display contents.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a calculation processing procedure.
FIG. 5 is an explanatory view showing another embodiment.
FIG. 6 is an explanatory view showing a conventional device.
FIG. 7 is an explanatory view showing a conventional load distribution model.
[Explanation of symbols]
1 ......... centroid meter 1A ...... centroid gauge body 1B ...... arithmetic unit 2 ......... weight detector 3 ......... footstool 4 ......... base plate _{_{_{L 1, L 2, R 1}}} , R 2 ...... load sensor 10 ... Scale 15 ... Calculation device

Claims

In a barymeter that measures the position of the center of gravity based on the load detected by a load detector (2) disposed between a step (3) on which both feet are placed and a base plate (4),
The load detector (2) includes two or more load sensors (L ₁ , L ₂ , R ₁ , R ₂ ) disposed on the toe side and the heel side, respectively, and at least one of the toe side and the heel side One of the load sensors (L ₁ , R ₁ ) is arranged so that the front and rear position can be adjusted,
An arithmetic unit that calculates the front and rear gravity center positions based on the load detected by the load sensors (L ₁ , R ₁ ) disposed on the toe side and the load detected by the load sensors (L ₂ , R ₂ ) disposed on the heel side. A barycenter meter comprising (15).

The barymeter according to claim 1, wherein the step (3) is provided with a scale (10) indicating a distance between the load sensors on the toe side and on the heel side.

The load detector (2) includes a total of four load sensors (L ₁ , L ₂ , R ₁ , R ₂ ) on each of the toe side and the heel side, one pair each on the left and right sides, and a pair of front and rear load sensors ( The arithmetic unit (15) for calculating left and right center of gravity positions based on a detected load of L ₁ , L ₂ ) and a detected load of a pair of right and left load sensors (R ₁ , R ₂ ). 2. The centroid meter according to 2.

4. The barycenter meter according to claim 3, wherein the step platform (3) is separated into a left foot platform (3L) and a right foot platform (3R).

An arithmetic unit (15) for individually calculating the front and rear center of gravity position of each of the left foot and the right foot based on the detected load of each of the load sensors (L ₁ , L ₂ , R ₁ , R ₂ ) on the left and right front and back. The barymeter according to claim 4, further comprising:

The arithmetic apparatus according to claim 1 to 5 centroid meter according with a (15) for calculating the weight in total of the load detected in the load sensors _{_{_{(L 1, L 2, R}}} 1, R 2).