JP2017196049A - Exercise training apparatus using body motion sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は体動センサを用いた運動用練習用具に関し、特に使用者が自然に身につけることができるようにしたものである。 The present invention relates to an exercise device for exercise using a body motion sensor, and in particular, can be worn naturally by a user.
水泳競技や、陸上競技や、自転車競技や、ゴルフ競技や、野球競技などの各種のスポーツの練習において使用される練習用具について、特許文献1は、ゴルフ競技の練習用システムとして、ゴルフクラブにジャイロセンサを取り付けると共に、使用者の体動部位に刺激を与えることにより、ゴルフスイングのフォームについて安定動作を集軸させる手法が報告されている。
また、病院に関連する医療介護について、身体の所定の部位の運動状態を検出する身体動作センシング装置が提案されている(特許文献2参照)。 Further, for medical care related to hospitals, a body motion sensing device that detects the motion state of a predetermined part of the body has been proposed (see Patent Document 2).
また患者に取り付けたセンサにより患者の姿勢と脈拍などの体動情報をモニタリングするモニタが提案されている(特許文献3参照)。 There has also been proposed a monitor that monitors body movement information such as the posture and pulse of a patient using a sensor attached to the patient (see Patent Document 3).
ところが従来の先行技術文献に開示されている技術は、使用者の技術向上に対して簡便な手法で使用できるものではなく、研究者のための計測器の情報を提供するものである。 However, the techniques disclosed in the conventional prior art documents cannot be used in a simple manner for improving the user's technique, but provide information on measuring instruments for researchers.
一般に練習用具を用いて各競技における技術の向上を図ろうとするスポーツ選手は、練習時には個々の使用者の基本のルーチン行為があり、これにより練習用機器であっても競技と直結しないようなものであれば、当該練習用機器を身体に取り付ける行為自体を嫌うと共に、皮膚に直接触れる練習機器を身に付けることすら嫌う傾向にある。 In general, athletes who are trying to improve their skills in each competition using training equipment have basic routine actions for individual users during practice, so that even equipment for training is not directly connected to the competition. If so, there is a tendency to hate the act of attaching the exercise device to the body itself and even to wear the exercise device that directly touches the skin.
従って、繰り返し使用しなければならない練習用機器については、使用者が自然に身に付けるような気になる利便性をもたせることが必要である。 Therefore, it is necessary to provide the user with the convenience that the user naturally wears about the training equipment that must be used repeatedly.
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、使用者が自然に身に付けたくなるような利便性をもった体動センサを用いた練習用具を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to propose an exercise tool using a body motion sensor that is convenient for a user to naturally wear.
かかる課題を解決するため本発明においては、競技練習者20の練習者頭部22に巻きつけるように装着される帯状の練習用具本体21を有し、練習用具本体21は、競技練習者20が練習動作をしたとき練習者頭部22の動きを検出する体動センサ3と、当該体動センサ3の検出出力に基づいて競技練習者20の身体動作状態を判定する演算処理部2と、当該判定結果を競技練習者20に報知する結果報知部12とを具えるようにする。
In order to solve such a problem, the present invention has a belt-like practice tool
本発明によれば、競技練習者が練習動作をしたとき、頭部の動きを体動センサによって検出し、競技練習者の身体動作状態を当該検出出力に基づく演算処理部の演算処理によって判定して競技練習者に報知するようにしたことにより、競技練習者本人が練習結果をすぐに分かるので、競技練習者が気楽に練習具本体を頭部に装着することができる。 According to the present invention, when the competition practicer performs a practice motion, the movement of the head is detected by the body motion sensor, and the physical motion state of the competition practitioner is determined by the arithmetic processing of the arithmetic processing unit based on the detection output. By notifying the competition practitioner, the competition practitioner himself / herself can immediately know the result of the practice, so that the competition practitioner can easily wear the training tool body on the head.
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1)全体構成
図1において、1は全体として運動練習用具を示し、マイクロプロセッサ構成の演算処理部2において、体動センサ3において検出した体動情報を、データバス4を介して演算処理部2の中央処理ユニット(CPU)5に取り込むと共に、当該体動センサ検出出力をプログラムメモリ6のプログラムに従って動作メモリ7を介して処理することにより、解析・判定結果を得るようになされている。
(1) Overall Configuration In FIG. 1,
体動センサ3は、競技練習者が取り付けた身体部位において、当該部位の動きを表わす加速度・角速度・地磁気をそれぞれ三次元の変化として検出する、いわゆる九軸センサでなり、当該九軸センサから得られた体動検出出力S1を、デジタルデータとしてデータバス4を介してCPU5に取り込む。
The
この実施の形態の場合、運動練習用具1は水泳競技の練習者の頭部に装着され、これにより練習者が水泳競技の練習をしたとき、頭部の動きに対応して三次元方向の加速度を表す体動検出データをプログラムメモリ6のプログラムに従って動作メモリ7を使用して演算することにより得て、当該三次元データをデータバス4を介して解析・判定結果保存メモリ8に保存する。
In the case of this embodiment, the
運動練習用具1には、九軸センサ構成の体動センサ3に加えて、光電脈波センサ9が設けられ、練習競技者の頭部表面にLED放射光を照射すると共に、その反射光を受光することにより図10に示すように、頭部の血流に基づく脈波検出波形データD2を検出し、これにより練習競技者の体動の安全動作状態と脈拍状態とを確認するようになされている。
The
この実施の形態の場合、体動検出波形データD1は、図2に示すように、長さ25[m]のプールにおける頭部の上下方向の動きの変化を、加速度の変化として、泳ぎの進行方向について検出したもので、泳法はクロールで、両腕の1回転ごとに1回息継ぎを行なっている。 In the case of this embodiment, as shown in FIG. 2, the body movement detection waveform data D1 indicates that the swimming progress is performed by using the change in the vertical movement of the head in the pool having a length of 25 [m] as the change in acceleration. The direction is detected, the swimming style is crawl, and one breathing is performed for each rotation of both arms.
この場合の体動検出波形データD1は、ターン時点t1及びt2において特徴的なピーク波形P1及びP2が発生すると共に、当該両ターンのピーク波形P1及びP2間にストロークごとに小さいピークP11が連続的に生じている。 In the body motion detection waveform data D1 in this case, characteristic peak waveforms P1 and P2 are generated at turn points t1 and t2, and a small peak P11 is continuously provided for each stroke between the peak waveforms P1 and P2 of both turns. Has occurred.
ここでターン時に生ずる特徴的なピークP1及びP2間の時間T1は25[m]のラップタイムを表すのに対して、前の特徴的なピークP1が生じた後小さいピークP11が時点t3において生ずるまでの時間T2は、水泳練習者がターンキックした後の潜水時間を表していると共に、このターンキック潜水時間T2が終了した時点t3から次のターンキックの時点t2までの時間T3は水泳練習者が水面を泳いでいる時間を示す。 Here, the time T1 between the characteristic peaks P1 and P2 generated at the turn represents a lap time of 25 [m], whereas a small peak P11 occurs at the time t3 after the previous characteristic peak P1 occurs. The time T2 represents the diving time after the swim practitioner has made the turn kick, and the time T3 from the time t3 when the turn kick diving time T2 ends to the time t2 of the next turn kick Indicates the time spent swimming on the surface.
図2の体動検出波形データD1の変化は、体動センサ3を水泳競技の練習者の頭部の部位に装着したときに、当該水泳練習者の体動センサ3の装着部位、すなわち頭部が縦方向(すなわちX軸方向)に加速度変化したことを表している。
The change in the body motion detection waveform data D1 in FIG. 2 is that when the
図2の体動検出波形データD1において、ターンキック潜水時間T2の間は波形の変化が激しいのに対して、当該ターンキック潜水時間T2が終わって次のターンキックの特徴的なピークP2に至るまでの時点t3〜t2の間は比較的安定したピークが続いていることが分かる。 In the body motion detection waveform data D1 of FIG. 2, the change in the waveform is severe during the turn kick diving time T2, but the turn kick diving time T2 ends and reaches the characteristic peak P2 of the next turn kick. It can be seen that a relatively stable peak continues between time points t3 and t2.
実際上水面を泳いでいる時間T3の間の単位時間あたりの小さいピークP11は単位時間あたりの両腕の回転数であってこれをストローク数というが、ラップタイムT1とストローク数は水泳競技において重要な指標であり、練習者が水泳競技の練習を続けている間にラップタイムとストローク数を計算して水泳練習者本人やその指導者などへ速やかに提示することができれば、有効な練習ができると考えられる。 The small peak P11 per unit time during the time T3 when actually swimming on the water surface is the number of rotations of both arms per unit time, which is called the number of strokes. The lap time T1 and the number of strokes are important in swimming competitions. It is an indicator, and it is thought that effective practice can be achieved if the lap time and the number of strokes can be calculated and presented promptly to the swimmer and the instructor while the practitioner continues to practice swimming competition. It is done.
このように、体動センサ3から得られる体動検出波形データD1は、直接的には競技練習者の頭部の動きを検出しているが、当該頭部の動きは、競技練習者の手足を含めて体全体の動きに対応するように変化しているから、水泳競技における手足の動きを含んで体全体の動きの改善を体動検出波形データD1を見ながら行うことができる。
Thus, the body motion detection waveform data D1 obtained from the
図1の演算処理部2は、体動センサ3において得られる体動検出波形データD1に基づいてラップタイムとストローク数を計算して保存メモリ8に保存すると共に、保存メモリ8に保存した結果データを結果報知部12の表示器13に解析・判定結果としてLED構成の表示器13に表示させる。
The
これと共に、結果保存メモリ8の解析・判定結果をデータバス4から骨導スピーカ15に与えることにより音声に変換して競技練習者に伝える。
At the same time, the result of analysis / determination in the
以上の構成において、水泳の競技練習者に対して運動練習用具1を使用する場合、オペレータは駆動操作子10を操作することにより、演算処理部2のCPU5を起動させて、これを電源表示灯16を点灯することにより競技練習者に伝える。
In the above configuration, when the
これと共にCPU5は、図3に示す練習データ収集処理手順RT1を実行することにより、練習動作の解析・判定処理を行う。
At the same time, the
図1において、演算処理部2に対する電源として電源ユニット17が設けられ、電源コネクタ17Cからバッテリ17Bを給電すると共に、チャージコントロール部17A介して演算処理部2に運動練習用具1全体の電源エネルギーを供給する。
In FIG. 1, a power supply unit 17 is provided as a power source for the
また保存メモリ8に保存された解析・判定結果データは、オペレータが駆動操作子10を操作することにより、データ転送部18を介して外部通信ラインを介して練習結果表示装置50に取り出すことができる。
Further, the analysis / determination result data stored in the
(2)練習データ収集処理手順
CPU5は図3に示す練習データ収集処理手順RT1に入ると、まず処理ステップSP1においてセンサ情報抽出・合成処理を実行する。
(2) Practice Data Collection Processing Procedure When the
このときCPU5は体動センサ3から九軸分の体動検出信号(すなわち三軸分の加速度・三軸分の角速度・三軸分の地磁気)成分を動作メモリ7に取り込むと共に、これをプログラムメモリ6のプログラムにより抽出・合成処理することによりX軸加速度を表す体動検出波形データD1(図2)として保存メモリ8に格納する。
At this time, the
続いてCPU5はステップSP2に移って体動検出波形データD1から特徴点を検出する。
Subsequently, the
ここで特徴点としては、体動検出波形データD1が時間の経過に従って変化することに応じて各波形部分のピーク値やボトム値を検出すると共に、ローパスフィルタ処理及びハイパスフィルタ処理や微積分処理などの信号処理を行なうことにより、体動検出波形データD1から水泳練習動作を評価するために必要な特徴点の検出をする。 Here, as feature points, the peak value and the bottom value of each waveform portion are detected in accordance with the change of the body motion detection waveform data D1 as time elapses, and the low pass filter process, the high pass filter process, the calculus process, etc. By performing signal processing, feature points necessary for evaluating the swimming practice motion are detected from the body motion detection waveform data D1.
水泳練習に関する特徴点としては、大きいピークP1及びP2の発生時点t1及びt2の時刻(すなわちターン動作時の時刻)、ラップタイムT1の時間、時点t3〜t2間の水面を泳いでいる時間T3、小さいピークP11によって表されるストロークの速度及び大きさや、時点t1〜t3間のターンキック潜水時間T2間の波形の変化を把握することにより、水泳練習者の水面での泳ぎ方、ターンの仕方、ターンした後の潜水時の泳ぎ方や、当該泳いでいる間の頭部の上下位置の変動の仕方などを検出する。 The characteristic points related to swimming practice are the time points t1 and t2 when the large peaks P1 and P2 occur (that is, the time during the turn operation), the time of the lap time T1, and the time T3 when swimming on the water surface between the time points t3 and t2. By grasping the speed and magnitude of the stroke represented by the peak P11 and the change in the waveform during the turn kick diving time T2 between time points t1 and t3, the swimmer turned how to swim on the surface of the water, how to turn. It detects how to swim at the time of subsequent diving and how to change the vertical position of the head while swimming.
このように特徴点を検出した後、CPU5はステップSP3に移って当該特徴点の解析・判定処理をする。
After detecting the feature points in this way, the
この特徴点解析・判定処理は、上記特徴点検出処理ステップSP2において処理した結果保存メモリ8に保存された体動検出波形データD1を、それまでに25[m]のラップタイムT1ごとに保存されている過去の体動検出波形データと比較することにより、競技内容の良し悪しを判定したり、目標とする指標との差異を計算することにより今回の25[m]のラップタイムT1間の競技の練習内容を解析・判定する。
In this feature point analysis / determination process, the body motion detection waveform data D1 stored in the
この特徴点の解析・判定処理は、予めプログラムメモリ6によって決められたプログラムに従って実行され、これにより処理ステップSP3における特徴点解析・判定処理は、運動練習用具1の取扱者であるユーザの恣意を含まない客観的な結果として得られる。
The feature point analysis / determination process is executed in accordance with a program determined in advance by the program memory 6, whereby the feature point analysis / determination process in the
このステップSP3における特徴点解析・判定処理結果に基づいて、CPU5は次のステップSP4に移って体動検出波形データD1を保存した保存メモリ8の保存結果を、結果報知部12に設けられた表示器13において点滅動作させることより外部に報知すると共に、同じように結果報知部12に設けられた骨導スピーカ15によって音声として出力することにより、当該運動練習用具1を身に付けている水泳競技練習者に直接聞き取らせる。
Based on the result of the feature point analysis / determination process in step SP3, the
かくして結果報知部12によって外部に報知された解析・判定結果は、次のステップSP5において今回のラップタイム期間の結果データとして保存メモリ8に保存され、これによりCPU5は順次続く1回のラップタイムT1ごとに水泳競技練習者の解析・判定結果を保存する。
Thus, the analysis / determination result notified to the outside by the result notification unit 12 is stored in the
その後CPU5は次のステップSP6において、練習データの収集処理を終了するか否かの判断をし、ユーザの駆動操作子10の操作に応じて、否定結果が得られたとき上述のステップSP1に戻ってデータの収集処理を続け、肯定結果が得られたときステップSP7に移って当該練習データ収集処理手順を終了する。
Thereafter, in the next step SP6, the
このようにしてCPU5はユーザの駆動操作子10に対する駆動操作ごとに、水泳競技練習者の練習状態及び当該練習の良し悪しを、練習者の頭部に装着された運動練習用具1を構成する体動センサ3及び光電脈波センサ9の検出結果によって把握することができる。
In this way, for each driving operation of the user with respect to the
(3)運動練習用具の具体的構成
図4は運動練習用具1の具体的構成を示すもので、運動練習用具1は半円形状に湾曲し得る練習用具本体21を有し、当該練習用具本体21に対して図1について上述した各部の部材が搭載され、図5に示すように、競技練習者20の練習者頭部22のひたい22Xに装着できるようになされている。
(3) Specific Configuration of Exercise Exercise Tool FIG. 4 shows a specific configuration of the
練習用具本体21は、図6示すように、各素材を搭載してかつ厚味が薄い複数の平板状の電気配線基板30をフレキシブル基板32A、32B及び32Cと、リード線33A及び33Bによって横長に電気的信号処理部材を配設した構成を有する。
As shown in FIG. 6, the
練習用具本体基部31のほぼ中央位置には、図1の体動センサ3、光電脈波センサ9及び表示部13を搭載してなるセンサ部34を有し、センサ部34の一端側にはフレキシブル基板32Cを介して図1のチャージコントロール部17A、バッテリ17B及び電源コネクタ17Cを含む電源ユニット17と、駆動操作子10、電源表示灯16及びデータ転送部18とを搭載してなる電源部35が接続されている。
At the center position of the practice tool main body base 31, there is a
また当該電源部35の他端側にはフレキシブル基板32Bを介して図1のCPU5、動作メモリ7及びプログラムメモリ6を搭載してなる演算部36が接続されている。
Further, the other end side of the
さらに演算部36の他端側にはフレキシブル基板32Aを介して図1の保存メモリ8を搭載してなるメモリ部37が接続されている。
Furthermore, a
当該メモリ部37の他端側にはリード線33Aを介して図1の結果報知部12を構成する骨導スピーカ15でなる骨導スピーカ部38が接続されている。
A bone-conducting
センサ部34の他端側には、リード線33Bを通じて図1の電源ユニット部17を構成する電源部35が接続されている。
The other end side of the
この横長扁平の練習用具本体基部31には、図7に示すように、シリコンゴム又はエラストマなどの弾性材料でなる被覆部材40が被覆され、かくして練習用具本体基部31を構成する各部材が搭載された電気配線基板30ごとに厚さ方向に折れ曲がることができるように位置決めされた練習用具本体基部単体31Xが形成される。
As shown in FIG. 7, the horizontally long flat training tool main body base 31 is covered with a covering
この練習用具本体基部単体31Xは、図8及び図9に示すように、合成樹脂材料又はゴム材料でなる弾性体によって構成されるケース45内に収納される。
As shown in FIGS. 8 and 9, the practice tool main body base unit 31 </ b> X is housed in a
ケース45は弾性体材料で構成されていることにより、図5について上述したように、練習用具本体21が練習者頭部22のひたい22X上に装着されたとき、練習具本体21が練習者頭部22に違和感なく柔らかく対接できるような弾性感を与える。
Since the
ケース45は、骨導スピーカ部38を収納する骨導スピーカ収納部45Aと、メモリ部37を収納するメモリ部収納部45Bと、演算部36を収納する演算部収納部45Cと、電源部35を収納する電源部収納部45Dと、センサ部34を収納するセンサ部収納部45Eと、電池板39を収納する電池板収納部45Fとを有し、各収納部間を、薄肉連結部の肉厚が薄いフレキシブル基板32A、32B、32C、32Dをそれぞれ収納する46A、46B、46C、46Dによって隣り合う収納部を互いに連結する。
The
これに加えてメモリ部収納部45B、演算部収納部45C、電源部収納部45D、センサ部収納部45E及び電池板収納部45Fの練習者頭部22のひたい22Xと対向する内側表面には、練習者頭部22に汗などの水分が表面に滞留しないように、必要に応じて複数の水分滞留防止用突起50が突設されており(図9)、これにより練習者頭部22に練習用具本体21を装着した状態において、練習者に不快感を与えないようになされている。
In addition to this, on the inner surface of the practitioner's head 22 of the memory section storage section 45B, the calculation
図4〜図9の運動練習用具1は、図5に示すように、水泳競技練習者の練習者頭部22のひたい22Xに練習用具本体21のケース45を巻きつけるように装着する。
As shown in FIG. 5, the
当該装着手法は、例えば競泳時に競技練習者が頭に被るスイミングキャップ内に両面接着シートであるベルクロ(登録商標)でなる固定具を用いて当該練習者頭部22のひたい22Xにセンサ部収納部45Eに収納したセンサ部34が頭部に当たるよう取り付ける。
For example, the wearing method is such that a sensor unit storage portion is attached to the lap 22X of the trainer's head 22 using a fastener made of Velcro (registered trademark), which is a double-sided adhesive sheet, in a swimming cap worn by the trainee during swimming. The
その結果体動センサ3は、図2について上述した体動検出波形データD1を直接的に演算処理部2に取り込むと共に、当該演算処理部2の演算処理結果に基づいて水泳競技練習者20の練習者頭部22の上下方向の動きから、練習時の手や足のストローク数のカウントや、プール内でのターン動作の判別をすることができると共に、ラップタイムの計測ができ、当該計測結果を保存メモリ8に保存することができる。
As a result, the
この保存メモリ8の保存データは、骨導スピーカ15によって水泳練習をしている競技練習者20に音声によってリアルタイムで報知することができるので、水泳競技の練習時のペース把握に大きな効果が得られる。
Since the stored data in the
この実施の形態の場合、ケース45のうち、センサ部34を収納するセンサ部収納部45Eの内側表面には窓が形成されており、当該窓を介して光電脈波センサ9の検出光の送出・検出動作ができると共に、表示器13に表示される脈波検出波形データD2や保存データを読み取ることができることによって、競技練習者20及び練習指導者が、脈波による競技の安全の確認と共に、練習結果に基づく競技の改善をすることができる。
In the case of this embodiment, a window is formed on the inner surface of the sensor
このような効果を得るにつき、図3の練習データ収集処理手順RT1を実行するために用いる電子部品を、複数の電気部品取付基板の間に、フレキシブル基板を内包する薄肉部を挟んで連結された複数のケース部材に散在させるようにしたことにより、頭部用の装着具として練習者頭部22に対して強すぎず、かつ弱すぎない適切な保持力で密着させることができることにより、水泳競技の練習者が自然に身に付けたくなるような練習用具本体21を実現できる。
In order to obtain such an effect, the electronic components used to execute the practice data collection processing procedure RT1 in FIG. 3 are connected between a plurality of electrical component mounting substrates with a thin portion including a flexible substrate interposed therebetween. By being scattered in a plurality of case members, it can be brought into close contact with an appropriate holding force that is not too strong and not too weak as a wearing device for the head. It is possible to realize the practice tool
(4)変形例
(4−1)地磁気センサを用いた場合
図11は、体動センサ3として地磁気センサの垂直方向成分を用いて検出した体動検出波形データD3を示し、当該体動検出波形データD3は水泳競技練習者が時点t11及びt12においてターンをしたときに生ずる特徴的なピークP31及びP32が図2の加速度センサを用いた場合と比較してさらに一段と明確なピーク波形が得られる。
(4) Modification (4-1) Using Geomagnetic Sensor FIG. 11 shows body motion detection waveform data D3 detected using the vertical component of the geomagnetic sensor as the
従ってラップタイムT2を計測する場合、地磁気センサから得られる体動検出波形データD3を用いることにより、ラップタイムT2を簡単、かつ高精度に検出できる。 Therefore, when measuring the lap time T2, the lap time T2 can be detected easily and with high accuracy by using the body motion detection waveform data D3 obtained from the geomagnetic sensor.
このように、水泳競技練習者の運動練習用具1の場合は、泳法の違いによって収集される波形が変わるので、状況に応じて九軸センサからの複数の情報のうちから、精度の高い情報を適宜選択することが重要で、この観点から図11の変形例においては、地磁気センサの垂直方向成分を用いてラップタイムT2を計測する。
As described above, in the case of the
(4−2)上述の実施の形態の場合は練習用具本体21の各構成部材をベルト状のケース内に収納して、図5について上述したように練習者頭部22のひたい22Xにはちまきを巻きつけるように装着するようにした場合について述べたが、練習用具本体21の装着の仕方としてはこれに限らず、首の周囲の位置例えば胸元に、ペンダント型のケースを設けたり、練習者頭部22の後頭部にヘアバンド型のケースを設けるようにする等、要するに練習者に強い装着感を与えないようなケースを形成するようにすることができる。
(4-2) In the case of the above-described embodiment, each constituent member of the practice tool
このようにすれば練習者が自然に身に付けたくなるような形状のケースを提供できることにより、練習者が違和感なく装着することにより、競技に有効な体動効果を得ることができるような運動練習用具1を実現できる。
In this way, by providing a case with a shape that the practitioner wants to wear naturally, exercise that allows the practitioner to wear the body without a sense of incongruity and obtain an effective body movement effect for the competition The
(5)他の実施の形態
(5−1)自転車競技用練習具
図12は自転車競技用練習具として運動練習用具1を用いた場合の体動検出波形データD4を示し、この実施の形態の場合、図1、図3〜図9について上述したケース45内に収納した練習用具本体21を、練習競技者が被る自転車用ヘルメット内部に装着して体動検出波形データD4を保存メモリ8に保存したものである。
(5) Other Embodiment (5-1) Exercise Equipment for Bicycle Competition FIG. 12 shows body motion detection waveform data D4 when the
この実施の形態の場合、自転車を室内練習用の架台に載せて競技練習者がペダルを漕ぐことにより、体動検出波形データD4を得る。 In the case of this embodiment, the body motion detection waveform data D4 is obtained by placing the bicycle on a frame for indoor practice and the competition practitioner rowing the pedal.
図12の体動検出波形データD4において、ピークP41は、ペダルの踏み込みに基づいて左右のペダルそれぞれの踏み込み時に1秒当たり3点の割合で発生する。 In the body motion detection waveform data D4 in FIG. 12, the peak P41 occurs at a rate of 3 points per second when the left and right pedals are depressed based on the depression of the pedals.
このことから自転車の車輪は1秒あたり1.5回転従って1分あたり90回転することになる。 This means that the bicycle wheel will rotate 1.5 revolutions per second and thus 90 revolutions per minute.
自転車では1分間のペダル回転数をケインズという単位で表し、競技や練習において重要な指標の一つとして検出される。 In a bicycle, the number of pedal rotations per minute is expressed in units called Keynes, and is detected as one of the important indicators in competitions and practice.
自転車の練習では、心拍捕捉と同時にリアルタイムのペダルの回転数を捕捉することが重要視され、演算処理部2は、光電脈波検出センサ9の検出出力S2と、体動センサ3の体動検出波形データD4とから当該重要視する検出結果を演算処理して、演算結果を骨導スピーカ15及び表示器13によって報知する。
In the practice of the bicycle, it is important to capture the real-time pedal rotation speed simultaneously with the capture of the heartbeat, and the
自転車競技用練習具の場合、練習者頭部22の動きは小さい方が好ましく、体動検出波形データD4の波形振幅の最大値や平均値を計算することにより、当該計算結果を練習効果の確認に活用できる。 In the case of an exercise device for cycling competition, it is preferable that the movement of the trainer's head 22 is small. By calculating the maximum value or the average value of the waveform amplitude of the body motion detection waveform data D4, the calculation result can be confirmed as the practice effect. Can be used for
因みに、図5において、ペダルの回転数は、ペダルの回転トルクの変動から受ける足の負荷回転動作の影響を受け、この負荷回転動作が頭部の挙動へと影響を与えるために、自転車のペダルの回転数のカウントを判読することができる。 Incidentally, in FIG. 5, the rotation speed of the pedal is influenced by the load rotation operation of the foot that is received from the fluctuation of the rotation torque of the pedal, and this load rotation operation affects the behavior of the head. The number of rotations can be read.
(5−2)ゴルフ競技用練習具
図13はゴルフ競技用練習具に適用した場合の体動検出波形データD5を示し、図1、図3〜図9について上述した練習用具本体21を、練習者頭部22に被せた帽子内に当該練習者頭部22にはちまき状に装着するように、装着する。
(5-2) Golf game training tool FIG. 13 shows body motion detection waveform data D5 when applied to a golf game training tool, and the
この場合体動センサ3によって検出される体動検出波形データD5は、練習者がゴルフクラブをテイクバックした後スイング動作する間に、クラブがゴルフボールに打接した瞬間に最も大きなピークP51が発生する。
In this case, the body motion detection waveform data D5 detected by the
このときゴルフ練習者の練習者頭部22の加速度はテイクバックの間ほぼ停止状態にあることにより加速度が0近傍にあるのに対して、ゴルフボールの打点近傍において体動検出波形データD5がピークP51まで加速度を急速に上昇させ、ゴルフボールを打撃した後クラブをフォロースイングする間に角速度が急速に低下した後角速度0近傍になって1回のスイングを終了する。 At this time, the acceleration of the trainer's head 22 of the golf practitioner is almost stopped due to the stop state during takeback, whereas the body motion detection waveform data D5 peaks near the hit point of the golf ball. The acceleration is rapidly increased to P51, and after the golf ball is hit, the angular velocity rapidly decreases during the follow swing of the club, and then one swing is finished near the angular velocity of 0.
ここでゴルフボールの打撃は、ピークP51の前後の加速度変化がゴルフ競技時のゴルフボールへの打撃の良し、悪しを決めることになるので、練習効果の確認に活用することができる。 Here, the hitting of the golf ball can be used for confirming the practice effect because the acceleration change before and after the peak P51 determines whether the hitting the golf ball during the golf competition is good or bad.
(5−3)野球競技用練習具
図14は野球競技用練習具に適用した場合の体動検出波形データD6を示す。
(5-3) Baseball Game Training Tool FIG. 14 shows body motion detection waveform data D6 when applied to a baseball game training tool.
この場合の体動検出波形データD6は加速度センサによって競技練習者の頭部の上下方向の動きを検出するもので、1回のバッティングスイングにおいて特徴ある最初のピーク点P61において競技練習者はボールを打撃する。 The body motion detection waveform data D6 in this case is an acceleration sensor that detects the movement of the head of the competition trainer in the vertical direction. The competition trainer moves the ball at the characteristic first peak point P61 in one batting swing. Blow.
野球のバッティングスイングでは、競技練習者は頭部の上下動が小さい方が良いとされており、一連の打撃スイングのうち初めの特徴点P61において頭部が上方に移動すると共に、ボールを打撃した後頭部の上下動は少ない方が良いとされており、第2の特徴点P62において頭部が打撃終了位置にまで上昇した後スイングを終了する。 In baseball batting swings, it is said that the competition practitioner should have a small vertical movement of the head, and the head moved upward at the first feature point P61 in the series of hitting swings and hit the ball. It is said that it is better that the back head is less moved up and down, and the swing is finished after the head rises to the hitting end position at the second feature point P62.
図14の体動検出波形データD6を検出することにより、打撃練習者の打撃動作をボール打撃時の頭部の移動速さや移動期間を測定すると共に、当該打撃時の頭部の変動量を打撃練習者に報知することにより、打撃の上達につながる情報を得ることができる。 By detecting the body motion detection waveform data D6 of FIG. 14, the hitting motion of the hitting practitioner is measured for the moving speed and moving period of the head at the time of hitting the ball, and the fluctuation amount of the head at the time of hitting is hit. By notifying the practitioner, it is possible to obtain information that leads to the improvement of the hitting.
図14の実施の形態の場合、体動検出波形データD6を角速度センサによって頭部の移動量によってバッティングスイングの特徴を把握するようにしたが、これに代え、角速度センサの出力に基づいて体動検出波形データを得るようにすることにより、打撃練習者の頭部の移動速さに基づいて検出結果を得るようにしても良い。 In the embodiment of FIG. 14, the body motion detection waveform data D6 is obtained by grasping the characteristics of the batting swing by the movement amount of the head by the angular velocity sensor, but instead, the body motion is detected based on the output of the angular velocity sensor. By obtaining the detection waveform data, the detection result may be obtained based on the moving speed of the head of the batting practitioner.
なお体動センサ3による検出に代え、コンデンサマイクや圧電素子などの振動センサを用いて打撃音を収録することにより、打撃の瞬間を検出するようにすれば、波形の解析をすることなく簡便に打撃の瞬間を検出できる。
It should be noted that, instead of detection by the
(5−4)その他の適用例
上述の実施の形態においては、運動練習用具1を水泳競技、自転車競技、ゴルフ競技、野球競技の練習者が用いる場合の適用例を示したが、当該運動練習用具1はこれに限らず、球技全般に適用できることの他、スキーや、スケートや、体操等の各種のスポーツを練習する場合に広く適用できる。
(5-4) Other application examples In the above-described embodiment, the
これに加えてスポーツの練習に限らず、バレエやダンスなどの演舞の練習や、楽器演奏の練習に適用しても同様の効果を得ることができる。 In addition to this, the same effect can be obtained not only for sports practice but also for performance practice such as ballet and dance, and practice of musical instrument performance.
本発明は競技の練習をする場合に適用できる。 The present invention can be applied to competition practice.
1……運動練習用具、2……演算処理部、3……体動センサ、4……データバス、5……中央処理ユニット(CPU)、6……プログラムメモリ、7……動作メモリ、8……保存メモリ、9……光電脈波センサ、10……駆動操作子、12……結果報知部、13……表示器、15……骨導スピーカ、17……電源ユニット、18……データ転送部、31……練習用具本体基部、31X……練習用具本体基部単体、34……センサ部、35……電源部、36……演算部、37……メモリ部、38……骨導スピーカ部、39……電池板、40……被覆部材、45……ケース、45A……骨導スピーカ収納部、45B……メモリ部収納部、45C……演算部収納部、45D……電源部収納部、45E……センサ部収納部、45F……電池板収納部、50……水分滞留防止用突起。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記練習用具本体は、上記競技練習者が練習動作をしたとき上記頭部の動きを検出する体動センサと、頭部の脈拍を検出する脈拍センサと、上記体動センサ及び上記脈拍センサの検出出力に基づいて上記競技練習者の身体動作状態と脈拍数とを判定する演算処理部と、当該判定結果を上記競技練習者に報知する結果報知部とを具える
ことを特徴とする体動センサを用いた運動用練習用具。 It has a belt-like practice tool body that is worn around the head of a competition practitioner,
The exercise tool body includes a body motion sensor that detects movement of the head when the competition practitioner performs a practice operation, a pulse sensor that detects a pulse of the head, and detection of the body motion sensor and the pulse sensor. A body motion sensor comprising: an arithmetic processing unit that determines a physical movement state and a pulse rate of the competition practitioner based on an output; and a result notification unit that reports the determination result to the competition practitioner Exercise equipment for exercise.
ことを特徴とする請求項1に記載の体動センサを用いた運動用練習用具。 The practice tool main body includes a plurality of substrates each provided with the motion detection sensor, the arithmetic processing unit, and the result notification unit, and a flexible flexible substrate that connects the plurality of substrates. When the exercise tool body is mounted on the head of the competition trainer, the plurality of substrates are arranged in a curved shape so as to follow the curved surface of the head using the flexibility of the flexible substrate. The exercise device for exercise using the body motion sensor according to claim 1, wherein the exercise device is capable of being used.
ことを特徴とする請求項1に記載の体動センサを用いた運動用練習用具。 The exercise tool body is mounted on the competition trainer's head by a head wear tool comprising the competition trainer's hat, sun visor, helmet, or hair band, and the motion detection sensor is an accelerometer. The exercise device for exercise using the body motion sensor according to claim 1, wherein the exercise exercise device is configured by a detection unit including a gyrometer or a geomagnetic meter.
ことを特徴とする請求項1に記載の体動センサを用いた運動用練習用具。 The exercise tool according to claim 1, wherein the exercise tool body is attached to glasses such as sunglasses.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の体動センサを用いた運動用練習用具。 The exercise tool according to claim 1 or 2, wherein the exercise tool body is used as a necklace or a pendant placed around the neck that supports the head.
請求項1ないし5のいずれかに記載の体動センサを用いた運動用練習用具。 An external detection means such as an accelerometer or a microphone for detecting an impact applied from the outside to the competition practitioner is further provided to determine the state of physical movement including the behavior of the competition practitioner before and after the impact. An exercise tool for exercise using the body motion sensor according to any one of Items 1 to 5.
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