电机功能测量装置-日本专利

电机功能测量装置
【专利摘要】提供能够测量人体灵活性的电机功能的电子电机功能测量装置。提供了用于检测根据高度方向变化的大气压力，其中垂直速度传感器附接到待测量人体的身体，并根据检测值测量被测量人的灵活性的运动功能。
【专利说明】
[技术领域]
运动功能测量装置技术领域本发明涉及一种用于测量诸如人体灵活性的运动功能的运动功能测量装置。
背景技术
通常，作为用于测量运动功能的装置，例如，作为测量人体的柔韧性的技术（以下称为对象1），站立体前部弯曲（由Koenkyo Shozo有限公司中学健康与体育48页修改在测量原理中，例如，如图6所示，测量人员1骑在桌子2上，以便不使膝盖3从直立状态弯曲（图A所示）将腰部4（如图B和C所示）弯曲并伸直至伸出指尖5，指尖5和参考线7（被检体1所在的工作台2的平面6的高度）在主题1）中，测量测量人物1的身体的灵活性。
[要解决的问题]
然而，由于没有为这种类型的人体运动功能测量装置开发适当的传感器，所以在学校等中使用旧的机械方法，并且仍然是电子它没有完成，它与时俱进。此外，在站立体前方法中，由于是不考虑每个人的手的长度的测量方法，因此具有相同柔性的手难以握持手（与标准值相比）当比较测量者和短手（与标准值相比较）的对象时，尽管它们从腰部4到后面均匀地弯曲，但短对象的手是手的长手由于与测量者相比手没有下降，所以表示灵活性的值不可避免地恶化，导致身体比其他人的灵活性更难的问题。发明内容本发明的目的是提供一种用于测量诸如人的灵活性的移动功能的电子设备。
发明内容
在研究和研究麦克风，麦克风，在各种环境中以音频设备等低成本大量生产的电容麦克风的特性差异的基础上，构想了本发明。我们已经将一些应用程序应用于与过去相关的技术。在这种情况下，本发明是用于根据附着在被测量人的身体的大气压力的变化量与连接点的垂直移动一起检测被测量人的运动功能的手段和运动功能测量装置。
通过将上述结构的装置例如从直立状态安装到手腕等到前部弯曲姿势，向前倾斜身体，使手腕向下方检测检测装置周围的大气压力的变化量并根据大气压力的变化程度检测垂直方向的位移量。
参考图1，将描述构成垂直速度传感器的电容式麦克风的结构，然后参照图2，将详细描述利用作为压力接收元件的电容麦克风10的设计和重构解释。在图1中，附图标记10表示市售的用于音频的电容麦克风，其包括圆柱形壳体11，电路板12，FET晶体管13，用于间隔的绝缘筒14，受压驻极体膜15a，固定电极板15b，环形间隔绝缘膜16，引线引线17等。
接下来，将详细描述每个部件。引线17通过的小孔11a在形成于圆筒形壳体11的底部的底壁中钻孔，并且形成在壳体11的上端部的开口设置在网状保护构件19中它被覆盖电路板12设置在壳体11的底部，并且FET晶体管13放置在其上，并且引线17连接到其上。距离保持绝缘筒14在壳体11的底壁与连接到FET晶体管13的引线13a的固定电极15b之间保持恒定的距离。每个隔离绝缘膜16使受压驻极体膜15a和固定电极板15b之间的距离保持恒定，并且使保持间隔绝缘膜15a和固定电极板15b之间的间隔保持恒定，同时壳体11和距离保持绝缘筒14其意图。
以上是通常可商购并用于声音的电容麦克风的主要配置的概要。这里，由于将其用作垂直速度传感器，因此采取以下措施。也就是说，在图2中，附图标记18表示覆盖电容式麦克风10的整个外周面的密封辅助圆柱形构件。密封辅助圆筒构件18由具有略大于电容式麦克风10的外径的内径稍大于电容式麦克风10的轴向长度的圆筒形成，并且电容麦克风10插入圆筒形中空部并且，电容式传声器10通过在电容话筒10和密封辅助圆筒部件18之间的整个空间填充有粘合剂而固定在密封辅助圆筒部件18的内部。
此后，电容式麦克风10的引线插座11a在电容麦克风10的整个后表面上填充树脂剂20，使得空气不会从导线出口11a等流出并且密封，并且来自后表面的空气流被完全阻塞。如上所述，电容式麦克风10的内部和外部的空气流仅通过壳体11的上端开口进行限制，并且获得作为垂直速度传感器的改型的电容麦克风21。
接下来，将描述如上所述配置的配置的操作。当在上述结构的说明中说明的改型电容式麦克风21在垂直方向上垂直移位时，即驻极体膜15a在水平方向上面向上时，将与垂直速度成比例的压力变化施加到驻极体膜15a并检测其垂直速度。
接下来，将逻辑地描述如上所述配置的电容式麦克风21的操作。当来自修改的电容话筒21的输出电压为e（t）时，从地面的高度为h，压力变化/电压转换的增益为k，形成在圆筒形壳体11中的空间的体积为v在受压驻极体膜15a，固定电极板15b，间隔绝缘膜16等与圆筒形壳体11之间形成的间隙的流动阻力为r，受压驻极体膜15a和固定电极如果板15b和电极15b之间的静电电容为C，则内部FET晶体管13的输出阻抗为Z，圆筒形壳体11中的空气密度为ρ，重力加速度为g，复数频率为s，修改后的电容麦克风21的移动速度v（t）与修正的电容麦克风21的输出电压e（t）之间的关系由下式给出。

在等式1中，如果将改进的电容式麦克风21的物理特性设定为满足由下面的等式2和3表示的条件，则建立等式4。就是这样

也就是说，通过如图2所示修改市售的电容式麦克风10获得等式4，并且从其输出的输出信号e（t）的大小是垂直方向上的运动速度v（t）指示形成垂直速度传感器。
接下来，在图3中示出了使用电容式麦克风21的实施例，并且将参照图4的时序图来描述根据本发明的测量装置的电路结构。例如，如图5所示，被容纳在设置在图5所示的布带40中的壳体41中，将布带40放置在用魔术带40a测量的人物1的手腕等上，它通过40B缠绕。 23是第一带通滤波器，24是积分电路，其基于从稍后描述的微分电路36输出的复位信号作为从第一带通滤波器23输出的垂直速度信号开始积分运算计算垂直位移量，并输出与其对应的垂直位移信号（图4中的A）。最大值检测电路25检测从积分电路24输出的积分输出的最大值。
保持电路26从稍后描述的微分电路36接收复位信号，保持在复位之后从最大值检测电路25提供的垂直位移量中的最大值。插入在保持电路26和稍后描述的显示内容控制电路28之间的显示控制开关27将关闭的接地电压0（v）即零显示信号发送到显示控制电路28，稍后将要描述是为了然而，在后述的显示内容控制电路28的信号处理中，由于在程序处理中接通电源之后容易在预定时间内准备显示单元29上的零显示信号，它可以提供给软件，根据需要提供，并且可以不插入。
显示内容控制电路28优选地将来自通过显示控制开关27提供的保持电路26的输出信号提供给显示单元29。每当通过显示控制开关27提供从保持电路24提供的垂直位移的最大值时，显示内容控制电路28将数据依次存储在存储电路30中。此外，当从显示内容操作部分31提供操作信号时，显示内容控制电路28从最新值顺序地读取存储在存储电路30中的垂直位移量的最大值，并将最大值显示在显示部分29中并显示它。显示内容操作单元31设置在稍后描述的外壳41的侧表面上。
第二带通滤波器32设定低于第一带通滤波器23的频带的截止频率。在从垂直速度传感器22输出的垂直速度信号中将截止频率设定在预定的预定频带内仅提取频带内的频率分量。当从第二带通滤波器32输出的垂直速度信号的值落在从0电平到预定电平的值范围内时，窗口比较器33将输出改变为高电平（图4， B），表示被检体1已进入测量姿态。当从窗口比较器33提供高电平输出信号（图4，B）时，单稳态多谐振荡器34输出预定脉冲宽度T的一个低电平脉冲（图4，D） 。
与门35取得来自窗口比较器33和单稳态多谐振荡器34的输出的AND逻辑，并且当它们匹配时，将匹配信号（图4中的E）输出到驱动电路34。 4，E）从AND门35发出通知声音一段预定的时间，以促使对象进入前进的弯曲姿态。当窗口比较器33的输出信号B从低电平反相到高电平时，微分电路36提取变化，并将复位信号（图4中的C）提供给积分电路24和保持电路26到。 40是皮带，在其两端部形成有由魔术贴带制成的安装部40a，40b。在皮带40的中央部设置有容纳图3所示的整个电路块的壳体41。
接下来，将描述上述配置的操作。首先，在弯曲运动之前，被检体1将带40包裹在手腕周围，并且在其两端处的尼龙搭扣40a，40b停止。之后，它成为一个直立不动的状态。此时，当显示控制开关27切换到ON状态并且手在该状态下交错时，使手腕绕肩部旋转（视角较小）从而使手腕上下移动。结果，来自电容麦克风22的垂直速度信号被提供给第一和第二带通滤波器22,32，此后窗口比较器33判断它是否落在参考值内。然而，如果手抖动大，则由于垂直方向的位移量不在基准值的范围内，所以窗口比较器33将其输出维持在低电平状态。结果，由于微分电路36不工作，积分电路24和保持电路26不被复位（图4中的T1部分）。
然而，在时刻T 2，当车辆进入直立不动状态并且直立不动状态持续预定时间T 3时，来自第二带通滤波器29的输出落在窗口比较器30的参考值的范围内，与门32的输出进入高电平预定时间，使得通知声音产生单元38产生通过驱动电路37通知开始移动的声音。同时，由微分电路36产生的复位信号（图4，C）使积分电路24和保持电路26复位。
结果，被检体1开始使身体向前倾斜，将手降低到最大位置，然后返回到直立姿态，但被检体1向被检体1的腕部向下方移动来自垂直速度传感器22的垂直速度信号经由第一带通滤波器23被积分电路24积分，以相对于手腕在直立状态下的位置实时获得相对位移量4，F）。垂直位移量由下一个最大值检测电路25检测，并且检测到的垂直位移量中的时间点T1的最大值被存储在保持电路26中（图4中的G）。存储在保持电路26中的值经由显示控制开关27被提供给显示内容控制电路28，并被显示在显示单元29上。显示值依次存储在存储电路30中这一点。
此外，当显示内容操作部31的开关31a和31b在非测量状态下操作时，存储在存储电路30中的数据按时间顺序在图形显示在显示部分29上。
因此，当由个人使用时，可以基于通过该条形图显示的数据来监视用户身体的灵活性。此外，当用于学校的体力测量等时，您可以一目了然地管理整个学生的灵活性。
接下来，将参照图6描述另一实施例。在图6中，对与图3所示的相同或相当的部件赋予相同的附图标记，省略其说明。附图标记45表示使用与上述电容式麦克风的应用类似的技术由Kosuke预先施加的垂直位 移量传感器，因此这里将省略其描述。附图标记46表示运算电路，该运算电路根据由前一级的最大值检测电路25检测到的波形将波形的峰值与存储在存储器（未示出）中的代表性图形波形进行比较，并计算峰值并将其存储在下一个锁存电路47中。
具体实施方式的最佳方式
[本发明的效果]
如上所述，本发明提供了用于附接到被测量人体的装置，并且根据连接点的垂直运动状态从大气压力变化量测量被测量人的运动功能根据本发明的电动机功能训练装置能够提供从未有过的电子计算机化的运动功能测量装置。此外，它还可以向研究人员提供新概念的测量数据，并展示了有助于创造学术新概念的效果。此外，通过使用如上述实施例中大规模生产的用于音频的电容式麦克风作为垂直速度传感器，可以获得非常大的传感器，其可以容易地获得，而无需广泛投资于制造设施等效果展现。
附图说明
图1是根据本发明的实施例中使用的电容麦克风10的横截面说明图。
图2是在根据本发明的实施例中使用的改进的电容麦克风21的截面说明图。
图3是使用图2的修改的电容式麦克风的实施例的电路框图。
图4是用于说明图3的电路框图的时序图。
图5是将本发明的装置与被测量人物连接的带的说明图。
图6是在根据本发明的另一实施例中使用的改进的电容麦克风21的截面说明图。
图7是用于说明现有例的图。
21改进的电容式麦克风
22垂直速度传感器
23第一带通滤波器
24集成电路
25最大值检测电路
26保持电路
28显示内容控制电路
29显示部分
30存储电路
31显示内容操作单元
32第二带通滤波器
33风比较器
34单镜多谐振荡器
35与门
微分电路
37驱动电路单元
38通知声音发生器
40个乐队
41住房
45垂直位移传感器
算术电路
【权利要求】
1。一种运动测量装置，包括：用于根据附接点的垂直运动从附加到待测量和检测的人的身体的大气压变化量测量待测量人的运动功能的装置，功能训练器材。
【专利附图】

【申请日】申请日期】1992年6月17日
【申请号】 1992-181619
【公开日】 1994年1月11日
【公开号】 1994-000172
【发明人】渡辺嘉二郎
【申请人】渡辺嘉二郎