(57)【要約】【課題】従来の波形グラフによる制御を踏襲しつつも、この波形グラフが確実に所望の座標を通過するような精度が高い設定を行うことができる試打装置の制御システムを提供する。【解決手段】打球具を保持し、サーボモータにより回転駆動するアームを備えた試打装置の制御システムであって、前記アームの回転角度に対する回転速度をＸＹ座標として数値化した座標データに従って前記サーボモータを制御する手段と、前記座標データをグラフとして表示する手段と、前記グラフの任意のＸＹ位置における座標データの数値を入力する手段とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
打球具を保持し、サーボモータにより回転駆動するアームを備えた試打装置の制御システムであって、前記アームの回転角度に対する回転速度をＸＹ座標として数値化した座標データに従って前記サーボモータを制御する手段と、前記座標データの分布を連続線分で示したグラフと、該グラフ上の任意に特定されたＸＹ位置における座標データを表示する手段と、前記特定された座標データを変更可能に数値入力する手段とを有することを特徴とした試打装置の制御システム。
【請求項２】
表示手段はグラフの表示を変更後の座標データに応じて書き換え可能である請求項１記載の制御システム。
【請求項３】
表示手段は変更後の座標データを含むグラフ全体の座標データをさらに表として表示可能である請求項１または２記載の制御システム。
【請求項４】
表示手段はグラフと表を同一画面上に表示可能である請求項３記載の制御システム。
【請求項５】
表示手段はグラフと表の表示画面を切替可能である請求項３記載の制御システム。
【請求項６】
さらに、グラフを画面上で操作して座標データを変更する手段を有する請求項１から５のうち何れか一項記載の制御システム。
【請求項７】
試打装置は、上腕に相当する第一アームと、前腕に相当して打球具を保持する第二アームとをそれぞれ別個独立のサーボモータにより回転駆動するスイング機構を有し、前記サーボモータそれぞれを第一アームおよび第二アームごとに数値化された座標データに従って制御する請求項１から６のうち何れか一項記載の制御システム。
【請求項８】
試打装置は、さらに、アームを支持する胴部を前記アームとは別のサーボモータにより水平回転させる打力補助機構を有し、前記別のサーボモータを前記アームとは別に数値化された胴部の座標データに従って制御する請求項１から７のうち何れか一項記載の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ゴルフクラブやテニスラケットの性能評価等のためにテストスイング（試打）を機械的に行う試打装置の制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本願出願人は、ゴルフ試打装置として特許文献１〜３に係る発明を開示している。また、テニス試打装置として特許文献４・５に係る発明も開示している。これら発明は、ゴルフクラブやテニスラケット（これらを総称して、本願では「打球具」という。）の性能評価を目的として、機械的にテストスイングを実行させるものである。即ち、上腕に相当する第一アームと前腕に相当する第二アームとによってスイングアーム機構を構成し、これらを連動して回転させることで、第二アームに保持した打球具のテストスイングを実行する。第一アームと第二アームは、回転方向を同じくして連動するものの、回転軸の位置を異にすると共に、別個の駆動用モータにより回転角度や回転速度をそれぞれ独立的に制御することによって、旋回軌跡パターンの調整・変更による多様なテストスイングを実行可能としている。
【０００３】
特に、特許文献３・４では、ゴルフにおける飛距離向上や、テニスにおけるパワーショットの実現のために、腰の振りを擬似的に行う打力補助機構を備えた試打装置を開示している。
【０００４】
上述したような試打装置はコンピュータによりシーケンス制御され、具体的な制御方法は特許文献１に開示されている。即ち、試打装置に所定のプログラムをインストールしたパーソナルコンピュータを接続し、ＣＲＴディスプレイに表示される第一アームのスピード分布画像や第二アームの回転角度分布画像と称される波形グラフを見ながら、マウスのドラッグ・アンド・ドロップ（drag and drop）により波形グラフの任意のポイントを変位させることで、そのポイントにおける回転速度や回転角度を設定するようにしている。
【０００５】
当該制御方法によれば、第一アームや第二アームの各種設定を波形グラフとして確認できるため設定内容のテストスイングをイメージしやすく、また、全てのポイントを数値入力する手間がないので設定も容易である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１４９９５８号公報
【特許文献２】特開２００７−７３００３号公報
【特許文献３】特開２０１１−６２４３０号公報
【特許文献４】特開２０１３−１０６７８３号公報
【特許文献５】特開２０１３−１８４０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、マウスの操作（ドラッグ・アンド・ドロップ）のみで波形グラフを調整するには、アームの回転角度や回転速度の設定について、精度の面で改善の余地があった。即ち、テストスイングの精度を高めるには波形グラフの座標の目盛りを細かくする必要があるが、そうすると、マウスでは精細なマトリクス上の特定の座標をポイントすることが困難となる。例えば、座標（０．００、０．００）という原点を通る波形グラフとする場合でも、マウスでは座標（０．０３、０．０２）を通過ポイントとして指示する誤差が生じる可能性があるうえ、従来はこれを数値として確認する手段も採用されていなかった。
【０００８】
なお、マウスによる指示可能なポイントはディスプレイの解像度にも依存し、この解像度による位置情報が波形グラフの座標と合致するとも限らないため、いくら正確にマウスを操作しても、そのディスプレイでは特定の座標をポイントできないことも、上述した問題の一因となっている。
【０００９】
本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、従来の波形グラフによる制御を踏襲しつつも、この波形グラフを見ながら、特定の座標を数値入力により変更することで、より多様なテストスイングを精度高く行うことができる試打装置の制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するために本発明では、打球具を保持し、サーボモータにより回転駆動するアームを備えた試打装置の制御システムであって、前記アームの回転角度に対する回転速度をＸＹ座標として数値化した座標データに従って前記サーボモータを制御する手段と、前記座標データの分布を連続線分で示したグラフと、該グラフ上の任意に特定されたＸＹ位置における座標データを表示する手段と、前記特定された座標データを変更可能に数値入力する手段とを有するシステム構成とした。
【００１１】
本発明では、コンピュータ等によるシーケンス制御によりアームのサーボモータを制御することは従来と同じであり、その制御値を変更することで多様なテストスイングを実行できる点も従来と同じであるが、アームの座標データを直接数値入力により変更するようにしたため、従来のように入力値と実行値に誤差が生じない。そして、変更前、変更後の座標データをグラフのみならず、具体的な数値としても確認することができる。
【００１２】
また、表示手段はグラフ上の任意に特定されたＸＹ位置における座標データを表示するため、当該特定位置がどのような座標データであるか数値により確認でき、グラフを精細に分析することが可能となった。なお、表示手段はグラフの表示を変更後の座標データに応じて書き換え可能であることが好ましい。変更後の内容を、再度、グラフによって確認することができるからである。また、表示手段は変更後の座標データを含むグラフ全体の座標データをさらに表として表示可能であることが好ましい。グラフでは判別しにくい特定の座標データを数値により正確に確認することができるからである。この場合、グラフと表を同一画面上に表示可能とすれば、グラフと表を同一画面上で照合できる。一方、グラフと表の表示画面を切替可能とすれば、画面のサイズが小さい場合に、見やすい大きさにグラフと表を表示することができる。
【００１３】
さらに、グラフを画面上で操作して座標データを変更する手段を有することが好ましい。この手段を採用することによって、まず座標データの大まかな修正が可能となり、その後、必要に応じて数値入力による精細な修正を行うことができるようになるからである。この手段に該当する具体的なハード構成としては、マウスやタッチパネルがある。
【００１４】
なお、本発明は試打する打球具としてゴルフクラブとテニスラケットを想定しているが、何れの場合にあっても試打装置は、上腕に相当する第一アームと、前腕に相当して打球具を保持する第二アームとをそれぞれ別個独立のサーボモータにより回転駆動するスイング機構を有し、当該第一・第二アームの各サーボモータをそれぞれの座標データに従って制御することが好ましい。二つのアームを独立制御することによって、より人間に近いテストスイングが可能となり、また、多様なテストスイングを実行させることができるからである。
【００１５】
さらに、試打装置は、アームを支持する胴部を前記アームとは別のサーボモータにより水平回転させる打力補助機構を有するものとし、前記別のサーボモータを前記アームとは別に数値化された胴部の座標データに従って制御することが好ましい。このような試打装置は、打力補助機構によって、ゴルフであればボールにスピンを与えて飛距離を伸ばすことができ、テニスであればパワーショットが可能となり、トッププレーヤによるスイング以上のテストスイングが可能となるからである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ディスプレイに表示されるグラフによってテストスイングをイメージしやすいという従来の利点に加えて、座標データを直接数値として入力することにより、入力値と実行値との誤差をなくして、所望のテストスイングを高い精度で実行できるようになった。また、座標データをグラフのみではなく表としても表示するようにしたので、グラフの通過ポイントを数値として確認でき、上記数値入力により修正すべきポイントの割り出しが容易となり、さらにテストスイングの精度向上に寄与することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のシステムを適用するゴルフ試打装置全体の外観図
【図２】打力補助機構の要部を示す説明図
【図３】本発明の制御システムにより表示される編集画面例
【図４】本発明の制御システムによる編集設定手順を示すフローチャート
【図５】本発明の制御システムにより表示される編集データの数値表例
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。図１は、本発明の制御システムを採用した試打装置の全体を示したものであり、打球具としてゴルフクラブをテストスイングするゴルフ試打装置の制御システムを例示したものである。図中、１０はゴルフクラブを着脱可能に保持し、テストスイングを実現するスイング機構、２０は前記スイング機構１０を支持する上体部、３０は鉛直方向に立設し上体部２０を支持する胴部、４０は鉛直方向に立設し胴部を支持するベース部、５０はベース部４０の四方に設けた台脚部である。台脚部５０は設置面に適宜アンカーボルトにより固定され、テストスイング時の装置全体の倒伏や揺れを規制する。
【００１９】
さらに６０は打力補助機構である。この実施形態において打力補助機構６０は、図２にも示すように、ベース部４０と連結される胴部３０の下面に主ギア６１を一体的に設け、該胴部３０をベース部４０に回転可能に組み付ける一方、ベース部４０の外方に駆動源としてのサーボモータ６２および減速のための伝達ギア６３を設け、サーボモータ６２の駆動力を伝達ギア６３を介して主ギア６１に伝達し、もって胴部３０を正逆（往復）に水平回転可能に制御するものである。
【００２０】
このような構成のゴルフ試打装置にあって、スイング機構１０と連動して打力補助機構６０を作動するように、サーボモータ６２を上記コントロールユニット７０で制御することで、スイング機構１０の振りに打力補助機構６０の振りを加えた状態でテストスイングすることができる。つまり、この実施形態では、腕の振りと腰の振りの二要素によってスイングする人間の動きに似せた動作によって、飛距離を向上することができる。具体的には、スイング機構１０（腕の振り）のみではゴルフボールに１８００ほどの回転数しか与えられないのに対して、打力補助機構６０（腰の振り）を併用すると、３０００までボールスピンの回転数が上がり、その結果、飛距離が向上する。なお、打力補助機構６０は例えばアドレス位置（インパクト位置）を０度として±３０度の範囲で正逆に回動させるなどの制御が可能であるが、スイング機構１０の打力を補助する範囲であれば作動タイミングや回動範囲を限定するものではない。即ち、テストしようとするゴルフクラブのテスト目的等に応じて、スイング機構１０や打力補助機構６０による胴部３０の回転速度および角度は適宜変更することができる。
【００２１】
一方、スイング機構１０の構成は、特許文献１に開示されている通りであるが、その概略を説明すると、上体部２０上にはバックスイングトップ位置を０度として、インパクト（アドレス）位置を経てフォロースルーエンド位置に至る３６０度の範囲にわたって旋回、即ち一回転可能な第一アーム１１を設けると共に、この第一アーム１１の遊端部にはプラス９０度からマイナス９０度の合計１８０度の範囲にわたって回動可能な第二アーム１２を枢着している。これら第一アーム１１と第二アーム１２は、別個独立のサーボモータによって回転駆動する。このように第一アーム１１の旋回動と第二アーム１２の回動とは互いに独立した別個のサーボモータにより回転駆動するため、各サーボモータについて第一・第二アーム１１・１２それぞれの回転角度および回転速度を適宜に変速制御することで、リストターン等のモデルプレーヤによる手首の動きを含む任意かつ多様なパターン（クラブ旋回軌跡）を得ることができて、各種パターンに対応した多様な試験結果を得ることができる。
【００２２】
そして、図１中、７０は本発明の制御システムを構成するコントロールユニットであり、所定のプログラムをインストールしたパーソナルコンピュータ７１を用い、マウス７２やキーボード７３等の入力装置により、上述した角度調整や高さ調整等の装置設定を行うと共に、スイング機構１０や打力補助機構６０の回転速度や回転角度等のスイング設定を行う。ここで設定された回転角度および回転速度は、パーソナルコンピュータ７１の演算により、回転角度を横軸、回転速度をＹ軸とするＸＹ座標として数値化され、ＣＲＴディスプレイ等の表示装置７４に表示される。
【００２３】
図３は、表示装置７４による座標データの編集画面を示したもので、第一アーム１１の制御を例にとり、上段はグラフエリアとして、第一アーム１１のバックスイングＬ１とフォロースイングＬ２の双方の座標データそれぞれを波形グラフとして表示している。ここでは横軸に第一アーム１１の０度から３６０度までの回転角度をとり、縦軸に第一アーム１１の零から最大（ｍａｘ）までの回転速度（換言すれば第１アーム１１を回転駆動するサーボモータの駆動スピード）をとっている。なお、この例ではインパクト対応位置を１３５度に設定し、横軸の０度から３６０度までの間を多数に等分している。
【００２４】
一方、グラフエリアの下段は、座標データの数値入力エリアとして、横軸に示された回転角度の選択部Ａ１、縦軸に示されたバックスイング、フォロースイングそれぞれの回転速度の入力部Ａ２・Ａ３を表示している。
【００２５】
数値入力エリアでは、まず選択部Ａ１から編集したい回転角度（横軸の数値）を選択入力し、入力部Ａ２・Ａ３に選択した回転角度に対応する回転速度（縦軸の数値）を入力する。これらの入力は、マウスによってプルダウンする数値一覧から数値を選択することも、キーボードによって直接数値を入力することもできる。これによって、選択したポイントの座標データを一義的な数値として入力編集することができる。したがって、従来行っていた波形グラフ上のポイントをマウスでドラッグ・アンド・ドロップして座標データを編集したときのように、入力値に誤差が生じることがなく、確実に数値入力したポイントを有する座標データとすることができる。
【００２６】
このように編集設定された座標データはグラフに反映され、表示装置７４には編集後のグラフが表示される。また、編集後の座標データを保存し、これを試打装置の駆動プログラムで実行すれば、編集後のデータに従って第一アーム１１を回転駆動させることができることはもちろんである。
【００２７】
図４は、上述した座標データの編集設定手順を示したフローチャートであって、パーソナルコンピュータ７１の電源を入れてプログラムを立ち上げ（Ｓ１）、過去に保存していた、あるいはデジタイザ等により新規に作成しておいた第一アーム１１の座標データについてのシーケンサ用ファイルを読み込む（Ｓ２）。ファイルを正常に読み込んだら（Ｓ３）、入力値の範囲を決定した後（Ｓ４）、上述した編集作業に従い所望ポイントの編集設定を行うと共に（Ｓ５）、入力値の範囲をチェックし（Ｓ６）、適宜、グラフとして表示する（Ｓ７）。Ｓ５〜Ｓ７からなる編集が終了すれば、編集後の座標データをシーケンサデータに変換し（Ｓ８）、これをファイル保存し（Ｓ９）、一連の作業を終了する（Ｓ１０）。
【００２８】
図５は、編集中の座標データの数値表であり、これも表示装置７４に表示することができる。したがって、編集ポイントが編集どおりの値となっているかを数値として確認することができる。このため、グラフでは確認できないポイントの座標データを具体的な数値として確認することができる。
【００２９】
以上、第一アーム１１の座標データ（駆動態様）の編集設定を例に説明したが、第二アーム１２や打力補助機構６０も同じ要領で編集設定することができる。つまり、図３・図５に示すように、編集画面には第一アーム１１に対応する「アーム設定」、第二アーム１２に対応する「リスト設定」、打力補助機構６０に対応する「胴回転設定」のタブが用意されており、タブを選択することで、第二アーム１２や打力補助機構６０についても、第一アーム１１の編集画面と同様の画面が表示され、ここから必要な条件を数値入力することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態におけるパーソナルコンピュータ７１は本発明のサーボモータ制御手段に、表示装置７４は表示手段に、マウスやキーボードは入力手段にそれぞれ対応するが、本発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではない。例えばペン入力手段とＣＲＴタッチパネル手段とにより入力手段を構成してもよい。
【００３１】
また上記実施形態ではバックスイングトップ位置を０度、インパクト対応位置を１３５度、フォロースルーエンド位置を３６０度として入力設定すべく構成したが、上述のインパクト対応位置を０度、バックスイングトップ位置をマイナス１３５度、フォロースルーエンド位置を２２５度にする等、入力設定の横軸条件を他の角度と成してもよい。さらに、上記実施形態ではグラフと表の表示画面を切り替えるようにしたが、大きなディスプレイを採用する場合は、同一画面にグラフと表を一括表示させることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、上述した実施形態のように、ゴルフ試打装置の制御システムに限定されず、テニス試打装置の制御システムとしても利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０ スイングアーム機構
１１  第一アーム
１２  第二アーム
２０ 上体部
３０ 胴部
４０ ベース部
５０ 台脚部
６０ 打力補助機構
７０ コントロールユニット（制御システムユニット）
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図３】
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