(57)【要約】本発明は、産業現場で勤労者が作業する際、手に加えられる力を測定する装置に関するものであって、手のひら面に複数のセンシング部を備える手袋と、バンドを備えるケースと、前記ケースに設置され、前記センシング部が測定した信号を受信して記録する貯蔵器とを含んで構成される。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
手のひら面に複数のセンシング部を備える手袋と、
バンドを備えるケースと、
前記ケースに設置され、前記センシング部が測定した信号を受信して記録する貯蔵器を含む、測定装置。
【請求項２】
前記センシング部は、手のひら側の部分と、指の各関節の間を連結する節の部分と、指と掌を連結する関節の部分と、指と掌を連結する関節の部分に相応する少なくとも１ケ所以上が、前記手袋の手のひら面に備えられる、請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記センシング部が加えられる力に応じて抵抗値が変わり、互いに異なる大きさの電圧を出力するＦＳＲ（force  sensing  resistor）センサーで構成される、請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
前記ＦＳＲセンサーの表面がエポキシ樹脂で塗布される、請求項３に記載の測定装置。
【請求項５】
前記ＦＳＲセンサーが被覆材で被覆される、請求項３に記載の測定装置。
【請求項６】
前記被覆材の表面が凹凸形成処理された、請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
前記手袋の手の甲面には、前記センシング部と貯蔵器を連結する信号線を整理する複数のガイド溝を備えた収集部材を含む、請求項１に記載の測定装置。
【請求項８】
前記手袋の手のひら面は、穴を備える外皮と内皮とからなって、その間に空間を成し、前記センシング部が前記穴に相応して設置され、前記穴を通して、信号線が、内皮と外皮の間の空間として位置する、請求項１に記載の測定装置。
【請求項９】
前記貯蔵器が、前記センシング部から信号を受信する入力部と、前記信号をデジタル信号に変換する変換部と、前記デジタル信号をメモリに貯蔵する制御部とを含む、請求項１に記載の測定装置。
【請求項１０】
前記メモリがＭＭＣ（multi  media  card）のような小型メモリカードである、請求項９に記載の測定装置。
【請求項１１】
プロセスユニットとメモリを含み、
前記プロセスユニットは、前記メモリに記録されたプログラムの演算方法に従って、時間、チャンネル、測定値が互いに関係づけられて記録された元のデータから、前記測定値をニュートン（Ｎ）を単位とする力の値に変換して、前記元のデータをニュートンデータに生成する、演算装置。
【請求項１２】
前記プロセスユニットは、下記の数式によって前記元のデータの測定値を変換させて、ニュートンデータに生成する、請求項１１に記載の演算装置。
Ｙ＝α×Ｘ
（Ｘ：測定値、α：知っている力の大きさとその力の測定値との間の比率として定義された比例常数）
【請求項１３】
前記プロセスユニットは、左手、右手、及びこの手の上に表示された横棒を表示する窓を構成して出力させる、請求項１１に記載の演算装置。
【請求項１４】
前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを時間の順で構文解析（PARSING）し、前記ニュートンデータのチャンネルで前記横棒を識別して、前記力の値をバー形態にハイライトする、請求項１３に記載の演算装置。
【請求項１５】
前記プロセスユニットは、前記力の値の大きさによって前記バー形態のハイライトの大きさに差を与える、請求項１４に記載の演算装置。
【請求項１６】
前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを構文解析して、力の大きさ別区間を表示するｘ軸と、比率（％）を表示するｙ軸とからなるヒストグラムを構成して出力させる、請求項１１に記載の演算装置。
【請求項１７】
前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを構文解析して、時間のｘ軸と、力のｙ軸とからなる波形図を構成して出力させる、請求項１１に記載の演算装置。
【請求項１８】
前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータから、２個のチャンネル別力の値を各々、波形図に構成して、これを重ね書き（overlay）させて出力する、請求項１７に記載の演算装置。
【請求項１９】
前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを構文解析して、時間に伴った力の値を各チャンネル別波形図に構成して出力させる、請求項１１に記載の演算装置。
【請求項２０】
前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを構文解析して、各チャンネル別に、前記力の値の平均、標準偏差、最小値、最大値を算出する、請求項１１に記載の演算装置。
【請求項２１】
前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを構文解析して、前記力の値の時間別変化を各チャンネル別波形図に構成して、窓に出力し、
前記窓に出力された波形図の範囲指定された領域を、前記ニュートンデータから削除したり、範囲指定された領域のみのニュートンデータに更新する、請求項１１に記載の演算装置。
【請求項２２】
前記プロセスユニットは、下記の数式によって前記力の値を平滑化する、請求項１１に記載の演算装置。
Ｙ（ｎ）＝｛ｆ（ｎ）＋ｆ（ｎ＋１）＋ｆ（ｎ＋２｝/３
（ｆ（ｎ）：ｎ番目に変換された測定値、ｎ：自然数）
【請求項２３】
手のひら面に複数のセンシング部を備える手袋、バンドを備えるケース、前記ケースに設置され、前記センシング部が測定した信号（以下、測定値）を受信して、時間及び前記各センシング部を識別するチャンネルを互いに関係づけて元のデータとして記録する貯蔵器を含む測定装置；
及びプロセスユニット及びメモリを含み、前記プロセスユニットは、前記メモリに記録されたプログラムの演算方法により、前記元のデータから、前記測定値をニュートン（Ｎ）を単位とする力の値に変換して、前記元のデータをニュートンデータに生成する演算装置；
を含む分析システム。
【請求項２４】
前記プロセスユニットは、下記の数式により前記元のデータの測定値を変換させて、ニュートンデータに生成する、請求項２３に記載の分析システム。
Ｙ＝α×Ｘ
（Ｘ：測定値、α：知っている力の大きさとその力の測定値との間の比率で定義された比例常数）
【請求項２５】
前記プロセスユニットは、左手及び右手とこの手の上に表示された横棒を表示する窓を構成して出力させる、請求項２３に記載の分析システム。
【請求項２６】
前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを時間の順に構文解析して、前記ニュートンデータのチャンネルで前記横棒を識別して、前記力の値をバー形態にハイライトする、請求項２５に記載の分析システム。
【請求項２７】
前記プロセスユニットは、前記力の値の大きさによって前記バー形態のハイライトの大きさに差を与える、請求項２６に記載の分析システム。
【請求項２８】
前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを構文解析して、力の大きさ別区間を表示するｘ軸と、比率（％）を表示するｙ軸とからなるヒストグラムで構成して出力させる、請求項２３に記載の分析システム。
【請求項２９】
前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを構文解析して、時間のｘ軸と、力のｙ軸とからなる波形図に構成して出力させる、請求項２３に記載の分析システム。
【請求項３０】
前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータから、２個のチャンネル別力の値を各々、波形図に構成し、これを重ね書き（overlay）させて出力する、請求項２９に記載の分析システム。
【請求項３１】
前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを構文解析して、時間に伴った力の値を各チャンネル別波形図に構成して出力させる、請求項２３に記載の分析システム。
【請求項３２】
前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを構文解析して、各チャンネル別に前記力の値の平均、標準偏差、最小値、最大値を算出する、請求項１１に記載の分析システム。
【請求項３３】
前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを構文解析して、前記力の値の時間別変化を各チャンネル別波形図に構成して、窓に出力し、
前記窓に出力された波形図の範囲指定された領域を、前記ニュートンデータから削除したり、範囲指定された領域のみのニュートンデータとして更新する、請求項２３に記載の分析システム。
【請求項３４】
前記プロセスユニットは、下記の数式により前記力の値を平滑化する、請求項２３に記載の分析システム。
Ｙ（ｎ）＝｛ｆ（ｎ）＋ｆ（ｎ＋１）＋ｆ（ｎ＋２）｝/３
（ｆ（ｎ）：ｎ番目に変換された測定値、ｎ：自然数）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体の手が物体に加える力を測定する装置と、この装置を通じて収集された情報を分析する装置及びシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業現場では、作業関連事故を予防する次元として、筋骨格系疾患に関する関心が高まっている。現場の勤労者は、作業環境によって多様な有害因子に露出されているため、筋骨格系疾患が発生し易い傾向がある。この筋骨格系疾患を発生させる職業的要因は非常に多様であり、大抵の場合、一つ以上の有害因子が複合的に作用して発生する。不便な作業姿勢、過度な力の使用、静的状態の維持、不充分な休息、過度な反復的作業、制限された作業空間、不適切な作業環境（温度、湿度、騒音、照明など）等が複合的に作用して、筋骨格系部位に疲労が累積し、身体部位が損傷して、痛みと感覚異常を訴える筋骨格系の慢性的な健康障害が筋骨格系疾患である。
【０００３】
このような筋骨格系疾患の発病は、賃金補償費用及び医療費支出の増加、生産性と生活の質の低下などの多くの社会的問題点を誘発している。したがって、労働部では、労働者の筋骨格系疾患を予防するために、事業主が３年ごとに筋骨格系負担作業に対して有害要因を調査する内容を骨子として“産業保健基準に関する規則”改正案を２００３年７月１２日から発表、施行している。
【０００４】
このように、筋骨格系疾患に関する関心が高まりながら、勤労者が作業をする際、身体に加えられる力を測定する多様な形態の装置が開発されている。例えば、特許文献１では、ジョイスティックにセンサーを付着することによって、手が伝達する力を測定する装置について開示しており、特許文献２では、２個の棒で形成されたハンドルの間にセンサーを設置して、このハンドルを手で握る時に作用する力を測定するようにした装置について開示している。
【特許文献１】大韓民国公開公報第１０−２００１−３９３９号
【特許文献２】米国公開公報第５,３１７,９１６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような先行技術で提供する測定装置は、勤労者が手に着用した状態で作業をしながら検査を受けることはできないため、単純に手の握力だけを測定することが限界である。そのため、勤労者が多様な作業環境に処した場合、その毎に身体が加える物理力を測定できないという問題がある。
【０００６】
本発明が目的とする技術的課題は、多様な作業環境で、勤労者が手で加える力を容易に測定できるようにし、測定されたデータを多様な形態に分析できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような技術的課題を達成するための本発明の測定装置は、手のひら面に複数のセンシング部を備える手袋と、バンドを備えるケースと、前記ケースに設置され、前記センシング部が測定した信号を受信して記録する貯蔵器とを含んで構成される。
【０００８】
ここで、前記センシング部は、手のひら（掌）側部分と、指の各関節の間を連結する節の部分と、指と掌を連結する関節の部分と、指と掌を連結する関節の部分とに相応する少なくとも１ケ所以上で、前記手袋の手のひら面に備えることができる。
【０００９】
そして、前記センシング部は、加えられる力に応じて抵抗値が変わりながら、互いに異なる大きさの電圧を出力するＦＳＲ（force  sensing  resistor）センサーで構成することができる。この時、このＦＳＲセンサーの表面はエポキシ樹脂で塗布され、凹凸形成処理された被覆材で被覆されるのが望ましい。
【００１０】
また、前記手袋の手の甲面には、前記センシング部と貯蔵器を連結する信号線を整理する収集部材をさらに備えることもできる。
【００１１】
そして、前記手袋の手のひら面は、穴明き外皮と内皮とで構成されてその間に空間を成しており、前記センシング部が前記穴に相応して設置され、前記穴を通して、信号線が内皮と外皮の間の空間に位置するのが好ましい。
【００１２】
また、前記貯蔵器は、前記センシング部から信号を受信する入力部と、前記信号をデジタル信号に変換する変換部と、前記デジタル信号をバイナリ形態のファイルであるメモリに貯蔵する制御部とを含む。この時、前記メモリは、ＭＭＣ（multi  media  card）のような小型メモリカードで形成するのが望ましい。
【００１３】
そして、本発明の演算装置は、プロセスユニットとメモリを含み、前記プロセスユニットは、前記メモリに記録されたプログラムの演算方法により、時間、チャンネル、測定値が互いに関係づけられて、記録された元のデータ元のデータから前記測定値を、ニュートン（Ｎ）を単位とする力の値に変換して、前記元のデータをニュートンデータに生成する。
【００１４】
前記プロセスユニットは、Ｙ＝α×Ｘ（Ｘ：測定値、α：知っている力の大きさとその力の測定値との間の比率として定義された比例常数）と定義された数式により、前記元のデータの測定値を変換させる。
【００１５】
また、前記プロセスユニットは、左手及び右手とこの手の上に表示された横棒を表示する窓を構成して出力させる。
【００１６】
この時、前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを時間の順に構文解析して、前記ニュートンデータのチャンネルで前記横棒を識別して、前記力の値をバー形態にハイライトし、前記力の値の大きさによって、前記バー形態のハイライトの大きさに差を与えることもできる。
【００１７】
また、前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを構文解析して、力の大きさ別区間を表示するｘ軸と、比率（％）を表示するｙ軸とからなるヒストグラムを構成して出力させる。
【００１８】
また、前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを構文解析して、時間のｘ軸と、力のｙ軸とからなる波形図を構成して出力させる。
【００１９】
また、前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータから、２個のチャンネル別力の値を各々、波形図で構成し、これを重ね書き（overlay）させて出力する。
【００２０】
また、前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを構文解析して、時間に伴った力の値を各チャンネル別波形図で構成して出力させる。
【００２１】
また、前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを構文解析して、各チャンネル別に前記力の値の平均、標準偏差、最小値、最大値を算出する。
【００２２】
また、前記プロセスユニットは、前記ニュートンデータを構文解析して、前記力の値の時間別変化を各チャンネル別波形図で構成して、窓に出力し、前記窓に出力された波形図の範囲指定された領域を、前記ニュートンデータから削除したり、範囲指定された領域のみのニュートンデータに更新する。
【００２３】
また、前記プロセスユニットは、Ｙ（ｎ）＝｛ｆ（ｎ）＋ｆ（ｎ＋１）＋ｆ（ｎ＋２）｝/３（ｆ（ｎ）：ｎ番目に変換された測定値、ｎ：自然数）と定義された数式により前記力の値を平滑化する。
【００２４】
そして、本発明の分析システムは、手のひら面に複数のセンシング部を備える手袋、バンドを備えるケース、前記ケースに設置され、前記センシング部が測定した信号（を受信して時間及び前記各センシング部を識別するチャンネルを互いに関係づけて元のデータとして記録する貯蔵器を含む測定装置；及び、プロセスユニット及びメモリ；を含み、前記プロセスユニットは、前記メモリに記録されたプログラムの演算方法により、前記元のデータから前記測定値を、ニュートン（Ｎ）を単位とした力の値に変換して、前記元のデータをニュートンデータとして生成する演算装置；を含んで構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施例について当業者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は多様な相違した形態で実現でき、ここで説明する実施例に限定されるものではない。
【００２６】
図１は、本発明の一実施例により構成される測定装置の概略的図である。この図面を参照して本実施例を説明する。
【００２７】
本実施例において、測定装置は、センシング部１１を備える手袋１０と、前記センシング部１１で測定した結果を記録する貯蔵器２０とを含んで構成される。
手袋１０は、その手のひら面１０ａに複数のセンシング部１１を備えている。このセンシング部１１は、手で物品を握る時、掌と物品が接触する部位に沿って備えられる。図２で人の掌を例示したが、これをもって、これについてより具体的に説明する。
【００２８】
通常、人の手の手の甲は弛緩した状態であり、掌は収縮されている。この状態で、掌を中心に指を動かして、物品を握るようになる。したがって、物品は、手の側の部分１０１と、指の各関節の間を連結している節の部分１０３と、指と掌を連結する関節の部分１０７と接触する。また、親指側には、親指と手首を連結する部分１０５も物品と接触する。
【００２９】
本実施例ではこのような点を考慮して、手袋１０の手のひら面１０ａ中の上述した接触の部分に対応する地点に沿って複数のセンシング部１１を備える。これにより、手袋１０には、手のひら面１０ａ中の親指から薬指までの各節の部分と手の側の部分、そして親指と手首を連結する部分に複数のセンシング部１１が備えられる（図３参照）。
【００３０】
一方、本実施例でセンシング部１１は、物品と接触した時に手が加える力を測定するようになるが、望ましい一つの形態としてＦＳＲセンサーが用いられることができる。以下の説明は、このセンシング部１１がＦＳＲセンサーで構成される例を説明するが、本発明がこれに限定されるものではない。
【００３１】
センシング部１１は、その表面に作用する力によって抵抗値が変わりながら、互いに異なる大きさの電圧を発生させて、手の各部位別に加えられる力を測定する。このセンシング部１１は、測定の正確性を高めるためにエポキシ樹脂に塗布され、摩耗及び破損を防止するために被覆材に被覆されるのが望ましい。この被覆材は、その表面で滑り防止のために凹凸形成処理される。
【００３２】
一方、図４で示しているように、手袋１０の手のひら面１０ａに備えられる複数のセンシング部１１は、信号線１３を通じて貯蔵器２０に連結されるが、この信号線１３によって手の動きが邪魔されないように、信号線１３を整理する収集部材１５がさらに備えられることもある。
【００３３】
この収集部材１５は、一例において、プレートに設置される複数のガイド溝で構成されることができるが、各センシング部１１から引き出された信号線１３はこの収集部材１５に集められ、この収集部材１５のガイド溝に安着されて整理される。これにより、複数の信号線１３は一つに整理されて、貯蔵器２０に連結される。このように、信号線１３を整理する収集部材１５は前述のことに限定されず、多様な形態にも可能であるのはもちろんである。そして、この収集部材１５は、手の動きに邪魔にならないように、手袋１０中の手の甲面１０ｂに備えられるのが望ましい。
【００３４】
一方、図５は、図３のＡ−Ａ線に沿って切開して示す手のひら面の概略的な断面図であるが、これを参照して手袋の手のひら面の構成を説明する。
【００３５】
手袋１０の手のひら面１０ａは、内皮（Ａ２）と外皮（Ａ１）の二重構造を有し、この内皮（Ａ２）と外皮（Ａ１）との間の空間（Ｓ）に信号線１３が配置された構造を成す。より詳しく、外皮（Ａ１）には穴（ｈ）が形成されており、この穴（ｈ）に対向して、外皮（Ａ１）の外側でＦＳＲセンサー１１が設置される。そして、このＦＳＲセンサー１１に連結されている信号線１３は、この穴（ｈ）を通して外皮（Ａ１）の内面、つまり、外皮（Ａ１）と内皮（Ａ２）が成す空間（Ｓ）に配置される。これにより、信号線１３が外皮（Ａ１）により被覆された形態を有して、外力から保護を受けることができ、また、手袋の外部に信号線が出ないので、デザインを美しくしながらも、作業者が手袋を着用して作業する過程で、信号線による干渉を防止することができる。
【００３６】
一方、本実施例の貯蔵器２０は、センシング部１１で測定した信号を信号線１３を通して受信して、バイナリ（binary）形態のファイルでメモリ２５に貯蔵する。図６は、貯蔵器２０の構成を概略的に示したブロック図である。これを参照して、貯蔵器２０について説明すれば次の通りである。
【００３７】
貯蔵器２０は、信号を受信する入力部２１と、この信号をデジタル信号に変換する変換部２２と、動作状態を表示する表示部２３と、各部の動作状態を制御する制御部２４と、データを貯蔵するメモリ２５とを含んで構成される。そして、各構成要素は、高速シリアル通信（serial  peripheral  interface、ＳＰＩ）を通して互いに連結されている。
【００３８】
メモリ２５は、ＭＭＣ（multi  media  card）またはＳＤＣ（secure  digital  card）のように、脱着可能な小型メモリカードで構成され、制御部２４は、ＡＴｍｅｇａ１２８のようなマイクロ・プロセッサで構成されて、各構成要素を制御する。
【００３９】
このように構成された貯蔵器２０は、センシング部１１が測定した信号を入力部２１を通して受信して、アンプ（図示せず）で所定の大きさの信号に増幅し、増幅された信号を変換部２２に伝達する。変換部２２は、受信した信号をデジタル信号に変換し、制御部２４の制御により、メモリ２５にバイナリ形態のファイルに保存する。
【００４０】
このように構成される貯蔵器２０は、実質的に複数の回路素子が印刷回路基板に設置されて、実現される。この印刷回路基板は、その内部に収納空間を備えるケース３０に設置される。
【００４１】
一方、このケース３０には一対の環が設置されており、この環に、弾性バンドまたはベルクロテープが備えられているバンド３１が設置されている。
【００４２】
これにより、作業者は手に手袋１０を着用し、手首にはバンド３１を使用して貯蔵器２０を固定する。したがって、現場の作業者は、手袋１０を手に着用した状態で手首には貯蔵器２０を固定することができるので、測定装置を作業時間中ずっと携帯することができる。その後、作業者は、本実施例の測定装置を体に付着した状態で作業を行い、この過程で手袋１０のセンシング部１１によって掌の各部分を通して収集された情報は、信号線１３を通して貯蔵器２０に伝達され、ここで信号処理されてメモリ２５に保存される（図７参照）。
【００４３】
以下では、このように収集された情報の分析方法について詳しく説明する。本発明で説明する分析方法は、プログラミング技術を利用して演算装置にプログラムとして設置される。ここで、演算装置とは、論理演算を行うプロセスユニット及びメモリを含む装置であって、望ましくはコンピュータであり得る。
【００４４】
図８は、本実施例による演算方法を全体的に示すフローチャートである。
【００４５】
本実施例の演算方法は、測定段階（Ｓ１０）、偏差補正段階（Ｓ２０）、信号処理段階（Ｓ３０）、出力段階（Ｓ４０）を含む。
【００４６】
まず、測定段階（Ｓ１０）は、前述のように構成される手袋１０及び貯蔵器２０を利用して、作業者の力使用を測定して情報を獲得する段階である。この段階（Ｓ１０）で、作業者は、手袋及び貯蔵器を各々、手と腕目に着用して作業する。この過程で、作業者が手に加える力の情報が貯蔵器１０のメモリ２５に記録保管される。貯蔵器２０は、メモリ２５に時間と測定値をバイナリ形態のファイルに記録し、記録されたファイルは、標準ＵＳＢコネクタを通して、コンピュータに転送される。
【００４７】
偏差補正段階（Ｓ２０）では、センシング部１１が測定した値を偏差補正関数に適用して変換する。この過程を通じて、測定値はニュートン（Ｎ）単位の値に変換されるが、私たちが知っている力を、センシング部１１によって検出される値から、比例式を求めて、変換する。この過程を通じてセンシング部１１が検出した信号は、私たちが知っている力の大きさに比例して変換されるので、作業者が作業する間のどれ程の力を使うか簡単に把握できるようにする利点がある。
【００４８】
信号処理段階（Ｓ３０）では、細部分析に先立ち、より正確な情報を得るために、データ事前処理を行うようになる。この段階（Ｓ３０）は、情報にノイズがあったり、分析関心対象以外の情報が存在する場合に選択的に行われる。
【００４９】
測定された情報において、分析に必要ない部分は、編集機能を使用して選択的に除去し、情報にノイズがある場合、フィルタリングと平滑化（smoothing）機能を使用して、ノイズを情報から選択的に除去する。
【００５０】
そして、出力段階（Ｓ４０）では、グラフ及び統計的分析を通じて、測定値を視覚的に画面に出力する。この段階（Ｓ４０）で提供する視覚的分析には、重ね書き波形図（overlay  waveform）、ハンドマップメータ（hand  map  meter）、ヒストグラム（histogram）などを含む。
【００５１】
図９は、手袋１０のセンシング部１１が検出した測定値を力の値に変換する過程を説明する模式図である。
【００５２】
この変換過程に先立ち、貯蔵器２０のメモリ２５をコンピュータに連結して、メモリ２５に記録された情報をローディングする過程が先行するが、このような情報の読み出し過程はよく知られた従来技術と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００５３】
コンピュータは、メモリ２５に記録された情報（時間別に手に作用した力に関する情報であって、ＦＳＲセンサーの電圧変化の大きさを単純にデジタル信号に変換して記録する。以下、‘元のデータ’という）を読み出して、ＲＡＭのような揮発性メモリに貯蔵する。
【００５４】
ここで、元のデータは、次の通り貯蔵器２０のメモリ２５に記録される。ＦＳＲセンサーからなるセンシング部１１に３.２ボルト（ｖ）の電圧を印加すれば、このセンシング部１１に作用する力が抵抗として作用して、力の大きさによって逆順の０〜３.２ボルト（Ｖ）の電圧が出力される。この出力電圧は、変換部２２でデジタル信号に変換が行われて、メモリ２５にファイル形式を有する元のデータとして記録される。
【００５５】
コンピュータは、プログラムに記録された偏差補正関数を元のデータに適用して、力の値に変換させる。ここで、偏差補正関数は次の通り定義される。例えば、人為的に私たちが知っている０と５ニュートン（Ｎ）の力を手袋１０のセンシング部１１に順に加えて、各々、出力信号０と１,０００を得たとすれば、偏差補正関数は、力と出力信号との間の関係から、Ｙ＝０.００５×Ｘと定義される。したがって、出力信号が５００であれば、偏差補正結果で得られる結果は２.５（Ｎ）となる。
【００５６】
コンピュータは、このように知られた力の大きさとセンシング部１１の出力信号との間の比例関係と定義された偏差補正関数を元のデータに適用してデータ変換をした後、変換されたデータ（以下、‘ニュートンデータ’）を揮発性メモリに記録する。
【００５７】
このように、コンピュータは、元のデータの読み出しと同時に行われる偏差補正過程を通じてニュートンデータを生成した後、要請によってニュートンデータを加工して、各々の要請に合う結果をモニターの画面に出力する。
【００５８】
図１０は、コンピュータに記録されたプログラムを実行させた時に出力されるメイン窓を示す。
【００５９】
図９を参照して説明した元のデータの偏差補正過程は、メイン窓１００のファイルタップ１０１を選択して、メモリ２５にファイル形態に記録された元のデータを読み出す過程で行われる。
【００６０】
前述のようなニュートンデータの変換過程を通じて揮発性メモリにニュートンデータがローディングされ、以降、メイン窓に表示された多様なボタン１０３の選択によって、演算された結果がモニターの画面に出力される。
【００６１】
図１１は、ハンドマップメータの出力窓を例示している。
【００６２】
出力窓１１０は例示されたように、左手１１１及び右手１１３とこの手の上に表示された横棒１１５を含む。ここで、横棒１１５は、手袋１０に設置されたセンシング部１１と同一な位置に沿って位置している。また、出力窓１１０の下側には進行バー１１７が表示される。
【００６３】
この出力窓１１は、手の各部位別に加えられた力の大きさを、時間の流れに伴って表示するが、下の進行バー１１７は時間の流れを示し、横棒１１５には、その時間の間その位置に加えられた力の大きさをバー（bar）で表示する。
【００６４】
コンピュータは、時間と関係づけられて、記録されたニュートンデータを参照して横棒１１５をハイライトするが、コンピュータは、ニュートンデータを時間及びチャンネルに応じて構文解析する。ここで、チャンネルは、複数に構成されたセンシング部１１を識別できるようにするコードである。
【００６５】
これにより、コンピュータは、時間の順序に伴って、各々の横棒１１５をバー形態にハイライトするが、この時、チャンネルが参照されて、表示しようとする横棒１１５が選択される。また、横棒１１５に表示されるハイライトバーの大きさは、規則によって大きさが決められるが、例えば、１（Ｎ）は１ｍｍ、２（Ｎ）２ｍｍのような定められた規則により、力の大きさの差の分だけハイライトされるバーの大きさが決定される。
【００６６】
したがって、運営者は、出力窓１１０にハイライトされる横棒１１５を注目することを見て、時間に伴った作業者の力使用パターンを眺望することができる。
【００６７】
図１２は、ヒストグラムの出力窓を例示している。
【００６８】
この出力窓１２０は、力のｘ軸と頻度（％）のｙ軸からなるヒストグラム１２１を含む。ここで、ｘ軸は、力を任意的な区間に分けて表示し、ｙ軸は区間別頻度を示す。
【００６９】
コンピュータは、選択したセンシング部１１の記録を、選択的に、図１２で例示したようなヒストグラムに出力する。運営者は、メイン窓１００のボタン１０３よりこのヒストグラムを実行させるボタンを選択すると、複数のセンシング部１１の中でいずれか一つを選択する。また、運営者は、ｘ軸を成す力の区間の幅を選択することもできる。図１２では、幅が８０に設定されたことを例示した。
【００７０】
それでは、コンピュータは、揮発性メモリにローディングされたニュートンデータを構文解析する時、運営者が選択したセンシング部１１の情報のみを選択的に抽出して、ヒストグラム１２１を構成する。この時、コンピュータはヒストグラムを構成するが、統計的な計算方法により、各区間別ヒストグラムをｙ軸の頻度の大きさに合うように構成する。つまり、コンピュータは、全体の中から、各区間に属する力の大きさをニュートンデータから抽出して、比率を求め、ヒストグラムの大きさをｙ軸に基準して決定する。
【００７１】
また、運営者がｘ軸の頻度区間を変更した場合には、変更された頻度区間をもってｘ軸を表示すると共に、この頻度区間に合うヒストグラムを、統計的な計算方法により構成する。
【００７２】
このようなヒストグラムの出力は、運営者にとって、各センシング部別に、区間別力がどれ程の頻度で分布されているかを簡単に分かるようにする。
【００７３】
また、図１３は、２個のセンシング部に対して時間別力の大きさを比較できるようにする重ね書き波形図を表示する出力窓を示す。
【００７４】
この出力窓１３０は、時間のｘ軸と力のｙ軸からなる波形図１３１を含む。コンピュータは、運営者が選択した第１及び第２センシング部の記録を、図１３で例示したような波形図で出力して、選択した２個の記録を互いに比較できるようにする。したがって、運営者は、所望の手の位置によって、各々に加えられた力の分布を時間に伴って比較することができる。
【００７５】
運営者は、メイン窓１００のボタン１０３より、この重ね書き波形図を実行させるボタンを選択し、複数のセンシング部１１の中から２つを選択する。
【００７６】
そうすると、コンピュータは、揮発性メモリに記録されたニュートンデータの中で運営者が選択したデータをチャンネルを参照して、選択的に抽出し、抽出されたデータに関係づけられた時間及びチャンネルをもって各々のセンシング部に応じた波形図を構成して、波形図１３１を出力窓１３０に表示する。
【００７７】
そして、図１４は、各々のセンシング部の動作状態を表示するタイル波形図の画面を例示した出力窓である。
【００７８】
この出力窓１４０は、すべてのセンシング部の記録を一つの画面に示すことにより、センシング部が正常に動作するかを運営者が確認できるようにする。
【００７９】
コンピュータは、揮発性メモリにローディングされたニュートンデータをチャンネルに応じて構文解析して、時間に伴って波形図を構成する。この時、各々のチャンネルによって分類された波形図を各々のチャンネルに合うように出力することにより、図１４で例示する出力窓１４０を構成する。
【００８０】
図１４において、出力窓１４０は、チャンネルのｙ軸を基準に、左、右に各々、左手及び右手に設置されたセンシング部の記録が波形図として出力されるように構成している。また、図１４の例では、センシング部１１が左、右各々、２３個に構成された例を示した。
【００８１】
図１５は、力の変化を統計的に示す出力窓１５０を例示した図である。この出力窓１５０は、一つの画面に、左、右に設置されたセンシング部別時間に伴った力の大きさを、最小及び最大、そして、平均及び標準偏差に区分して運営者に表示するので、統計的分析をするのに非常に有用である。
【００８２】
コンピュータは、揮発性メモリにローディングされたニュートンデータをチャンネルに応じて構文解析して、各チャンネルを基準に、各チャンネル別力の平均値、標準偏差、最高値、及び最低値を、伝統的な統計計算法により求めて、図１５のような出力窓１５０を構成する。図１５において、‘ＭＥＡＮ’は力の平均値であり、‘ＳＴＤ’は標準偏差、‘ｍａｘ’は最高値、‘ｍｉｎ’は最低値である。
【００８３】
以下、ニュートンデータを編集する方法について説明する。この編集方法は、運営者の各々の目的によって選択的に適用され、各々のセンシング部別に個別的に行われる。以下で説明される編集が行われると、図１１乃至図１５の出力窓を構成するニュートンデータは編集されたものに更新されて、出力窓が構成される。
【００８４】
図１６は、各々のセンシング部別記録を編集する窓を例示している。この編集窓１６０は、時間のｘ軸と力のｙ軸からなるグラフを含む。このグラフには、時間の流れに伴った各センシング部別力の変化が波形図形態に表示される。
【００８５】
編集窓１６０は、複数のセンシング部からいずれか一つを選択する選択画面１６１と、記録を編集するカットボタン１６３、及びコピーボタン１６５を含む。
【００８６】
選択画面１６１は、手袋１０に設置された複数のセンシング部１１のうちのいずれか一つを選択するようにし、カットボタン１６３とコピーボタン１６５は、グラフに出力された記録の一部を選択的に切断したりコピーできるようにする。
【００８７】
運営者は、選択画面１６１を操作して、編集しようとするセンシング部１１（図面ではチャンネルに表示される）を選択すると、コンピュータは、揮発性メモリにローディングされたニュートンデータを読み出して、時間の順序に伴ってニュートンデータを構文解析して波形図を構成し、編集窓１６０に出力する。
【００８８】
運営者は、ポイント（Ｐ）を範囲指定して、編集しようとする区間（図面の点線の部分）１６７を選択し、カットボタン１６３またはコピーボタン１６５を選択して、グラフに記録された部分のうちの一部を除去したりコピーすることができる。
【００８９】
コンピュータは、ポイント（Ｐ）によって範囲指定された領域を確認し、選択されたボタンの命令に従って、ニュートンデータのうちでチャンネルによって識別されたデータの一部（ポイントによって範囲指定された部分のデータ）を削除したり、コピーして、他の名前で、選択した部分のデータを揮発性メモリに記録する。
【００９０】
図１７は、各々のセンシング部別記録の一部にノイズが含まれている場合、これを平滑化する窓を例示したものである。
【００９１】
この平滑化窓１７０は、時間のｘ軸と力のｙ軸からなるグラフを含む。このグラフには、時間の流れに伴った各センシング部別力の変化が波形図形態に表示される。
【００９２】
コンピュータは、ノイズによるデータのわい曲を緩和させるために、移動平均を適用して、データに含まれているノイズを平滑化させる。この移動平均は、図１８で例示しているように、最初連続した３個の原本データ（ｆ１、ｆ２、ｆ３）の平均で平滑されたデータ（ｍ１）一つを求め、次に、その後の２番目のデータ（ｆ２）から連続した３個のデータ（ｆ２、ｆ３、ｆ４）の平均で平滑された２番目データ（ｍ２）を求める。このような過程を繰り返して、最後の原本データ（ｆ１０）を平滑化する。
【００９３】
以上、本発明は、たとえ限定された実施例と図面によって説明されたが、本発明はこれによって限定されるわけではなく、本発明が属する技術分野にて通常の知識を有する者によって、本発明の技術思想と本発明の特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能することはもちろんである。
【００９４】
本発明によれば、上述した問題点を解決して、現場で作業する勤労者が本発明の測定装置を着用した状態で作業することができる。したがって、多様な環境で勤労者が手を使用して加える力を容易に収集できるという効果がある。また、手袋に備えられるセンシング部は、物品が人体の手と直接当たる部分に沿って設置されるので、より正確なデータを収集することもできる。
【００９５】
そして、測定されたデータは、メモリにバイナリ形態のファイルに保存されるので、リーダー機を備える凡庸コンピュータで容易に読み出すことができ、利便性を提供する。このように測定されたデータは凡庸コンピュータに移されて、プログラムにより容易に分析されるので、作業者がいかなる環境でどれ程のストレスを受けるかを容易に分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】図１は、本発明の一実施例により構成される測定装置の概略的な図である。
【図２】図２は、人体の手を概略的に示した図である。
【図３】図３は、本実施例の手袋中の底面に設置されるセンシング部の位置を示す図である。
【図４】図４は、本実施例の手袋に設置されたセンシング部を連結する信号線の配線関係を説明する図である。
【図５】図５は、図３のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図である。
【図６】図６は、本実施例の貯蔵器の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、本実施例の測定装置を作業者が着用した状態を示す図である。
【図８】図８は、本発明の一実施例による分析方法を全体的に示すフローチャートである。
【図９】図９は、手袋のセンシング部が検出した測定値を力の値に変換する過程を説明する模式図である。
【図１０】図１０は、本実施例の分析方法でプログラムを実現した場合に出力されるメイン窓を例示した図である。
【図１１】図１１は、ハンドマップメータの画面を例示する図である。
【図１２】図１２は、ヒストグラムの画面を例示する図である。
【図１３】図１３は、重ね書き波形図の画面を例示する図である。
【図１４】図１４は、タイル波形図の画面を例示する図である。
【図１５】図１５は、各部位別力の変化を統計的に示す画面を例示する図である。
【図１６】図１６は、各々のセンシング部別記録を編集する画面を例示する図である。
【図１７】図１７は、記録で、ノイズを平滑化させる画面を例示する図である。
【図１８】図１８は、本実施例による平滑化過程を説明する模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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