(57)【要約】本発明は、互いに垂直に延在する少なくとも２つの方向における加速度を表わす値を決定するための装置及びエルゴメータに関する。この装置は、互いに垂直に延在する方向の各々における加速度が電気信号に変換され得るセンサシステムを備える。加速度を表わす値は、信号処理手段によりこれらの電気信号から決定され得る。信号処理手段の前に、これらの電気信号が、加算素子によって一緒に加算される。圧電加速度計からの電流は、加算されて合計電流になり得、この合計電流が、装置を担持する人の努力又は作業を示す値に変換される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに垂直な少なくとも２つの方向における加速度を表わす値を決定するための装置であって、当該装置がセンサシステムを有し、該センサシステムにより、前記互いに垂直な方向の各々における前記加速度が電気信号に変換されることができ、信号処理手段により前記電気信号から前記値が決定されることができる装置において、前記信号処理手段の前に、これら電気信号が加算素子によって一緒に加算され得ることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記加算素子において、前記電気信号を伝導する接続部が並列に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
センサシステムが、圧電材料から製作されるフレキシブルストリップを含む少なくとも一つのセンサを有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記信号処理手段が、信号増幅器、バンドパスフィルタ及びプロセッサを有することを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の装置。
【請求項５】
個人の身体的努力を表わす値を測定するためのエルゴメータであって、当該エルゴメータがセンサシステムを含む装置を有し、該センサシステムにより、互いに垂直に延在する方向の各々における加速度が電気信号に変換されることができ、信号処理手段により前記電気信号から前記値が決定されることができるエルゴメータにおいて、前記信号処理手段の前に、これら電気信号が加算素子によって一緒に加算され得ることを特徴とするエルゴメータ。
【請求項６】
前記加算素子において、前記電気信号を伝導する接続部が並列に設けられることを特徴とする、請求項５に記載のエルゴメータ。
【請求項７】
当該エルゴメータは、前記値が栄養価のようなエネルギー値と相関されるデータベースを有することを特徴とする、請求項５又は６に記載のエルゴメータ。
【請求項８】
当該エルゴメータは、前記エネルギー値が或る期間にわたって記憶され得るメモリを有することを特徴とする、請求項７に記載のエルゴメータ。
【請求項９】
当該エルゴメータはスクリーンを有し、該スクリーン上に、或る期間にわたる瞬間的努力及び／又は平均的努力がエネルギー値で表示され得ることを特徴とする、請求項７又は８に記載のエルゴメータ。
【請求項１０】
当該エルゴメータは、記憶されているデータを当該エルゴメータからコンピュータへ伝送するための、前記コンピュータが接続され得るカップリングを有することを特徴とする、請求項５乃至８の何れか一項に記載のエルゴメータ。
【請求項１１】
前記センサシステムが、圧電材料から製作されるフレキシブルストリップを含む少なくとも一つのセンサを有することを特徴とする、請求項５乃至１０の何れか一項に記載のエルゴメータ。
【請求項１２】
前記信号処理手段が、信号増幅器、バンドパスフィルタ及びプロセッサを有することを特徴とする、請求項５乃至１１の何れか一項に記載のエルゴメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに垂直な少なくとも２つの方向における加速度を表わす値を決定する装置であって、当該装置がセンサシステムを有し、このセンサシステムにより、相互に垂直な方向の各方向における加速度が電気信号に変換されることができ、信号処理手段によりこれらの電気信号から値が決定されることができる装置に関する。
【０００２】
本発明は、更に、個人の身体的努力を表わす値を測定するためのエルゴメータであって、当該エルゴメータがセンサシステムを含む構成を有し、このセンサシステムにより、相互に垂直な方向の各方向における加速度が電気信号に変換されることができ、信号処理手段によりこれらの電気信号から値が決定されることができるエルゴメータに関する。
【背景技術】
【０００３】
米国特許第ＵＳ−Ｂ１−６，３６１，５０８号明細書から知られているこのような装置は、動いている個人の相互に垂直な３方向における加速度を表わす値を測定するのに適したセンサを有する。このセンサは、個人の各方向における加速度に対して線形比例する３つの電気信号を生成する。この装置は、更に、３つの回路を含む信号処理手段を有する。３つの別個の電気信号は、３つの回路によって別々に処理される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の装置の欠点は、この装置が３つの回路を含むために高価であり、比較的複雑であることである。
【０００５】
本発明の目的は、その装置によって加速度を表わす値が得られる、比較的簡単で費用効果的な構造をもつ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、本発明による装置を用いて、電気信号が、信号処理手段に先行する加算素子によって一緒に加算され得ることにより達成される。
【０００７】
信号処理手段の前に電気信号を合算することによって、その場合、ただ一つの電気回路のみが値を決定するために使用される必要がある。このことは、簡単な構造をもち、更に、コンパクト且つ費用効果的なやり方で製造されることができる装置をもたらす。
【０００８】
本発明による装置の一実施形態は、加算素子において、電気信号を伝導する接続部が並列に接続されることを特徴とする。
【０００９】
このようにして、これらの信号は、既に存在する接続部によって、簡単且つコンパクトなやり方で一緒に加算される。
【００１０】
本発明による装置の他の実施形態は、センサシステムが、圧電材料から製作されるフレキシブルストリップを含む少なくとも一つのセンサを有することを特徴とする。
【００１１】
このようなセンサは、費用効果的に製造されることができ、このセンサによって、ストリップに対して垂直な方向において、及びその反対方向においても、比較的正確な加速度が測定されることができる。
【００１２】
更に、本発明は、比較的簡単で費用効果的な構造をもつエルゴメータを提供することを目的とする。
【００１３】
この目的は、本発明によれば、信号処理手段の前に、電気信号が加算素子によって一緒に加算され得ることにより達成される。
【００１４】
信号処理手段により合算された電気信号から決定されるべき値は、人間のような個人によって実施された加速度を表わし、従って、個人によって行われた努力を表わす。従って、本発明によるエルゴメータを用いて、この努力を表わす値は、簡単なやり方で決定されることができる。
【００１５】
本発明によるエルゴメータの一実施形態は、値が、例えば、栄養価のようなエネルギー値と相関されるデータベースを有することを特徴とする。
【００１６】
上記の実施形態は、個人の努力を表わす値が、例えば、栄養価のようなエネルギー値に結合されて、例えば、或る努力が要したキロジュール（kj）数を決定することができるという点で有利である。
【００１７】
本発明によるエルゴメータの他の実施形態は、当該エルゴメータが、エネルギー値が或る期間にわたって記憶され得るメモリを有することを特徴とする。
【００１８】
このやり方で、ある期間にわたる個人の努力を表わす値を比較することが可能になる。
【００１９】
本発明によるエルゴメータの他の実施形態は、当該エルゴメータがスクリーンを有し、このスクリーン上に、或る期間にわたる瞬間的努力及び／又は平均的努力がエネルギー値で表示され得るスクリーンを有することを特徴とする。
【００２０】
上記の実施形態は、ユーザが、瞬間的努力及び／又は平均的努力を直接読み取ることができるという点において有利である。
【００２１】
本発明によるエルゴメータの更に他の実施形態は、当該エルゴメータが、記憶されているデータを当該エルゴメータからコンピュータへ伝送するための、コンピュータが接続されることができるカップリングを有することを特徴とする。
【００２２】
このやり方で、データは、より多くの記憶スペースが存在するコンピュータに伝送されることができる。更に、データは、コンピュータにおいてより広範囲に処理されることができ、エルゴメータにより或る期間に記録された努力のグラフを作成することも可能になる。
【００２３】
本発明のこれら及び他の態様は、本明細書の以下に説明される実施形態から明らかになると共に、これらの実施形態を参照してより明瞭に説明される。
【００２４】
各図面における類似の構成要素は、類似の参照符号を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、加算素子３に接続されるセンサシステム２と、加算素子３に接続される信号処理手段４と、信号処理手段４に接続されるメモリ５と、接続部６と、ディスプレイ手段７と、を有している本発明による装置を示す。
【００２６】
センサシステム２は、３つのセンサ８，９及び１０を有し、これらのセンサ各々が、出力部１１，１２及び１３をもつ。センサ８，９及び１０の出力部１１，１２及び１３は、並列に設けられた導電性接続部１１’，１２’及び１３’を介して加算素子３に接続され、この加算素子３が、単一の電気的接続部３’を介して信号処理手段４に接続される。信号処理手段４は、フィルタ構成１４、増幅器１５及プロセッサ１６を有している。
【００２７】
プロセッサ１６によって、値が決定され、メモリ５に記憶され得る。コンピュータ（図示略）が、接続部６に接続され、例えば、直列に接続される。スクリーンのようなディスプレイ手段７は、プロセッサ１６によって決定される値を表示することができる。
【００２８】
図２は、本発明による装置１のセンサシステム２を示す。このセンサシステム２はフレームを有し、このフレームにおいて別々に動作する３つのセンサ８，９及び１０がインストールされている。
【００２９】
これらのセンサ８，９及び１０は、フレーム２５の凹所に埋め込まれる圧電性ストリップ２６，２７及び２８をそれぞれ有し、これらのストリップ２６，２７及び２８は、支持剤（図示略）によって一端で保持される。ストリップ２６，２７はフレーム２５を通って延在する。ストリップ２６は、Ｘ方向の加速度がストリップ２６によって記録されるように配向され、ストリップ２７は、Ｙ方向の加速度がストリップ２７によって記録されるように配向される。ストリップ２８は凹所においてフレーム２５と平行に埋め込まれるので、Ｚ方向の加速度がストリップ２８によって記録される。
【００３０】
例えば、ベルトに取り付けられる当該装置は、人に携帯される。この人が歩いたり又は走ったりする場合、その結果として伴う加速度の結果として、力がストリップ２６，２７及び２８にかけられ、この力によりストリップ２６，２７及び２８は曲げられることになる。この曲げが、加速度に比例する電気的負荷を生成する。この生成された電流Ｉ８，Ｉ９及びＩ１０は、センサ８，９及び１０の出力部１１，１２及び１３に伝送される。
【００３１】
センサ８，９及び１０によって生成される電流Ｉ８，Ｉ９及びＩ１０は、Ｘ，Ｙ及びＺ方向における加速度を表わすものである。センサ８，９及び１０からの電流Ｉ８，Ｉ９及びＩ１０は、出力部１１，１２及び１３並びに接続１１’，１２’及び１３’を通って加算素子３へ導かれる。この加算素子３において、電流Ｉ８，Ｉ９及びＩ１０は一緒に加算され、合計電流Ｉｔｏｔ＝Ｉ８＋Ｉ９＋Ｉ１０を生じる。
【００３２】
加算素子３の後、合計電流Ｉｔｏｔは、プロセッサ１６により処理されることができる値に処理される。この値は、プロセッサ１６において、努力の度合いを示す大きさに変換され得る。この値は、例えば、栄養価のようなエネルギー値と相関される。このことは、各々の値が関連するエネルギー値をベースにしたプロセッサ１６に記憶されるデータベースによって可能となる。
【００３３】
メモリ５によって、例えば、ある一定期間にわたって結果を保存することが可能である。この結果は、接続部６を介してコンピュータに書き込まれることも可能であり、このコンピュータにより、装置１により生成されたデータは、更に一層処理されることができる。
【００３４】
センサシステム２は、例えば、Ｘ方向及びＹ方向における加速度のみを記録するための２つのセンサをもつこともできる。
【００３５】
代替例として、加算素子３に先行して、センサ８，９及び１０から到来する各々の電流の絶対値を決定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による装置の概略図である。
【図２】図１に示される本発明による装置のセンサシステムの平面図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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