JP2000227371A

JP2000227371A - 面圧力分布検出装置

Info

Publication number: JP2000227371A
Application number: JP11065361A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Matsubara; 正彦松原
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-02-05
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 2000-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】面圧力検出装置の圧力検出部の低価格化、長
寿命化および保守の容易化をはかる。【解決手段】圧力検出部１は、複数の弾力性のある同
一材質、同一径のボール、または、同一径の弾力性の素
材でできたボール状の突起のある板でできている。遮光
シート３を介して、被測定物、例えば、足７が圧力検出
部１に乗ったとき、ボールは弾性のためガラス２との接
触部分で圧縮面が生じる。各ボールの圧縮面の大きさの
違いを、照明装置４の光の反射率の違う画像として、撮
影装置５により取り込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分布】本発明は、人の足の裏に掛か
る圧力、すなわち、足圧などの分布を検出計測する装置
に係るものであり、詳しくは面圧力分布検出装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の面圧分布検出装置として
は、図８に示す、ストレインゲージをマトリクス状に配
置し、各出力を行と列の配線より取り込む方式が知られ
ている（例えば、特許番号第２７５０５８３号面圧分布
検出装置参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたも
のにおいては、ストレインゲージの出力を取り出すため
の配線が多くなったり、また、ここに加重が繰り返し加
わるので、接続点の破損、断線がおこる可能性があり、
これの保守には手間がかかる。また、全体を交換する場
合、保守費用が高価なものになるなどの問題点を有して
いた。

【０００４】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、圧力検出部分の配線をなくすことにより、複雑
な製造工程をなくすと同時に、配線にまつわる保守の作
業を無くし、かつ、均一な品質の面圧力分布検出装置を
安価に提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における面圧力分布検出装置は、ゴムボール
に荷重が加っつたとき、該ボールが置かれた床面と接触
している部分が圧縮されて平になる。その平になるボー
ルの圧縮面と加重の相関から圧力を知ろうとするもので
ある。

【０００６】透明または曇ガラスの上に、同一材質、同
一径のボールを一定間隔で置き、該ボールの上に人が立
ったとき、足裏面各部の圧力の違いにより各ボールの受
ける加重は異なる。そのとき、各ボールと該曇ガラスと
接触している部分の圧縮面の面積を調べれば、足圧の分
布が分かる。

【０００７】また、同様の目的で、個別のボールを使用
するかわりに、一体成形で、十分に柔らかい板から複数
の半球状のボールが突起状に出ているシート状ものを使
用する。そうすれば、一つの部品として取り扱いが可能
となる。

【０００８】さらに、材質の選定によっては、径の小さ
なボールでの実用化もできる。これにより、分布の分解
能が向上できる。

【０００９】そして、突起の形状は、半球状だけでなく
円錐、三角錐、四角錐あるいは五角錐等でも可能であ
る。形状によっては、圧縮面と加重の相関カーブに工夫
ができる。

【００１０】ボールの圧縮面を、ガラス裏面より撮影装
置で撮影するとき、照明装置の光の、ボールの圧縮面が
有る場所と無い場所の、反射率の違いとして捉えること
ができる。このとき、ガラスの表面からの光が入り込ま
ないようにする必要がある。また、透明ガラスよりも、
照明装置側が処理してある曇ガラスを用いる方が、照明
の反射角の制約を比較的受けないで圧縮面を捉えられ
る。

【００１１】撮影装置にテレビカメラを使用し画像をコ
ンピュータ取り込んだ後、２値化処理し圧縮面の面積を
画素数として扱えば、圧縮面の大きさをデジタル量化で
きるので、面圧力分布状態の検出処理をコンピュータで
行える。

【００１２】さらに、一遍が圧縮面の径より数倍以上大
きい正方形のブロックに撮影画面を分割することで、面
圧力の分布をモザイク画像として標本化表示が可能であ
る。この標本化処理により、隣同志の圧縮面がくっつい
ても、また、線状、格子状（各線または各格子の断面は
半円形、三角形）の突起付きシートの使用も可能にな
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。図１〜図５において、板ガラス
（２）と、該ガラス（２）上に置かれた被測定物を乗せ
る複数の弾力性のある同一材質からなる圧力検出部材
（１）と、該ガラス（２）下面の下方に配置された照明
装置（４）と、および同じく該ガラス（２）下面の下方
で該照明装置（４）の光の反射を受ける位置に置かれて
いて、板ガラス（２）の上面に接する圧力検出部材
（１）の圧縮面を板ガラス（２）の下面からとらえる撮
影装置（５）を備えた面圧力分布検出装置。圧力検出部
１は、シリコンゴムあるいはウレタンゴムのような弾力
性のある材料を用い、ボール状または突起付きシート状
に形成されている。図１および図２は、圧力検出部１を
ボールで実施した場合の透視図および断面図である。さ
らに詳しくは、図３は、圧力検出部１を半球状の突起付
きシートに一体形成した場合の側面図を示し、図４は、
圧力検出部１を円錐、三角錐、四角錐あるいは五角錐状
等の突起付きシートに一体形成した場合を側面図示す。
図２の足圧力分布検出装置の例において、圧力検出部１
の上には柔軟性のある遮光シート３、下には硬質ガラス
２がある。硬質ガラス２の下方には、対称的な位置に照
明装置４と撮影装置５が配置されている。ケース６は、
外部からの遮光を兼ねている。被検出物である足７は、
遮光シート３の上に乗ることになる。

【００１４】そのとき、図５において、より強い圧力が
加わるＡ部の圧力検出部１の圧縮面ａは、より弱い圧力
が加わるＢ部の圧力検出部１の圧縮面ｂに比べて大きく
なる。

【００１５】このようにして得られる圧縮面を、照明装
置４の光を硬質ガラス２に当てた際の光の反射率の違い
を利用して、撮影装置５により画像として捉える。

【００１６】これにより、得られた画像をコンピュータ
に取り込んだ後、２値化処理し圧縮面の面積を画素数と
して扱えば、圧縮面の大きさのデジタル量化がはかれ
る。これにより、足圧の分布状態を数値で捉えられる。

【００１７】さらに、図６のように、一遍が圧縮面の径
より数倍以上大きい正方形のブロックに撮影画面を分割
することで、足７の圧力の分布をモザイク画像として標
本化表示でき、足７の圧力を明度差に変換可能になる。

【００１８】図７において、足圧力分布検出装置８の出
力を、ケーブル９を介し、コンピュータ１０に取り込み
後、明度差に変換してモニタ１１に、その分布状態をビ
ジュアル化表示したシステムの例を示す。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。

【００２０】面圧力検出装置においては、テレビカメラ
等の撮影装置を用いることにより、検出出力である圧縮
面を画像として取り込める。従って、図８に示す、その
出力を電線を介して取り込むストレンゲージマトリクス
方式と比べて、被検出物の繰り返し圧力による電線のへ
たり断線などの心配がいらない。また、保守は、突起付
きシートを交換するだけなので、比較的安価である。

【図面の簡単な説明】

【図１】足圧力分布検出装置の要部透視図である。

【図２】足圧力分布検出装置の断面図である。

【図３】半球状の突起付き圧力検出部の側面図である。

【図４】円錐、三角錐、四角錐あるいは五角錐等状の突
起付き圧力検出部の側面図である。

【図５】ボールの圧縮面と加重の相関説明図である。

【図６】圧力面の２値化画像の標本化による明度差変換
説明図である。

【図７】足圧力分布ビジュアル表示システム概略図であ
る。

【図８】ストレンゲージマトリクス方式の回路図であ
る。

【符号の説明】

１圧力検出部２硬質ガラス３遮光シート４照明装置５撮影装置６ケース７足８足圧力分布検出装置９ケーブル１０コンピュータ１１モニタ１２ストレンゲージマトリクス方式面圧力分布検出部Ａ強圧力印加部Ｂ弱圧力印加部ａ強圧圧縮面ｂ弱圧圧縮面ＭストレンゲージＸ１、Ｘ２、Ｘ３、ＸＮ行方向電線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、ＹＮ列方向電線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】板ガラス（２）と、該ガラス（２）上に
置かれた被測定物を乗せる複数の弾力性のある同一材質
からなる圧力検出部材（１）と、該ガラス（２）下面の
下方に配置された照明装置（４）と、および同じく該ガ
ラス（２）下面の下方で該照明装置（４）の光の反射を
受ける位置に置かれていて、板ガラス（２）の上面に接
する圧力検出部材（１）の圧縮面を板ガラス（２）の下
面からとらえる撮影装置（５）を備えた面圧力分布検出
装置。