JP4146370B2 - Vibration test equipment - Google Patents
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Description
この発明は、被験者を歩行面で歩行動作又は走行動作させながらこの歩行面に振動を加えてこの被験者の挙動を試験する振動試験装置に関する。 The present invention relates to a vibration test apparatus for testing the behavior of a subject by applying vibration to the walking surface while the subject is walking or running on the walking surface.
従来の振動試験装置は、実際の車両の客室を模擬した模擬客室と、この模擬客室を動揺させる動揺装置と、この動揺装置を制御する動揺制御装置と、架空の線路及び速度パターンを設定するシナリオ作成装置と、このシナリオ作成装置が作成したシナリオファイルに基づいて動揺制御装置を制御するシミュレータ制御装置などを備えている(例えば、特許文献1参照)。このような従来の振動試験装置では、架空の線路を任意の速度で走行したときに発生する模擬的な運動を再現して模擬客室を動揺させ、列車内の乗客の快適性を評価している。 A conventional vibration test apparatus includes a simulated guest room that simulates a guest room of an actual vehicle, a shaker that shakes the simulated guest room, a shake control device that controls the shaker, and a scenario in which an imaginary track and a speed pattern are set. A creation device and a simulator control device for controlling the oscillation control device based on a scenario file created by the scenario creation device are provided (see, for example, Patent Document 1). In such a conventional vibration test apparatus, a simulated motion generated when traveling on an imaginary track at an arbitrary speed is reproduced, and the simulated cabin is shaken to evaluate the comfort of passengers in the train. .
従来、鉄道車両の乗り心地は、快適性の評価については主として座位により評価され、許容限度については主として立位により評価されていた。このため、従来の振動試験装置では、座位や立位のような基本的な乗客の乗車姿勢において乗り心地などが評価され分析されていた。近年、鉄道の高速化にともなって乗客や乗務員が列車内を歩行する際の歩き難さやふらつきなどの問題が鉄道利用者や鉄道会社からあげられている。アンケート調査によれば、列車内で歩き難さを経験した鉄道利用者は近郊列車で7割近くに達し、在来線の特急列車や新幹線(以下、優等列車という)でも4割以上に達している。走行中の列車内で乗客が歩行する場面としては、優等列車ではトイレや携帯電話などを使用するためにデッキに移動する場合があり、近郊列車では空席や網棚に向かって移動する場合などがある。近郊列車や優等列車を問わず、殆どの乗客は降車駅に列車が到着する前に降車口に向かって移動を開始しており、走行中の列車内における乗客の歩行は極めて日常的な行為であると言える。 Conventionally, the riding comfort of a railway vehicle has been mainly evaluated from the sitting position for the evaluation of comfort, and the allowable limit is evaluated mainly from the standing position. For this reason, in a conventional vibration testing apparatus, riding comfort and the like are evaluated and analyzed in a basic passenger riding posture such as sitting or standing. In recent years, railway users and railway companies have raised problems such as difficulty in walking and wobbling when passengers and crews walk in the train as the speed of the railway increases. According to the questionnaire survey, the number of railway users who experienced difficulty walking in the train reached nearly 70% in the suburban trains, and more than 40% in the limited express trains and the Shinkansen (hereinafter referred to as the "honor trains"). Yes. Passengers walking in a running train may move to a deck to use a toilet or mobile phone on an excellent train, or move toward a vacant seat or a net shelf on a nearby train. . Most passengers, regardless of whether they are nearby trains or high-end trains, start moving toward the exit before the train arrives at the disembarkation station. It can be said that there is.
本来、鉄道車両の乗り心地は全ての姿勢について幅広く検討されるべきであり、車両の揺れや振動に対する乗り心地の特性が歩行時と立位時との間でどのような類似点や相違点があるのかを明確にする必要がある。しかし、歩行時の乗り心地に関する検討例は極めて少なく、定まった評価方法も存在しない。このため、車両の揺れや振動が列車内を歩行する乗客に与える影響を正しく評価し、歩行時の乗り心地を検討し、列車の振動管理などに役立てることは重要である。 Originally, the riding comfort of a railway vehicle should be widely studied for all postures, and what kind of similarities and differences are found between the walking and standing characteristics of the riding comfort against vibration and vibration of the vehicle. It is necessary to clarify whether it exists. However, there are very few examples of studies on riding comfort during walking, and there is no fixed evaluation method. For this reason, it is important to correctly evaluate the influence of vehicle vibration and vibration on passengers walking in the train, to examine the ride comfort during walking, and to use it for vibration management of trains.
この発明の課題は、被験者が歩行時や走行時に受ける振動の影響を評価するためにこの被験者に効果的に振動を加えることができる振動試験装置を提供することである。 The subject of this invention is providing the vibration test apparatus which can add a vibration to this test subject effectively in order to evaluate the influence of the vibration which a test subject receives at the time of a walk or a run.
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項1の発明は、被験者(M)を歩行面(6a)で歩行動作又は走行動作させながらこの歩行面に振動を加えてこの被験者の挙動を試験する振動試験装置であって、前記被験者の足(LR,LL)と前記歩行面との接触状態を検出する検出手段(8)の検出結果に基づいて前記被験者の歩行周期(T)を演算する演算手段(9)と、前記演算手段の演算結果に基づいて、前記歩行面に振動を加える加振手段(7)の加振動作を制御する制御手段(10)とを備え、前記制御手段は、前記被験者の一方の足(L R )の踵(H R )が前記歩行面に接触してからこの足のつま先(T R )がこの歩行面から離間するまでの間にこの歩行面が振動するように、前記加振手段を動作制御することを特徴とする振動試験装置(2)である。
The present invention solves the above-mentioned problems by the solving means described below.
In addition, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this embodiment.
The invention of
請求項2の発明は、請求項1に記載の振動試験装置において、前記検出手段は、少なくとも、前記被験者の一方又は双方の足の踵(HR,HL)と前記歩行面との接触状態と、この足のつま先(TR,TL)と前記歩行面との接触状態とを検出することを特徴とする振動試験装置である。
According to a second aspect of the invention, in the vibration testing apparatus according to
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の振動試験装置において、前記演算手段は、前記被験者の過去の前記歩行周期(T)に基づいてこの被験者の将来の前記歩行周期を予測演算することを特徴とする振動試験装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the vibration test apparatus according to the first or second aspect, the computing means calculates the future walking cycle of the subject based on the past walking cycle (T) of the subject. The vibration test apparatus is characterized by performing a predictive calculation.
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の振動試験装置において、前記加振手段は、トレッドミル(6)のベルト面が前記歩行面であるときに、このトレッドミルに振動を加えることを特徴とする振動試験装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the vibration test apparatus according to any one of the first to third aspects, the vibration means is configured such that the belt surface of the treadmill (6) is the walking surface. The vibration test apparatus is characterized by applying vibration to the treadmill.
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の振動試験装置において、前記制御手段は、前記被験者の一方の足(LR)の踵(HR)が前記歩行面に接触してからこの足のつま先(TR)がこの歩行面から離間するまでの間にこの歩行面が振動するように、前記加振手段を動作制御することを特徴とする振動試験装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, in the vibration test apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the control means is configured such that the heel (H R ) of one of the legs (L R ) of the subject. The vibration is characterized in that the vibration control means controls the vibration so that the walking surface vibrates between the time when it comes into contact with the walking surface and the time when the toe of the foot (T R ) moves away from the walking surface. Test equipment.
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の振動試験装置において、前記制御手段は、前記被験者の一方の足(LR)の踵(HR)が前記歩行面に接触してからこの足のつま先(TR)がこの歩行面から離間するまでの間に、この一方の足から他方の足(LL)に向かって前記歩行面が移動するように、前記加振手段を動作制御することを特徴とする振動試験装置である。
A fifth aspect of the present invention, in the vibration testing apparatus according to any one of
請求項6の発明は、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の振動試験装置において、前記演算手段の演算結果に基づいて前記被験者の状態を撮影する撮影手段(11,12)を備えることを特徴とする振動試験装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, in the vibration test apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the photographing means (11, 12) for photographing the state of the subject based on the calculation result of the calculating means. A vibration test apparatus.
この発明によると、被験者が歩行時や走行時に受ける振動の影響を評価するためにこの被験者に効果的に振動を加えることができる。 According to the present invention, it is possible to effectively apply vibration to the subject in order to evaluate the influence of vibration that the subject receives during walking or running.
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳しく説明する。
図1は、この発明の実施形態に係る振動試験装置を備える乗り心地評価システムの外観図である。図2は、この発明の実施形態に係る振動試験装置を備える乗り心地評価システムの構成図である。
図1に示す被験者Mは、振動試験の対象者であり、振動試験装置2によって振動が加えられる。被験者Mは、左右の足LR,LLを歩行面6a上に着地させてこの歩行面6a上を歩行動作する。反射体Rは、赤外線を反射するマーカであり、歩行面6a上の被験者Mの姿勢を検出するために被験者Mの肩や膝などの関節部に取り付けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an external view of a riding comfort evaluation system including a vibration test apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of a riding comfort evaluation system including a vibration test apparatus according to an embodiment of the present invention.
A subject M shown in FIG. 1 is a subject of a vibration test, and vibration is applied by the vibration test apparatus 2. The subject M walks on the
図1及び図2に示す乗り心地評価システム1は、移動体内で歩行動作又は走行動作する被験者Mの乗り心地を評価するシステムである。乗り心地評価システム1は、模擬客室3内で被験者Mを歩行動作させながらこの模擬客室3に振動を加えてこの被験者Mの挙動を測定し、鉄道車両などの移動体内を歩行するときの歩き難さやふらつきなどを解析し乗り心地を評価する。乗り心地評価システム1は、振動試験装置2と動作解析装置16などを備えている。
A riding
振動試験装置2は、被験者Mを歩行面6aで歩行動作又は走行動作させながらこの歩行面6aに振動を加えてこの被験者Mの挙動を試験する装置である。振動試験装置2は、図1及び図2に示すように、模擬客室3と、安全装置4と、試験台5と、トレッドミル6と、加振装置7と、検出装置8と、演算装置9と、制御装置10と、撮影装置11,12と、切替装置13と、表示装置14と、振動検出装置15などを備えている。
The vibration test apparatus 2 is an apparatus for testing the behavior of the subject M by applying vibration to the
図1に示す模擬客室3は、実際の車両の客室を模擬した構造物である。模擬客室3は、実際の車両内で使用される腰掛などの接客設備を設置する床面3aなどを備えている。安全装置4は、歩行面6a上を被験者Mが歩行動作するときにこの被験者Mの体を支え保護する手段であり、被験者Mの体を吊り下げる安全用ハーネス4aと、この安全用ハーネス4aを支持し床面3a上に設置される支柱4bなどを備えている。試験台5は、模擬客室3を固定し支持する基台であり、試験台5の上面には模擬客室3が設置されている。
A simulated cabin 3 shown in FIG. 1 is a structure that simulates a cabin of an actual vehicle. The simulated guest room 3 includes a
トレッドミル6は、任意の速度で歩行面6aを移動させてこの歩行面6a上を被験者Mに歩行動作させる手段であり、模擬客室3の床面3a上に設置されている。トレッドミル6は、図1に示すように、被験者Mが歩行する歩行面6aと、ベルト面が歩行面6aを構成する無端状のベルト6bと、所定の間隔をあけて回転自在に配置されベルト6bが巻き掛けられる一対の回転体6c,6dと、一対の回転体6c,6dを回転駆動する図2に示す駆動モータ6eなどを備えている。トレッドミル6は、動作解析装置16が出力する動作開始信号に基づいて所定の速度でベルト6bを図中矢印方向に移動させ、歩行面6a上で被験者Mを強制的に歩行動作させる。この実施形態では、トレッドミル6の速度制御がシンクロナスモータ制御方式であり、左右方向の隙間を確保するため通常よりもベルト6bの幅が75cmと広く、トルクを強化して低速度領域(6km/h以下)におけるベルト駆動の安定化(速度変動率0.1%以下)が図られている。
The
加振装置7は、歩行面6aに振動を加える手段であり、試験台5を駆動する複数の駆動機構部7aなどを備えている。加振装置7は、駆動機構部7aを伸縮動作させて、鉄道車両の振動を模擬的に発生させ試験台5を動揺させる。加振装置7は、例えば、試験台5を駆動する油圧シリンダとこの油圧シリンダを動作させる油圧回路などから構成されている。加振装置7は、例えば、実際の列車が分岐器(ポイント)を通過するときや、振り子式車両が曲線を通過するときなどに発生する振動を、被験者Mの体の左右方向に作用するようにトレッドミル6に加える。
The
図3は、この発明の実施形態に係る振動試験装置の検出装置の配置を示す平面図である。なお、図3は、被験者Mの足LR,LLの裏から見た平面図である。
検出装置8は、被験者Mの足L R,LLと歩行面6aとの接触状態を検出する手段である。検出装置8は、図3に示すように、足LR,LLのつま先TR,TLと歩行面6aとの接触状態と、足LR,LLの踵HR,HLと歩行面6aとの接触状態とを検出する感圧センサ8aを備えている。感圧センサ8aは、被験者Mの靴底又は靴の中のつま先TR,TLと、被験者Mの靴底又は靴の中の踵HR,HLとに設置されており、双方の足LR,LLに合計4個設置されている。感圧センサ8aは、例えば、つま先TR,TL又は踵HR,HLと歩行面6aとの間の圧力が所定値を越えると電気的に通電状態となり、これらの間の圧力が所定値以下であると電気的に非通電状態になるフットスイッチなどである。感圧センサ8aは、被験者Mの足LR,LLと歩行面6aとの接触及び離間をリアルタイムで検出してON/OFF信号を発生し、このON/OFF信号を歩行タイミング検出信号として演算装置9に出力する。
FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of the detection device of the vibration test apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view seen from the back of the legs L R and L L of the subject M.
The
図4は、この発明の実施形態に係る振動試験装置の演算装置の演算処理を説明するための図である。
演算装置9は、検出装置8の検出結果に基づいて被験者Mの歩行周期を演算する手段である。演算装置9は、被験者Mの過去の歩行周期Tに基づいてこの被験者Mの将来の歩行周期を予測演算する。ここで、歩行周期Tとは、例えば、右側の足LRを例に挙げて説明すると、図4に示すようにつま先TRが歩行面6aに接触(ON)してから歩行面6aから離れ(OFF)再び歩行面6aに接触(ON)するまでの時間TT、又は踵HRが歩行面6aに接触(ON)してから歩行面6aから離れ(OFF)再び歩行面6aに接触(0N)するまでの時間THである。歩行周期Tは、踵HRが歩行面6aに接触してからつま先TRが離れるまでの立脚相と、足LRが歩行面6aから離れている遊脚相とからなり、1歩行周期Tは60%の立脚相と40%の遊脚相とからなる。ここで、立脚相は、踵HRが歩行面6aに接触する踵接地と、足の裏全体が歩行面6aと接触する足底接地と、足に全体重がかかり片足立ち状態になっている立脚中期と、踵HRが浮き始める踵離れと、体が前進してつま先TRが歩行面6aから離れるつま先離れとからなる。歩行周期は、一般に健常成人男子の場合では平均約1秒である。演算装置9は、検出装置8が出力するON/OFF信号(歩行タイミング検出信号)に基づいて、被験者Mの足LR,LLと歩行面6aとが接触している時間の間隔から歩行周期Tを演算するとともに、現在の時刻tNからΔt時間経過後の時刻tN+Δtにおける足LRと歩行面6aとの接触状況(歩行フェーズ)を歩行周期Tから予測演算する。演算装置9は、被験者Mの足LR,LLと歩行面6aとの接触状況の時系列変化や推移を演算して、将来の接触状況に関する情報を接触状況予測信号として制御装置10に出力する。
FIG. 4 is a diagram for explaining the arithmetic processing of the arithmetic unit of the vibration test apparatus according to the embodiment of the present invention.
The calculation device 9 is a means for calculating the walking cycle of the subject M based on the detection result of the
図1及び図2に示す制御装置10は、演算装置9の演算結果に基づいて加振装置7の加振動作を制御する手段である。制御装置10は、例えば、被験者Mの一方の足LRの踵HRが歩行面6aに接触してからこの足LRのつま先TRがこの歩行面6aから離間するまでの間にこの歩行面6aが振動するように、加振装置7を動作制御する。制御装置10は、演算装置9が出力する接触状況予測信号に基づいて、加振装置7に加振動作開始信号を出力するとともに、撮影動作開始信号を撮影装置11,12に出力する。制御装置10は、例えば、図4に示すように右側の足LRが歩行面6aと接触する時刻tN+Δtにおいて被験者Mに振動を加えるときには、時刻tN+Δtにおいて加振動作開始信号を加振装置7に出力するとともに、撮影動作開始信号を撮影装置11,12に出力する。制御装置10は、例えば、被験者Mの一方の足LRの踵HRが歩行面6aに接触してからこの足LRLのつま先TRが歩行面6aから離間するまでの間に、この一方の足LRから他方の足LLに向かって歩行面6aが移動するように、加振装置7を動作制御する。
The
図1及び図2に示す撮影装置11,12は、演算装置9の演算結果に基づいて被験者Mの状況を撮影する手段である。撮影装置11,12は、被験者Mに赤外線を照射して図1に示す反射体Rから反射した赤外線を受光し、各反射体Rからの光スポットを繋ぐことでこの被験者Mの身体運動を三次元画像として撮影する。撮影装置11,12は、動作解析装置16からの撮影動作開始信号に基づいて、被験者Mを所定時間内に撮影し、撮影画像を画像情報として表示装置14及び動作解析装置16に出力する。
The
図1に示す切替装置13は、撮影装置11,12からの撮影画像のいずれか一方を表示装置14に表示するときに切り替えるスイッチであり、表示装置14は撮影装置11,12からの撮影画像を表示するモニタである。振動検出装置15は、模擬客室3の振動を検出する加速度センサなどであり、模擬客室3の床面3aに設置されて振動の大きさに応じた振動検出信号を動作解析装置16に出力する。
The switching device 13 shown in FIG. 1 is a switch for switching when one of the captured images from the
図1及び図2に示す動作解析装置16は、被験者Mに振動が加えられたときにこの被験者Mの動作を解析する手段である。動作解析装置16は、動作解析プログラムに従って所定の動作解析処理を実行し、振動する模擬客室3内で被験者Mが歩行動作するときの乗り心地、安定性、歩行バランスなどを評価する。動作解析装置16は、例えば、トレッドミル6のベルト6bの速度を変更するために駆動モータ6eの回転速度を調整したり、制御装置10からの撮影動作開始信号に基づいて撮影装置11,12に撮影動作を指令したり、撮影装置11,12からの撮影画像を三次元DLT (Direct Linear Transformation)法によって合成して被験者Mの姿勢を立体的に解析したりする。動作解析装置16には、図2に示すように、トレッドミル6の駆動モータ6e、検出装置8の感圧センサ8a、制御装置10、撮影装置11,12、振動検出装置15及び記録装置17などが接続されている。
The
記録装置17は、動作解析装置16の解析結果を記録する手段である。記録装置17は、検出装置8からのON/OFF信号、撮影装置11,12からの画像情報及び振動検出装置15からの振動検出信号などを記録するメモリなどである。記録装置17は、例えば、被験者Mに振動を加えたタイミング(歩行情報)と、このタイミングにおける被験者Mの姿勢を撮影した撮影画像(画像情報)とを対応させて記録する。
The
次に、この発明の実施形態に係る振動試験装置を備える乗り心地評価システムの動作を説明する。
図5は、この発明の実施形態に係る振動試験装置を備える乗り心地評価システムの動作を説明するためのフローチャートである。
ステップ(以下Sという)100において、トレッドミル6が動作を開始する。トレッドミル6の駆動モータ6eに動作解析装置16が動作開始信号を出力すると、駆動モータ6eが回転体6c,6dを回転駆動してベルト6bが図1に示す矢印方向に移動する。その結果、ベルト6bの移動速度に応じて歩行面6a上を被験者Mが歩行動作を開始し、鉄道車両内で通常の歩行動作する状況が模擬客室3内で被験者Mによって再現される。
Next, the operation of the ride comfort evaluation system including the vibration test apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the riding comfort evaluation system including the vibration testing apparatus according to the embodiment of the present invention.
In step (hereinafter referred to as S) 100, the
S200において、検出装置8が検出動作を開始する。歩行面6a上で被験者Mが歩行動作を開始すると、感圧センサ8aが被験者Mの足LR,LLと歩行面6aとの接触及び離間を検出して、図4に示すようにON/OFF信号を演算装置9に出力する。
In S200, the
S300において、演算装置9が歩行周期Tの演算を開始する。検出装置8から演算装置9にON/OFF信号が入力すると、現在の時刻tNよりも以前の過去のON/OFF信号に基づいて歩行周期Tを演算装置9が演算する。
In S300, the arithmetic unit 9 starts calculating the walking cycle T. When ON / OFF signals from the
S400において、演算装置9が将来の歩行周期を予測演算する。現在の時刻tNからΔt時間経過後の将来の時刻tN+Δtにおける被験者Mと歩行面6aとの接触状況を歩行周期Tに基づいて演算装置9が予測演算し、この予測演算結果を接触状況予測信号として制御装置10に出力する。
In S400, the arithmetic unit 9 predicts and calculates a future walking cycle. Based on the walking cycle T, the arithmetic unit 9 predicts the contact state between the subject M and the
図6は、この発明の実施形態に係る振動試験装置による振動のタイミングを説明するための図であり、図6(A)は歩行面から離間している側の足から歩行面と接触している側の足に向かって振動を加えた状態を示し、図6(B)は歩行面と接触している側の足から歩行面と離間している側の足に向かって振動を加えた状態を示す。
S500において、加振装置7が動作を開始する。演算装置9から制御装置10に接触状況予測信号が入力すると、例えば将来の時刻tN+Δtにおいて歩行面6aが振動するように、加振装置7に振動動作開始信号を制御装置10が出力して振動のタイミングが制御されるとともに、動作解析装置16に撮影動作開始信号を制御装置10が出力する。また、将来の時刻tN+Δtから所定時間内だけ撮影装置11,12が撮影動作するように、撮影装置11,12に撮影動作開始信号を動作解析装置16が出力して撮影タイミングが制御される。被験者Mの左右の足LR,LLが歩行面6aと接触する両脚支持期と被験者Mの左右いずれか一方の足LR,LLが歩行面6aと接触する単脚支持期とでは、被験者Mに振動を加えたときにこの被験者Mへの影響が異なる。例えば、図6(A)に示すように、被験者Mが右側の足LRを歩行面6aに接触させ左側の足LLを歩行面6aから離間させた状態で、加振装置7がA方向に歩行面6aを振動させた場合には、被験者Mが左側の足LLを歩行面6aに直ちに接触させ体のバランスをとることができる。一方、図6(B)に示すように、図6(A)に示す状態と同じ状態から加振装置7がB方向に歩行面6aを振動させた場合には、被験者Mが左側の足LLを歩行面6aに接触させるのが困難であり体のバランスをとることが難しい。このため、図6(A)に示すような状態で被験者Mに振動を加えたい場合には、図4に示すように右側の足LRのみが歩行面6aと接触している将来の時刻tN+Δtにおいて歩行面6aがA方向に振動するように制御装置10が加振装置7に動作を指令する。一方、図6(B)に示すような状態で被験者Mに振動を加えたい場合には、図4に示すように将来の時刻tN+Δtにおいて歩行面6aがB方向に振動するように制御装置10が加振装置7に動作を指令する。
FIG. 6 is a diagram for explaining the timing of vibration by the vibration testing apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 (A) is in contact with the walking surface from the foot on the side far from the walking surface. FIG. 6B shows a state in which vibration is applied toward the foot on the side that is in contact with the walking surface from the foot on the side that is in contact with the walking surface. Indicates.
In S500, the
S600において、撮影装置11,12が撮影動作を開始する。制御装置10から動作解析装置16に撮影動作開始信号が入力すると、動作解析装置16が撮影装置11,12に撮影動作を指令する。その結果、撮影装置11,12が被験者Mに赤外線を照射して反射体Rからの反射光を受光し、図6に示すようにA,B方向に振動を受けたときの被験者Mの姿勢が撮影され、撮影画像が表示装置14及び動作解析装置16に出力される。
In S600, the
S700において、動作解析装置16が動作解析を開始する。検出装置8からのON/OFF信号、撮影装置11,12からの撮影画像及び振動検出装置15からの振動検出信号などに基づいて動作解析装置16が被験者Mの動作を解析し、歩行時における乗り心地を評価する。
In S700, the
S800において、記録装置17が解析結果を記録する。検出装置8からのON/OFF信号、撮影装置11,12からの撮影画像及び振動検出装置15からの振動検出信号などを対応させて、動作解析装置16が記録装置17に記録させる。
In S800, the
この発明の実施形態に係る振動試験装置を備える乗り心地評価システムには、以下に記載するような効果がある。
(1) この実施形態では、被験者Mの足LR,LLと歩行面6aとの接触状態を検出装置8が検出し、この検出装置8の検出結果に基づいて被験者Mの歩行周期Tを演算装置9が演算し、この演算装置9の演算結果に基づいて歩行面6aを加振する加振装置7の加振動作を制御装置10が制御する。このため、被験者Mの足LR,LLと歩行面6aとの接触状態に応じてこの被験者Mに加える振動のタイミングを制御することができる。その結果、被験者Mに効果的に振動による刺激を加えることが可能になり、鉄道車両内における歩行時の乗り心地を効率的に分析し評価することができる。
The riding comfort evaluation system including the vibration test apparatus according to the embodiment of the present invention has the following effects.
(1) In this embodiment, the
(2) この実施形態では、被験者Mの双方の足LR,LLの踵HR,HLと歩行面6aとの接触状態と、この足LR,LLのつま先TR,TLと歩行面6aとの接触状態とを検出装置8が検出する。その結果、被験者Mの足LR,LLが歩行面6aに接触している時間と、被験者Mの足LR,LLが歩行面6aから離間している時間とを正確に検出することができるため、歩行周期Tを正確に演算することができる。
(2) In this embodiment, both the foot L R of the subject M, L L heel H R of a contact state between the walking
(3) この実施形態では、被験者Mの過去の歩行周期Tに基づいてこの被験者Mの将来の歩行周期を演算装置9が予測演算する。このため、被験者Mの足LR,LLと歩行面6aとが接触するタイミングを予測してこの被験者Mに効果的に振動を加えることができる。
(3) In this embodiment, the calculation device 9 predicts and calculates the future walking cycle of the subject M based on the past walking cycle T of the subject M. For this reason, it is possible to predict the timing at which the legs L R and L L of the subject M and the
(4) この実施形態では、トレッドミル6に加振装置7が振動を加える。このため、模擬客室3内の限られた領域内で被験者Mを歩行動作させて、実際の鉄道車両で発生する振動と同様の振動をこの被験者Mに加えることができる。また、被験者Mの歩行速度をトレッドミル6によって任意の速度に変化させて、この被験者Mに振動を加え試験することができる。
(4) In this embodiment, the
(5) この実施形態では、被験者Mの一方の足LRの踵HRが歩行面6aに接触してからこの足LRのつま先TRがこの歩行面6aから離間するまでの間に、この歩行面6aが振動するように加振装置7を制御装置10が動作制御する。このため、被験者Mが単脚支持状態であるときにこの被験者Mに振動を加えて、このときの被験者Mの歩行動作中の身体バランスを測定することができる。
(5) In this embodiment, the period from the heel H R of one of the legs L R of the subject M is in contact with the walking
(6) この実施形態では、被験者Mの一方の足LRの踵HRが歩行面6aに接触してからこの足LRのつま先TRがこの歩行面6aから離間するまでの間に、この一方の足LRから他方の足LLに向かって歩行面6aが移動するように、加振装置7を 制御装置10が動作制御する。このため、図6(B)に示すように、被験者Mが一方の足LRだけで体を支えている状態でB方向に振動を加え、他方の足LLを歩行面6aに着地させて両方の足LR,LLによって体を支持することが困難な状況を試験的に作り出すことができる。
(6) In this embodiment, the period from the heel H R of one of the legs L R of the subject M is in contact with the walking
(7) この実施形態では、演算装置9の演算結果に基づいて被験者Mの状態を撮影装置11,12が撮影する。このため、振動のタイミングと撮影のタイミングとを同期させて、被験者Mに振動を加えたときのこの被験者Mの姿勢を撮影することができる。
(7) In this embodiment, the photographing
(他の実施形態)
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、鉄道車両の乗り心地の評価に適用する場合を例に挙げて説明したが、バス、飛行機、船などの他の交通輸送手段や、歩行エレベータ、エスカレータなどの輸送手段や、ライド装置などのアミューズメント施設などの乗り心地の評価についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、双方の足LR,LLに感圧センサ8aを合計4個装着した場合を例に挙げて説明したがこれに限定するものではない。例えば、双方の足LR,LLのつま先TR,TL又は踵HR,HLのみに感圧センサ8aを装着したり、一方の足LR又は足LLに感圧センサ8aを装着したり、土踏まずの脇に感圧センサ8aを装着したりすることもできる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications or changes can be made as described below, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In this embodiment, the case where the present invention is applied to the evaluation of the riding comfort of a railway vehicle has been described as an example, but other transportation means such as a bus, an airplane, and a ship, and transportation means such as a walking elevator and an escalator. The present invention can also be applied to the evaluation of ride comfort in amusement facilities such as ride devices. In this embodiment, the case where a total of four pressure-
(2) この実施形態では、被験者Mが片方の足LRで体を支持しているときに振動を加える場合を例に挙げて説明したが、実際の鉄道車両のように小さな振動を常時加えることもできる。また、この実施形態では、被験者Mに左右方向の振動を加える場合を例に挙げて説明したが、前後方向や上下方向の振動を被験者Mに加えることもできる。さらに、この実施形態では、被験者Mを歩行動作させた場合を例に挙げて説明したが、被験者Mを走行動作させてこの被験者Mに振動を加えることもできる。 (2) In this embodiment describes an example in which applying vibration when the subject M is supported the body with one leg L R, make minor vibrations always like a real railway vehicle You can also. In this embodiment, the case where vibration in the left-right direction is applied to the subject M has been described as an example. However, vibration in the front-rear direction and the vertical direction can also be applied to the subject M. Further, in this embodiment, the case where the subject M is caused to walk is described as an example. However, the subject M can be caused to run to apply vibration to the subject M.
(3) この実施形態では、トレッドミル6を模擬客室3内に接地した場合を例に挙げて説明したが、模擬客室3が実際の車両のように十分な長さがある場合にはトレッドミル6を省略することもできる。また、この実施形態では、感圧センサ8aによって歩行周期Tを演算しているが、被験者Mの膝関節の動きや角度などを検出して歩行周期Tを演算したり、被験者Mの歩幅を撮影装置で撮影したりして歩行周期Tをより正確に演算することもできる。さらに、この実施形態では、被験者Mの動きを撮影装置11,12によって撮影しているが、被験者MのEMG(Electro Muscle Graph:筋電)などを計測して乗り心地の評価に利用することもできる。
(3) In this embodiment, the case where the
1 乗り心地評価システム
2 振動試験装置
3 模擬客室
5 試験台
6 トレッドミル
6a 歩行面
7 加振装置
8 検出装置
8a 感圧センサ
9 演算装置
10 制御装置
11,12 撮影装置
16 動作解析装置
M 被験者
LR,足(右足)
LL 足(左足)
TR,TL つま先
HR,HL 踵
T 歩行周期
DESCRIPTION OF
L L foot (left foot)
T R , T L Toe H R , H L踵 T Walking cycle
Claims (6)
前記被験者の足と前記歩行面との接触状態を検出する検出手段の検出結果に基づいて前記被験者の歩行周期を演算する演算手段と、
前記演算手段の演算結果に基づいて、前記歩行面に振動を加える加振手段の加振動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記被験者の一方の足の踵が前記歩行面に接触してからこの足のつま先がこの歩行面から離間するまでの間にこの歩行面が振動するように、前記加振手段を動作制御すること、
を特徴とする振動試験装置。 A vibration test apparatus for testing the behavior of the subject by applying vibration to the walking surface while causing the subject to walk or run on the walking surface,
A computing means for computing a walking cycle of the subject based on a detection result of a detecting means for detecting a contact state between the foot of the subject and the walking surface;
Control means for controlling the vibration operation of the vibration means for applying vibration to the walking surface based on the calculation result of the calculation means;
The control means includes the excitation means so that the walking surface vibrates between the time when a heel of one foot of the subject contacts the walking surface and the toe of the foot moves away from the walking surface. Controlling the operation,
Vibration test equipment characterized by
前記検出手段は、少なくとも、前記被験者の一方又は双方の足の踵と前記歩行面との接触状態と、この足のつま先と前記歩行面との接触状態とを検出すること、
を特徴とする振動試験装置。 The vibration test apparatus according to claim 1,
The detection means detects at least the contact state between the footpad of one or both of the subjects and the walking surface, and the contact state between the toes of the foot and the walking surface;
Vibration test equipment characterized by
前記演算手段は、前記被験者の過去の前記歩行周期に基づいてこの被験者の将来の前記歩行周期を予測演算すること、
を特徴とする振動試験装置。 In the vibration testing apparatus according to claim 1 or 2,
The calculation means predicting and calculating the future walking cycle of the subject based on the past walking cycle of the subject;
Vibration test equipment characterized by
前記加振手段は、トレッドミルのベルト面が前記歩行面であるときに、このトレッドミルに振動を加えること、
を特徴とする振動試験装置。 In the vibration testing device according to any one of claims 1 to 3,
The vibration means applies vibration to the treadmill when the belt surface of the treadmill is the walking surface;
Vibration test equipment characterized by
前記制御手段は、前記被験者の一方の足の踵が前記歩行面に接触してからこの足のつま先がこの歩行面から離間するまでの間に、この一方の足から他方の足に向かって前記歩行面が移動するように、前記加振手段を動作制御すること、
を特徴とする振動試験装置。 In the vibration testing device according to any one of claims 1 to 4,
The control means is configured such that, from the contact between the heel of one foot of the subject to the walking surface and the toe of the foot moving away from the walking surface, the one foot toward the other foot. Controlling the excitation means so that the walking surface moves;
Vibration test equipment characterized by
前記演算手段の演算結果に基づいて前記被験者の状態を撮影する撮影手段を備えること、
を特徴とする振動試験装置。 In the vibration testing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
Comprising photographing means for photographing the state of the subject based on the computation result of the computing means;
Vibration test equipment characterized by
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