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JPH0249101B2 - - Google Patents
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JPH0249101B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0249101B2
JPH0249101B2 JP60003820A JP382085A JPH0249101B2 JP H0249101 B2 JPH0249101 B2 JP H0249101B2 JP 60003820 A JP60003820 A JP 60003820A JP 382085 A JP382085 A JP 382085A JP H0249101 B2 JPH0249101 B2 JP H0249101B2
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JP
Japan
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calorie consumption
person
exercise
signal
measured
Prior art date
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JP60003820A
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Japanese (ja)
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JPS61162935A (en
Inventor
Toshihiko Terao
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Suzuken KK
Original Assignee
Suzuken KK
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Publication date
Application filed by Suzuken KK filed Critical Suzuken KK
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Publication of JPS61162935A publication Critical patent/JPS61162935A/en
Publication of JPH0249101B2 publication Critical patent/JPH0249101B2/ja
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Formation And Processing Of Food Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、人もしくは動物、例えば各種ペツト
に取付けて任意の時間における運動消費カロリ
ー、および、基礎代謝消費カロリーを測定する消
費カロリー計測器に関し、詳しくは、例えば1日
の総摂取カロリーに対する消費カロリーのバラン
スを把握して糖尿病等の予防もしくは治療等に利
用するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a calorie consumption measuring device that is attached to a person or an animal, such as various pets, to measure exercise calorie consumption and basal metabolic consumption calorie consumption at any time. Specifically, for example, it is used to grasp the balance of calorie consumption to total calorie intake in a day and use it for prevention or treatment of diabetes and the like.

(従来の技術) 従来、人体に取付け、人体の運動による消費カ
ロリーを測定する消費カロリー計測器に使用さ
れ、人体運動の加速度に応じて作動する加速度セ
ンサは、第9図に示すように密閉円筒30の胴部
31に発光ダイオード32を取付け、発光ダイオ
ード32と相対する位置に光検出器33を取付け
て発光ダイオード32から発光された光ビーム3
2Aを光検出器33で受光させるようにした状態
で、密閉円筒30の内部に固定状態で取付けられ
た永久磁石34のN極と別の永久磁石35のN極
を対向させて反発力を生じるように配設し、人体
の運動時における垂直方向の加速度によつて磁気
反発力に抗して永久磁石35が下降する際に前記
光ビーム32Aを遮光させるように構成したもの
である。永久磁石35の下降動によつて光ビーム
32Aが遮光された場合、光検出器33から論理
信号「1」が出力されるように構成され、別に設
けられたクロツク発生器から出力されるロツク信
号とともに2入力ANDゲートに入力され、この
2入力ANDゲートから出力されるクロツク信号
をマイクロコンピユータがカウントし、積算され
たカウント値を被計測人の肉体的条件に対応して
予め設定された特性定数とを基に消費カロリー計
算式に従つて消費カロリーを演算積算し、それを
表示器で表示させるものである。
(Prior Art) Conventionally, an acceleration sensor that is attached to the human body and used in a calorie consumption measuring device that measures the calories consumed during human exercise, and that operates according to the acceleration of human exercise, is a sealed cylinder as shown in Fig. 9. A light emitting diode 32 is attached to the body 31 of the light emitting diode 30, and a photodetector 33 is attached at a position facing the light emitting diode 32.
2A is received by the photodetector 33, the N pole of a permanent magnet 34 fixedly attached inside the sealed cylinder 30 is opposed to the N pole of another permanent magnet 35 to generate a repulsive force. The permanent magnet 35 is arranged so as to block the light beam 32A when the permanent magnet 35 descends against magnetic repulsion due to vertical acceleration during human body movement. When the light beam 32A is blocked by the downward movement of the permanent magnet 35, the photodetector 33 is configured to output a logic signal "1", and a lock signal is output from a separately provided clock generator. A microcomputer counts the clock signal output from the 2-input AND gate, and calculates the accumulated count value by a characteristic constant set in advance according to the physical condition of the person being measured. Based on this, the calorie consumption is calculated and integrated according to the calorie consumption calculation formula, and the result is displayed on the display.

(発明が解決しようとする問題点) 前記従来の消費カロリー測定器の加速度センサ
は、測定期間中、常時、発光ダイオード32から
光ビーム32Aを発光させておく必要がある。そ
のため、電源として使用される電池の消耗度が大
きいという問題があり、さらに、検出できる運動
の加速度は垂直方向のみに限定されるため、被計
測人の垂直方向以外の運動は消費カロリーとして
表示されないという問題があつた。また、永久磁
石35が運動の加速度によつて上下動する際、必
ずしも端面が水平状態で動かないため、密閉円筒
30の内径に引掛りを起こして移動不能になり、
被計測人の運動の加速度が検出できなくなるとい
う問題があつた。
(Problems to be Solved by the Invention) The acceleration sensor of the conventional calorie consumption measuring device requires the light beam 32A to be emitted from the light emitting diode 32 at all times during the measurement period. Therefore, there is a problem in that the battery used as a power source consumes a lot of energy.Furthermore, the acceleration of movement that can be detected is limited to the vertical direction, so the movement of the person being measured in directions other than the vertical direction is not displayed as calories burned. There was a problem. Further, when the permanent magnet 35 moves up and down due to the acceleration of the motion, the end face does not necessarily move in a horizontal state, so it gets caught on the inner diameter of the sealed cylinder 30 and becomes unable to move.
There was a problem that the acceleration of the measured person's movement could not be detected.

そこで本発明は以上の問題を解決するため、電
池の消耗度が大きな発光ダイオードを使用するこ
となく消費カロリーを測定される人の運動による
加速度を全方向的に検出することが可能なよう
に、前記加速度によつて振動を発生させ、該振動
による歪量を電気信号に変換して出力させる加速
度センサを用いることをその解決すべき技術的課
題とするものである。
Therefore, in order to solve the above problems, the present invention makes it possible to omnidirectionally detect the acceleration caused by the exercise of the person whose calorie consumption is to be measured without using a light emitting diode that consumes a large amount of battery power. The technical problem to be solved is to use an acceleration sensor that generates vibration by the acceleration and converts the amount of strain caused by the vibration into an electrical signal and outputs it.

(問題点を解決するための手段) 上記課題解決のための技術的手段は、人もしく
は動物の運動による加速度を検出して加速度に応
じた信号を出力する加速度センサと、その加速度
センサからの信号を演算可能な信号に変換する信
号変換手段と、前記加速度センサからの信号に基
づいて前記人もしくは動物の消費カロリーを計測
するために必要な肉体的条件に対応した特性定数
を設定するための定数設定手段と、前記信号変換
手段からの信号を入力して前記人もしくは動物の
運動量を演算する手段と、その演算運動量に対応
する運動消費カロリー計数と前記定数設定手段で
設定された前記特性定数とに基づいて前記人もし
くは動物の消費カロリーを積算演算する消費カロ
リー演算手段と、その消費カロリー演算手段で積
算演算された消費カロリーを表示する表示器とを
備えた消費カロリー計測器において、前記加速度
センサを、圧電素子で形成された細板と、その細
板の先端部に取り付けられた重りと、前記細板の
基端部を固定するとともに前記重りと細板とを一
体的に覆うためのケース部材と、そのケース部材
を固定するためのケース固定体と、前記細板が水
平状態から45度傾けた状態になるように前記ケー
ス部材を前記ケース固定体に取り付けるためのケ
ース取付手段とを有するように構成することであ
る。
(Means for solving the problem) The technical means for solving the above problem is an acceleration sensor that detects acceleration due to movement of a person or animal and outputs a signal according to the acceleration, and a signal from the acceleration sensor. a signal conversion means for converting into a computable signal, and a constant for setting a characteristic constant corresponding to the physical condition necessary for measuring the calorie consumption of the person or animal based on the signal from the acceleration sensor. a setting means, a means for calculating the amount of exercise of the person or animal by inputting the signal from the signal converting means, an exercise calorie consumption count corresponding to the calculated amount of exercise, and the characteristic constant set by the constant setting means; A calorie consumption measuring device comprising a calorie consumption calculation means for calculating the cumulative calorie consumption of the person or animal based on the calorie consumption calculation means, and a display device for displaying the calorie consumption calculated by the calorie consumption calculation means, wherein the acceleration sensor A thin plate made of a piezoelectric element, a weight attached to the tip of the thin plate, and a case for fixing the base end of the thin plate and integrally covering the weight and the thin plate. a member, a case fixing body for fixing the case member, and case mounting means for attaching the case member to the case fixing body so that the thin plate is tilted at 45 degrees from a horizontal state. It is necessary to configure it as follows.

(作 用) 上記構成の消費カロリー計測器によると、加速
度センサが人もしくは動物の運動による加速度を
受けた場合、加速度の方向は上下左右あらゆる方
向が考えられるが、前記圧電素子から成る細板は
45度傾いた方向に曲げを主体とした歪みが生じる
ように、細板を取り付けたケース部材がケース固
定体に固定されているため、加速度の方向に係わ
らず細板に歪みが生じ、その歪み量に対応した電
気信号が出力されることから、消費カロリー演算
段は、演算運動量に対応する運動消費カロリー係
数と定数設定手段で設定された特性定数とに基づ
いて前記人もしくは動物の消費カロリーを正確に
積算演算し、それを表示させることができる。
(Function) According to the calorie consumption measuring device having the above configuration, when the acceleration sensor receives acceleration due to the movement of a person or an animal, the direction of acceleration can be any direction, up, down, left, or right.
Because the case member to which the thin plate is attached is fixed to the case fixing body so that distortion occurs mainly due to bending in a direction tilted at 45 degrees, distortion occurs in the thin plate regardless of the direction of acceleration, resulting in distortion. Since an electric signal corresponding to the amount of exercise is output, the calorie consumption calculation stage calculates the calorie consumption of the person or animal based on the exercise calorie consumption coefficient corresponding to the calculated amount of exercise and the characteristic constant set by the constant setting means. Accurate integration calculations can be performed and displayed.

(実施例) 次に、本発明の一実施例の構成を説明する。本
発明の一実施例になる消費カロリー計測器の加速
度センサは、運動消費カロリーと基礎代謝消費カ
ロリーの合算消費カロリーを計測される人もしく
は動物の運動の加速度に対応した電気信号を出力
させるもので、その構成を第1図および第1図の
A−A矢視を示した第2図に示す。例えば、消費
カロリーを計測される人、すなわち、被計測人の
腰部に消費カロリー計測器を取付けて計測する場
合、被計測人の運動加速度が加速度センサ2の重
り2Aを振動させると、圧電素子を形成した細板
2Bに曲げを主とした歪が発生する。圧電素子
は、例えばチタン酸バリウムを使用し、前記歪量
に対応した電荷による電圧を両電極からリード線
2Cを介して出力させるように構成したものであ
る。圧電素子を形成した細板2Bは基端部が封止
部2Dにモールドされ、封止部2Dはケース2E
に封入される。例えば、プラスチツク等で形成さ
れ、防塵、もしくは外力による衝撃を防ぐための
ケース2Eには、加速度センサ2を、例えば第4
図に示すようにプリント基板PCに取付けるため
の取付片2Fが設けられる。取付片2Fはプリン
ト基板PCに接着剤等を用いて固着される。
(Example) Next, a configuration of an example of the present invention will be described. The acceleration sensor of the calorie consumption measuring device, which is an embodiment of the present invention, outputs an electrical signal corresponding to the acceleration of exercise of a person or animal whose total calorie consumption of exercise calorie consumption and basal metabolic consumption calorie consumption is measured. , its structure is shown in FIG. 1 and FIG. 2, taken along the line A--A in FIG. For example, when measuring calorie consumption by attaching a calorie consumption measuring device to the waist of the person being measured, when the movement acceleration of the person to be measured causes the weight 2A of the acceleration sensor 2 to vibrate, the piezoelectric element vibrates. Strain, mainly caused by bending, occurs in the formed thin plate 2B. The piezoelectric element uses barium titanate, for example, and is configured so that a voltage due to a charge corresponding to the amount of strain is outputted from both electrodes via the lead wire 2C. The base end of the thin plate 2B forming the piezoelectric element is molded into the sealing part 2D, and the sealing part 2D is molded into the case 2E.
will be enclosed in. For example, a case 2E made of plastic or the like to be dustproof or to prevent shocks due to external forces may include an acceleration sensor 2, for example, a fourth
As shown in the figure, a mounting piece 2F for mounting on the printed circuit board PC is provided. The mounting piece 2F is fixed to the printed circuit board PC using an adhesive or the like.

なお、圧電素子形成細板2Bの角度を、第2図
に破線で示すように45度傾くように取付片2Fの
位置を換えることによつて、加速度センサ2をプ
リント基板PCに取付けた場合、圧電素子形成細
板2Bは水平状態から45度傾いた状態になるた
め、任意方向の運動の加速度によつて歪を発生さ
せることができる。
In addition, when the acceleration sensor 2 is mounted on the printed circuit board PC by changing the position of the mounting piece 2F so that the angle of the piezoelectric element forming thin plate 2B is inclined by 45 degrees as shown by the broken line in FIG. Since the piezoelectric element-forming thin plate 2B is tilted 45 degrees from the horizontal state, strain can be generated by acceleration of movement in any direction.

第3図は、消費カロリー計測器1の演算制御ブ
ロツク図を示したものである。前記被計測人の運
動加速度に対応して加速度センサ2から出力され
た電圧は重り2Aの振動により発生するもので交
流電圧となり、オペアンプ等で構成される増幅回
路3に入力され、増幅されたあと、A/D変換回
路4に入力される。A/D変換回路4において
は、増幅回路3から出力された交流電圧をそのま
まA/D変換したのでは、交流電圧の負部がデジ
タル信号として出力されなくなるため、第7図に
示すようにバイアス電圧VRを加えて全体が正電
圧になるようにレベルアツプする。バイアス電圧
VRは、予め設定されたレフアレンス電圧、例え
ば1.55ボルトの1/2、すなわち、約0.775ボルトに
設定されたもので、この値は、増幅回路3、A/
D変換回路4の回路特性に対応して定められる。
A/D変換回路4においては、バイアス電圧VR
でレベルアツプされた電圧波形Eの任意の電圧を
enとすれば|en−VR|がデジタル信号に変換さ
れてマイクロコンピユータ5に出力される。
FIG. 3 shows a calculation control block diagram of the calorie consumption measuring device 1. As shown in FIG. The voltage output from the acceleration sensor 2 in response to the motion acceleration of the person to be measured is generated by the vibration of the weight 2A and becomes an alternating current voltage, which is input to the amplifier circuit 3 consisting of an operational amplifier etc. and is amplified. , are input to the A/D conversion circuit 4. In the A/D conversion circuit 4, if the AC voltage output from the amplifier circuit 3 is directly A/D converted, the negative part of the AC voltage will not be output as a digital signal. Add voltage VR and raise the level so that the entire voltage becomes positive. bias voltage
VR is set to a preset reference voltage, for example, 1/2 of 1.55 volts, or approximately 0.775 volts, and this value is the same as that of the amplifier circuit 3, the
It is determined in accordance with the circuit characteristics of the D conversion circuit 4.
In the A/D conversion circuit 4, the bias voltage VR
An arbitrary voltage of the voltage waveform E whose level has been increased by
If en, |en-VR| is converted into a digital signal and output to the microcomputer 5.

マイクロコンピユータ5は、前記A/D変換回
路4から出力されたデジタル信号を入力する入力
インターフエース5Aと、中央処理装置としての
マイクロプロセツサ5Bと、被計測人の肉体的条
件に対応した特性定数、もしくは、前記A/D変
換回路4から出力されたデジタル信号などを一時
的に記憶するための記憶素子RAMと、消費カロ
リーを演算するための演算制御プログラムおよび
関連データを記憶した記憶素子ROMと、消費カ
ロリー、その他、後述の定数設定器7で設定され
た設定値等を表示させる表示器6に表示信号を出
力する出力インターフエース5Cとから構成され
る。
The microcomputer 5 includes an input interface 5A that inputs the digital signal output from the A/D conversion circuit 4, a microprocessor 5B as a central processing unit, and characteristic constants corresponding to the physical conditions of the person being measured. Alternatively, a storage element RAM for temporarily storing digital signals outputted from the A/D conversion circuit 4, and a storage element ROM for storing an arithmetic control program and related data for calculating calorie consumption. , and an output interface 5C that outputs a display signal to a display 6 that displays calorie consumption, other setting values set by a constant setting device 7, which will be described later, and the like.

さらに、前記被計測人の消費カロリーを計測す
るために必要な肉体的条件に対応した特性定数、
例えば、性別、年齢、身長、体重等を設定するた
めの定数設定器7が前記入力インターフエース5
Aに接続される。なお、*印は設定された特性定
数をマイクロプロセツサ5Bのレジスタ部にメモ
リさせるためのタイミングスイツチである。
Furthermore, a characteristic constant corresponding to physical conditions necessary for measuring the calorie consumption of the person to be measured;
For example, the constant setting device 7 for setting gender, age, height, weight, etc. is connected to the input interface 5.
Connected to A. Note that the * mark is a timing switch for storing the set characteristic constant in the register section of the microprocessor 5B.

また、電源回路8は、軽量な電池を電源として
前記各回路、マイクロコンピユータ5、表示器
6、定数設定器7において必要とする安定化電源
を供給する。
The power supply circuit 8 uses a lightweight battery as a power source to supply stabilized power necessary for each of the circuits, the microcomputer 5, the display 6, and the constant setting device 7.

モード切替スイツチ9は、被計測人の消費カロ
リーを計測する前に被計測人の特性定数、すなわ
ち、性別、年齢、身長、体重をマイクロプロセツ
サ5Bのレジスタ部に設定メモリさせるときに
SETにして、特性定数の設定が終了して消費カ
ロリーの計測を開始するときにRUNに切替える
ためのスイツチであり、前記入力インターフエー
ス5Aに接続される。
The mode changeover switch 9 is used to set and store characteristic constants of the person to be measured, such as gender, age, height, and weight, in the register section of the microprocessor 5B before measuring the calorie consumption of the person to be measured.
This is a switch for switching to SET and RUN when setting of characteristic constants is completed and measurement of calorie consumption starts, and is connected to the input interface 5A.

以上の各電気要素で構成される消費カロリー計
測器1の操作表示面の一例を第5図に示す。な
お、第6図はその右側面図を示したものである。
第6図に示すように、消費カロリー計測器1は背
面にクリツプ1Aを設け、被計測人の腰部、胸部
に取付け易いように形成される。また表示器6の
表示素子として液晶が用いられ、後述の英字、日
本字、数字を適時表示させる。
FIG. 5 shows an example of the operation display screen of the calorie consumption measuring device 1 composed of the above-mentioned electrical elements. Note that FIG. 6 shows a right side view thereof.
As shown in FIG. 6, the calorie consumption measuring device 1 is provided with a clip 1A on the back and is formed so as to be easily attached to the waist or chest of the person to be measured. Further, a liquid crystal is used as a display element of the display 6, and alphabetical characters, Japanese characters, and numbers, which will be described later, are displayed at appropriate times.

次に、本実施例の作用を第8図に示すフローチ
ヤートに従つて説明する。最初、消費カロリーを
計測される人の性別、年齢、身長、体重をセツト
するために、第5図の操作表示面に設けたモード
切替スイツチ9をOFF状態からSETにする。こ
の状態で表示器6上で男女の文字が点滅する
(STEP1)。次に、被計測人が男か女であるかの
判断(STEP2)によつて男であれば定数設定器
7の2/男を押し(STEP3A)、女であれば
3/女を押す(STEP3B)。前記STEP3A、
もしくは、STEP3Bによつて男、もしくは、女
の性別が設定されると表示器6に設定された男、
もしくは女の文字が表示される。次のSTEP4で
定数設定器7のスイツチ*を押すと、男性もしく
は女性に対応した信号がマイクロプロセツサ5B
のレジスタにメモリされると同時に表示器6で年
齢の文字が点滅する。被計測人の年齢が例えば、
32才とした場合、定数設定器7の1で100の桁を
インクリメントして0に、2で10の桁をインクリ
メントして3に、3で1の桁をインクリメントし
て2に設定し(STEP5)、スイツチ*を押すと、
設定された年齢32がマイクロプロセツサ5Bのレ
ジスタにメモリされると同時に、表示器6でcm身
長の文字が点滅する(STEP6)。被計測人の身
長が例えば、175cmとした場合、定数設定器7の
1で100の桁をインクリメントして1に、2で10
の桁をインクリメントして7に、3で1の桁をイ
ンクリメントして5に設定し(STEP7)、スイ
ツチ*を押すと、設定された身長175がマイクロ
プロセツサ5Bのレシスタにメモリされると同時
に、表示器6でKg体重の文字が点滅する(STEP
8)。被計測人の体重が例えば、63Kgとした場合、
定数設定器7の1で100の桁をインクリメントし
て0に、2で10の桁をインクリメントして6に、
3で1の桁をインクリメントして3に設定し
(STEP9)、スイツチ*を押すと、設定された体
重63Kgがマイクロプロセツサ5Bのレジスタにメ
モリされると同時に、表示器6でrun OKの文字
が点滅し、被計測人の消費カロリーを計測するた
めの準備が完了したことを示す(STEP10)。
Next, the operation of this embodiment will be explained according to the flowchart shown in FIG. First, in order to set the gender, age, height, and weight of the person whose calorie consumption is to be measured, the mode changeover switch 9 provided on the operation display screen in FIG. 5 is turned from the OFF state to the SET state. In this state, the characters male and female flash on the display 6 (STEP 1). Next, it is determined whether the person to be measured is a man or a woman (STEP 2). If the person is a man, press 2/Male on the constant setter 7 (STEP 3A), and if it is a woman, press 3/Female (STEP 3B). ). Said STEP 3A,
Or, if the gender of male or female is set in STEP 3B, the male set on the display 6,
Or the female character will be displayed. In the next step 4, when the switch * of the constant setter 7 is pressed, the signal corresponding to male or female is sent to the microprocessor 5B.
At the same time as the age is stored in the register, the age characters flash on the display 6. For example, if the age of the person being measured is
If you are 32 years old, use constant setter 7's 1 to increment the 100's digit and set it to 0, the 2 to increment the 10's digit to 3, and the 3 to increment the 1's digit to 2 (STEP 5). ), press the switch*,
At the same time that the set age 32 is stored in the register of the microprocessor 5B, the characters height in cm flash on the display 6 (STEP 6). For example, if the height of the person to be measured is 175 cm, the constant setter 7's 1 increments the 100 digit, and the 2 increments it to 10.
Increment the digit of 1 to set it to 7, increment the digit of 1 to 5 by 3 (STEP 7), and press the switch *.The set height of 175 is memorized in the register of the microprocessor 5B, and at the same time , the characters Kg weight will flash on the display 6 (STEP
8). For example, if the weight of the person being measured is 63Kg,
1 of constant setter 7 increments the 100 digit to 0, 2 increments the 10 digit to 6,
Increment the 1's digit at 3 and set it to 3 (STEP 9), and press the switch *.The set weight of 63 kg is memorized in the register of the microprocessor 5B, and at the same time, the text ``run OK'' appears on the display 6. blinks, indicating that preparations for measuring the calorie consumption of the person to be measured are completed (STEP 10).

STEP10まで終了した状態で、再度、被計測
人の男女、年齢、身長、体重を修正したい場合、
もしくは、チエツクしたいと判断した場合
(STEP11)、スイツチ*を押すと(STEP1
2)、フローはSTEP2に戻るため、再度STEP
10までの操作を行う。STEP11において、被
計測人の男女、、年齢、身長、体重の修正、もし
くは、チエツクの必要がないと判断した場合、モ
ード切替スイツチ9をRUNに切替え(STEP1
3)、被計測人の例えば腰部に取付けて消費カロ
リーの計測を開始する。
If you have completed up to STEP 10 and want to correct the gender, age, height, and weight of the person being measured again,
Or, if you decide that you want to check (STEP 11), press the switch * (STEP 1)
2), the flow returns to STEP 2, so STEP again
Perform operations up to 10. In STEP 11, if it is determined that there is no need to correct or check the gender, age, height, and weight of the person being measured, switch the mode changeover switch 9 to RUN (STEP 1
3) Attach it to, for example, the waist of the person to be measured and start measuring calorie consumption.

被計測人により消費されるカロリーとしては、
運動消費カロリーと基礎代謝消費カロリーに大別
される。運動消費カロリーは、被計測人の運動量
に応じて消費されるカロリーであり、一方、基礎
代謝消費カロリーは、被計測人の運動に関係なく
生命を維持するために消費されるカロリーであ
る。被計測人の消費カロリーCを計算する式とし
て次の式を用いるものとする。
The calories consumed by the person being measured are:
Calories consumed by exercise and calories consumed by basal metabolism are broadly classified. The exercise calorie consumption is the calorie consumed according to the amount of exercise of the person to be measured, while the basal metabolic calorie consumption is the calorie consumed to maintain life regardless of the exercise of the person to be measured. Assume that the following formula is used to calculate the calorie consumption C of the person to be measured.

C=1.11Wo=Nn=1 Kan+1.11W0.425 o=Mn=1 Kbn(Kcal/B) (1) 式(1)において、Cは1日の消費カロリーを示
し、運動消費カロリーを計算するための1.11Wo=Nn=1 Kanと基礎代謝消費カロリーを計算するための
1.11W0.425 o=Mn=1 Kbnを合算したものである。式(1)に
おいて、被計測人の体重を示し、Kanは被計測人
の運動量によつて決まる運動強度で設定された運
動消費カロリー係数である。またKbnは被計測人
の基礎代謝消費カロリー係数で、被計測人の性
別、年齢、身長によつて定められる係数である。
前記運動強度は運動の激しさに応じて例えば6段
階に区分され、それぞれの段階に対応する運動消
費カロリー係数Kanの値が前記記憶素子ROMに
設定されている。また、被計測人の運動量Aは次
式で計算される。
C=1.11W o=Nn=1 Kan+1.11W 0.425 o=Mn=1 Kbn (Kcal/B) (1) In formula (1), C indicates the daily calorie consumption, and the exercise calorie consumption 1.11W to calculate o=Nn=1 Kan and to calculate basal metabolic calorie consumption
1.11W 0.425 o=Mn=1 Kbn. In equation (1), the weight of the person to be measured is shown, and Kan is an exercise calorie consumption coefficient set at the exercise intensity determined by the amount of exercise of the person to be measured. Further, Kbn is the basic metabolic calorie consumption coefficient of the person to be measured, and is a coefficient determined by the gender, age, and height of the person to be measured.
The exercise intensity is divided into, for example, six levels depending on the intensity of the exercise, and the value of the exercise calorie consumption coefficient Kan corresponding to each level is set in the memory element ROM. Further, the amount of exercise A of the person to be measured is calculated using the following equation.

A=1/T∫T Oadt=1/256o=256n=1 an (2) すなわち、aを被計測人の運動による加速度と
して時間Tにおける積分値を平均した値を、時間
Tの範囲の運動量としたもので、運動による加速
度のサンプリング数を例えば256個とした例を式
(2)の1/256o=256n=1 anで示している。
A=1/T∫ T O adt=1/256 o=256n=1 an (2) In other words, the average value of the integral value at time T, where a is the acceleration due to the movement of the person being measured, is For example, if the number of samples of acceleration due to movement is 256, the formula is given as a range of momentum.
It is shown as 1/256 of (2) o=256n=1 an.

本実施例においては運動量Aを計算する手段と
して運動による加速度aを、加速度センサ2で電
気信号に変換して増幅し、第7図に示す電圧Eに
変換してそれぞれの瞬時電圧e1,e2,…e2
55,e256からバイアス電圧VRを差引いた
|en−VR|を積分し、平均して運動量Aを求め
る。すなわち、 A=1/256o=256n=1 |en−VR| (3) 式(3)によつて運動量Aを演算する具体的手段
は、例えば3秒間に|en−VR|をサンプリング
する回数を256回として、マイクロコンピユータ
5はA/D変換回路4でアナログ量|en−VR|
をデジタル量に変換した値を(3秒/256回)毎、
すなわち、約11ミリ秒毎に入力する。マイクロコ
ンピユータ5は、約11ミリ秒間隔のサンプリング
タイムで被計測人の加速度をサンプリングし、式
(3)に従つて3秒間毎に運動量Aを演算する。この
演算された運動量Aに対応する運動強度を前記6
段階のいずれかで決定し、該当する運動消費カロ
リー係数Kaの値を検索する。なお、運動強度と
運動消費カロリー係数Kaの値は検索テーブルに
して記憶素子ROMに格納される。
In this embodiment, as a means for calculating the amount of momentum A, the acceleration a due to motion is converted into an electrical signal by the acceleration sensor 2, amplified, and converted into the voltage E shown in FIG. ...e2
55, e256 by subtracting the bias voltage VR, |en-VR| is integrated, and the momentum A is determined by averaging. That is, A=1/256 o=256n=1 |en−VR| (3) A concrete means of calculating the momentum A using equation (3) is, for example, sampling |en−VR| in 3 seconds. The microcomputer 5 uses the A/D conversion circuit 4 to convert the analog quantity |en-VR|
The value converted into a digital quantity every (3 seconds/256 times),
That is, input approximately every 11 milliseconds. The microcomputer 5 samples the acceleration of the person to be measured at a sampling time of about 11 milliseconds, and calculates the
According to (3), calculate the momentum A every 3 seconds. The exercise intensity corresponding to this calculated amount of exercise A is
Decide on one of the stages and search for the corresponding exercise calorie consumption coefficient Ka value. Note that the exercise intensity and the value of the exercise calorie consumption coefficient Ka are stored in the storage element ROM as a search table.

被計測人の運動による加速度を約11ミリ秒毎に
サンプリングして3秒間の運動量の平均を求めた
あと、前記運動強度−運動消費カロリー係数Ka
の検索テーブルをルツクアツプして運動消費カロ
リー係数Kaの値が決定されると、マイクロコン
ピユータ5は、決定された運動消費カロリー係数
値Kaに1.11×Wを乗算して3秒間の運動消費カ
ロリーを演算する。1日24時間を秒に換算すれば
24×3600=86400秒となり、3秒毎に被計測人の
運動消費カロリーを演算すれば、1日に86400/
3=28800回、被計測人の運動消費カロリーを演
算してそれぞれを積算することによつて、被計測
人の1日の運動消費カロリーが計測される。従つ
て、本実施例における運動消費カロリーを演算す
る式は1.11Wo=28800n=1 Kan と示すことがで
きる。
After sampling the acceleration due to the exercise of the person to be measured approximately every 11 milliseconds and finding the average amount of exercise for 3 seconds, the exercise intensity - exercise calorie consumption coefficient Ka is calculated.
When the value of the exercise calorie consumption coefficient Ka is determined by looking up the search table, the microcomputer 5 calculates the exercise calorie consumption for 3 seconds by multiplying the determined exercise calorie consumption coefficient value Ka by 1.11×W. do. Converting 24 hours in a day to seconds
24 x 3600 = 86400 seconds, and if you calculate the exercise calorie consumption of the person being measured every 3 seconds, it will be 86400 / 1 day.
By calculating the exercise calorie consumption of the person to be measured 3=28,800 times and adding up each calculation, the daily exercise calorie consumption of the person to be measured is measured. Therefore, the formula for calculating the exercise calorie consumption in this example can be expressed as 1.11W o=28800n=1 Kan.

式(1)における基礎代謝消費カロリーを演算する
場合、例えば、サンプリング時間間隔を1分とし
て24時間では1440回のサンプリング数となるため
マイクロコンピユータ5は式1.11W0.425 o=1440n=1 Kbn
に従い被計測人の1日の基礎代謝消費カロリーを
演算する。
When calculating the basal metabolic calorie consumption in equation (1), for example, if the sampling time interval is 1 minute, the number of samplings will be 1440 in 24 hours, so the microcomputer 5 will use the equation 1.11W 0.425 o=1440n=1 Kbn
The daily basal metabolic calorie consumption of the person to be measured is calculated according to the following.

従つて、前記式(1)にそれぞれのサンプリング数
を入れると、本実施例における消費カロリー試算
式は次のように示すことができる。
Therefore, by inserting each sampling number into the above equation (1), the calorie consumption trial calculation formula in this example can be expressed as follows.

C=1.11Wo=28800n=1 Kan+1.11W0.425 o=1440n=1 Kbn(kcal/B) (1A) このように、マイクロコンピユータ5は式
(1A)に従い、被計測人の運動消費カロリーを3
秒毎に28800回演算し、また、基礎代謝消費カロ
リーを1分毎に1400回演算して積算し、1日の消
費カロリーを演算する。計測時間の経過とともに
積算された被計測人の消費カロリーは、逐次、マ
イクロコンピユータ5で表示信号に変換され、出
力インターフエース5Cを介して表示器6に出力
され積算消費カロリーの値として表示される。
C=1.11W o=28800n=1 Kan+1.11W 0.425 o=1440n=1 Kbn (kcal/B) (1A) In this way, the microcomputer 5 calculates the movement of the person being measured according to equation (1A). 3 calories burned
Calculations are performed 28,800 times per second, and basal metabolic calorie consumption is calculated and integrated 1,400 times per minute to calculate the daily calorie consumption. The calorie consumption of the person to be measured, which is accumulated over the course of the measurement time, is sequentially converted into a display signal by the microcomputer 5, which is output to the display 6 via the output interface 5C and displayed as the value of the cumulative calorie consumption. .

なお、計測時間の経過とともに表示される積算
消費カロリーの表示前に、前記6段階に分類され
た運動強度の該当する強度値が、例えば3秒間表
示される。
Note that, before displaying the cumulative calorie consumption that is displayed as the measurement time elapses, the corresponding intensity values of the exercise intensities classified into the six levels are displayed for, for example, three seconds.

1日の消費カロリーが明らかになつたあと、
STEP14において継続して消費カロリーを計測
すると判断した場合、モード切替スイツチ9を
SETに切替えると(STEP15)、表示器6に表
示されている1日分の消費カロリーはクリアされ
0に戻る。ただし、被計測人の性別、年齢、身
長、体重の設定データはそのままの状態を保つ。
この状態でモード切替スイツチ9をRUNにする
と、再度継続して、被計測人の消費カロリーを計
測する。なお、継続して消費カロリーを計測しな
いと判断した場合(STEP16)、モード切替ス
イツチ9をOFFにする(STEP17)。この状態
でマイクロプロセツサ5Bのレジスタ、および、
記憶素子RAMはすべてクリアされる。
After determining the daily calorie consumption,
If it is determined in STEP 14 that you want to continue measuring calories burned, press the mode switch 9.
When switched to SET (STEP 15), the daily calorie consumption displayed on the display 6 is cleared and returns to 0. However, the setting data such as gender, age, height, and weight of the person to be measured remains unchanged.
In this state, when the mode changeover switch 9 is set to RUN, the measurement continues again and the calorie consumption of the person to be measured is measured. Note that if it is determined that the calorie consumption is not to be continuously measured (STEP 16), the mode changeover switch 9 is turned OFF (STEP 17). In this state, the registers of the microprocessor 5B and
All memory elements RAM are cleared.

このようにして、1日の消費カロリーの計測が
終了した時点で表示器6に表示された被計測人の
消費カロリーと、本発明に無関係の摂取カロリー
計測手段で確認された摂取カロリーと比較して、
新たに摂取するカロリーを調整することができ
る。
In this way, the calorie consumption of the person displayed on the display 6 at the time when the measurement of the calorie consumption for one day is completed is compared with the calorie intake confirmed by the calorie intake measuring means unrelated to the present invention. hand,
You can adjust your new calorie intake.

また、前記人の消費カロリーを計算するための
式(1)を、任意の動物の消費カロリーを計算するた
めの式に変更してプログラム設定することによつ
て、人と同様に任意の動物の消費カロリーを計測
することができる。
In addition, by changing the formula (1) for calculating the calorie consumption of a human to the formula for calculating the calorie consumption of any animal and setting the program, it is possible to calculate the calorie consumption of any animal in the same way as with humans. Calories consumed can be measured.

(発明の効果) 以上のように本発明によれば、人もしくは動物
の運動による加速度を検出し、加速度に対応した
電気信号を出力する加速度セサは、人もしくは動
物の運動による加速度によつて、先端部に重りが
取り付けられた細板の曲げが水平方向から45度傾
いた方向に生じるように構成されているため、加
速度の方向に係わらず細板に歪みが生じ、その歪
み量に対応した電気信号を出力することができる
ため、その電気信号に基づいて人もしくは動物の
運動による消費カロリーを正確に測定することが
できるという効果がある。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, an acceleration sensor that detects acceleration due to the movement of a person or an animal and outputs an electric signal corresponding to the acceleration can detect acceleration due to the movement of the person or animal. The thin plate with a weight attached to its tip is configured so that the bending occurs in a direction tilted 45 degrees from the horizontal direction, so distortion occurs in the thin plate regardless of the direction of acceleration, and the bending occurs in a direction corresponding to the amount of distortion. Since it can output an electrical signal, it has the effect of accurately measuring the calories consumed by exercise of a person or animal based on the electrical signal.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は、本発明の一実施例によ
る消費カロリー計測器の加速度センサの構造説明
図、第3図は本発明の一実施例の消費カロリー計
測器の演算制御ブロツク図、第4図は加速度セン
サ取付説明図、第5図、第6図は一実施例の消費
カロリー計測器外観図、第7図は一実施例の作用
を示す説明図、第8図は一実施例の作用を示すフ
ロー図、第9図は従来の消費カロリー計測器に使
用された加速度センサの構造説明図である。 1……消費カロリー計測器、2……加速度セン
サ、3……増幅回路、4……A/D変換回路、5
……マイクロコンピユータ、6……表示器、7…
…定数設定器、8……電源回路、9……モード切
替スイツチ、STEP1〜STEP17……フローチ
ヤートステツプ。
1 and 2 are structural explanatory diagrams of an acceleration sensor of a calorie consumption measuring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a calculation control block diagram of a calorie consumption measuring device according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is an explanatory diagram of the installation of an acceleration sensor, Figures 5 and 6 are external views of a calorie consumption meter according to an embodiment, Figure 7 is an explanatory diagram showing the operation of an embodiment, and Figure 8 is an illustration of an embodiment. A flowchart showing the operation, FIG. 9 is a structural explanatory diagram of an acceleration sensor used in a conventional calorie consumption measuring device. 1... Calorie consumption measuring device, 2... Acceleration sensor, 3... Amplification circuit, 4... A/D conversion circuit, 5
...Microcomputer, 6...Display unit, 7...
... Constant setter, 8 ... Power supply circuit, 9 ... Mode changeover switch, STEP 1 to STEP 17 ... Flowchart steps.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 人もしくは動物の運動による加速度を検出し
て加速度に応じた信号を出力する加速度センサ
と、その加速度センサからの信号を演算可能な信
号に変換する信号変換手段と、前記加速度センサ
からの信号に基づいて前記人もしくは動物の消費
カロリーを計測するために必要な肉体的条件に対
応した特性定数を設定するための定数設定手段
と、前記信号変換手段からの信号を入力して前記
人もしくは動物の運動量を演算する手段と、その
演算運動量に対応する運動消費カロリー計数と前
記定数設定手段で設定された前記特性定数とに基
づいて前記人もしくは動物の消費カロリーを積算
演算する消費カロリー演算手段と、その消費カロ
リー演算手段で積算演算された消費カロリーを表
示する表示器とを備えた消費カロリー計測器にお
いて、 前記加速度センサを、圧電素子で形成された細
板と、その細板の先端部に取り付けられた重り
と、前記細板の基端部を固定するとともに前記重
りと細板とを一体的に覆うためのケース部材と、
そのケース部材を固定するためのケース固定体
と、前記細板が水平状態から45度傾けた状態にな
るように前記ケース部材を前記コース固定体に取
り付けるためのケース取付手段とを有するように
構成することを特徴とする消費カロリー計測器。
[Scope of Claims] 1. An acceleration sensor that detects acceleration due to movement of a person or an animal and outputs a signal corresponding to the acceleration; a signal conversion means that converts the signal from the acceleration sensor into a signal that can be calculated; constant setting means for setting a characteristic constant corresponding to physical conditions necessary for measuring the calorie consumption of the person or animal based on the signal from the acceleration sensor; and inputting the signal from the signal conversion means. means for calculating the amount of exercise of the person or animal; and calculating the cumulative amount of calories consumed by the person or animal based on the exercise calorie consumption count corresponding to the calculated amount of exercise and the characteristic constant set by the constant setting means. A calorie consumption measuring device comprising a calorie consumption calculation means and a display for displaying the calorie consumption calculated by the calorie consumption calculation means, wherein the acceleration sensor is a thin plate formed of a piezoelectric element, and a thin plate formed of a piezoelectric element. a weight attached to the tip of the plate; a case member for fixing the base end of the thin plate and integrally covering the weight and the thin plate;
The case member is configured to have a case fixing body for fixing the case member, and a case mounting means for attaching the case member to the course fixing body so that the thin plate is tilted at 45 degrees from a horizontal state. A calorie consumption measuring device characterized by:
JP60003820A 1985-01-11 1985-01-11 Consumption calorie measuring device Granted JPS61162935A (en)

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