专利名称：持久力计算装置、持久力计算方法及程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可以装卸地安装在试验者身上，来计算试验者持久力的持久力计算装置、持久力计算方法及程序。
背景技术：
以往，作为计算试验者持久力的技术，提供了室内步行运动器、测力计等运动机器(例如，特开2004-646号公报)。该运动机器，是对试验者依次施加负载，通过在最大负载时，测定试验者的氧摄取量、或心率数，来计算试验者持久力。
例如，室内步行运动器上具有传动滚带，在初始阶段时，试验者在低速转动的传动滚带上步行。然后，依次加快传动滚带的转动，直到达到试验者的步行最高速度界限。之后，在达到试验者体力界限时，测定试验者的最大氧摄取量或心率数，从而计算出试验者持久力。
但是，由于室内步行运动器、或测力计等运动机器是大型的机械，并且价格昂贵，所以，很难能够实现试验者使用该运动机器来容易地把握自己的持久力。
另一方面，还存在一种不使用上述运动机器，而是使用梯凳来简单地计算试验者持久力的方法。在该方法中，试验者在梯凳上反复升降，当达到试验者体力界限时，来测定试验者的脉搏数。然后，根据该脉搏数计算试验者持久力。其他的方法中，是让试验者在规定时间内跑动，在测定试验者行走距离之后，根据该行走距离计算试验者持久力。
然而，在上述的所有方法中，都是对试验者持续施加负载，直至达到试验者体力的界限。因此，试验者需要承受很大的负担，尤其是对于老年人等体力较弱的人来说，很难能够周期性地把握自己的持久力。
另外，如在上述其他方法中说明那样，不使用上述运动机器，通过测定试验者在规定时间内行走的距离，也可以计算试验者持久力。但是，由于必须测定试验者用于行走的规定时间，和行走距离，所以，从开始测定步行距离到计算出试验者持久力需要花费很多时间。
发明内容
本发明鉴于上述问题点而提出，其目的在于，提供一种试验者不需要承受高负载，就能够简单地计算试验者持久力的持久力计算装置、持久力计算方法及程序。
为了解决上述的问题，本发明具有如下的特征。首先，本发明的第1特征在于，是一种可装卸地安装在试验者身上的持久力计算装置，具有加速度传感器，测定作用于试验者的加速度；冲量计算部，基于通过加速度传感器输出的加速度值，计算作用于试验者的冲量；输出部，输出促使试验者从低速到以其能够实现的最大限度速度步行的信息，即第1步行信息；持久力计算部，在通过输出部输出第1步行信息之后，基于通过冲量计算部计算出的冲量值，计算与该冲量值具有相关关系的试验者持久力。另外，在持久力计算装置、持久力计算方法以及程序中，都起到如下所示的同样作用以及效果。
根据该特征，输出促使试验者从低速到以其能够实现的最大限度速度步行的信息，即第1步行信息，然后，在该第1步行信息输出之后，基于试验者的冲量最大值，可以计算与该冲量最大值具有相关关系的试验者持久力。
由此，不仅可以使试验者以最快速度进行步行，还可以计算试验者持久力。因此，即使不使用测力计等对试验者施加高负载来计算试验者持久力的运动机器，也可以容易地把握试验者持久力。
而且，试验者仅通过安装持久力计算装置，就完成了用于计算试验者持久力的准备。因此，用于计算试验者持久力的准备只花费少量时间，从而可以容易地把握试验者持久力。
本发明的第2特征在于，输出部在规定的时刻交互地输出第2步行信息、第3步行信息，其中，所述第2步行信息是促使试验者以通常的速度步行的信息；所述第3步行信息是促使试验者以比通常的速度快的速度步行的信息。
本发明的第3特征在于，具有基准值设定部，用于将通过冲量计算部计算出的冲量最大值的一定比例设定为第1基准值，并且，输出部在通过冲量计算部计算的冲量值超过第1基准值时，输出表示与试验者身体相关的信息，即身体信息。
该身体信息优选为恰当信息，即表示对试验者的身体来说是恰当负载的信息；或不恰当信息，即表示对试验者的身体来说是不恰当负载的信息。
本发明的第4特征在于，基准值设定部将通过冲量计算部计算出的冲量最大值设定为第2基准值，并且，输出部在通过冲量计算部计算出的冲量值超过第1基准值时输出恰当信息，在冲量值超过第2基准值时输出不恰当信息。
本发明的第5特征在于具有基准值变更部，该基准值变更部在通过冲量计算部计算出的冲量值超过第1基准值(或第2基准值)时，按照该冲量值超过该第1基准值(或第2基准值)的大小，变更该第1基准值(或第2基准值)。
本发明的第6特征在于，具有测定部，用于测定表示试验者在步行时的运动的强度，即运动强度，持久力计算部基于在通过测定部测定的运动强度为最大时作用于试验者的冲量值，计算与冲量值具有相关关系的试验者持久力。
本发明的第7特征在于具有测定部，用于测定表示试验者在步行时的运动的强度，即运动强度，持久力计算部，基于在通过测定部测定的运动强度超过规定量，并且继续规定时间时的冲量值，计算与冲量值具有相关关系的试验者持久力。
本发明的第8特征在于，运动强度是试验者的脉搏数、心率数以及消耗热量中的1项或2项以上。
本发明的第9特征在于，持久力计算部，在通过冲量计算部计算出的冲量值超过预先设定的规定值，并且继续规定时间至一定时，计算与冲量值具有相关关系的试验者持久力。
另外，也可以具有基准值变更部，用于在脉搏数或消耗热量超过规定值时，按照该脉搏数或消耗热量超过该规定值的大小，变更上述基准值。
另外，持久力计算部还可以在通过输出部输出步行信息之后，基于试验者的脉搏数、心率数或消耗热量为最大时的冲量值，计算与该冲量值具有相关关系的试验者持久力。
图1A以及1B是表示本实施方式的持久力计算装置的外观图。
图2A以及2B是表示作用于本实施方式的持久力计算装置的加速度的方向的图。
图3是表示本实施方式的持久力计算装置内部构造的图。
图4是表示本实施方式的持久力计算方法的图。
图5是表示本实施方式的持久力模式处理的图。
图6是表示本实施方式的冲量计算处理的图。
图7是表示本实施方式的加速度、平均加速度、除去重力加速度以及合成加速度的图。
图8A～8D是表示本实施方式的每个时刻的消耗热量、脉搏数以及冲量的图。
图9A以及9B是表示相对于本实施方式的最大冲量的最大氧摄取量的图。
图10是表示本实施方式的最大冲量-最大氧摄取量·计算处理的图。
图11是表示本实施方式的练习模式处理的图。
图12是表示本实施方式的特定声音输出处理的图。
图13是表示相对于本实施方式的时间的冲量的图。
图14是表示本实施方式的试验者一览表的图。
图15A以及15B是表示相对于本实施方式的时间的消耗热量的图。
图16是表示本实施方式的腿伸展力的比较图。
图17是本实施方式的腿屈肌力的比较图。
图18是表示本实施方式的最大氧摄取量的比较图。
图19是表示本实施方式的血压的比较图。
具体实施例方式
(持久力计算装置的外观)参照附图，对本实施方式进行说明。图1是表示本实施方式的持久力计算装置100的外观图。图1A是表示持久力计算装置100的正面图。图1B是表示持久力计算装置100的侧面的图。
持久力计算装置100，可以装卸地安装在试验者身上，来测定安装了持久力计算装置100的试验者的步数、消耗热量、持久力等运动量。
如图1A所示，在持久力计算装置100的正面具有电源按钮101、模式切换按钮102、起动按钮103、显示部104、扬声器105。
电源按钮101，用于接通/切断持久力计算装置100的电源。模式切换按钮102，用于切换到用来计算试验者持久力的模式(下面简称作“持久力模式”)，或用来按照试验者的体力而进行运动的模式(下面简称作“练习模式”)。
起动按钮103，用于输入运动量测定的开始或测定停止。显示部104显示测定的步数、持久力、消耗热量等的运动量。扬声器105发出用来改变试验者的行走速度的声音(行走信息)等。
另外，如图1B所示，在持久力计算装置100的背面具有夹子106，用于将持久力计算装置100安装到试验者衣服上。而且，在持久力计算装置100的侧面还具有可以与个人计算机等连接的通信端口107。
图2A是表示本实施方式的持久力计算装置100被安装在试验者身上的状态图。图2B是表示作用于试验者的加速度的方向的图。
如图2A所示，持久力计算装置100可以安装在试验者的身体部分等上。而且，如图2B所示，持久力计算装置100被安装在试验者身上，在该持久力计算装置100上，加速度作用在相互正交的3轴方向上。即，加速度作用在x轴(此处是指沿着试验者进退方向的轴)、y轴(此处是指沿着试验者左右方向的轴)、z轴(此处是指沿着试验者上下方向的轴)上。
(持久力计算装置的内部部件构成)接着，参照图3对持久力计算装置的内部部件结构进行说明。图3是表示本实施方式的持久力计算装置100的内部部件结构图。
如图3所示，持久力计算装置100具有电源按钮101、模式切换按钮102、起动按钮103、显示部104、扬声器105、通信端口107、加速度传感器108、电源供给部109、RAM110、ROM111、CPU112。
电源按钮101、模式切换按钮102、起动按钮103、显示部104以及扬声器105，如上所述，作为持久力计算装置100和试验者之间的接口而使用。
通信端口107，是可以与个人计算机等连接的通信接口。在通信端口107中，例如，包含USB(Universal Serial Bus)。另外，通过通信端口107而连接的个人计算机，可以接收在RAM110中存储的运动量测定数据，和更新在RAM110中存储的用于执行持久力计算装置100的内部动作的程序等。
加速度传感器108用于测定作用于试验者的加速度。在本实施方式中，加速度传感器108，测定在相互正交的3轴方向上的试验者的加速度。即，加速度传感器108测定作用在x轴方向的试验者的加速度ix、作用在y轴方向的试验者的加速度iy、作用在z轴方向的试验者的加速度iz。
电源供给部109供给用于使上述内部部件动作的电源。RAM110中暂时存储有通过CPU112进行处理的数据。ROM111中存储有用于使上述内部部件动作的程序。
CPU112基于由加速度传感器108输出的加速度值，计算作用在试验者上的冲量。另外，CPU112构成冲量计算部。
CPU112使第1步行信息(如后所示的最快速度步行信息)输出到扬声器105之后，从计算出的冲量中特定最大的冲量(下面简称作最大冲量)，其中，第1步行信息是促使试验者从低速到以试验者能够实现的最大限度的速度步行的信息。
CPU112基于该最大冲量的值，计算与该最大冲量的值具有相关关系的试验者持久力(参照后述图5所示的持久力模式处理)。另外，CPU112构成持久力计算部。
CPU112使第2步行信息(后述的低速步行信息)、第3步行信息(后述练习时的高速步行信息)在规定的时间交互向扬声器105(或显示部104)输出(参照后述图11所示的练习模式处理)，其中，第2步行信息是促使试验者以通常的速度(包括试验者最慢的步行速度即最低速度、比该最低速度快的试验者步行速度即低速度、和比该低速度快的试验者步行速度即中速度)步行的信息；第3步行信息是促使试验者以比通常的速度快的速度步行的信息。
进而，CPU112将最大冲量的值作为基准值而设定，在计算出的冲量值超过基准值时，将表示与试验者身体相关的信息即身体信息输出到扬声器105(或显示部104)。在本实施方式中，CPU112将表示对试验者的身体不恰当的负载的警告音(不恰当信息)输出到扬声器105(或显示部104)。
另一方面，当计算的冲量值没有超过基准值时，CPU112将表示对试验者的身体恰当的负载的祝贺音(恰当信息)输出到扬声器105(或显示部104)(参照后述图12所示的特定声音输出处理)。
另外，当计算的冲量值超过基准值时，CPU112也可以按照该冲量值超过基准值的大小，来改变该基准值。
(持久力计算方法)接着，参照图4至图13，对持久力计算装置100的动作，即持久力计算方法进行说明。图4是表示持久力计算方法的图。即，图4表示由通过模式切换按钮102切换得到的模式，持久力计算装置100执行的具体处理。
如图4所示，在S100中，持久力计算装置100，判断是否通过模式切换按钮102将当前的模式切换为持久力模式。并且，当该判断为是时，持久力计算模式100转移到S200的处理；当判断为否时，转移到S300的处理。
在S200中，持久力计算装置100执行表示计算试验者持久力的处理的持久力模式处理。在后述图5中，对该持久力模式处理进行详细说明。
在S300中，持久力计算装置100，判断是否通过模式切换按钮102将当前的模式切换为练习模式。并且，当该判断为是时，持久力计算模式100转移到S400的处理；当判断为否时，转移到S100的处理。
在S400中，持久力计算装置100执行表示按照试验者的体力而进行运动的练习模式处理。在后述图11中，对该练习模式处理进行详细的说明。下面，按照S200的持久力模式处理、S400的练习模式处理的顺序进行详细的说明。
(1)持久力模式处理下面，参照图5至图10对持久力模式处理进行说明。图5是表示持久力模式处理的图。持久力计算装置100，通过持久力模式处理可以计算出试验者的最大氧摄取量(持久力)。
如图5所示，在S201中，持久力计算装置100判断起动按钮103是否被按下。并且，在该判断为是时，持久力计算装置100转移到S202的处理，在判断为否时，反复执行本处理。
在S202中，持久力计算装置100设定表示试验者处于安静状态的时间即安静时间的同时，输出促使试验者处于安静状态的安静信息。
在S203中，持久力计算装置100基于作用于试验者的加速度，执行冲量计算处理，该冲量计算处理表示计算试验者冲量的处理。
图6是表示在S203中执行的冲量计算处理的图。如图6所示，在S203-1中，持久力计算装置100将由加速度传感器108输出的加速度值存储到RAM110中。即，持久力计算装置100将作用在x轴方向的试验者的加速度ix的值、作用在y轴方向的试验者的加速度iy的值、作用在z轴方向的试验者的加速度iz的值，存储到RAM110中。
此处，图7是表示在RAM110中存储的加速度值以及基于该值的各种计算结果的图。如图7所示，例如，考虑到从起动按钮103被按下到当前时刻为止的测定时间为3秒，该3秒的加速度ix的值为244、加速度iy的值为96、加速度iz的值为968的情况。
在该情况下，持久力计算装置100将这些加速度的值(加速度ix的值＝244、加速度iy的值＝96、加速度iz的值＝968)与测定时间3秒和加速度i相对应，存储到RAM110中。
在S203-2中，持久力计算装置100基于测定的加速度值，计算出当前的平均加速度即平均加速度i’。下面，将作用在x轴方向的平均加速度定义为ix’、将作用在y轴方向的平均加速度定义为iy’、将作用在z轴方向的平均加速度定义为iz’。
在本实施方式中，持久力计算装置100将当前时刻和从当前时刻追溯到规定秒数之前(此处为3秒之前)的时刻之间的平均加速度作为平均加速度。如图7所示，例如，考虑到当前的测定时间是3秒，该3秒的加速度i的值为加速度ix的值＝244、加速度iy的值＝96、加速度iz的值＝968的情况。
在该情况下，持久力计算装置100计算该加速度ix的值＝244、加速度iy的值＝96、加速度iz的值＝968和将上述值作为基准的3秒之前的加速度i的值(加速度ix的值＝392、加速度iy的值＝139、加速度iz的值＝911)之间(图7所示的圆形符号部分)的加速度平均值，作为平均加速度i’(平均加速度ix’＝247.8、平均加速度iy’＝132.9、平均加速度iz’＝958.7)。
在S203-3中，持久力计算装置100通过从计测的加速度i的值减去平均加速度i’，即(i-i’)，来从该加速度i的值排除重力成分的值，并将该减法运算的结果作为除去重力(gravity-independent)的加速度i”。
如图7所示，例如，考虑到测定时间3秒的加速度i的值为加速度ix的值＝244、加速度iy的值＝96、加速度iz的值＝968，并且平均加速度ix’＝247.8、平均加速度iy’＝132.9、平均加速度iz’＝958.7的情况。
在该情况下，持久力计算装置100计算出除去重力加速度ix”＝加速度ix-平均加速度ix’＝-3.8、除去重力加速度iy”＝加速度iy-平均加速度iy’＝-36.9、除去重力加速度iz”＝加速度iz-平均加速度iz’＝9.3。
在S203-4中，持久力计算装置100基于除去重力加速度i”计算表示作用于试验者的合成的加速度即合成加速度I。此处，合成加速度I可以通过下面的式1来表示。
公式1合成加速度I=(ix′′)2+(iy′′)2+(iz′′)2]]>…式1在S203-5中，持久力计算装置100基于合成加速度I，计算作用于试验者的冲量R。在本实施方式中，持久力计算装置100累计出规定时间间隔(此处为5秒)的合成加速度，并将该累计值换算为1分钟的合成加速度的累计值。
此处，如图7所示，持久力计算装置100累计出测定时间5秒的合成加速度，并通过将该累计值(参照图7所示的斜线部分)乘以12，变换为1分钟的合成加速度的累计值。持久力计算装置100通过将试验者的体重与1分钟的合成加速度的累计值相乘，计算试验者的冲量R(此处，冲量R＝1分钟的合成加速度的累计值×试验者的体重)。
然后，如果持久力计算装置100结束S203-5的处理，则转移到图5所示的S204的处理。
在S204中，持久力计算装置100判断是否经过了安静时间。并且，在该判断为是时，持久力计算装置100转移到S205的处理，在判断为否时，返回到S203的处理。
另外，当在S204中判断为否时，在S203中再次执行冲量计算处理，并在测定加速度i之后，计算平均加速度i’、除去重力加速度i”、合成加速度I以及冲量R(参照图7)。
在S205中，持久力计算装置100将促使试验者缓慢步行的信息，即低速步行信息(例如1次“噼”的声音)输出到扬声器105。
在S206中，持久力计算装置100设定表示使试验者缓慢步行的时间即低速步行时间。
在S207中，持久力计算装置100执行与上述S203的处理相同的冲量计算处理。
在S208中，持久力计算装置100判断是否经过了低速步行时间。并且，在该判断为是时，持久力计算装置100转移到S209的处理，当判断为否时返回到S207的处理。
另外，当在S208中判断为否时，在S207中再次执行冲量计算处理，并在测定加速度i之后，计算平均加速度i’、除去重力加速度i”、合成加速度I以及冲量R(参照图7)。
在S209中，持久力计算装置100将促使试验者比低速步行时间的试验者的速度自动地加快速度而步行的信息，即中速步行信息(例如，2次的“噼、噼”声音)输出到扬声器105。
在S210中，持久力计算装置100设定表示使试验者比低速步行时间的试验者的速度加快速度而步行的时间，即中速步行时间。
在S211中，持久力计算装置100执行与上述S203的处理相同的冲量计算处理。
在S212中，持久力计算装置100判断是否经过了中速步行时间。并且，在该判断为是时，持久力计算装置100转移到S213的处理，在判断为否时返回到S211的处理。
另外，当在S212中判断为否时，在S211中再次执行冲量计算处理，并在测定加速度i之后，计算平均加速度i’、除去重力加速度i”、合成加速度I以及冲量R(参照图7)。
在S213中，持久力计算装置100将促使试验者自动地以试验者能够实现最大限度的速度进行步行的信息，即最快速度步行信息(例如，3次“噼、噼、噼”的声音)输出到扬声器105。
在S214中，持久力计算装置100设定表示使试验者以试验者能够实现最大限度的速度进行步行的时间，即最快速度步行时间。
在S215中，持久力计算装置100执行与上述S203的处理相同的冲量计算处理。
在S216中，持久力计算装置100判断是否经过了最快速度步行时间。并且，在该判断为是时，该持久力计算装置100转移到S217的处理，在判断为否时返回到S215的处理。
另外，当在S216中判断为否时，在S215中再次执行冲量计算处理，并在测定加速度i之后，计算平均加速度i’、除去重力加速度i”、合成加速度I以及冲量R(参照图7)。
在S217中，持久力计算装置100参照所计算出的各冲量R，并特定最大的冲量R。
在S218中，持久力计算装置100使用预先设定的最大冲量-最大摄取量特性(近似式)，计算相对于在S217中特定的冲量R的最大氧摄取量(其与持久力等价)。另外，在图10中对于求取最大冲量-最大摄取量特性(近似式)的技术，进行详细的叙述。
在S219中，持久力计算装置100将所计算出的最大氧摄取量(持久力)的值输出到显示部104。
另外，安静时间(S202)、低速步行时间(S206)、中速步行时间(S210)以及最快速度步行时间(S206)，也可以在S202中被全部设定。
此处，图8A是表示安静信息、低速步行信息、中速步行信息以及最快速度步行信息依次以规定时刻被输出的样子的图。图8B至图8D是表示相对于测定时间试验者的消耗热量、脉搏数以及冲量的图。图9是表示预先设定的试验者的最大冲量-最大氧摄取量特性的图。
如图8A至图8D所示，由于在安静时间时试验者处于安静状态，所以试验者的消耗热量、脉搏数以及冲量R都为最低值。然后，如果在第1时刻低速步行信息(此处是指“噼”的声音)被输出，则试验者被促使按照该低速步行信息而缓慢步行。因此，试验者的消耗热量、脉搏数以及冲量R变得要比安静时间的值高。
然后，如果在第2时刻中速步行信息(此处是指“噼、噼”的声音)被输出，则试验者被促使按照该中速步行信息，即以比在低速步行时间的速度快的速度步行。因此，试验者的消耗热量、脉搏数以及冲量R变得要比低速步行时间的值高。
之后，如果在第3时刻最快速度步行信息(此处是指“噼、噼、噼”的声音)被输出，则试验者被促使按照该最快速度步行信息，即以试验者能够实现的最大限度的速度步行。因此，试验者的消耗热量、脉搏数以及冲量R变为最大值。
然后，持久力计算装置100在第3时刻之后特定最大冲量Rmax。持久力计算装置100参照图9A所示的最大冲量-最大摄取量特性(近似式)，计算相对于特定的最大冲量Rmax的最大氧摄取量。
例如，如图9B所示，考虑到在第3时间之后，试验者的最大冲量Rmax为9.5×107的情况。在该情况下，如图9A所示，持久力计算装置100将该最大冲量Rmax(9.5×107)代入最大氧摄取量＝9.2×10-6R+216.73的近似式的R中，从而计算最大氧摄取量。
图10是表示求取在上述S218中所使用的最大冲量-最大氧摄取量特性(参照图9A)的处理的图。
在S501中，持久力计算装置100，促使输入规定数(n)个试验者的最大冲量，和该最大冲量Rmax所能发挥的规定数(n)个试验者的最大氧摄取量。
在S502中，持久力计算装置100，根据输入的规定数(n)个试验者的最大冲量Rmax和与其相对的规定数(n)个试验者的最大氧摄取量的关系，使用最小二乘法，求取近似式(参照图9A)。
另外，虽然在本实施方式中，持久力计算装置100预先设定了最大冲量-最大氧摄取量特性的近似式，但是，并不限定于此，也可以施加如下所示的改变。
具体地说，持久力计算装置100依次存储在S217中计算的最大冲量Rmax、和在S218中与该最大冲量Rmax相对的最大氧摄取量。然后，持久力计算装置100，将该最大冲量Rmax-最大氧摄取量的值在规定期间内被存储为规定个数作为条件，使用存储的大概所有的最大冲量Rmax-最大氧摄取量的值，计算近似式，从而由预先设定的近似式改变为所计算出的近似式。
在该情况下，通过持久力计算装置100基于更多的最大冲量Rmax的值和最大氧摄取量的值，来依次更新近似式，持久力计算装置100能够计算出更恰当的近似式。因此，持久力计算装置100使用该近似式，可以更加准确地计算出相对试验者的最大冲量Rmax值的最大氧摄取量(持久力)。
根据上述特征，促使试验者自动地以最快速度步行的信息，即最快速度步行信息被输出，并在该最快速度步行信息被输出之后，基于试验者的冲量最大值，可以计算出与该冲量最大值具有相关关系的试验者持久力。
由此，不仅可以实现试验者自动地从低速到最快速度的步行，而且可以计算试验者持久力。因此，即使不使用测力计等对试验者施加高负载来计算试验者持久力的运动机器，也可以容易地把握试验者持久力。
而且，试验者仅通过安装持久力计算装置100，就完成了用于计算试验者持久力的准备。因此，用于计算试验者持久力的准备只花费较少的时间，可以容易地把握试验者持久力。
(2)练习模式处理下面，参照图11至图13，对练习模式处理进行说明。通过执行该练习模式处理，试验者可以单单进行步行，就可以使体力飞速增加。
如图11所示，在S401中，持久力计算装置100判断起动按钮103是否被按下。并且，在该判断为是时，持久力计算装置100转移到S402的处理，当为否时反复进行本处理。
在S402中，持久力计算装置100特定在持久力模式处理中计算出的最大冲量的值。
在S403中，持久力计算装置100将特定的最大冲量值作为基准值而设定，并且，设定表示使试验者以低速步行的时间即低速步行时间等。
另外，虽然持久力计算装置100将计算出的最大冲量值作为基准值而设定，但是并不限定于此。例如，持久力计算装置100也可以将试验者的最大消耗热量或最大脉搏数作为上述基准值而设定。
在S404中，持久力计算装置100将促使试验者自动地以低速步行的信息，即低速步行信息输出到扬声器105。
在S405中，持久力计算装置100执行与上述S203的处理相同的冲量计算处理。
在S406中，持久力计算装置100基于所计算出的冲量值，执行表示输出特定声音(此处为警告音或祝贺音)的处理，即特定声音输出处理。
此处，图12是表示在S406中执行的特定声音输出处理的图。如图12所示，在S406-1中，持久力计算装置100判断所计算出的冲量值是否超过基准值。并且，在该判断为是时，持久力计算装置100转移到S406-2的处理，在判断为否时转移到S406-4的处理。
在S406-2中，持久力计算装置100将表示对试验者的身体不是恰当负载的警告音输出到扬声器105(参照图13)。在S406-3中，持久力计算装置100计测超出上述基准值的时间。
在S406-4中，持久力计算装置100将表示对试验者的身体是恰当负载的祝贺音输出到扬声器105(参照图13)。在S406-5中，持久力计算装置100计测没有超出上述基准值的时间。
另外，虽然在特定声音处理中，持久力计算装置100通过判断所计算出的冲量值是否超过基准值，来输出警告音或祝贺音，但是并不仅限于此。例如，持久力计算装置100也可以通过判断试验者的脉搏数或消耗热量是否超过基准值，来输出警告音或祝贺音。
如果该S406-5的处理结束，则持久力计算装置100转移到S407的处理。
在S407中，持久力计算装置100判断是否经过了低速步行时间。并且，在该判断为是时，持久力计算装置100转移到S408的处理，在判断为否时转移到S405的处理。
另外，当在S407中判断为否时，反复执行上述S405的冲量计算处理以及S406的特定声音输出处理。
在S408中，持久力计算装置100，将在执行练习模式处理期间促使试验者自动地以比通常速度快的速度进行步行的信息，即练习时的高速步行信息输出到扬声器105。
在S409中，持久力计算装置100设定表示使试验者比通常速度快而进行步行的时间，即练习时的高速步行时间。
在S410中，持久力计算装置100执行与上述S203的处理相同的冲量计算处理。
在S411中，持久力计算装置100执行与上述S406相同的特定声音输出处理。
在S412中，持久力计算装置100判断是否经过了练习时的高速步行时间。并且，在该判断为是时，持久力计算装置100转移到S413的处理，判断为否时转移到S410的处理。另外，当在S412中判断为否时，反复执行上述S410的冲量计算处理以及S411的特定声音输出处理。
在S413中，持久力计算装置100将输出试验者的脉搏数、消耗热量、祝贺音的累计时间、输出警告音以及祝贺音的累计时间等显示到显示部104上。
根据上述特征，通过输出低速步行信息，试验者可以自动地以低速的速度步行，并且，通过输出练习时的高速步行信息，可以使试验者以比通常的速度快的速度步行。
由此，因为试验者可以交互执行低速步行·高速步行(间隔步行，interval walking)，所以与仅以低速的速度进行步行相比，可以效果显著地提高持久力、腿肌肉力量等(参照后述的图14至图19)。
另外，试验者能够发挥的最大冲量值被作为基准值而设定，可以在试验者的冲量值超过基准值时输出警告音。因此，试验者可以容易地把握其体力接近界限点，从而能够调整自己的步行速度，以使不会发生由于发挥了其体力界限点以上的力量，而威胁到试验者的生命的情况。
并且，在试验者的冲量值超过基准值时输出警告音。因此，试验者能够反复进行接近试验者体力的界限点的高速步行和通常的步行，从而能够更加显著地使持久力、腿肌肉力量提高(参照后述的图14至图19)。
而且，在试验者的冲量值没有超过基准值时输出祝贺音。因此，试验者可以容易地把握其体力尚且没有到达界限点，即可以作为决定低速步行的指标。
另外，在所计算出的冲量值超过基准值时，持久力计算装置100也可以按照该冲量的值超过该基准值的大小改变该基准值。在该情况下，持久力计算装置100按照冲量值超过基准值的大小改变该基准值。由此，持久力计算装置100可以使用于提高试验者体力的效果等级慢慢地上升，从而可以更有效果地使持久力、腿肌肉力量提高。
即，通过试验者反复进行低速步行·高速步行(间隔步行)，并长期执行该步行，可以逐渐提高试验者的体力(参照图14至图19)。
因此，通过伴随着试验者体力的提高，持久力计算装置100提高上述基准值，可以进一步提高用于增强试验者体力的效果等级。
另外，在脉搏数或消耗热量的值超过该规定值时，持久力计算装置100也可以按照该脉搏数或消耗热量的值超过该规定值的大小，改变上述基准值。
另外，虽然本实施方式中，在练习模式处理时分别各自输出1次低速步行信息以及练习时的高速步行信息，但是并不限定于此。例如，也可以在练习模式处理时多次交互输出低速步行信息以及练习时的高速步行信息。
另外，虽然练习时的高速步行信息是指促使试验者以比通常速度快的速度进行步行的信息，但是并不限定于此。例如，练习时的高速步行信息还可以与上述最快速度步行信息相同，即促使试验者从低速到以其能够实现最大界限的速度进行步行的消息。
(3)比较执行了练习模式的试验者与未执行该模式的试验者的实验例下面，参照图14至图19对执行了练习模式的试验者与未执行该模式的试验者的实验例进行说明。
图14表示执行了练习模式的试验者的组、没有执行练习模式而是以大致一定的速度进行步行(下面称作通常步行)的试验者的组、什么也没做的试验者的组的平均年龄、平均身高、平均体重、平均BMI。
图15A表示与执行了上述练习模式的试验者的步行时间相对的消耗热量。此处，通过输出上述低速步行信息(参照图11)，试验者以低速进行步行；然后，通过输出练习时的高速步行信息(参照图11)，试验者以比通常速度快的速度步行。然后，显示与试验者在反复进行这些步行时的步行时间相对的消费热量。
如图15A所示，在试验者以低速步行时，试验者的消耗热量变低，而在试验者以比通常速度快的速度进行步行时，试验者的消耗热量变高。因此，相对图15B所示的步行时间的消耗热量，其曲线为波状。
图15B表示与不执行练习模式而是以大致一定的速度进行步行的试验者的步行时间相对的消耗热量。如图15B所示，由于试验者以大致一定的速度步行，所以，试验者的消耗热量是以大致一定的比例而消耗的。因此，与图15B所示的步行时间相对的消耗热量，其曲线大致一定。
下面，对执行了练习模式的试验者的组、没有执行练习模式而是进行通常步行的试验者的组、什么也没做的试验者的组的腿伸展力、腿屈肌力、最大氧摄取量、最高血压以及最低血压进行比较。
如图16至图19所示，与没有执行练习模式而是进行通常步行的试验者的组以及什么也没做的试验者的组相比，执行了练习模式的试验者的组，对于腿伸展力、腿屈肌力、最大氧摄取量、最高血压以及最低血压中的任一项，都显示良好的结果。另外，图16至图19所示的P表示显著水平。
因此，试验者安装上本发明的持久力计算装置100，并通过按照从持久力计算装置输出的声音，反复执行低速步行以及高速步行，可以使试验者自身的体力飞速提高。
另外，虽然当持久力计算装置100使最快速度步行信息输出到显示部104或扬声器105时，在根本意义上特定了冲量的最大值(参照S217)，但是，并不限定于此，也可以施加如下所示的变更。
即，持久力计算装置100也可以测定表示试验者步行时的运动的强度，即运动强度，并基于运动强度最大时作用于试验者的冲量值，计算与冲量值具有相关关系的试验者持久力。另外，运动强度也可以是试验者的脉搏数、心率数以及消耗热量等的1个或2个以上。
例如，持久力计算装置100特定测定的脉搏数、心率数或消耗热量最大时的冲量值。持久力计算装置100基于特定的冲量值，计算与该冲量值具有相关关系的持久力。
另外，持久力计算装置100也可以基于所测定的运动强度(试验者的脉搏数、心率数或消耗热量等中的1个或2个以上)超过规定量，并且继续规定时间的情况下的冲量值(最大值)，计算与该冲量值具有相关关系的试验者持久力。
该规定量中包含，规定期间内(在图8所示的安静时间、低速步行时间、中速步行时间或最快速度步行时间的时间内)的上述运动强度的最大值，或该规定期间内的上述运动强度(大致最大值)在继续特定期间的情况下的该运动强度的值。
或者，在多个阶段(在图8所示的安静时间、低速步行时间、中速步行时间或最快速度步行时间的时间内)确认运动强度最大值时，最后阶段(图8所示的最快速度步行时间)的上述运动强度的最大值包含在上述规定量中。
而且，对于规定量、其他的量，除了该规定值，当然还包括接近该规定值的值。
另外，持久力计算装置100也可以使计算的冲量值超过预先设定的规定值，并且在继续规定时间至一定的情况下，计算与该冲量值具有相关关系的试验者持久力。
另外，也可以在持久力计算装置100使最快速度步行信息输出到显示部104或扬声器105中时，计算冲量的平均值，并当该冲量的平均值与冲量值的差值在规定值之内的情况下，将属于该规定值之内的最大冲量值特定为最大值。
另外，虽然持久力计算装置100将特定的最大冲量值设定为基准值，并在当前的冲量值超过基准值时输出警告音，在当前的冲量值没有超过基准值时输出祝贺音(参照S403、S406)，但是，并不限定于此，也可以施加如下所示的变更。
即，持久力计算装置100也可以将最大冲量值中的规定范围(例如，最大冲量值的70％以上且未满80％)设定为基准范围，并在当前的冲量值超过基准范围时(例如，最大冲量值的80％以上)输出警告音，在当前的冲量值属于基准范围内(例如，最大冲量值的70％以上且未满80％)时输出祝贺音。
另外，持久力计算装置100还可以将最大冲量值的一定比例(例如最大冲量值的70％以上)设定为基准值，并计测所计算出的冲量值超过基准值的时间，然后输出该计测结果。
在该情况下，持久力计算装置100计测冲量值超过基准值的时间，并通过输出该计测时间，可以使试验者参照该计侧时间，作为是否停止当前练习的指标。
另外，持久力计算装置100也可以按照计算的最大氧摄取量(参照S502)的大小，改变低速步行时间(参照S403)以及练习时的高速步行时间(参照S409)。
例如，持久力计算装置100，也可以在最大氧摄取量超过规定值时，将在练习模式处理中练习时的高速步行时间进一步加长，在最大氧摄取量没有超过特定值时，将在练习模式处理中练习时的高速步行时间进一步缩短。
在该情况下，当最大氧摄取量超过特定值时，超过该特定值的试验者与没超过该特定值的试验者相比，超过该特定值的试验者体力较强。由此，当持久力计算装置100在练习模式处理中将练习时的高速步行时间进一步加长时，上述试验者可以在练习模式处理中进一步长时间执行高速步行，从而能够进一步提高体力。
另一方面，在最大氧摄取量没有超过特定值时，没有超过该特定值的试验者的体力比超过该特定值的试验者弱。由此，当持久力计算装置100在练习模式处理中将练习时的高速步行时间进一步缩短时，上述试验者可以在练习模式处理中短时间执行高速步行，从而能够不使体力承担过度的负担。
另外，虽然在特定声音输出处理中，只设定了一个基准值，但是也可以设定多个。例如，持久力计算装置100将计算的冲量最大值的一定比例设定为第1基准值，将计算的冲量最大值设定为第2基准值。持久力计算装置100，也可以在计算的冲量值超过第1基准值时输出祝贺音，在冲量值超过第2基准值时输出警告音。
在该情况下，试验者能够发挥的最大冲量值被设定为第2基准值，并在试验者的冲量值超过第2基准值时输出警告音。因此，试验者可以容易地把握其体力接近界限点，并调整自己的步行速度，防止产生由于发挥了超过试验者体力界限点以上的力量而危及其生命的危险。
并且，在试验者的冲量值超过第1基准值时输出祝贺音。因此，试验者可以反复执行用于使其体力提高的效果等级的高速步行(有祝贺音)和通常步行(没有祝贺音)，从而可以更有效地提高持久力、腿肌肉力量等(参照后述的图14至19)。
而且，由于在试验者的冲量值没超过第1基准值时，不输出祝贺音，所以试验者可以容易地将其速度把握为缓慢或通常速度，从而，可以作为决定低速步行的指标。
另外，在通过冲量计算部所计算出的冲量值超过上述第2基准值时，持久力计算装置100也可以按照该冲量值超过第2基准值的大小，改变该第2基准值。
(程序)在所述持久力计算装置中动作的程序，具有与上述CPU112相同的功能，使计算机作为冲量计算部，基于通过加速度传感器输出的加速度值，计算作用于试验者的冲量；输出部，输出促使试验者从低速到以其能够实现的最大限度速度步行的信息，即第1步行信息；持久力计算部，在通过输出部输出第1步行信息之后，基于通过冲量计算部所计算出的冲量值，计算与该冲量值具有相关关系的试验者持久力；和基准值变更部，在通过冲量计算部所计算出的冲量值超过基准值时，按照该冲量值超过该基准值的大小，变更该基准值、发挥功能。
另外，专用程序也可以记录到记录介质上。该记录介质可以列举有硬盘、软盘、压缩盘、IC芯片、磁带等。
虽然上述说明了本发明的一个实例，但只不过是例示了一个具体例，并不特别限定本发明，各部的具体构成等可以进行适当的设计变更。而且，实施方式的构成以及各变更例的构成也可以分别组合。另外，实施方式以及各变更例的作用以及效果，只不过列举了本发明所产生的最佳作用以及效果，根据本发明的作用以及效果，并不限定于实施方式以及各变更例中所记载的作用与效果。
权利要求
1.一种持久力计算装置，可装卸地安装在试验者身上，具有加速度传感器，测定作用于试验者的加速度；冲量计算部，基于通过所述加速度传感器输出的加速度值，计算作用于试验者的冲量；输出部，输出促使试验者从低速到以其能够实现的最大限度速度进行步行的信息，即第1步行信息；和持久力计算部，在通过所述输出部输出第1步行信息之后，基于通过所述冲量计算部计算出的所述冲量值，计算与该冲量值具有相关关系的试验者持久力。
2.根据权利要求1所述的持久力计算装置，其特征在于，具有测定部，用于测定表示试验者在步行时的运动的强度，即运动强度，所述持久力计算部，基于在通过所述测定部测定的所述运动强度为最大时作用于试验者的冲量值，计算与该冲量值具有相关关系的试验者持久力。
3.根据权利要求1所述的持久力计算装置，其特征在于，具有测定部，用于测定表示试验者在步行时的运动的强度，即运动强度，所述持久力计算部，基于在通过所述测定部测定的所述运动强度超过规定量，并且继续规定时间时的冲量值，计算与该冲量值具有相关关系的试验者持久力。
4.根据权利要求2或3任一项所述的持久力计算装置，其特征在于，所述运动强度是试验者的脉搏数、心率数以及消耗热量中的1项或2项以上。
5.根据权利要求1所述的持久力计算装置，其特征在于，所述持久力计算部，在通过所述冲量计算部计算出的所述冲量值超过预先设定的规定值，并且继续规定时间至一定时，计算与该冲量值具有相关关系的试验者持久力。
6.根据权利要求1所述的持久力计算装置，其特征在于，所述输出部在规定时刻交互地输出第2步行信息、第3步行信息，其中，所述第2步行信息是促使试验者以通常速度步行的信息；所述第3步行信息是促使试验者以比所述通常的速度快的速度步行的信息。
7.根据权利要求6所述的持久力计算装置，其特征在于，具有基准值设定部，用于将通过所述冲量计算部计算出的所述冲量最大值的一定比例设定为第1基准值，在通过所述冲量计算部计算出的所述冲量值超过所述第1基准值时，所述输出部输出表示与试验者身体相关的信息，即身体信息。
8.根据权利要求7所述的持久力计算装置，其特征在于，所述身体信息是下述信息中的任意一个，即恰当信息，表示对试验者的身体来说是恰当负载的信息；或不恰当信息，表示对试验者的身体来说是不恰当负载的信息。
9.根据权利要求8所述的持久力计算装置，其特征在于，所述基准值设定部将通过所述冲量计算部计算出的所述冲量的最大值设定为第2基准值，所述输出部，在通过所述冲量计算部计算出的所述冲量值超过所述第1基准值时输出所述恰当信息，在所述冲量值超过所述第2基准值时输出所述不恰当信息。
10.根据权利要求7所述的持久力计算装置，其特征在于，具有基准值变更部，该基准值变更部在通过所述冲量计算部计算出的所述冲量值超过所述第1基准值时，按照该冲量值超过该第1基准值的大小，变更该第1基准值。
11.根据权利要求9所述的持久力计算装置，其特征在于，具有基准值变更部，该基准值变更部在通过所述冲量计算部计算出的所述冲量值超过所述第2基准值时，按照该冲量值超过该第2基准值的大小，变更该第2基准值。
12.一种持久力计算方法，是使用可装卸地安装在试验者身上的持久力计算装置的持久力计算方法，具有测定作用于试验者的加速度的步骤；基于所测定的加速度值，计算作用于试验者的冲量的步骤；输出促使试验者从低速到以其能够实现的最大限度速度进行步行的信息的步骤，即输出第1步行信息的步骤；和在输出所述第1步行信息之后，基于所计算出的所述冲量值，计算与该冲量值具有相关关系的试验者持久力的计算步骤。
13.根据权利要求12所述的持久力计算方法，其特征在于，具有测定表示试验者在步行时的运动的强度的步骤，即测定运动强度的步骤，在所述计算步骤中，基于在所测定的所述运动强度为最大时作用于试验者的冲量值，计算与该冲量值具有相关关系的试验者持久力。
14.根据权利要求12所述的持久力计算方法，其特征在于，具有测定表示试验者在步行时的运动的强度的步骤，即测定运动强度的步骤，在所述计算步骤中，基于在所测定的所述运动强度超过规定量，并且继续规定时间时的冲量值，计算与该冲量值具有相关关系的试验者持久力。
15.根据权利要求13或14任一项所述的持久力计算方法，其特征在于，所述运动强度是试验者的脉搏数、心率数以及消耗热量中的1项或2项以上。
16.根据权利要求12所述的持久力计算方法，其特征在于，在所述计算步骤中，当所计算出的所述冲量值超过预先设定的规定值，并且继续规定时间至一定时，计算与该冲量值具有相关关系的试验者持久力。
17.根据权利要求12所述的持久力计算方法，其特征在于，具有在规定的时刻交互地输出第2步行信息和第3步行信息的步骤，其中，所述第2步行信息是促使试验者以通常的速度进行步行的信息；所述第3步行信息是促使试验者以比通常的速度快的速度进行步行的信息。
18.根据权利要求17所述的持久力计算方法，其特征在于，具有将所计算出的所述冲量最大值的一定比例设定为第1基准值的步骤；和在所计算出的所述冲量值超过所述第1基准值时，输出表示与试验者身体相关的信息的步骤，即输出身体信息的步骤。
19.根据权利要求18所述的持久力计算方法，其特征在于，所述身体信息是下述信息中的任意一个，即恰当信息，表示对试验者的身体来说是恰当负载的信息；或不恰当信息，表示对试验者的身体来说是不恰当负载的信息。
20.根据权利要求19所述的持久力计算方法，其特征在于，具有将所计算出的所述冲量最大值设定为第2基准值的步骤；和在所计算出的所述冲量值超过所述第1基准值时，输出所述恰当信息，在所述冲量值超过所述第2基准值时，输出所述不恰当信息的步骤。
21.根据权利要求18所述的持久力计算方法，其特征在于，具有当所计算出的所述冲量值超过所述第1基准值时，按照该冲量值超过该第1基准值的大小，变更该第1基准值的步骤。
22.根据权利要求20所述的持久力计算方法，其特征在于，具有当所计算出的所述冲量值超过所述第2基准值时，按照该冲量值超过该第2基准值的大小，变更该第2基准值的步骤。
23.一种程序制品，是在可装卸地安装于试验者身上的持久力计算装置中运行的程序制品，使计算机执行如下指令测定作用于试验者的加速度的指令；基于所测定的加速度值，计算作用于试验者的冲量的指令；输出促使试验者从低速到以其能够实现的最大限度速度进行步行的信息的指令，即输出第1步行信息的指令；和在输出所述第1步行信息之后，基于所计算出的所述冲量值，计算与该冲量值具有相关关系的试验者持久力的计算指令。
24.根据权利要求23所述的程序制品，其特征在于，具有测定表示试验者在步行时的运动的强度的指令，即测定运动强度的指令，所述计算指令，是基于在所测定的所述运动强度为最大时作用于试验者的冲量值，计算与该冲量值具有相关关系的试验者持久力的指令。
25.根据权利要求23所述的程序制品，其特征在于，具有测定表示试验者在步行时的运动的强度的指令，即测定运动强度的指令，所述计算指令，是基于在所测定的所述运动强度超过规定量，并且继续规定时间时的冲量值，计算与该冲量值具有相关关系的试验者持久力的指令。
26.根据权利要求24或25任一项所述的程序制品，其特征在于，所述运动强度是试验者的脉搏数、心率数以及消耗热量中的1项或2项以上。
27.根据权利要求23所述的程序制品，其特征在于，所述计算指令，是在所计算出的所述冲量值超过预先设定的规定值，并且继续规定时间至一定时，计算与该冲量值具有相关关系的试验者持久力的指令。
28.根据权利要求23所述的程序制品，其特征在于，具有在规定的时刻交互地输出第2步行信息和第3步行信息的指令，其中，所述第2步行信息是促使试验者以通常的速度进行步行的信息；所述第3步行信息是促使试验者以比通常的速度快的速度进行步行的信息。
29.根据权利要求28所述的程序制品，其特征在于，具有将所计算出的所述冲量最大值的一定比例设定为第1基准值的指令；和在所计算出的所述冲量值超过所述第1基准值时，输出表示与试验者身体相关的信息的指令，即输出身体信息的指令。
30.根据权利要求29所述的程序制品，其特征在于，所述身体信息是下述信息中的任意一个，即恰当信息，表示对试验者的身体来说是恰当负载的信息；或不恰当信息，表示对试验者的身体来说是不恰当负载的信息。
31.根据权利要求30所述的程序制品，其特征在于，具有将所计算出的所述冲量最大值设定为第2基准值的指令；和在所计算出的所述冲量值超过所述第1基准值时，输出所述恰当信息，在所述冲量值超过所述第2基准值时，输出所述不恰当信息的指令。
32.根据权利要求29所述的程序制品，其特征在于，具有当所计算出的所述冲量值超过所述第1基准值时，按照该冲量值超过该第1基准值的大小，变更该第1基准值的指令。
33.根据权利要求31所述的程序制品，其特征在于，具有当所计算出的所述冲量值超过所述第2基准值时，按照该冲量值超过该第2基准值的大小，变更该第2基准值的指令。
全文摘要
本发明的持久力计算装置，具有加速度传感器，测定作用于试验者的加速度；冲量计算部，基于通过加速度传感器输出的加速度值，计算作用于试验者的冲量；输出部，输出作为促使试验者从低速到以其能够实现的最大限度速度进行步行的信息的步行信息；和持久力计算部，在通过输出部输出步行信息之后，基于所计算出的冲量最大值，计算与该冲量最大值具有相关关系的试验者持久力。
文档编号A61B5/22GK1827042SQ20061005145
公开日2006年9月6日 申请日期2006年2月28日 优先权日2005年2月28日
发明者能势博, 源野广和, 渡边惠子 申请人:Npo法人熟年体育大学研究所, 三洋电机株式会社