複合型アルペンスキーロボットの開発とコンピュータ・シュミレーション

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05680080
• Research Institution: FUKUI UNIVERSITY
• Principal Investigator: 清水 史郎 福井大学, 教育学部, 教授 (30020134)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長谷川 健二 福井大学, 工学部, 教授 (80020171)
• Keywords: アルペンスキー / ロボット / コンピュータ / シミュレーション

Research Abstract

今年度の研究目的は、複合型アルペンスキーロボットの開発とコンピュータ・シュミレーションの開発であった。おおむね順調に計画が進み研究成果が以下のようにまとめられる。
複合型アルペンスキーロボットの開発については、膝関節(下腿の)の内旋・外旋モデルを開発した。このモデルでは、股関節回旋モデルによる直滑降姿勢から、膝関節(下腿の)の内旋・外旋により、膝からの斜滑降姿勢がとれる。また、股関節回旋モデルによるプル-ク姿勢や斜滑降姿勢から膝関節(下腿の)の回旋によりプル-クトップリフトやシャテムトップリフトが生じ、スキーが直線状であっても横ずれを伴って回転することができる。
コンピュータ・シミュレーションの開発では、例えば、ターン時のスキヤ-の内部応力とトルクではSS系を簡単な折れ線図形で表した一本スキー複合モデルを仮定し、パラレルターンの力学的解析に基づいてスキーヤーの膝関節に作用する内部応力と内部トルクの推定を試みた。安定な横ずれターンを1回行う過程では、膝関節に作用する内部応力と内部トルクは殆ど変化せず、ほぼ一定の値を保つが、ターンの後半で内側に尻もちをつくようにたおれる場合には、膝から下の部分を強く捻るトルクがはたらくことが分かった。また、スキー板から見たターンの基本機構-厳密解による例示一では、単一のスキー板だけの系を考え、スキー板から見たターンの機構を力学的に解析した。スキー板と斜面の間の相互作用の摩擦力と仮定すれば、未知数と方程式の個数が一致し、運動方程式は一義的な解を持つことが分かった。

Research Products

• [Publications] 藤田吉昭、長谷川健二、清水史郎: "スキー回転動作の制御-左右股関節の回旋二脚モデル-" 日本スキー学会誌. 5-1. 95-106 (1995)
• [Publications] 清水史郎、長谷川健二: "アルペンスキーロボットの開発-股関節の内転・外転と回旋の複合モデル" 日本スキー学会誌. 5-1. 107-113 (1995)
• [Publications] 長谷川健二、清水史郎: "ターン時のスキーヤーの内部応力とトルク" 日本スキー学会誌. 5-1. 197-206 (1995)
• [Publications] 長谷川健二、清水史郎: "スキー板から見たターンの基本機構-厳密解による例示-" 日本機械学会スポーツ光学シンポジウム講演論文集. 57-61 (1995)
• [Publications] 長谷川健二、清水史郎: "連続パラレルターンの力学" スポーツ産業学研究. 5-2. 9-18 (1995)
• [Publications] 清水史郎、長谷川健二: "アルペンスキーロボットの開発-膝関節(下腿)の内旋・外旋モデル-" 日本スキー学会誌. -1. (1996)
• [Publications] 清水史郎: "科学的スキー上達法" 講談社(ブルーバックス), 200 (1995)