Study on the influence of hand rim diameter and mounting distance for torque exerted of user in wheelchair racing

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K01722
• Research Institution: The Hyogo Institute of Assistive Technology
• Principal Investigator: 中村 俊哉 兵庫県立福祉のまちづくり研究所, その他部局等, 技師 (20426547)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原 良昭 森ノ宮医療大学, 保健医療学部, 准教授 (00426545)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 車椅子 / 障害者スポーツ / 車椅子マラソン / トルク

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、車椅子マラソン競技者の競技力向上を科学的根拠に基づいて支援するために、ハンドリムのパイプ径やリム径及び取り付け間隔といったハンドリムの設定が、競技者が発揮するトルクに及ぼす影響を明らかにすることである。
研究当初は、先行研究にて我々が開発した計測用ホイールを用いたトルク計測を行う予定であった。しかし、計測用ホイールによる計測ではハンドリムを叩くようなインパクトが大きい漕ぎ方を行うと、計測されたトルク信号の直流成分に変動が生じることが確認された。計測用ホイールの構造を再確認した結果、この直流成分の変動を研究期間内に抑えられる可能性は低いと考えられた。そのため、昨年度は、ハンドリム設定の評価に用いる値を計測用ホイールにより計測されたトルクから、ホイールの回転する速度に変更し、計測環境の整備に努めた。また、被験者を確保するために、健常者でも乗車可能なマラソン用車椅子を製作した。
本年度では、ハンドリムのパイプ径やリム径及び取り付け間隔が車椅子の速度に及ぼす影響を調査するために、車椅子マラソンの競技経験がない健常者を対象とした計測を実施した。計測は、ホイール毎に回転するローラを備えたローラ台を用い、その上に設置したマラソン用車椅子により行った。静止した状態から被験者の最大速度まで最大努力で加速するよう被験者に指示を行い、各ホイールに貼付した慣性センサから各ホイールの角速度や3軸加速度を計測した。計測された角速度波形は、静止状態から最大速度まで加速される過程において、ホイールが周期的に加速されることを示しており、この加速される回数から被験者が最大速度に達するまでの漕ぎ数、また、角速度波形における周期性の乱れから被験者がハンドリムをキャッチし損ねた回数といったハンドリムの設定の妥当性を示す指標になり得る値を推定できることが示された。