2009 Fiscal Year Annual Research Report
人体-シューズ連成系の順動力学的分析によるスポーツシューズの機能抽出
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21500578
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
小池 関也 University of Tsukuba, 大学院・人間総合科学研究科, 准教授 (50272670)
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| Keywords | 順動力学的分析 / シューズ / 人体 / 連成 / 機能抽出 / 運動方程式 / 足圧分布 / 関節機能 |
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| Research Abstract |
・関節の拘束自由度を考慮した全身の運動方程式の導出
【内容】運動中の人体各関節の機能を抽出する順動力学的分析では,対象とする系の運動方程式を必要とする.ここで人体では,関節の拘束自由度は関節によって異なり,これらの自由度を考慮して運動方程式を得るためには,従来多用されているニュートン・オイラー法やKaneの方法を適用することは,その煩雑さから現実的ではない.そこで本年度では,人体各関節における拘束自由度を,幾何学的な拘束式を用いてモデル化し,各節の運動方程式と,この幾何学的拘束式の加速度関係式とを連立することによって,全身の詳細な運動方程式の導出を可能とし,任意の系に対する順動力学的分析を容易に実現することを主な目的とした.そして,下記に示すように,任意の受動的関節軸自由度に対応可能な,身体運動の順動力学的分析手法を提案した.
(1).各セグメント単体の運動方程式,セグメント間の連結方程式,ならびに,受動的関節軸の幾何学的条件式を連立することにより導出した系の運動方程式を用いて,各種状態量に対する関節トルク項,関節外力項,運動依存項,および重力項の貢献を容易に定量化可能な手法の定式化を行った.
(2).受動的関節自由度を有する系に対して,関節拘束力ベクトルならびに拘束トルクに対する各項の貢献をも定量化可能とした.
・足圧分布計測システムによるシューズ装着時の足底圧計測
【内容】モバイルタイプの足底圧測定装置を購入し,ランニングにおける足底圧測定における予備実験を行い,安定かつ高い精度を有する測定を実現するための改善点に対する検討を行った.
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