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ボルト型多軸力覚センサを用いたスポーツクライミングの運動計測システムの開発

Research Project

Project/Area Number 24K14531
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

河村 晃宏  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (60706555)

Project Period (FY) 2024-04-01 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords力覚センサ / 歪ゲージ / スポーツクライミング / ひずみゲージ
Outline of Research at the Start

本研究の目的は,ボルト型多軸力覚センサの開発である.スポーツクライミングの運動解析において重要な,ホールドにかかる力の計測を目的とし,ホールドを固定するためのボルトを力覚センサ化する.これにより,クライミングジムの壁やホールドへの加工,力覚センサの導入による課題の難易度変化を必要としない,新たなホールド力計測システムを実現する.

Outline of Annual Research Achievements

本年度は,ボルト型力覚センサのハードウェア構成の決定のため,搭載する歪ゲージの台数を変更したものを製作し,歪データの獲得を行った.具体的には,ボルトの軸周りに均等に4枚配置したものと,この4枚を2段組みにした計8枚配置したものを製作した.この2種類の装置から得られた歪データより,ボルトの軸方向の歪ゲージの貼付位置によって歪データが変化し,それらを組み合わせることで高精度な力を計測できることが示唆された.また,歪ゲージを4枚搭載したセンサについて,6軸力覚センサを真値としたキャリブレーションを実施することで,歪みと力の変換式を導出した.キャリブレーション時には,ボルトだけではなく,ビスによってホールドを固定する必要があるため,3Dプリンタによってビスの利用が可能な治具を製作した.これにより,ホールドが実際に壁に固定されている状態を再現することができる.さらに,ボルト型センサの配線方法を検討した.ボルトの頭部から配線が出る場合,取り付け時にクライミングの動作を阻害する恐れがある.そこで,ネジ部の先端から配線を出すことで,クライミング壁の表からは配線が見えないように工夫を行った.また,これらの研究成果を国内外の会議に投稿,発表を行った.次年度は4枚と8枚の歪ゲージの力推定精度の比較を行い,それぞれのキャリブレーション手法の開発,高速化について検討する.また,ボルト型センサの設置環境(固定先の壁の材質)の影響について考察する.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

おおむね当初の計画通りに研究が進んでいる.

Strategy for Future Research Activity

次年度は4枚と8枚の歪ゲージの力推定精度の比較を行い,それぞれのキャリブレーション手法の開発,高速化について検討する.また,ボルト型センサの設置環境(固定先の壁の材質)の影響について考察する.

Report

(1 results)
  • 2024 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024

All Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Presentation] Bolt Type Force Sensor with Improved Wiring for Force Measurement in Sport Climbing2024

    • Author(s)
      Takumi Hayashida, Akihiro Kawamura, Ryo Kurazume, Shimpei Aihara
    • Organizer
      IEEE SENSORS 2024
    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スポーツクライミングの動作・力情報可視化システム ClimbViS の開発2024

    • Author(s)
      河村 晃宏, 仲道 智郎, 相原 伸平, 倉爪 亮
    • Organizer
      第25回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2024)
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] スピードクライミングにおける力覚センサ内蔵型ホールド負荷計測システム2024

    • Author(s)
      新谷 拓海, 河村 晃宏, 相原 伸平, 倉爪 亮
    • Organizer
      第25回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2024)
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] スポーツクライミングの競技支援を目的とした工学的アプローチによる実証型研究2024

    • Author(s)
      相原 伸平,河村 晃宏
    • Organizer
      第25回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2024)
    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] スポーツクライミング動作計測のためのボルト型力覚センサの開発2024

    • Author(s)
      林田 拓実,河村 晃宏,倉爪亮
    • Organizer
      スポーツ情報学シンポジウム(第1回SI研究発表会)
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] RGBD 画像を用いた人物姿勢推定 -クライミング動作に対する実環境での精度検証(第二報)-2024

    • Author(s)
      森永 亘, 河村 晃宏, 倉爪 亮
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2024
    • Related Report
      2024 Research-status Report

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Published: 2024-04-05   Modified: 2025-12-26  

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