| 研究課題/領域番号 |
02650183
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
松久 寛 京都大学, 工学部, 助教授 (00109034)
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| 研究分担者 |
西原 修 京都大学, 工学部, 助手 (00218182)
本田 善久 京都大学, 工学部, 助手 (60181559)
柴田 俊忍 京都大学, 工学部, 教授 (40025929)
佐藤 進 京都大学, 工学部, 教授 (90025875)
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| キーワード | 人体 / 動特性 / スポ-ツ / スキ- / テニス / 骨格 / 筋肉 / 関節 |
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| 研究概要 |
スキ-時の人体の上下運動に関してはひざをリンク機構、筋肉を収縮要素、それと直列につながる弾性要素、並列の減衰要素で模擬した。ひざは大きく曲げる程ばねが柔らかくなるリンク機構による幾何学的非線形性を持ち、筋肉はばねと減衰からなる受動的なダンパ-としての役割と収縮による能動的な運動を行う。動特性としてはひざを深く曲げる程緩衝効果は大きくなるが、筋肉にかかる荷重は大きくなる。またひざを曲げない場合には上体に大きな加速度がかかり足が雪面から離れやすくなる。能動的に立ち上がる場合は立ち上がりの前半に雪面への押し付け力が増加し、後半に減少する。この雪面押し付け力の増加減少をタイミングよく利用することによって、雪面の凹凸による体の不安定を安定化することができる。またスキ-板をはりとして、足首で力とモ-メントが働くとして人体とスキ-板の連成振動の解析モデルを作成した。ここでは人体の上下運動のみならず前後運動と体の安定性についても検討した。この運動によってスキ-板にモ-メントを与えることによってスキ-板後部だけを雪面から浮かすことによってタ-ン動作をやりやすくできることがわかった。
テニスに関してはボ-ルを一つの質点と一つのばね、ラケットを弾性はり、ガット面を一つのばね、腕を回転とねじり方向各3自由度のばね・質点系でモデル化した。そして数値計算によって、ボ-ルの飛距離、腕にかかる衝撃力の関係を明らかにした。またラケットの特性、すなわち曲げ剛さや、ガットの張り具合いの影響についても検討し、このモデルがほぼ妥当なものであることがわかった。また、ラケットの構造の変化、すなわち重心位置とボ-ルの飛距離や手にかかる衝撃力の関係についても検討した。これによりラケットの重心位置は既成のものより少し先にあるほうがよいことがわかった。
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