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本研究の目的は、3リンクからなる振子式跳躍機械を考え、腕部となる2つのリンクを巧みに振り込むことによる(1)高い跳躍(2)移動方向(3)姿勢制御(4)ソフトランディングの効果を示し、その原理を明らかにすることである。本年度は、床や壁面などの環境から受ける抗力を効果的に跳躍に役立てる原理を運動学的および力学的な解析を行って明らかにして、高い機能を有する新しい跳躍機械への発展性を示した。以下にその内容を示す。
1.跳躍移動方向の制御
跳躍を開始するまでに転倒することなく跳躍エネルギーを腕部に蓄え、指定した方向に跳躍するための手法を考案した。そして前年度に試作した実験装置を用いて、本手法の検証実験を行った。その結果、跳躍方向は跳躍開始直前に床部から受ける水平方向の摩擦力の変化に大きく影響されることが分かった。
2.高低差のある2地点間の跳躍移動におけるソフトランディング
高低差のある2地点の間を跳躍移動したときの着地時の床面から受ける衝撃を和らげるための方法について考察した。運動学的な解析に基づいて着地時の目標状態を求めた。そしてその目標状態に制御するために、フリーフライング運動系の姿勢制御問題を考え、跳躍中に姿勢を制御する方法を提案した。
3.壁面駆け上がりの可能性
壁面に向けて跳躍を行い、壁面と緩やかに衝突した後さらに高く跳躍するという壁面駆け上がりのための制御方法について考察した。壁面に衝突する際に、衝撃が和らぐような系の状態が存在することを運動学的な解析によって明らかにした。角運動量保存則の拘束を受ける条件のもとで、跳躍中の力学的なエネルギーの移り変わりを解析して、壁面駆け上がりの原理を明らかにした。
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