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2015 年度 実績報告書

マルチボディダイナミクスに基づく全身運動の解析方法の確立と応用

研究課題

研究課題/領域番号 15H03075
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

太田 憲  慶應義塾大学, 政策・メディア研究科, 准教授 (10281635)

研究分担者 瀬尾 和哉  山形大学, 教育文化学部, 教授 (60292405)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードスポーツ工学
研究実績の概要

スポーツのような多くの全身運動,例えば走行などの移動運動では大きな床反力を生成すること,投擲運動で は床反力を手や道具などに伝達することが運動の物理的な目的となっている.ところが,このような全身運動の逆動力学解析を目的とした多体系の運動方程式を構築する際,ニュートン・オ イラー法を用いることで解析は容易になるが,運動方程式に内力(拘束力)を陽に含むことから動力学的な冗長 性が生じ,さらには漸化式表現によって解くことからも,運動方程式の物理的な意味が捉えにくい.そこで,マルチボディダイナミクスに基づいて全身運動の逆動力学問題に適した運動方程式の導出方法を検討した.具体的には,仮想パワーの原理に基づいて多体系の運動方程式を整理した.これにより,身体のリンク機構の構造を定めれば機械的に多体系の運動方程式を導出でき,姿勢の変化によって地面反力をどのように目的とする部位に伝達できるかなどの,動力学的貢献度の理論的な整理を行った.
また,効率よく力やエネルギーを伝達するための全身運動のメカニズムを明らかにするために,野球やゴルフなどのスイング運動における両手の力の使い方を理解するために,グリップに作用する左右の力とモーメントを分離して計測する道具を開発した.これと先ほどの多体系の運動方程式による解析によって,上半身(左右の腕)における,左右の動かし方の役割を解明することが期待できる.しかし,機器の構造設計に問題が見つかったため,引き続き改良を行っていく予定である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

グリップ力計測の機器の構造設計に問題が見つかったため,引き続き計測機器の改良を行っていく予定である.

今後の研究の推進方策

グリップ力計測の機器の構造設計に問題が見つかったため,引き続き改良を行い,それを用いた実験後に解析を進める予定である.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Optimization of flight distance and robustness in discus2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Seo, Koji Shimoyama, Ken Ota, Yuji Ohgi and Yuji Kimura
    • 雑誌名

      Sports Engineering

      巻: 18 ページ: 55-65

    • DOI

      10.1007/s12283-014-0166-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Jourdainの原理に基づく逆動力学解析に適した全身の運動方程式の導出2015

    • 著者名/発表者名
      太田 憲,仰木裕嗣
    • 学会等名
      日本機械学会スポーツアンドヒューマンダイナミクス2015
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 年月日
      2015-10-30 – 2015-11-01
  • [学会発表] サラブレッドの歩容変化に伴う遊脚期の振動数調整2015

    • 著者名/発表者名
      松本拓也,太田 憲,仰木裕嗣,高橋敏之,間 弘子,湯川治敏
    • 学会等名
      日本機械学会スポーツアンドヒューマンダイナミクス2015
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 年月日
      2015-10-30 – 2015-11-01

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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