2002 Fiscal Year Annual Research Report
自律滑走ロボットを用いたスキー動作のモデル実験システム
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13650274
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
米山 猛 金沢大学, 工学部, 教授 (30175020)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
香川 博之 金沢大学, 工学部, 講師 (40251938)
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| Keywords | スキー / ロボット / 人間動作 / ターン / 測定 / モデル実験 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は,人間と同様な関節機構と動作特性を持つロボットを用いて,人間のスキー運動のモデル実験を行うシステムを構築することである.スキーターンを行う人間の基本動作は股関節の内外転,回旋および屈曲・伸展,そして膝関節の屈曲・伸展である.これら人間の動作機構と同じ動作機構を両脚に有するロボットを製作し,このロボットを用いて滑走実験を行う.各動作の組合わせと動作波形を変化させて,それぞれの動作パターンとターン運動との関係について明らかにする.
1.昨年度製作したロボットをさらに発展させて,人間の動作と同じ股関節の内転外転動作,回旋動作と屈曲動作(股関節と膝関節の屈曲・伸展)の三つの動作,さらに上体のひねりと横への傾斜を行えるスキーロボットを製作した.各関節のモータはすべてロボット本体に搭載されたマイコンのプログラムにより駆動される.脚とスキー板との間に力センサを取り付け,ターン中の作用力を検出する.スキー板の後部に速度センサを取り付けて,滑走速度も検出できるようにした.また直滑降からターンを始める時の初速度を各実験において統一できるようになった.また以前は力センサの出力を有線で外部に送り増幅・記録していたが,ロボット本体に増幅器を内蔵し,本体のコンピュータに記録できるようにした.
2.室内の平滑滑走斜面において,股関節の内外転運動を基礎にして,回旋動作および屈曲動作を加えた滑走実験を行った.股関節の内外転運動によるターンは速度のロスが少ないが,回旋動作を加えると滑走速度が減少し,ターン半径が小さくなった.関節動作とターン軌跡との対応関係については,エッジの反転する時点とターンの方向反転の時点とが一致した.一方内足と外足にかかる荷重については,ターンの後半で外足側により大きな荷重がかかるが,ターンが反転してもしばらくは谷側の足に荷重がかかり続け,その後反転する傾向が見られた.また屈曲運動を加えると,より内足側に荷重がかかる傾向が見られた.そこで,上体をターン外側に倒す動作などを加えたところ,比較的両足にバランスよく荷重がかかって滑るようになった.
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Research Products
(1 results)
