スイマーマネキンロボットを用いた水泳時の体幹に働く非定常流体力特性の解明

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20300208
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 中島 求 Tokyo Institute of Technology, 大学院・情報理工学(系)研究科, 准教授 (20272669)
• Keywords: 水泳 / 非定常流体力 / スイマーマネキンロボット / モデリング / シミュレーション / 流体力学 / ロボティクス

Research Abstract

1. スイマーマネキンロボットの機構構造および流体力測定方法の検討を行った.その結果,前方側の2本のストラットでマネキンを能動駆動し,後方側の2本のストラットはユニバーサルジョイントを用いて回転自由とし,前方側の運動に追従させる方式が,駆動方法として最も優れていることがわかった.また流体力の測定方法については, 4本のストラットの下端部に流れ方向と鉛直方向の力を測定するひずみゲージを内蔵させることが最も適切であることがわかった.
2. 上記の構造に合致し,要求仕様を満たす,水中2自由度物体駆動装置を購入した.本装置はロボット全体のうちの駆動部分のみである.
3. 物体駆動装置に試験体(円筒状物体)およびモノフィンを取り付け,回流水槽中でさまざ零な条件で試験運転を行い,駆動装置の性能確認を行った.試験体やモノフィンに働く流体力についても,駆動装置に組み込まれているひずみゲージを用いた測定システムにより測定した.その結果,本駆動装置は本研究におけるスイマーマネキンロボットでの実験で必要とされる性能を十分有することが明らかとなった.
4. 北京オリンピックメダリストのトップ競泳選手の三次元身体形状を,三次元ボディスキャン装置を用いて測定した.
5. 上記の測定結果に基づき,三次元CAD上でスイマーマネキン部の構造検討を行い,詳細設計を行った.
6. 国内・国外の会議に参加し,本研究に関連する研究の資料収集を行った.