SICE東北支部研究集会資料(2011年)

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1 269 ( ) Basic analysis of coaching in sprint motion using three dimensional motion capture data Masahiro Nagayama,Takayuki Takahashi *, ** *Graduate School Fukushima University,**Fukushima University : (analysis of coaching) (bouncing rod dynamics) 400m (400 meters hurdles) (sprint) (motion capture) : Tel.: (024) Fax.: (024) ) ( ) 1

2 起こし回転と川本の理論 2. 本章では 陸上競技における跳躍技法のひと つである起こし回転と 指導者である川本の疾 走理論の関連性について述べる 2.1 起こし回転 起こし回転とは走高跳および 走幅跳で用い られている跳躍技法である 棒を適切な接地角 度になるように地面に向けて投射すると 水平 Fig. 1 Image of simulation 方向のエネルギーが上昇方向のエネルギーに変 換され 棒が跳ね上がる これを人間の跳躍運 Table 1 Bouncing rod model size [m] mass[g] radius[mm] 動に応用し 跳躍時のエネルギーを脚の伸展運 動ではなく 並進運動中に急激なブレーキをか けることで生み出す技法である 名工大の佐野らは起こし回転の接地角度を鉛 直に近づけることで 上昇ではなく 水平方向 に進むことを発見し それを応用した起こし回 転型受動走行ロボットを開発している 2, 3) こ れによって走行動作に必要なエネルギーを脚の 伸展運動ではなく ロボット自身のダイナミク スと重力エネルギーから生み出している 起こし回転シミュレーション 起こし回転と川本の疾走理論の関連性を検証 するため Open Dynamics Engine ODE を 用いて起こし回転運動のシミュレーションをお こない 接地角度によって起こし回転運動がど のように変化するか検証した 川本の疾走理論 3.1 川本は疾走動作における意識として 膝や足首の関節を曲げず カラダを一本の シミュレーション内容 シミュレーションに用いたモデルは佐野らがお こなった起こし回転用バーの投射実験 2) を参考 とした 初期位置 初期速度は一定とし 初期角 棒とする 短距離において最も重要なのは中間疾走 度 θ のみを [deg] の範囲で 10[deg] ず 局面であり 加速局面で得たスピードを つ変化させ 棒を投射した際の跳躍の高さを求め 落とさずにゴールする た Fig. 1 にシミュレーションモデルを Table 1 中間疾走局面ではカラダの真下で着地する と指導する 4, 5) 以上のことから 起こし回転 と川本の疾走理論は関連性が高いと予想される そこで川本に棒を用いた連続起こし回転運動の 動画 2) を見せたところ この動きが自分のイ メージする疾走動作である との評価を受けた に今回設定したモデルのパラメータを示す Fig. 2 に示すように 棒の接地点 N での重心 高さと 跳躍後に重心高さが最大値となった際 の差を +Hmax と定義した また 棒が跳ね上が らなかった場合は 接地点 N での重心高さと次 の接地点 N + 1 での重心高さの差を Hmax と した 2

3 Z[m] +H max step(θ = 0) 5 step(θ = 1) H max 1 N N+1 Fig. 2 Definition of H max X[m] Z[m] r= Fig. 3 Relationship between θ and H max 3.2 θ H max Fig. 3 r = θ θ Fig. 4 5 θ = 1[deg] Fig. 4 2 θ = 0 Table 2 Table X[m] Fig. 4 Position of center of gravity 4. 2 MAC3D(Motion Analysis ) 4.1 3

4 Table 2 Simulation results step stepθ [deg] steph max [m] step steph max [m] [s] 0.1[s] nmotion Musculous( ) Fig. 5 Definition of θ Fig. 5 Fig. 6 H max m A B C 3 Fig. 6 Definition of H max in sprint 4

5 Table 3 θ and H max of sprint with hurdle A Left A Rigt B Left B Right C Left C Right θ [deg] H max [m] Table 4 θ and H max of sprint with hurdle A Left A Rigt B Left B Right C Left C Right θ [deg] H max [m] ) 2) 3) 250[Hz] θ H max Table 3 θ H max Table 4 Fig. 7 Fig. 8 r = r = D 5 250[Hz] 4.2 θ H max Table r= Fig. 7 Relationship of θ and H max in sprint with hurdle r= Fig. 8 Relationship of θ and H max in sprint without hurdle 5

6 r= Fig. 9 Relationship of θ and H max in sprint at full speed phase Table 5 θ and H max in sprint at full speed phase 1st 2nd 3rd 4th 5th θ [deg] H max [m] Fig. 9 r = θ H max 1) : (2008) 2) : (2008) 3) : 2 (2011) 4) ( ): (2008) 5) ( ): DVD (2010) 5. ODE 6

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