SICE東北支部研究集会資料(2011年)

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せとかのしろ
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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) [email protected] 1. 1) ( ) 1

Masahiro Nagayama,Takayuki Takahashi *, ** *Graduate School Fukushima University,**Fukushima University

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.

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

6 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

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

3 Relationship between θ and H max 3.2 θ H max Fig. 3 r = 0.96964 3.3 3.1 θ θ Fig. 4 5 θ = 1[deg] Fig.

Table 2 Simulation results step 1 2 3 4 5 2 stepθ [deg] 0-12.9 - - - 2 steph max [m] 0.107 0.287 - - - 5 step -1.0-7.4-1.5-34.7-3.0 5 steph max [m] 0.118 0.169 0.

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

0 5 steph max [m] 0.118 0.169 0.057 0.747 0.159 0.001[s] 0.1[s] 4.1.1 nmotion Musculous( ) Fig.

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

058 3 1) 2) 3) 250[Hz] θ H max Table 3 θ H max Table 4 Fig. 7 Fig. 8 r = 0.68858 r = 0.85372 4.3 D 5 250[Hz] 4.2 θ H max Table 5 0.36 0.34 0.32 0.3 0.28 0.26 r=-0.68858 0.

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

phase 1st 2nd 3rd 4th 5th θ [deg] 1.9 1.2-2.9 3.8 1.1 H max [m] 0.053 0.063 0.075 0.077 0.079 Fig. 9 r = 0.

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第122号.indd -1- -2- -3- 0852-36-5150 0852-36-5163-4- -5- -6- -7- 1st 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 -8- 2nd M2 E2 D2 J2 C2-9- 3rd M3 E3 D3 J3 C3-10- 4th M4 E4 D4 J4 C4-11- -12- M5 E5 J5 D5 C5 5th -13- -14- NEWS NEWS -15- NEWS