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Clarification of flight trajectory and bound behavior of ball game sports using high-performance sports machines and inertial sensors

使用高性能运动机器和惯性传感器阐明球类运动的飞行轨迹和弹跳行为

基本信息

批准号：
21K11414
负责人：
酒井忍
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Komatsu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K11414/
关键词：
スポーツ野球卓球投球機球種スポーツ科学飛翔

项目摘要

本研究では，開発する高速かつ多彩な変化球（球種）を高い制球精度で投球できる野球用，卓球用の高性能スポーツマシンと慣性センサ等を用いて，野球では「フォークボール」，「ツーシーム」，「ジャイロボール」等を，卓球では横回転系の「カーブドライブ」，ジャイロ回転系の「チキータ」等の高度な球種の空力特性および飛翔軌道を解明する．開発するマシンは，球速，スピン数，スピン軸をそれぞれ独立に制御できる4ローラ式発射機構を採用する．本研究では，実投手の人差指（示指）を模倣し，柔らかく滑りにくい柔剛合わせ持つ剛性可変把持装置と，縫い目に影響されにくい発射ローラを研究開発する．新たに開発する高性能発射マシンと高精度慣性センサ，力覚センサおよび高速度ビデオを駆使し，微妙に変化する球技用ボールの飛翔軌道や特異なバウンド挙動など，未だ解明されていない高度な球種の秘密を解き明かす．本年度は，昨年設計・製作した4ローラ式の野球用ピッチングマシンの投球実験を実施した．本マシンで投球するボールを高速度ビデオと高精度慣性センサで投球性能を評価した．各ローラ回転数や交差角を調整し，直球はもちろん，フォークボールやジャイロボールも投球可能であり，球速は最高160km/h，投球精度は約ボール1.5個分未満で投球できることを確認した．また，4ローラ式の卓球用発射マシンを設計・製作し，トップスピンやバックスピンはもちろん，横回転系のカーブドライブ，ジャイロ回転系のチキータ等の高度な球種が発射できることを確認した．また，卓球のスマッシュを想定し，本マシンを用いて卓球台における無回転，トップ，バックの3球種のバウンド挙動の違いを計測した．その結果，トップスピンでは反射角が小さくなり，球速が増加することがわかった．

This study is aimed at developing high-speed, multi-color ball (ball type), high-precision ball control, high-performance ball control, high-performance ball control, inertia control, etc., and improving ball control. The aerodynamic characteristics of high altitude spherical species such as the "ground plane" of the return system and the analysis of the flight orbit are described. The speed of the ball, the speed of the shaft, the speed of the shaft. In this study, the pitchers 'differential finger (finger) is simulated, soft and rigid, rigid and flexible control devices are held, and the gap between the eyes affects the emission of light. New developments in high-performance emission, high-precision inertia, high-speed power, high-speed motion, and subtle changes in ball technology have led to flight trajectories and unique motion patterns that have not yet been clarified. This year, the design and production of 4 kinds of wild ball was carried out. This is a high speed pitch, high precision pitch and performance evaluation. The ball speed is up to 160km/h, and the pitch accuracy is about 1.5 minutes. Design and manufacture of 4-dimensional spherical emission system, confirmation of high spherical emission of horizontal return system, horizontal return system, etc. The ball and the table are considered to be fixed, and the ball and the table are used to measure the movement of the ball and the table. As a result, the ball speed increases.