ボールキックロボットの開発と展開研究

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本年度の設計仕様として,70%のキック力で100km/hの初速でボールが出れること,インフロントキック,インステップキックが可能なこと,キックによりボールにある程度の回転をあたえられる(ボールのサイド面をキック可能)ことの3つが運動動作機能の主要仕様である.さらに物理的な大きさ等に関しては2トン車荷台に搭載可能なこと,人力で移動可能なこと,ボールインパクト時において装置が固定されていること,収納予定の体育館に収納可能な高さであること,100Vの電源で動作することを物理的主要仕様として設計した.さらにボールのヒッティングポイントに関しては,左右ならびにボールの射出方向の位置をダイヤル式スライドで調整可能とし,ボールの固定方法はφ60のVP50の切断塩ビパイプに載せるだけの方式で,大まかな高さを設定した後に±50mmで微調整させるようにした.安全性にはもっとも力を入れて,装置内および射出方向前方2m以内に人が入り込むと動作しないように赤外線感知センサーを各所に取り付け,2重3重の安全を図り,不測の事態を避けるようにした.シュート時におけるインパクトスピードに関してはボールの内圧も関係すると思われるが,Shinkaiらによるインパクト時間は10msで,足のキックスピードは20m/s,ボール射出は90～100km/s(25～27.7m/s)との報告よりインパクト時の70%ヘッドスピードを20m/sとすることとした.インパクトスピードとサッカーボールの初速との関係をみると,サッカーボールの最高速度は131km/hに達し,70%パワーの稼動状況で100km/hのシュートスピードが得られ,目標は達成された.さらにインパクト速度とボールの初速には直線的な相関があり,インパクト速度(xm/s)に対するボール初速(ym/s)はインパクト速度15m/s以上においてy=1.91x-5.78の良好な直線的な関係があることがわかった.