上体運動による平衡維持と非駆動車輪車両推進力生成の同時実現に関する研究

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本研究では,スケートボードやインラインスケートによる移動手法のうち,地面を脚等で蹴ることで推進力を得るのではなく,受動車輪をもつ台に上体すべて搭載させた状態で,平衡を保ちながら上体を運動させることで車体全体を駆動する推進方法を明らかにすることを目的としている.これまでの研究では外力作用に対して静的平衡を如何に保つかが研究されていたが,この研究では静的平衡を保ったまま移動が可能になる点で新しく,工学的応用に意義がある.本年度は,研究課題で例示した「2輪スケートボード」,「インラインスケート」,「ツイストカー(プラズマカー)」の3対象について以下の成果をえた.2輪スケートボードでは,その数理モデルを構築し,そのモデルによる推進が現実運動を記述しうるかを,ヒトの実際のスケートボード運動の計測結果と比較を行った.推進方向の軌道は合わせられることができるが,未知パラメータの調整によっている可能性が残るので,その正確な同定による結果の一致が課題である.インラインスケートは,ヒトの運動を伸縮する脚をもつ一質点系としてモデル化し,非ホロノミック拘束をもつ台車の上で脚の伸縮と足首のヨー軸周りのひねりを周期的に与えることで,推進が可能であることをシミュレーションにより示した.ツイストカーでは,ステアリングの周期的な動きと推進距離・方位の変化をルックアップ・テーブルとして保存し,これを利用して所定の位置へ誘導する方法を提案した.また,その有効性をシミュレーションにより検証した.