平地歩行-階段歩行遷移期間の力学的特性解析

本研究では,平地歩行から階段歩行およびその逆の場合の,床反力とその作用点,および重心の移動特性を示すとともに,それらの過度特性を解析した.ここで過度特性とは,定常平地歩行から階段歩行へ,あるいは階段歩行から平地歩行へ移行する際における,定常歩行では観測されない歩行特性を指している.2台の床反力計の一方に5段の階段模型を搭載し、平地歩行から階段歩行へ移行する際,またはその逆の際の床反力を測定し,それを数値積分することにより体重心速度および変位を求め,平地歩行領域と階段歩行領域間の過度特性を調べた.得られた結果は以下のとおりである.1)平地歩行から階段歩行に移行する場合,床反力の進行方向成分の特性には,その境界付近で,階段歩行と平地歩行の特性が混在する過度的な特性が測定された.鉛直方向成分特性は,2つの領域の境界である両脚支持期で,平地歩行から段階歩行の特性へ明確に変化し,顕著な過度特性は見られなかった.2)階段歩行から平地歩行に移行する場合の床反力では,過度特性は進行方向成分に認められたが,鉛直方向では観測されなかった.また,鉛直方向成分では,階段歩行領域と同等の大きさを持つピークが平地歩行領域で観測された.3)平地歩行から階段歩行に移行する際の体重心速度では,足の接地場所が自由にとれる平地歩行領域と制限される階段歩行領域での歩幅の違いにより,歩調が速くなるほど2つの領域の進行方向速度差が大きくなった.また,スムーズな階段歩行への移行のため,主に平地歩行領域で歩幅を調整することでこの進行速度差を調整していることが分かった.4)階段歩行から平地歩行に移行する際の進行方向体重心速度では,平地歩行領域と階段歩行領域での速度差の調整を,境界付近で行っていることが分かった.5)体重心の変位については,3方向とも過度的な特徴は見られなかった.

本研究では,平地歩行から階段歩行およびその逆の場合の,床反力とその作用点,および重心の移動特性を示すとともに,それらの過度特性を解析した.ここで過度特性とは,定常平地歩行から階段歩行へ,あるいは階段歩行から平地歩行へ移行する際における,定常歩行では観測されない歩行特性を指している.2台の床反力計の一方に5段の階段模型を搭載し、平地歩行から階段歩行へ移行する際,またはその逆の際の床反力を測定し,それを数値積分することにより体重心速度および変位を求め,平地歩行領域と階段歩行領域間の過度特性を調べた.得られた結果は以下のとおりである.1)平地歩行から階段歩行に移行する場合,床反力の進行方向成分の特性には,その境界付近で,階段歩行と平地歩行の特性が混在する過度的な特性が測定された.鉛直方向成分特性は,2つの領域の境界である両脚支持期で,平地歩行から段階歩行の特性へ明確に変化し,顕著な過度特性は見られなかった.2)階段歩行から平地歩行に移行する場合の床反力では,過度特性は進行方向成分に認められたが,鉛直方向では観測されなかった.また,鉛直方向成分では,階段歩行領域と同等の大きさを持つピークが平地歩行領域で観測された.3)平地歩行から階段歩行に移行する際の体重心速度では,足の接地場所が自由にとれる平地歩行領域と制限される階段歩行領域での歩幅の違いにより,歩調が速くなるほど2つの領域の進行方向速度差が大きくなった.また,スムーズな階段歩行への移行のため,主に平地歩行領域で歩幅を調整することでこの進行速度差を調整していることが分かった.4)階段歩行から平地歩行に移行する際の進行方向体重心速度では,平地歩行領域と階段歩行領域での速度差の調整を,境界付近で行っていることが分かった.5)体重心の変位については,3方向とも過度的な特徴は見られなかった.