- Tytuł:
-
Biomechanical modelling for whole body motion using natural coordinates
Biomechaniczne modelowanie trójwymiarowych ruchów człowieka w środowisku współrzędnych naturalnych - Autorzy:
-
Czaplicki, A.
Silva, M. T.
Ambrosio, J. C. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/281844.pdf
- Data publikacji:
- 2004
- Wydawca:
- Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
- Tematy:
-
biomechanical model
multibody dynamics
inverse dynamics
internal forces - Opis:
-
The study of spatial human movements requires the development and use of a three-dimensional model. The model proposed here has 44 degrees-of-freedom and it is described using natural coordinates, which do not require an explicit definition of rotation coordinates. The biomechanical model consists of 16 anatomical segments composed of 33 rigid bodies. Joint actuators are introduced into equations of motion of the multibody model by means of kinematic driver constrains in order to reflect the effect of the muscle forces about each anatomical joint. After associating a Lagrange multiplier to each joint actuator, the torques that represent muscle forces become coupled with the biomechanical model through the Jacobian matrix of the underlying multibody system. The developed model is applied to identify net torques and reaction forces at the anatomical joints in application cases that include the take-off to aerial trajectories and standing backwards somersault.
W pracy zaprezentowano pełną metodologię do badania ruchów człowieka. Podstawowym elementem tej metodologii jest trójwymiarowy biomechaniczny model ciała ludzkiego. Położenia członów modelu opisano za pomocą współrzędnych naturalnych, co wyeliminowało konieczność użycia współrzędnych kątowych. Model składa się z 33 ciał sztywnych połączonych przegubami (stawami) i posiada 44 stopnie swobody. Wypadkowe momenty sterujące w poszczególnych stawach pochodzące od sił mięśniowych wprowadzono do dynamicznych równań ruchu modelu za pomocą stosownych więzów kinematycznych pomiędzy sąsiadującymi członami w danym stawie. Wartości tych momentów wyznaczono wykorzystując formalizm mnożników Lagrange'a. Model wykorzystano do identyfikacji wypadkowych momentów mięśniowych i reakcji wewnętrznych w głównych stawach kończyny dolnej człowieka podczas odbicia do skoku w dal oraz w trakcie wykonywania salta w tył z miejsca. - Źródło:
-
Journal of Theoretical and Applied Mechanics; 2004, 42, 4; 927-944
1429-2955 - Pojawia się w:
- Journal of Theoretical and Applied Mechanics
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł