發(fā)布時(shí)間：2021-11-13 04:04

　　隨著年齡增大人體完成從坐姿到站起的動(dòng)作愈發(fā)困難,需借助一定的輔助裝置對(duì)關(guān)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)償,因此要對(duì)人體站起過程運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行研究。首先利用Lagrange方程,建立人體起立運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方程,然后分析年輕人和不同年齡段老年人起立過程中身體姿位的變化,通過仿真獲得人體下肢各關(guān)節(jié)起立過程中角度、加速度和力矩?cái)?shù)據(jù),最后對(duì)比不同年齡段人體站起時(shí)下肢各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)特性和受力分析,給出了退化特性和關(guān)節(jié)補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果。研究表明,所建模型可準(zhǔn)確描述站立過程中關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)特性,為起立控制奠定了理論基礎(chǔ)。 

【文章來源】：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2020,(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

人體起立過程

在實(shí)驗(yàn)過程中，在手臂和腳底安置力傳感器，手臂處力傳感器顯示的值即為肩部受力大小，可得Fay、Faz、M1、Fdy、Fdz和Ms數(shù)值，這些力和力矩為已知量。對(duì)上肢、大腿和小腿部分分別進(jìn)行力學(xué)分析。小腿質(zhì)心對(duì)腳踝的力矩方程：

在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，參與的志愿者身體健康，無疾病。為在人體下肢運(yùn)動(dòng)過程中拍攝并獲得運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)，在志愿者髖關(guān)節(jié)處貼上標(biāo)志以便在圖片當(dāng)中提取坐標(biāo)，記錄和測(cè)量志愿者的相關(guān)數(shù)據(jù)（如年齡、身高、體重、大腿長(zhǎng)度、小腿長(zhǎng)度以及足長(zhǎng)等），并在起立的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地里設(shè)定標(biāo)尺。將選取拍攝對(duì)象分為4組不同年齡段進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量與分析，每組男性10人，分別進(jìn)行10次測(cè)量采集數(shù)據(jù)。設(shè)立固定圖片坐標(biāo)系（腳后跟為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平Y(jié)軸，豎直Z軸）。從第一張開始分別讀取并記錄各關(guān)節(jié)坐標(biāo)并將數(shù)據(jù)記入Excel中進(jìn)行計(jì)算和分析。不同年齡階段起立的姿位圖，如圖3所示。通過分析圖3所示的人體起立過程，大致可以分為四個(gè)階段：階段一人在座位上，為準(zhǔn)備起立階段；階段二身體逐漸向上和向前傾斜，產(chǎn)生水平和豎直方向動(dòng)力；階段三為身體離開椅面，上半身、大腿和小腿與水平方向夾角逐漸發(fā)生變化；第四階段為身體逐漸直立，直至站立平穩(wěn)。


本文編號(hào)：3492284