本文關(guān)鍵詞：基于AnyBody的汽車駕駛員坐姿生物力學(xué)特性分析及舒適性設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：下背痛是汽車駕駛員最常見的疾病之一。研究表明,不良坐姿以及振動(dòng)會(huì)極大增加下背痛產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。而駕駛員長期處于振動(dòng)條件下,且需長時(shí)間保持固定姿勢,建立人體坐姿骨骼肌肉模型并分析在不同坐姿及振動(dòng)條件下的人體生物力學(xué)特性,對(duì)駕駛員職業(yè)性腰痛疾病的預(yù)防具有重要的指導(dǎo)意義。本研究分析了不良坐姿以及振動(dòng)參量對(duì)人體肌骨系統(tǒng)的影響機(jī)理,借助于Anybody Modeling System (AnyBody Technology A/S, Aalborg, Denmark)生物力學(xué)建模軟件建立坐姿人體肌骨模型,對(duì)可能造成駕駛員骨骼肌肉疾病的相關(guān)因素進(jìn)行分析。論文內(nèi)容主要包括以下三個(gè)方面：1、分析不同坐姿下人體骨骼肌肉受力情況研究了不良坐姿對(duì)人體骨骼肌肉系統(tǒng)的影響,為研究駕駛員下背痛的產(chǎn)生機(jī)理提供了理論依據(jù)。本課題利用Vicon Motion System(Vicon, Inc., Oxford, UK)運(yùn)動(dòng)捕捉軟件分別采集了受試者在直立、駝背、前傾、后傾、左傾以及右傾坐姿下的人體骨性標(biāo)記點(diǎn)的位移數(shù)據(jù)以及測力臺(tái)信號(hào),將其儲(chǔ)存在C3D文件中,經(jīng)過濾波處理后輸入到AnyBody肌骨建模軟件中進(jìn)行驅(qū)動(dòng),從而建立不同的坐姿下人體的生物力學(xué)模型。通過逆向動(dòng)力學(xué)方法計(jì)算不同坐姿情況下人體的肌骨受力。結(jié)果表明直立坐姿時(shí)腰椎L4-L5之間的壓力最小,前傾坐姿時(shí)腰椎間壓力要高于后傾坐姿。2、基于AnyBody建立動(dòng)態(tài)條件下駕駛員坐姿模型本課題基于AnyBody肌骨建模軟件建立了處于舒適坐姿下駕駛員坐姿模型,并分析了靠背傾斜角度對(duì)肌肉活動(dòng)程度的影響。同時(shí)分析了振動(dòng)頻率以及靠背傾斜角度對(duì)人體腰部、腹部、腿部肌肉活動(dòng)程度的綜合影響。結(jié)果表明振動(dòng)頻率與靠背傾斜角度均會(huì)對(duì)人體肌肉活性產(chǎn)生明顯影響。3、振動(dòng)模擬試驗(yàn)利用振動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn),分析振動(dòng)頻率在3Hz、4.5 Hz、6 Hz、7 Hz 以及 8 Hz,振幅為1.5mm時(shí)人體生物力學(xué)特性。通過NDI三維測量儀(Northern Digital Inc., Waterloo, ON, Canada)記錄不同振動(dòng)頻率下座椅及實(shí)驗(yàn)人員頭部的位移,數(shù)據(jù)經(jīng)過濾波處理后計(jì)算座椅-人體頭部傳遞率(seat to head transmissibility, STH),通過與模型中的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果表明兩者之問存在較強(qiáng)的相關(guān)性,從座椅-人體頭部振動(dòng)傳遞率方面驗(yàn)證所建立模型的正確性。同時(shí),測量振動(dòng)前后實(shí)驗(yàn)人員腰部豎脊肌的肌氧飽和度含量變化情況,確定不同振動(dòng)頻率對(duì)豎脊肌肌肉活動(dòng)程度的影響,并與模型中所得到的肌肉活動(dòng)程度的理論值進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果表明兩者具有較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性。從駕駛員肌肉的疲勞程度方面驗(yàn)證模型的正確性。
【關(guān)鍵詞】：肌骨模型 振動(dòng) 座椅 運(yùn)動(dòng)捕捉
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U463.836
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 不良坐姿對(duì)人體骨骼肌肉影響的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.2 振動(dòng)對(duì)人體骨骼肌肉影響的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 本文研究內(nèi)容19-21
• 第2章 AnyBody建模軟件基本原理簡介21-25
• 2.1 AnyBody肌骨模型簡介21-22
• 2.2 主要算法原理簡介22-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第3章 坐姿實(shí)驗(yàn)及生物力學(xué)分析25-37
• 3.1 坐姿動(dòng)作的實(shí)驗(yàn)測量25-30
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器25-27
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象27
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)過程27-30
• 3.2 坐姿模型的建立30-33
• 3.3 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析33-35
• 3.4 討論35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 駕駛員坐姿建模及振動(dòng)響應(yīng)特性模擬分析37-45
• 4.1 駕駛員坐姿模型的建立37-40
• 4.2 振動(dòng)參量對(duì)人體骨骼肌肉系統(tǒng)的影響40-42
• 4.3 分析與討論42-43
• 4.4 本章小結(jié)43-45
• 第5章 振動(dòng)模擬試驗(yàn)45-51
• 5.1 振動(dòng)實(shí)驗(yàn)方案45-49
• 5.1.1 振動(dòng)加速度測量實(shí)驗(yàn)46-47
• 5.1.2 肌氧測量實(shí)驗(yàn)47-49
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論49-50
• 5.3 本章小結(jié)50-51
• 總結(jié)與展望51-53
• 參考文獻(xiàn)53-65
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文65-67
• 致謝67-69
• 附件69

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于AnyBody的汽車駕駛員坐姿生物力學(xué)特性分析及舒適性設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：404098