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基于LifeMod对跳马过程中体操运动员-落地垫动力学关系的计算机仿真 总被引：2，自引：0，他引：2
体操运动员跳马落地时下肢受到较大的冲击负荷,通常会导致关节损伤,探寻运动员落地垫力学特性的改变对下肢关节负荷的影响,旨在为下肢关节损伤的预防提供科学依据.首先,通过人体运动仿真软件LifeMod/ADAMS构建19个环节的个性化人体模型,之后,通过受试者落地过程的动作捕捉、高速摄像和测力台实验对模型加以验证,证明所建立模型的有效性.利用所建的模型,对高水平运动员在实际比赛中完成跳马技术动作进行捕捉,随后改变跳马落地垫的力学参数进行仿真研究.结果发现,人体落地冲击分为冲击和平衡两个阶段,人体肌肉骨骼系统具有缓冲减震的功能,踝、膝和髋关节分别延迟15 ms、17ms和19ms达到关节反作用力峰值.另外,落地过程中膝关节的伸肌力矩和髋关节的外展力矩分别在矢状面、额状面内起主导作用.当增加落地垫的阻尼导致踝关节在矢状面内受到的负荷明显增大,但增加刚度对体操运动员负荷的影响相对较小.而在额状面内,增加落地垫的刚度和阻尼导致下肢各关节的力矩明显增大,将增加下肢损伤的风险. 相似文献
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目的:人体多刚体系统动力学的核心问题是人体运动的建模和求解,目前在利用动力学方法建立方程时,经常出现理论分析的结论与实验测试结果相差甚远的问题。通过对仿真计算结果与试验中测得的GRF(地面支撑力)与Ariel软件解析计算出膝关节胫骨平台力的结果进行比较验证,以期探讨人体多环节肌肉力和关节力的简便获取方法及应用优势。方法:高速摄像和三维解析方法,对1个步态周期完整动作与三维测力台同步采集,获得运动学参数和GRF,利用ADAMS三维软件建模对人体下肢运动进行运动仿真,依据运动学测试参数计算出下肢关节的动力学数据,并将仿真结果与试验中测得的GRF、膝关节胫骨平台力进行比较验证。结果:ADAMS计算的仿真力与三维测力台测得的力相关性(P<0.01)达到非常显著的水平,ADAMS仿真计算的3个方向力值95%置信区间与三维测力台力值置信区间几乎一致;Ariel三维解析计算右膝关节力曲线没有表现出膝关节胫骨平台力曲线的特点,曲线不光滑。结论:基于ADAMS进行运动仿真可有效解决求解复杂的多刚体系统动力学参数的精度问题;ADAMS仿真模拟日常行为活动,基于人机功效学的产品优化设计,全膝关节置换仿真研究,各种碰撞研究具有极大优势。 相似文献
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基于运动过程的计算机仿真系统的研究与应用 总被引：2，自引：0，他引：2
魏娟丽 《西安体育学院学报》2006,23(5):102-105
人体运动的计算机仿真是运用计算机图像处理方法将计算结果转换为运动图像真实的重现。利用摄像机获取三维空间实景的二维视频图像序列,通过对二维视频序列的分析,获得人体或者某一部位的运动信息,生成人体的运动轨迹以及各运动学和动力学参数,达到分析人体三维运动的目的。并且以单目视频中人体的跳高运动为例,设计与实现了一个基于运动过程的计算机仿真系统。 相似文献
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研究目的:跳落动作作为影响人体下肢运动生物力学和运动损伤的重要因素之一,近年来引起学者的广泛关注,对于超重人群而言,探讨跳落相关运动损伤尤为重要。研究方法:本文主要采取文献资料法,总结了超重人群相关损伤因素以及跳落模式对人体下肢的运动学、动力学、肌肉激活以及运动损伤的影响。研究结果与结论:目前研究发现对于超重人群的落地研究主要在下肢运动学、动力学和肌肉激活上存在差异,且大多为双腿跳落,对于冠状面、水平面的三维运动学、动力学的研究较少。而且,目前针对超重人群不同高度跳落研究相对有限,对于超重人群在不同高度跳落的落地模式相关的生物力学机制还不够清楚,需要更进一步研究。 相似文献
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对31名(13男,18女)普通大学生完成急停起跳、侧切和垂直落地前冲动作下肢运动学和动力学指标进行测试与分析,以了解不同前交叉韧带危险动作和性别对下肢力学指标的影响.应用红外光点运动测试系统和测力台对受试者完成动作过程中膝关节三维角度和地面三维反作用力进行测量.研究结果表明,3个动作着地阶段的力学指标有显著不同,证明3种运动形式在前交叉韧带损伤机制上存在差异.与急停起跳和垂直落地前冲动作相比,完成侧切动作将受到较高的水平方向地面反作用力,产生较小的膝关节屈角和较大的膝关节外展角.3个动作着地阶段中的力学差异不受性别影响. 相似文献
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自由式滑雪空中技巧运动员落地稳定性主要影响因素的研究 总被引：2，自引：1，他引：1
对自由式滑雪空中技巧运动员落地稳定性问题建立了四个运动环节的人体运动模型。雪板雪靴、足、小腿定义为环节1,大腿定义为环节2,躯干、头定义为环节3,上臂、前臂、手定义为环节4。根据平动动坐标系下相对动量矩定理建立了描述自由式滑雪空中技巧运动员落地稳定性控制人体对人体质心动量矩的模型。模型是有效的,并能反应落地稳定性控制的内在主要影响因素。 相似文献
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运动生物力学计算机仿真研究 总被引：6，自引：1，他引：5
本文详细介绍已经专家鉴定的“人体腾空运动仿真软件系统”。的总体设计,其中包括人体腾空运动数学模型,3组影片解析技术,人体三维消隐藏线的动静态显示以及运动动作定量分析和动作设计技术。利用该系统可以实现对人体腾空运动的计算机仿真研究和动作效果的预测。突破了目前在运动生物力学中的研究方法,为计算机辅助训练提供了一个有力的工具。文章还给出了利用该仿真系统研究背越式跳高过杆动作的实例,具体说明仿真研究及指导运动训练的过程。 相似文献
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目的:利用系统辨识与优化解算跳深动作颤摆质量模型中力学元件的参数,并结合计算机仿真探讨模型在冲击性动作动力学仿真中的有效性和实用性.方法:将人体简化为1自由度的颤摆质量模型,导出相应的状态方程,将实验所得人体多刚体模型质心于垂直方向上的运动学数据作为输入量,地面垂直反作用力作为比较量,采用n4sid子空间系统辨识方法并结合约束优化方法求解出模型力学元件参数估值,回代模型仿真计算输出跳深动作过程中的垂直地面反作用力.结果:辨识与各种初始条件下仿真所得到的地面力值与实测地面力值的拟合度均可达到80%左右;随跳深高度的增加,模型中力学元件的刚度k与阻尼c的值也呈增大趋势;运动学解析数据的精度对拟合度有较大的影响.结论:基于系统辨识的颤摆质量模型可有效反映人体在受到冲击时整体粘弹性的响应表现,而通过个体实验确定模型内参数的方法,也使得模型在应用时更具针对性和灵活性. 相似文献
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通过运用计算机仿真技术对体操运动进行技术分析和动作优化设计。作者建立了一个单杠上人体回环运动的５环多刚体系统模型,动用凯恩方法推导出运动方程,并采用Ｃ语言开发出相应的计算机仿真程序,该仿真程序能够帮助运动员改进运动技术并最终获得最优化的运动技术,研究结果表明：（１）所建立的单杠上人体回环运动的模型是可行的;（２）动用凯恩方法推导动力学方程简单而方便,运动方程以隐式呈现并易于编写计算机仿真程序;（３ 相似文献