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《科技通报》2015,(10)
传统方法构建的高空运动落体后对膝盖的冲击力学分析模型只能求解局部的膝关节受力和发力参数,对膝盖及下肢的各个关节驱动作用和受力冲击运动势能等参数求解建模困难。提出一种基于七连杆驱动结构的高空运动落体后的冲击动力学分析模型。构建人体在高空落地后的下肢膝盖的运动链数学模型,分析落地冲击对膝盖的运动链位姿变换关系,采用7连杆驱动结构对人体高空落地后的下肢进行7连杆结构分解,采用Lagrange动力学方程实现对冲击力学参数的全局分析,得出优化解向量。仿真结果表明,采用该受力分析模型,对膝盖冲击力的受力分析逼近于理论值,计算精度较高,性能优越,为体育训练和运动医疗提供准确的数据基础。 相似文献
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《科技通报》2015,(10)
在对人体运动的分析中,关节旋转是人体运动的关键组成部分,研究肢体关节旋转助力模型提高对运动关节扩展解析能力,提高运动辅助训练水平,传统方法采用基于随机采样运动规划方法,存在对肢体关节的路标点移动路径规划不准确等问题。通过求解运动模式下的肢体全部关节的驱动作用力矩,提出一种运动链位姿变换坐标系下的肢体关节旋转助力模型建立方法。构建一种分层子维空间运动规划概念模型,保持下肢的左右脚和左右腿关节不动,设由腰部和左右手臂构成的运动链位姿变换坐标系,进行运动链位姿变换运动学设计,在运动链位姿变换坐标系下实现对肢体关节旋转助力模型改进设计。仿真结果表明,采用该模型,能有效准确地仿真计算出关节的驱动力矩,对关节力矩控制识别准确率较高,控制精度较高,对肢体受力力矩的计算和跟踪性能较好,有效指导体育训练。 相似文献
3.
《科技通报》2020,(1)
跑步机的不同坡度会直接造成使用者颈部压力,但是采用传统方法进行人体颈部动力学响应建模,对各个力学参数解析的准确性较低,参数辨识性能不好,提出基于力学驱动传感探测技术的跑步机不同坡度人体颈部动力学响应建模方法。采用力学驱动传感探测技术进行力学参数采集,构建跑步机不同坡度人体颈部的运动学模型;结合不同坡度下跑步机人体的动力学模型进行驱动应力学分析,建立不同载荷和不同坡度下的人体颈部动力学响应模型;根据跑步机不同坡度人体颈部力学参数辨识结果进行柔性空间的动力学响应建模;通过跑步机不同坡度人体的关节力矩和触觉传感信息进行参数融合,实现人体颈部动力学响应建模优化。仿真结果表明,采用该方法进行人体颈部动力学响应建模对各个力学参数解析的准确性较高,参数辨识性能较好,可以根据不同坡度进行跑步机的自适应调节,提高了人机交互能力。 相似文献
4.
在人体运动跟踪建模中,需要对样本集的多样性特征进行贫化处理,以提高全关节驱动模式运动状态跟踪的准确性。传统方法采用量子进化和粒子滤波算法进行人体运动跟踪贫化算法实现,算法在全关节多样化样本特征运动模式下,跟踪效果不好。提出一种采用动态分层二值进化处理的改进的量子进化粒子滤波全关节驱动模式跟踪方法,解决多样本特征的贫化问题。进行人体全关节驱动模式动力学分析及人体运动跟踪模型构建,通过动态分层处理技术,获得二值前景图像,求得人体关节的全方位信息特征,通过动态分层二值进化方法,准确地找到各关节位置,构建亮度模型函数,实现贫化处理。实验表明,改进算法能实现对体操运动员运动幅度大的肘、腕、踝部位均得到了准确的跟踪结果,贫化效果较好,运动状态估计精度较高。 相似文献
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针对5自由度机械手,基于Lagrange方程建立了5自由度机械手的动力学模型,通过Solidworks建立实体仿真模型,并且通过CosMotion进行了动力学仿真,得出了各关节力矩和时间的关系曲线,分析了机械手各关节在不同角速度下对各关节力矩的影响,这对改善机械手的设计提供了帮助,并为机械手的驱动控制打下了基础。 相似文献
6.
人体上肢运动链模型的准确构建和仿真设计是进行虚拟人体运动和控制的关键技术,是实现虚拟人体运动控制和模式识别的理论前提。传统方法采用几何法、解析法等模拟人体上肢运动链模型,无法有效实现人体上肢运动链的高自由度控制模拟,产生后期搜索迟钝效应。提出一种基于分层子维空间运动规划的人体上肢运动链六自由度模型构建方法,构建人体上肢运动的各关节单元,得到上肢结构及运动学模型D-H表示方法,设计上肢运动链位姿变换,基于分层子维空间运动规划方案,得到人体上肢运动链动力学模型方程,采用六自由度全关节分析方法分析上肢运动链各关节单元,实验得出该模型构建能更好模拟人体上肢运动链模型,控制误差较传统方法减小,能有效实现人体上肢运动链的高自由度控制模拟。 相似文献
7.
《科技通报》2018,(10)
伺服驱动下机械臂运动规划是整个机械臂系统中关键构成部分。为确保机械臂在运动过程中双臂得到约束并快速达到目标位置,文中提出基于云计算的柔性机械臂挠性补偿避碰方法。在云计算环境下,运用确定运动刚体姿势参数当作坐标变量,广义空间内包含六维空间,三维代表刚体位置,另三维代表姿态,同时将特定姿势变换为空间中定点;云计算下通过划分空间后使未被障碍物占据的自由自空间成为机械臂规划空间。利用拉格朗日理论建立动力学模型,在该模型基础上求解出机械臂关节力矩。上述力矩对机械臂杆实现补偿,使挠性补偿至D-H参数中,矫正柔性机械臂运动学解,将逆运动学解当作运动目标节点;运动规划中,将关节力矩与电机力矩对比,确定节点在规划路径上,从而完成机械臂避碰规划过程。实验证明,所提方法可有效控制机械臂避碰。 相似文献
8.
为了研究下肢三关节肌群的生物力学特性,采用文献资料法,对涉及下肢髋、膝、踝三关节肌群工作特性的论文从力矩、功和功率三方面分别进行了分析,并提出对下肢三关节肌群不同关节角度、不同运动速度下的动力学估计的设想。 相似文献
9.
本文主要针对嫦娥三号软着陆问题进行了分析,在忽略月球自转和其他天体引力的影响等假设下,根据开普勒定律,能量守恒定律,应用常推力月球软着陆轨道优化方法,分别建立了空间位置模型,能量守恒模型,动力学模型,仿真模型,燃料消耗优化模型,运用进行微分方程求解、运动轨道仿真、图像处理,对问题进行了高精度求解。 相似文献
10.
提出一种可用于微小零部件装配作业的新的双SCARA并联机器人,其有三个自由度:两个平动和一个转动。利用参数化三维建模软件UG对双SCARA并联机器人进行三维实体建模,同时将模型导入Recurdyn仿真软件,构建双SCARA并联机器人的虚拟样机。通过设置相应的仿真环境和仿真参数进行仿真分析,得出机器人各个关节的驱动力矩随时间变化的曲线,为该并联机器人的控制问题和机构优化提供技术基础。 相似文献
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本文在LMS Virtual.Lab Motion平台上建立了飞机内襟翼运动机构多体运动学和动力学仿真分析模式,通过仿真模型的分析结果,意在说明对飞机内襟翼等大型复杂运动结构建立多体动力学仿真模型的流程及方法,为下一步进行大型复杂运动机构运动学及动力学可靠性的分析和探讨提供计算仿真模型的依据。 相似文献
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随着生物学、医学、生理学的进步及人机工程技术和计算机信息技术的迅猛发展。人类对人体生命系统研究进入了新的发展阶段。但现阶段的人体运动控制模型忽略了在外场力作用下关节运动计算不精确等问题。由此,提出一种外力场互补平衡的人体关节旋转控制模型。运用均值偏移的方法找寻出外场力,通过关节旋转的期望方差公式互补平衡外场力,根据人体运动周期内关节旋转的角度范围合理建立人体关节旋转控制模型的过程。仿真实验表明,外力场互补平衡的人体关节旋转控制模型,提高了人体运动模型的适用性,使人体关节运动的计算更为精准。为人体运动医学及虚拟人运动控制等领域的研究与发展提供了坚实的理论基础和参考价值。 相似文献
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自由式滑雪空中技巧是我国在冬奥会上获得奖牌的优势项目。本研究运用运动生物力学原理和数学模型法,将理论和实验相结合,运用数值仿真计算方法探讨外在环境和运动员自我调控模式对出台速度的影响机理。有效缩短人体运动技能分析过程中人体模型构建周期并有效提高构建精度。采用激光扫描技术,对自由式滑雪空中技巧运动员的几个主要动作进行图像采集,通过对人体模型的设计、三维仿真和再设计建立研究框架,最终形成自由式滑雪运动员三维模型。本文探讨了运动生物力学研究领域人体模型构建的新方法,提高人体模型构建效率,为体育科学人体运动研究提供基础模型。 相似文献
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对人体体育运动训练过程中的受力行为进行分解建模,可以定量分析人体受力特征,为实现多传感器信息融合的运动受力行为识别奠定基础。传统方法中采用熵聚类泛函的人体运动神经元受力行为分析方法,无法实现对复杂运动状态下的人体受力缺失数据的模拟和分析。提出一种基于RFID缺失数据概率泛函的人体运动受力行为分解,将加速度传感器与RFID结合,采用缺失数据概率泛函算法对感知的运动关节节点进行受力行为分解,提取了不同传感器节点输出信号关联特征,实现对人体运动特征行为分解算法和模型的改进。实验结果表明,该模型能准确采集到人体的上体和下肢的运动受力数据,受力行为分解准确具体,定量刻画人体在各种运动模型下的受力特性,从而指导运动训练,应用价值较高。 相似文献
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通过对定轴轮系和行星轮系伺服稳定平台的运动分析,建立伺服稳定平台扰动运动模型和控制系统模型.得到了稳定平台对载体角扰动和力矩扰动隔离能力的公式,并得出结论:平台隔离能力低频下只和系统开环增益相关,高频下和驱动结构相关:增大电机驱动回路开环增益可以减小力矩扰动影响. 相似文献
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在复杂运动训练场背景下对运动员的肌体行为特征的准确检测是实现运动技术行为跟踪和识别的重要基础,在比赛监测和训练指导方法具有重要的应用价值。运动场景具有不确定性,图像背景具有跳变性,检测较为困难。提出一种基于灰色关联的运动训练场景背景下的运动员肌体行为特征检测算法,人体在进行复杂场景模式的训练和肌体作用下,特别是在如足球运动、跑步运动时,骨骼围绕着关节作为支撑进行矢状面内的运动,通过对人体肌体的驱动模式动力学进行建模分析,采用先分割再填充的方法,获得不重影、不抖动的图像,通过灰色关联分析准确识别运动训练背景下的人体肌体行为特征,编制运动员的肌体行为识别软件系统,通过运动录像解析系统准确及时地反馈运动信息,提高体育运动训练的科学化水平,促进训练和比赛质量的提高。实验结果表明,该算法能满足运动场景中的全方位多尺度信息采集的肌体动作识别的要求,误检率较传统算法低,性能较好。 相似文献
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针对目前人体动作识别算法精确度不高的问题,提出了一种关键帧样条插值优化位置偏移的虚拟教学动作识别策略。首先对运动数据进行去均值的预处理并转化为矩阵形式,然后通过对运动数据矩阵进行非线性降维处理,构建人体姿态空间集,接着在末端约束条件下对集合进行逆向运动学求解,最后对其进行关键帧样条插值优化。算法仿真实验结果表明,本文提出的改进算法具有较高的识别精度,可以精准识别虚拟教学动作,方便人机交互。 相似文献