女子花样滑冰跳跃动作的各参数研究

通过对世界花样滑冰大奖赛国内外优秀运动员跳跃动作的技术录像解析,获得的起跳时水平速度、空中水平位移、起跳时垂直速度、腾空高度、空停时间、腾起角、关节角度等参数,并把我国优秀运动员与国外优秀运动员作比较,结果发现我国运动员起跳时水平速度与国外优秀选手还有差距,需提高滑行技术和蹬冰力量;我国部分运动员腾起角偏大,在提高水平速度的同时,人体重心腾起角应逐渐减小;助滑末期运动员支撑腿应积极屈膝,充分后引浮腿,起跳时支撑腿应积极蹬伸,形成"小摆臂,早收臂".     

跳跃机器人浮动基动力学模型及试验

研究了平面腿型跳跃机器人浮动基动力学模型的建立、仿真及试验问题.将跳跃机器人模型抽象成由三根均质连杆组成的平面跳跃机构,建立3个坐标系研究跳跃运动的变约束性.分别对支撑相和腾空相的运动模型进行分析,建立了Lagrange动力学方程.由于支撑相足尖与地面满足Pfaffian约束,因此将机器人足尖平移坐标与关节变量统一作为广义坐标,建立显含力约束的跳跃机器人浮动基动力学模型.确定跳跃运动约束方程和相互识别条件.通过仿真和样机试验说明了跳跃机器人浮动基动力学模型的正确性.     

Lifemod在运动生物力学中的应用

多体动力学数字仿真软件Lifemod是目前世界上较为先进的人体动力学仿真软件。它通过输入人体参数,可以快速建立个性化的多形式的人体模型;通过动作捕捉系统,可以将测量得到的人体运动转换为人体模型的运动;通过动力学分析和肌肉力计算,可以得到一个行为过程中的关节力矩和肌肉力;通过建立接触,可以获取人体与外界环境(包括器械)的接触力。该仿真软件作为优秀的工具支持,将在人体运动的内在规律及模型的研究上开拓新的领域。     

跳跃机器人各关节的动力学仿真分析

基于跳跃机器人在越障方面优于轮动或爬行机器人的特点,设计了一个三关节跳跃机器人,并建立了简化的机构模型.从分析力学的角度对机器人进行运动分析,采用拉格朗日法建立了站立相和腾空相的动力学方程,并用Matlab对动力学方程进行了数值仿真.仿真结果表明各关节在电机驱动下有小幅度振动.这一结果说明在研究跳跃机器人的稳定性时,要解决各关节小幅度振动问题.     

击步腾空飞脚的生物力学分析

击步腾空飞脚是武术运动中一个典型的跳跃动作.揭示这一动作结构的某些生物力学特征,对于改进技术,提高动作质量有一定的意义. 在武术运动中,跳跃动作的高、飘似乎反映了一个运动员的训练水平和基本功的好坏.拳谚中有“起如猿”的说法,意思就是要求武术腾空跳跃动作要象猴子那样轻快、敏捷,腾得高、跃得远.明代戚继光在《纪效新书》的“拳径捷要篇”中说:“腿可飞腾,而其妙也,颠起倒插,而其猛也”.这也是要求武术的跳跃动作腾空要高.所以,如何提高跳跃动作的     

蹦床网上起跳技术的生物力学研究进展

蹦床运动在我国起步相对较晚,2009年蹦床新规则出台后,增加了整套动作的高度分,并以腾空时间来计算,对我国蹦床运动的发展又提出了新的挑战。而蹦床的腾空高度与运动员的起跳密切相关,本文通过对近几年蹦床网上起跳的生物力学研究进行总结和分析,力求发现起跳技术研究方面的薄弱环节,为今后蹦床运动的研究和科学训练提供理论依据和技术支持。     

水压人工肌肉三自由度关节试验系统设计

根据人体肩关节的运动机理,设计了串并联混合式三自由度水压人工肌肉机械关节.参照人体肩关节输出力矩范围,设计了机械关节输出转矩,计算确定与机械关节相匹配的水压人工肌肉参数.根据水压人工肌肉在不同工作压力下的力位移特性,分析关节的转角转矩关系.设计并搭建了三自由度关节试验系统,该系统在承受一定力矩的情况下可实现三自由度回转运动,为深入研究水下作业机械手的运动控制、操纵性能提供了条件.      

腿型跳跃机器人跳跃过程运动学及仿真分析

根据跳跃生物的生理结构及运动特性,设计了腿型跳跃机器人,并建立了简化的机构模型.分析了机器人跳跃过程冗余自由度,建立了机器人的质心运动方程;依据关节空间与质心空间速度的变换关系,对机器人进行运动学分析,并用MATLABR2009b进行数值仿真,得到了机器人关节角度随时间的变化规律,为腿型跳跃机器人控制系统的研究提供了控制参数依据.     

竞技健美操跳跃类难度动作生物力学概析

以竞技健美操竞赛规则为依据,对所有跳跃类难度动作进行归纳并分类,从运动生物力学的角度对完成跳跃类难度动作的三个阶段:起跳、腾空和落地阶段进行分析,指出完成每一阶段的动作要求,并结合日常训练的诸多问题提出了相应对策。     

冲击腭式破碎机的动力学分析及其最佳平衡配重的确定

本文在对冲击腭式破碎机的动力学进行分析的基础上,得到了连杆和动腭体的运动参数及惯性力(矩)的变化规律.提出了按剩余惯性力最小来确定飞轮平衡配重的观点,得到了确定最佳平衡配重和安装角的计算公式.     

一种基于光学动作捕捉技术的座椅舒适性评价方法

为研究坐姿的舒适性评价方法,以评估一种人机工程座椅和普通座椅之间的舒适差异性为例,提出一种实验测试方法并结合人机工程学理论来评估坐姿的舒适性。在该方法中,基于光学运动捕捉系统、压力传感器和JACK软件,通过EVART实时动作捕捉软件获得人体动作空间运动轨迹TRC文件,用MATLAB软件进行人体动作数据分析处理,获得人体在不同座椅上坐姿状态的角度差异数据,然后将TRC文件导入到JACK软件中,利用JACK软件中的TAT REPORTER工具输出肌力、力矩、疲劳等数据,与实验实际测量的数据进行对比分析,并用人机工程学的方法分析评价。研究表明,这种综合考虑关节角度和JACK软件输出数据的方法能有效地评估坐姿的舒适性。     

多关节跳跃机器人的起跳机理与运动规划分析

在给定离地任务要求的情况下,针对多关节冗余自由度跳跃机器人起跳机理及运动规划与优化问题进行了研究.以速度方向可操作度为性能指标,将期望的离地质心速度和加速度映射到关节空间,作为关节空间规划的边界条件.采用Fourier基函数参数化关节空间轨迹,从正运动学方程出发,结合驱动约束条件,利用粒子群优化算法搜索和寻求使能量利用率最大的参数值,实现起跳性能的优化.利用计算机仿真证实了此种方法的可行性.此外还建立了滑模控制器,实现起跳阶段轨迹跟踪控制仿真分析,为具有冗余自由度的多关节跳跃机器人的运动规划提供了一种有效的方法.     

对途中跑着地缓冲技术的再分析

通过途中跑着地缓冲技术的分析．得出：着地缓冲时，不管支撑腿的脚着地变化情况，人体作加速运动的动力来源于髋关节、摆动腿、骨盆、摆臂等肌肉进行收缩时，对相向运动的施力部位产生向后的作用力，通过支撑作用于地面．取得向后方的水平力，从而使人体克服水平制动．取得向前的动力。     

基于AnyBody仿真及有限元建模下的八段锦运动生物力学研究

以AnyBody仿真骨骼肌多体逆向动力学三元素肌肉收缩力模型及有限元法构建八段锦动作的三维胫骨模型,全面、客观地计算不同动作最大肌力峰值时刻的积分肌电、力矩、肌肉收缩等生物力学特性. 将10例健康青年八段锦志愿者的身高、体质量、髋宽、髋深、膝宽、踝宽等形态学数据作为约束条件,用AnyBody7.1.2软件导出八段锦8个动作下肢最大肌力指标,依据胫骨最大应力约束条件,用Minics 10.01、Geomagic studio 2013、ANSYS 19.2软件建构三维数据,添加AnyBody中的3个方向数据,分析并计算不同动作最大力的应力传导大小、分布规律. 研究结果表明:八段锦是左右对称性运动,双侧同块肌肉积分肌电值、肌肉力值无显著性差异,有利于锻炼双下肢稳定性及协调性,运动中人体需要通过移动来保持平衡,膝关节在垂直轴方向力最大,伸展力矩值最大;做八段锦运动过程中,髋关节主导发力肌肉为臀中肌,膝关节主导发力肌肉为比目鱼肌、股外侧肌、腓肠肌,踝关节主导发力肌肉为拇长屈肌;表面肌电验证是评价人体肌肉激活程度的主要方式,八段锦运动中胫骨前肌、腓肠肌、股直肌、股二头肌的肌肉活性仿真结果与积分肌电值具有较高的一致性.以AnyBody软件分析下肢动作特征和有限元软件建构的胫骨模型,适用于八段锦动作的动态研究,可为计算八段锦运动时动力学变化提供新思路与实践价值参考.      

简化的人体上肢两刚体系统动力学方程的推导

通过对人体上肢解剖结构的分析研究，把上肢骨骼结构简化为两刚体的运动系统，将肱骨和躯干的连结简化为球铰，前臂和肱骨的连结简化为转动副，形成一个4自由度的两刚体系统，运用多刚体动力学理论，以卡尔登角作为广义坐标，进而推导并建立了人体上肢的动力学方程。     

仿人机器人站立到爬梯子转换动作的研究与实现

研究了由平地到竖直梯子变环境边界条件下，仿人机器人由站立到爬梯子的动作转换.为提高机器人上梯子过程的稳定性，机器人首先双手抓握住梯子横档作为辅助支撑，在机器人向梯子行走过程中，通过检测双手与梯子横档的接触力大小来调整仿人机器人身体重心相对于支撑脚的位置，从而保持身体的平衡.实验结果证明:该控制策略可有效避免因环境参数误差，外力干扰，以及机器人关节初始角度误差等引起的机器人跌倒问题，从而保证机器人由站立到爬梯子转换动作的顺利进行.     

牙科氧化锆陶瓷微尺度磨削力研究

基于带有圆弧刃角的圆锥状磨粒形状和突出高度服从瑞利分布的假设，建立单颗磨粒未变形切削厚度数学模型.根据微磨削力的三种不同来源，以单颗磨粒为研究对象，建立磨削过程中单颗磨粒的切削变形力、耕犁力和摩擦力理论模型.结合单位面积内的磨粒数目，建立微磨削力的理论模型.切向磨削力和法向磨削力预测模型的验证结果表明:切向磨削力理论值与实验值平均误差为7.32%，最大误差小于10%；法向磨削力的平均误差为8.18%，最大误差小于20%.     

躯干位置对于跳深运动影响的实验研究

目的:不同躯干位置对于着地缓冲有着明显的影响,但是躯干体位对于跳深运动的影响效果目前尚不清楚,所以本实验对不同躯干位置对跳深的影响进行运动学和动力学的研究,以探求躯干位置对于跳深运动的影响。方法:苏州大学体育学院体育教育学生20名为实验对象,受试者从30cm高处做两种方式无初速度跳深运动:(1)躯干故意向前弯曲下落尽力起跳;(2)躯干故意挺直下落尽力起跳。每种姿势重复三次,取动作最好的一次进行分析,每个动作之间休息两分钟。采用vicon红外运动捕捉系统和kistler三维测力系统同步记录运动学和动力学参数。结果:躯干前倾髋关节,膝关节关节范围变化大,角速度小,踝关节无明显变化,地面反作用力峰值变小,缓冲距离加大,有助于下落的缓冲和起跳成绩的提高。躯干前倾的跳深,髋膝关节的角速度明显减小,膝关节的外展角度减小,这降低了十字韧带损伤的危险。结论:躯干体位对于跳深运动能力和损伤具有明显的影响。