人體下肢骨骼肌建模及其運動仿真研究.pdf

1、隨著科技的飛速發(fā)展，利用VR（虛擬現(xiàn)實）技術(shù)為工業(yè)安全生產(chǎn)和人機產(chǎn)品開發(fā)提供理論指導(dǎo)依據(jù)已成為必然趨勢。在工業(yè)、醫(yī)療、體育以及軍事等領(lǐng)域，利用“虛擬人體”技術(shù)進行特定環(huán)境下的情景模擬和人機功效分析已成為一種重要的手段。而虛擬人體的建模正是其中的研究重點。虛擬人體的建模涉及運動生物力學(xué)、人機工程學(xué)以及虛擬現(xiàn)實等諸多學(xué)科；虛擬人體建模的核心內(nèi)容是人體骨骼肌系統(tǒng)的建模。本文針對諸多領(lǐng)域?qū)μ摂M人體的需求為背景，基于多體動力學(xué)原理，結(jié)合計算機輔助

2、設(shè)計與仿真等手段建立人體下肢骨骼肌系統(tǒng)模型，以期指導(dǎo)人機工程學(xué)產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計，并用于康復(fù)醫(yī)療、仿生機械和體育訓(xùn)練等領(lǐng)域中特定情況下的人機情景模擬分析。
　　首先，通過參閱大量中外文獻，總結(jié)與改善前人的研究方法，參考前人的研究成果，提出以實驗采集為基礎(chǔ)，多體動力學(xué)為原理，計算機輔助設(shè)計為手段的人體下肢骨骼肌系統(tǒng)建模方案，并選取6名健康男子為研究對象，基于人體運動信息采集系統(tǒng)進行人體下肢表面肌電信號、下肢環(huán)節(jié)運動參數(shù)、地反力等數(shù)據(jù)的采集

3、。
　　其次，利用MATLAB進行人體下肢 CT圖像的濾波去噪與銳化處理，通過編程計算提取下肢表面肌電信號的特征值。運用QTM軟件處理實驗數(shù)據(jù)，建立人體下肢點棍運動模型，并進行人體下肢運動參數(shù)的提取與繪圖。
　　再次，利用Mimics軟件提取人體下肢骨骼的點云數(shù)據(jù)；運用 UG軟件進行點、線、面、體逐級構(gòu)造，建立人體下肢骨骼模型；借鑒中外文獻建立人體下肢骨骼肌的簡化模型，利用ADAMS/view模塊結(jié)合實驗采集數(shù)據(jù)與人體下肢肌