人體下肢骨骼肌建模及其運(yùn)動(dòng)仿真研究.pdf

1、隨著科技的飛速發(fā)展，利用VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)為工業(yè)安全生產(chǎn)和人機(jī)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(jìn)行特定環(huán)境下的情景模擬和人機(jī)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(diǎn)。虛擬人體的建模涉及運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、人機(jī)工程學(xué)以及虛擬現(xiàn)實(shí)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(dòng)力學(xué)原理，結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助

2、設(shè)計(jì)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(jī)工程學(xué)產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)，并用于康復(fù)醫(yī)療、仿生機(jī)械和體育訓(xùn)練等領(lǐng)域中特定情況下的人機(jī)情景模擬分析。
　　首先，通過參閱大量中外文獻(xiàn)，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(shí)驗(yàn)采集為基礎(chǔ)，多體動(dòng)力學(xué)為原理，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)信息采集系統(tǒng)進(jìn)行人體下肢表面肌電信號(hào)、下肢環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)、地反力等數(shù)據(jù)的采集

3、。
　　其次，利用MATLAB進(jìn)行人體下肢 CT圖像的濾波去噪與銳化處理，通過編程計(jì)算提取下肢表面肌電信號(hào)的特征值。運(yùn)用QTM軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立人體下肢點(diǎn)棍運(yùn)動(dòng)模型，并進(jìn)行人體下肢運(yùn)動(dòng)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(diǎn)云數(shù)據(jù)；運(yùn)用 UG軟件進(jìn)行點(diǎn)、線、面、體逐級構(gòu)造，建立人體下肢骨骼模型；借鑒中外文獻(xiàn)建立人體下肢骨骼肌的簡化模型，利用ADAMS/view模塊結(jié)合實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)與人體下肢肌