三维测力台数据采集和处理自动化系统的研制

本文研制一套三维测力台数据采集和处理的自动化系统，数据采集和处理全部由紫金Ⅱ（ＡＰＰＬＥⅡ）微机控制完成，每次采样共得到１５３６个点．Ｚ、Ｘ、Ｙ三个方向各５１２个点，将采得数据存入磁盘、通过对数据的处理可得到Ｚ、Ｘ、Ｙ三个方向力值与时间的对应值，Ｚ、Ｘ、Ｙ三个方的冲量值以及原地纵跳人体重心腾起的初速度和高度并打印、绘图输出结果。本研究改进了运动生物力学测试手段，比较准确、快速地获得多项力学指标，为运动技术的生物力学分析和教学提供依据。

运动人体三维测力分析系统的设计与实现

运动人体三维测力分析系统(MBFMAS)采用并行数据采集方法,解决了三维测力平台测试过程中,测试数据的丢失问题,提高了三维测力平台的测试精度。该系统可完成数据采集,数据管理,图形显示,数据分析等功能,系统采用中文界面设计,操作简便、图形显示分辨率高,并具有监控多台三维测力平台和高速录像同步测试功能。

运用三维测力台系统对正常人步态的分析

本文介绍了三维测力台系统对正常人步态的一些测试结果及参数分析，例如足底压力、平面力的矢量、回归曲线及功率谱分析等。

多传感器并联式三维测力平台及标定

针对参数测试的实际需求及现有三维力传感器的局限性,提出了一种用于高速列车转向架参数测定的三维测力平台。介绍了其结构特点及测量原理,并研发了相应的标定装置。为了解决三维测力平台维间耦合问题,在单轴加载下,分析了平台3个方向的输出特性,从而获得其静态标定矩阵。试验结果表明:本文所设计的三维测力平台偏心载荷作用下最大相对误差为0.42%,测量精度为0.25%;三向载荷同时作用下,测量精度为1.5%,该三维测力平台具有良好的抗偏载能力,能够消除维间耦合的干扰。

三维测力装置维间耦合效应试验及解耦方法

为实现转向架试验台载荷测量功能,提升转向架参数测定精度,设计了多测力传感器并联的三维测力装置,对其测量原理进行理论分析并搭建了惠斯通电桥测量电路。三维测力装置属于切应力传感器,分析表明其测量电路输出电压与载荷有确定的线性关系;进行了三维测力装置单轴加载的静态标定试验,分析了单轴加载的输出特性及其载荷测量的维间耦合效应,发现单轴加载时,加载轴所对应测量电路有线性度良好的电压输出,但非加载轴测量电路同时有较小的电压输出。文中还提出了评价维间耦合效应的耦合度以及基于最小二乘法和BP神经网络的数值解耦方法,并通过试验验证了两种解耦方法的有效性;同时采用正交实验法进行三维测力装置多轴加载试验,单轴测量误差和整体测量误差均没有超过1.5%,测量精度满足测试需求。

三维测力系统的数据采集及应用

本文报道了配有信号调节放大器的三维测力系统的研制,该系统和一台Apple Ⅱ型计算机或一台长城0520型计算机(与IBMPC-XT兼容)相联接。文中先介绍测力系统,然后讨论测力平台和计算机之间的接口电路、数据采集的自动触发以及五道数据采集的编程。并提供了电路图和程序框图,最后,我们还提供了用Apple Ⅱ和长城0520计算机采集的跳远和步态分析的力对时间的变化曲线。

计算机图形技术在三维测力数据研究中的应用

应用微型计算机对ＫＩＳＴＬＥＲ三维测力平台进行数据采集。采用Ｃ＋＋Ｂｕｉｌｄｅｒ编程环境和使用计算机图形技术处理三维空间测力数据。

三维测力台在股骨头坏死患者步态分析中的应用

介绍以箔式电阻应变片为传感元件的三维测力台数据采集过程和计算过程，及其对６例股骨头坏死患者术前、术后的步态分析和６例正常人的对照测试。通过所测得的系列生物力学指标，得出股骨头坏死患者步行过程中较正常人出现极短双支撑阶段的双肢不平衡步态。步态分析表明，全髋置换术既可显著缓解患者疼痛，而且使其步态接近正常。步态分析可作为手术疗效的定量评估。

基于三维测力台系统的人体步态分析

在总结运动技术的生物力学特征和规律的基础上,解释步态异常的关键环节和影响因素,为运动障碍患者步行能力的康复评定提供科学依据。方法:通过使用三维测力台系统对正常人和患者行走时足底与支撑面之间的压力(垂直、左右、前后三个方向的力)进行测量与分析。结果:可检测出在行走过程中正常人和患者的地面反力以及加速度曲线和站立时的压力中心曲线。结论:由测力台系统检测出的图形和数据对比分析了正常人和患者的步态,从而发现患者在步行时存在的问题,找出影响步态的因素。

ⅩH三维测力台的研制及其在田径教学与训练中的应用

按照现代控制论观点,人体是一个系统。人体各器官,乃至细胞只是一个个大小不同的子系统。系统的确定程度和组织程度的标记就是信息。任何事物皆可为信息的源泉。人体从事一切活动的同时都伴随着很多信息的流动。要揭示人体运动的规律就必须设法获取各种主要输出信息。运动时,人体对地面的作用力就是一种主要的输出信息。如何获得这种信息?科学仪器是人类感觉器官和思维器官的延长。三维测力台能在不破坏运动原貌的情况下,在人体与地面接触的瞬间,捕捉人体对地面作用力这一主要输出信息。它能同时反映出作用力在空间直角坐标系X、Y、Z轴三个方向上分力的大小及作用力的时间。获得这些数据。

三维测力平台微机专用系统的研制

主要解决瑞士奇石乐(KISTLER)公司生产的三维测力平台配套微机处理系统,解决测力平台微机处理系统依靠进口问题。其特点:汉字显示,容易二次开发软件,直接可测三维空间力值、冲量、矢量等项物理量。

并行数据采集技术在三维测力系统中的应用

应用并行接口技术 ,对进口Kistler三维测力平台输出信号数据采集处理。在Windows平台下 ,采用VisualC ++编程工具和Pentium微型计算机 ,开发运动生物力学测力分析软件。结果表明 :采用并行数据处理方法 ,解决了三维测力平台测试过程中 ,测试数据丢失问题 ,提高了三维测力平台的测试精度。分析软件采用中文界面设计 ,操作简便、图形显示分辨率高 。

三维数字铅球测力系统的研发与应用研究

研制了外形、尺寸、重量与国际标准男、女铅球相同的三维数字测力铅球系统,其核心是内装电阻应变式三维力传感器。该系统能够单独进行无线测量,并能与摄像机、三维测力平台进行运动学和动力学的同步测量。能够测得人体对铅球在X、Y、Z空间3个方向的力值、力的曲线、各方向的合力值、曲线和X、Y、Z方向上任意一段时间内的冲量。该测力系统精度高,反应速度快;可实现无妨碍、无损伤检测;测量安全可靠。可连续测量、记录、显示、存储、信息处理和输出打印等。训练实验证明该系统不仅是一种科研仪器,而且是一种训练监控系统,将为铅球运动员的训练提供有力的科学保证。

鞍马的鞍坏三维测力系统研制和应用初探

根据鞍马的结构特点和动作技术分析的要求,研制了鞍环三维测力系统。全系统包括应变式传感器、应变放大器,低通滤波器和信号处理机.研究中对本系统进行了严格的精度和重复性检验,并将回归处理后的修正系数代入最终实时处理程序,以保证原始数据的可靠性。实时处理程序用信号BASIC语言编写。初测进行了24例。实验对象均为健将级和一级运动员。测试内容合并腿全旋和托马斯全旋.通过实测初步发现了不同类型全旋类动作的定量差异。

短跑中足底与起跑器间三维作用力研究

起跑技术是短跑中最重要的环节。探讨符合人体生物力学特征的最佳起跑动作,可以使运动员在起跑时能够迅速、及时地摆脱静止状态,获得尽量大的起跑初速度。针对蹲踞式起跑进行运动生物力学比较分析,将新型三维测力传感器安装在起跑器斜面,采集起跑器在不同角度和位置时的最大蹬力和达到最大蹬力的时间。分析发现,运动员在获得较大的向前动量时,起跑完成动作时间和保持平衡的力也相应增加。因此,选择起跑位置要综合考虑时间和力两者之间的关系,过分追求最大受力反而不利于跑出最佳成绩。结合起跑训练,对提高运动员起跑速度有一定的参考价值。

摄影测力遥测肌电的同步测试与分析

前言采用摄影、测力、遥测肌电等多机同步测试研究运动技术的方法,是当前国际上运动生物力学研究中积极提倡的一种重要的研究方法,因为它能较全面获得运动技术信息。我们研究组从1984年年初开始在举重技术研究中试用这种方法。在实测中遇到过不少问题,通过不断总结、改进取得了初步成功。一、所用仪器与同步方法 (一)所用仪器:我们在现场测试中所使用的仪器主要是两架16mm1PL型高速摄影机、两台SC421-

帕金森患者转弯动作控制策略的三维运动学分析

目的探讨方向和支撑腿因素对帕金森患者180°转弯过程中动作控制策略的影响。方法2019年1月~2020年12月,选取符合测试标准的帕金森患者18例,分别以随机的顺序完成优势/非优势侧支撑左右方向上的180°转弯动作。Vicon三维运动捕捉系统和AMTI三维测力台同步采集动作完成过程当中的运动学和动力学数据。双因素重复测量方法分析检验支撑腿和转向因素对转弯速度,转弯步长等指标的影响。结果转弯过程中,转向、支撑腿因素对转弯速度的影响不具有显著性。

穿戴传统护膝对羽毛球正手后场蹬跨步动作的下肢生物力学影响分析

羽毛球运动损伤非常常见,不同运动级别运动员损伤形式不同,特别是在被动状态下的击球动作最容易造成损伤,因此选择正手后场蹬跨步被动击球技术的下肢动作进行研究是十分必要的.文章运用文献资料法、实验测试法、数理统计法对羽毛球正手后场蹬跨步动作的下肢受力数据进行分析,对比在是否穿戴传统护膝的情况下地面反作用力的变化特征,分析传统护膝对于下肢影响.总结可得:垂直方向的力值最大且影响力最大;传统护膝减小垂直方向和前后方向的地面反作用力;护膝对于优秀运动员帮助更大.

一种新的步态触觉特征分析系统及其应用

介绍了一种新型的步态触觉特征分析系统,该系统结合了压力分布测试板和三维测力台的优点,可提供行走时的压力分布以及不同方向的地面反作用力等特征,并建立了步态模型,说明了系统在足疾分析方面的应用。