基于Anybody软件平台冷水刺激前后食指动力学的特性

背景:Anybody人体建模仿真系统是计算机辅助人类工效学和生物力学分析软件,并且是目前惟一可以分析完整骨骼肌肉系统的软件,利用它可以计算模型中骨骼、肌肉、关节的受力变形。目的:实验旨在通过计算模型观察手指在冷水刺激环境下食指的灵活性。方法:参照以往人食指运动实验结果,获得人食指弯曲的运动学参数,利用Anybody软件平台构建正常人手部握拳运动学模型,并进一步构建了包含两根外屈肌(指浅屈肌和指深屈肌)的骨骼肌肉模型,通过逆向动力学分析,考察受冷水刺激前后手部握拳运动时肌肉力和收缩功率等的变化。结果与结论:冷水刺激后,食指各关节在屈伸过程中的平均角速度较冷水刺激前变小,指浅屈肌的肌肉力变化幅值也较冷水刺激前增大;指深屈肌的收缩功率下降明显,而指浅屈肌收缩功率变化不大。结果证实,冷水刺激会使正常人手握拳动作变慢,且正常人手的指浅屈肌对冷水刺激更敏感,进一步说明指浅屈肌在握拳动作中的重要性。

车辆驾乘人员不同坐姿时腰腹部骨肌力学特性分析

针对车辆驾驶员与乘员的不同人体坐姿引发的骨肌生物力学特性,基于人体骨肌力学软件分别建立了描述驾驶员操纵坐姿和副驾驶位置乘员自然坐姿的人体坐姿骨肌力学模型,并通过调整座椅靠背角度参数,分析了车辆驾乘人员腰腹部不同肌肉和骨骼的受力变化,为车用座椅人性化设计和准确定位测试驾乘人员坐姿的主要工作肌群和主要承力骨骼提供了定量化设计依据。

基于仿真分析的直升机飞行员下腰痛研究

针对当前直升机飞行员下腰痛研究缺少相关生物力学分析的问题,采用Any Body模型系统构建了"座椅-人-操纵装置"人机交互模型,以操纵脚蹬为例,利用逆向动力学对人体颈部、肩部、腹部、大腿及小腿等五个主要受力部位的肌肉群平均肌肉活动水平和腰椎L4-L5之间的压力进行了仿真分析,结果表明,座椅靠背倾角、座椅前后调整距离、座垫摩擦系数和腰靠等相关座椅参数对肌肉活动水平和L4-L5之间的压力具有不同程度的影响,导致腰痛的产生,在研究结果和相关参考文献的基础上,初步建立了下腰痛函数,为直升机座椅优化,减少飞行员下腰痛的发生提供了一种新的方法。

基于骨肌力学的人体髋关节逆向动力学仿真及分析

髋关节是人体最重要最复杂的关节之一,研究髋关节生物力学性能和评估治疗骨科疾病的植入物需要准确且符合实际的生理载荷环境,因此,深入研究髋关节在人体常见行为动作下的载荷工况具有重要意义。本文基于AnyBody软件平台对人体常见的典型行为动作进行骨肌建模和逆向动力学仿真,计算求解后分析人体双腿站立和步态运动时髋骨所受关节力及主要肌肉力的变化情况,得出的结果可为髋关节生物力学的相关研究提供支持帮助,所用的方法还可以应用到其它骨骼的研究上。

基于C3D数据的人体模型逆向动力学仿真分析方法

基于AnyBody人体建模仿真分析软件,采用试验得到的动作捕捉格式数据C3D文件,研究人体逆向动力学仿真分析方法,给出C3D驱动AnyBody人体运动仿真分析时的操作步骤、报错分析及其解决方案。仿真结果表明:人体模型基本参数设置、C3D参数设置、关键点的拟合和足底压力板参数调节是实现人体模型动态分析的关键,其能有效提高人体模型逆向动力学仿真精度。