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老年人四肢仿生机构建模与运动分析

成果基本信息
关键词: 仿生机构;建模;运动分析;四肢;假肢
成果类别: 软科学 技术成熟度: /
体现形式(基础理论类): 论文 体现形式(应用技术类): /
成果登记号: 津20100439 资源采集日期: 11-2-20
研究情况
单位名称: 天津科技大学 技术水平: 国内领先
评价证书号: / 评价单位: 天津市科委
评价日期: 2010.01.05 评价证书号: /
转化情况
转让范围: / 推广形式: /
已转让企业数(个): 0
联系方式
联系人(平台): 孵化基地 联系人(平台)电话: 0771-3394012
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成果简介

在准确获取人体在日常生活活动中的运动信息基础上进行仿生机构建模与运动分析,更具实际应用意义。本课题首先研制了基于多维动态摄像系统及电磁传感器的人体运动测量系统。针对动态位姿测量方法、摄像机定位系统,运动算法等问题进行了研究,提出了多维动态摄像位姿测量系统的重构修正模型,实验表明,该模型对于测量精度有明显提高。该系统为非接触式测量方式,干扰小,但对测量条件要求严格。因此提出摄像系统与电磁传感器测量结合的方法。并开发了基于电磁跟踪系统的人体上肢运动学参数测试分析系统。要使仿生机构的建模更具合理性,应对人体日常生活活动(ADLs)进行测量。但由于日常生活活动繁多,因此测量重复性差,结果可比性差。本课题提出”动作分解与提取”的方法,对人体所有日常生活活动进行汇总。通过动作分解、提取,得出17项人体日常生活基本动作。这些动作可作为相关研究的实验项目,大大提高实验的效率和结果的应用价值。人体的上肢的运动远比下肢灵活、复杂,因此上肢机构的建模是四肢仿生机构建模的关键与难点。基于刚体假设及机构学理论,本文建立了多刚体仿生机构模型,并提出关节运动参数算法,较好地解决了关节坐标系坐标轴不垂直的问题。利用开发的运动测量系统,进行了基本动作的运动测量,分析人体完成动作时各关节的角度变化,得出人体各关节各自由度的活动范围,最终获得了中国成年人体上肢完成ADLs时各关节各自由度完整、规范的运动学参数数据。同时,本课题从人体肌肉机能特性的新角度,通过完成ADLs时主肌肉群的功能状态和表面肌电特性测试分析,对人体机能特性与肌肉骨骼运动参数之间的关系进行了初步探讨。得到了正常成年人体上肢完成ADLs时主肌肉群的表面肌电特征值范围,为仿生机构的应用及肌电假肢等康复设备提供设计参数。

成果名称: 老年人四肢仿生机构建模与运动分析 关键词: 仿生机构;建模;运动分析;四肢;假肢
成果类别: 软科学 一级分类名称: 医学生物工程
二级分类名称: / 三级分类名称: /
研究起止时间: 2007.10 至2009.09 成果体现形式(应用技术类): /
成果属性: / 成果体现形式(基础理论类): 论文
技术成熟度: / 技术水平: 国内领先
研究形式: 独立研究 学科分类1: 310.61
单位名称: 天津科技大学 学科分类2: /
中图分类号1: R318.17 所属高新技术类别: /
中图分类号2: / 课题来源: 国家科技计划
应用行业: 卫生、社会保障和社会福利业 课题立项名称:
国家科技计划子类别: 基础研究计划 课题立项编号: 07JCYBJC18700
经费实际投入额 (万元): 10 评价单位: 天津市科委
评价形式: 结题 应用状态: /
评价日期: 2010.01.05 转让范围: /
评价证书号: / 推荐单位: 天津科技大学
推广形式: / 成果登记号: 津20100439
成果简介:

在准确获取人体在日常生活活动中的运动信息基础上进行仿生机构建模与运动分析,更具实际应用意义。本课题首先研制了基于多维动态摄像系统及电磁传感器的人体运动测量系统。针对动态位姿测量方法、摄像机定位系统,运动算法等问题进行了研究,提出了多维动态摄像位姿测量系统的重构修正模型,实验表明,该模型对于测量精度有明显提高。该系统为非接触式测量方式,干扰小,但对测量条件要求严格。因此提出摄像系统与电磁传感器测量结合的方法。并开发了基于电磁跟踪系统的人体上肢运动学参数测试分析系统。要使仿生机构的建模更具合理性,应对人体日常生活活动(ADLs)进行测量。但由于日常生活活动繁多,因此测量重复性差,结果可比性差。本课题提出”动作分解与提取”的方法,对人体所有日常生活活动进行汇总。通过动作分解、提取,得出17项人体日常生活基本动作。这些动作可作为相关研究的实验项目,大大提高实验的效率和结果的应用价值。人体的上肢的运动远比下肢灵活、复杂,因此上肢机构的建模是四肢仿生机构建模的关键与难点。基于刚体假设及机构学理论,本文建立了多刚体仿生机构模型,并提出关节运动参数算法,较好地解决了关节坐标系坐标轴不垂直的问题。利用开发的运动测量系统,进行了基本动作的运动测量,分析人体完成动作时各关节的角度变化,得出人体各关节各自由度的活动范围,最终获得了中国成年人体上肢完成ADLs时各关节各自由度完整、规范的运动学参数数据。同时,本课题从人体肌肉机能特性的新角度,通过完成ADLs时主肌肉群的功能状态和表面肌电特性测试分析,对人体机能特性与肌肉骨骼运动参数之间的关系进行了初步探讨。得到了正常成年人体上肢完成ADLs时主肌肉群的表面肌电特征值范围,为仿生机构的应用及肌电假肢等康复设备提供设计参数。

联系人: 贾子申 成果登记日期: 10-3-15
联系人email: / 单位代码: 91200104
邮政编码222: 300222 联系人电话: 022-60271920
单位传真: / 单位通讯地址: 河西区大沽南路1038号
单位所在省市: 天津市 单位电话: 022-60273305;60271920
转让收入(万元): 0 单位属性: 大专院校
合作完成单位: / 已转让企业数(个): 0
成果发布年份: 2010 知识产权形式:
成果完成人: 张峻霞;李茂廷;王新亭;苏海龙;胡军;宋海燕 资源采集日期: 11-2-20

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