AnyBody 应用案例
康复振动装置
所谓康复振动装置,是按固定的振动频率振动,为运动者的手生成反力使之收缩肌肉团的运动器具。
这个例题中,AnyBody把模型化、运动捕捉数据、利用3个不同的动作种类中获得的结果,达到评价的目的。
- ① 模型化
-
AnyBody,有几种振动杆模型化的方法:
根据装置的重量和固有振动频率的公开信息为基础,选择了模型化的方法。
杆分成三部分,把柄和俩端的震动部分,俩端设了重量,把柄与俩端杆之间设定回转节,通过中间把柄传递震动。
・ 长度 = 122 cm
・ 总重量 = 0.68 kg
・ 俩端重量 = 0.15 kg
・ 固有频率 = 4.5 Hz
・ 惯性动量(Jii)
人体模型设定的约束条件:
・ 重力中心总是位于双脚之间。
・ 双脚被固定在地面上。
・双手在方向盘标准接缝处连接。
- ② 定义动作
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为了运动有效,手的动作与杆以同样的振动频率振动。
设定
・ 振幅 = 2 cm
・ 振动频率 = 4.5 Hz
动作①
在胸部的高度上按拉杆进行运动。
动作②
杆弯曲的部分朝下,
进行上下运动。
动作③
双手交叉握住杆,进行左右运动。
- ③ 分析结果
- 分析结果在2循环(0.44s左右)后输出。
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・运动动画和各筋有效质量的等高线
・杆的反力矢量在方向盘的地方显示(绿线)
・最大的筋的有效质量的时间关系曲线图(左侧图表)
・L4-L5腰关节反力的时间关系图(右侧图表)
动作①:
按拉时的最大肌肉活动量是50%,肱肌、前锯肌、大腰肌有效工作。
另外,最大的L4-L5脊椎关节反力在873N。
动作②:
上下运动时的最大肌肉活动量为94%,上臂筋、腹直接筋、L5-骶骨多裂筋有效地工作。另外,最大L4-L5脊椎关节反力在1413 N。
动作③:
左右运动时的最大肌肉活动量为100%,外腹斜肌、内腹斜肌、腰方形肌有效地工作。另外,最大L4-L5脊椎关节反力为1660 N。
- ④ 评价/比较
- 各动作、装置以振动频率(每分钟270次)使肌肉收缩。
- ⇒ 动作①,很容易进行和安全。
- ⇒ 动作②,动作①的肌肉力量变成必要条件,需要脊椎
肌肉动作。另外,L4-L5脊椎关节所需的反力,比动作①高出62%。 - ⇒ 动作③表示肌肉收缩量为最大。但是,局部区域筋最大活动量为
100%,对于运动人来讲这种动作有无法完成的可能性。 - ※ AnyBody有较高的自由度,设计者可进行各种各样的参数研究。
根据目的采取应对措施,对装置的重量分布、长度、振动频率、柔软性和动作的振动频率、振幅等可能产生影响的因素进行调查。