AnyBody　应用案例

什么是闭链运动？

开放链：指一整组连续排列的关节组合，其最远端的部位可以自由移动
闭链运动：指一整组连续排列的关节组合，其最远端的部位运动受到限制。
可以看到，两者的区别在于远端部位是否受到限制。

一般情况下，对于刚性连杆，如果动作为闭链，则在运动分析中，自由度数＜约束数，就是所谓“过多约束”，因此不能严格地从数学上求解。
另外，从逆动力学分析的观点来看，对于两个（多个）固定端无限存在反作用力的加权分配模式， 这会成为冗余系统的“不静定”问题。

闭链运动的分析难点

通常情况下，对于刚性连杆系统，如果动作为闭链运动，在运动分析中，自由度数通常小于约束数，这被称为“过多约束”问题，因此不能严格地从数学上求解。

此外，从逆动力学分析的角度来看，当存在两个或多个固定端时，反作用力的加权分配模式会有无限多种可能，这会成为一个冗余系统的“不静定”问题。

闭链问题的解决方法

在AnyBody中，通过“软约束”选项消除运动学问题，通过扩展肌腱分配算法的“虚拟肌肉”概念，消除冗余的力学问题。

爬梯子动作分析

在爬梯子的动作中，很少有处于“循环”开链状态。通常，双手和双脚中会有两处以上需要接触梯子。 在一般情况下，运动分析和逆动力学分析很难准确描述这种状态。例如，当双手和双脚紧紧抓住梯子时，如果不附加某种条件，就无法确定体重如何分配到四肢。

 

在AnyBody中，通过连接人和梯子的“虚拟肌肉”来模拟双手、双脚与梯子的接触或分离。这些“虚拟肌肉”可以根据接触状态动态切换为“开启”或“关闭”。不仅如此，如图所示，根据接触程度（横轴），可以平滑地调整力的分配比例。

此外，AnyBody还考虑了以下因素：
● 符合实际测量的人体动作：包括速度变化（惯性力）、位置和姿势。
● 体重分配平衡：在用手和脚同时抓住梯子时，考虑人体的体重分配平衡（通常脚部承担的重量大于手部），计算出更现实的“适当的体重放置在梯子上的方法”。因此，可以分析一系列的“爬梯子动作”。