CATIADMU运动分析

1 产品介绍

DMU机构运动分析（Kin）是专门做DMU装配运动仿真的模块。针对大型产品如整车、飞机、轮船等的机构运动状态进行评价。

2 图标功能介绍(基本概念、基本界面介绍)

2.1DMU运动仿真（DMU Simulation）工具条

命令驱动仿真（Simulating with Commands）

规则驱动仿真（Simulating With Laws）机构修饰（Mechanism Dressup）

创建固定副（Fixed Part）

装配约束转换（Assembly Constraints Conver）

测量速度和加速度（Speeds and Accelerations）

机构分析（Mechanism Analysis）

2.2DMU运动副创建工具条（Kinematics Joints）

创建转动副（Creating Revolute Joints)

创建滑动副（Creating Prismatic Joints）

创建同轴副（Creating Cylindrical Joints）创建球铰连接（Creating Spherical Joints）

创建平动副（Creating Planar Joints）

创建刚性副（Rigid Joints）

点-线副（Point Curve Joints）

曲线滑动副（Slide Curve Joints）

点-面副（Point Surface Joints）万向节（Universal Joints）

CV连接（CV Joints）

创建齿轮副（Gear Joints）

滑动-转动复合运动副（Rack Joints）滑动-滑动复合运动副（Cable Joints）

用坐标系法建立运动副（Creating Joints Using Axis Systems）

2.3DMU Generic Animation

创建运动仿真记录（Simulation）

生成重放文件（Generate Replay）

重放（Replay）

仿真播放器（Simulation Player）

编辑序列（Edit Sequence）

包络体（Swept Volume）生成轨迹线（Trace）

2.4机构刷新（DMU Kinematics Update）

机构位置刷新（Update）

输入子机构（Import Sub-Mechanisms）

重设位置（Reset Positions）

2.5干涉检查模式工具条（Clash Mode）

关闭干涉检查（C lash Detection（Off））

打开干涉检查（C lash Detection（On））遇到干涉停止（C lash Detection（Stop））

2.6DMU 空间分析（DMU Space Analysis）

干涉检查（Clash）

距离和距离带分析（Distance and band analysis）

3 功能详细介绍

3.1DMU运动仿真（DMU Simulation）工具条

3.1.1用命令驱动仿真（Simulating with Commands）

是用命令驱动的方式对已创建的机构进行运动仿真，这种方法比较直接、简便，但不能记录下来。

1).点击图标,出现定义对话框；

2).在Mechanism选项的下拉菜单里选择相应的机构；

3).在Command.1选项里是第一个驱动命令数值的界限，和在创建驱动副时设置的界限同步；

4).激活仿真感应器（Activate Sensors）选项，详见其有关运动仿真的后处理对话框；

5).当离开仿真对话框后，系统默认保留当前位置。点击Reset按钮返回到初始位置；

6).点击Analysis...按钮可以添加运动分析项目，比如距离、干涉检查等；

7.点击More按钮，展开对话框；

有两种仿真方式：a).Immediate直接模拟，用鼠标直接拖着驱动副上的绿色箭头线移动；

b).选择On request选项，下面的播放器按钮就会变亮，可以设置固定步幅数（Number Of Steps）来进行仿真运动。

3.1.2用规则驱动仿真（Simulating With Laws）

对建立了规则关系的机构进行仿真，这种规则可以是驱动参数和运动时间的关系，在特征树上记录如下图：

1).点击图标，出现定义对话框；

2).在Mechanism选项的下拉菜单里选择相应的机构；

3).点击下图按钮位置上，可以修改运动时间；

仿人机器人运动学和动力学分析

国防科学技术大学 硕士学位论文 仿人机器人运动学和动力学分析 姓名：王建文 申请学位级别：硕士 专业：模式识别与智能系统 指导教师：马宏绪 20031101

能力；目前，ＡＳＩＭＯ代表着仿人机器人研究的最高水平，见图卜２。２０００年，索尼公司也推出了自己研制的仿人机器人ＳＤＲ一３Ｘ，２００２年又研制出了ＳＤＲ一４Ｘ，见图卜３。日本东京大学也一直在进行仿人机器人的研究，与Ｋａｗａｄａ工学院合作相继研制成功了Ｈ５、Ｈ６和Ｈ７仿人机器人，其中Ｈ６机器人高１．３７米，体重５５公斤，具有３５个自由度，目前正在开发名为Ｉｓａｍｕ的新一代仿人机器人，其身高１．５米，体重５５公斤，具有３２个自由度。日本科学技术振兴机构也在从事ＰＩＮＯ机器人的研究，ＰＩＮＯ高０．７５米，采用２９个电机驱动，见图卜４。日本Ｗａｓｅｄａ大学一直在从事仿人机器人研究计划，研制的ｗＬ系列仿人机器人和ＷＥＮＤＹ机器人在机器人界有很大的影响，至今已投入１００多万美元，仍在研究之中。Ｔｏｈｏｋｕ大学研制的Ｓａｉｋａ３机器人高１．２７米，重４７公斤，具有３０个自由度。美国的ＭＩＴ和剑桥马萨诸塞技术学院等单位也一直在从事仿人机器人研究。德国、英国和韩国等也有很多单位在进行类似的研究。 图卜１Ｐ２机器人图卜２ＡＳＩＭＯ机器人图１．３ＳＤＲ－４Ｘ机器人图１－４ＰＩＮＯ机器人 图卜５第一代机器人图ｌ－６第二代机器人图１．７第三代机器人图１—８第四代机器人 在国家“８６３”高技术计划和自然科学基金的资助下，国内也开展了仿人机器人的研究工作。目前，国内主要有国防科技大学、哈尔滨工业大学和北京理工大学等单位从事仿人机器人的研究。国防科技大学机器人实验室研制机器人已有１０余年的历史，该实验室在这期间分四阶段推出了四代机器人，其中，２０００年底推出的仿人机器入一“先行者”一是国内第一台仿人机器人。２００３年６月，又成功研制了一台具有新型机械结构和运动特性的仿人机器人，这台机器人身高１．５５米，体重６３．５公斤，共有３６个自由度，脚踝有力 第２页

人体下肢运动分析

大连理工大学 硕士学位论文 人体下肢运动分析 姓名：王晏 申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：孙怡 20050317

摘要 近些年来，人体运动的跟踪与分析在图像处理和计算机视觉领域引起许多学者的关注。这一课题在智能监视系统、虚拟现实、高级用户接口、运动分析和基于模型的图像编码等方面具有广阔的应用前景。利用图像序列进行人体运动的跟踪与分析包含四个基本内容：（１）从背景中提取运动目标；（２）从运动目标中分出人体目标；（３）运动人体的跟踪；（４）人体行为的理解与描述。其中，人体运动的跟踪和标定是人体运动跟踪与分析过程的关键，是进一步识别和理解人体运动行为的基础。本文提出了一种行走人体下肢关节点定位的算法。该算法是根据人行走时呈现的几何特性对人体的下肢关节点进行定位。 行走人体下肢关节定位算法处理的是由摄像机摄入的视频图像序列。首先经过背景去除，把人体区域从图像中提取出来。在得到干净的人体区域后，就可以获得人体的高度和宽度参数，以便进一步实现下肢关节点的定位。 经过背景去除和获得高度参数后，就要根据人体行走时所呈现的几何特征进行下肢关节点的定位。本文首先对侧面行走人体下肢关节点进行了定位。人在侧面行走时腿部长度是无失真的，因此，根据腿部的长度约束和关节点的运动约束进行了关节点定位。本文继而对正面行走人体下肢关节点进行了定位，对于正面行走的人体，其腿部长度在二维图像中有时会出现失真，因此，不能简单的根据腿部的长度约束进行定位。本文针对正面行走人体腿部边缘特性，结合腿部长度约束对膝关节进行了定位，并且根据腿部边缘特点对人体小腿长度进行了调整，运用调整后的小腿长度约束对人体踩关节进行了定位。在侧面行走人体和正面行走人体下肢关节定位的研究基础上，进一步研究了任意行走姿态下人体髋关节和膝关节的定位。根据人体行走时腿部的边缘信息用直线拟合的方法，并且结合腿部长度约束进行了膝关节的定位。 论文给出了侧面、正面以及任意行走姿态下人体下肢关节点定位的实验结果。对于侧面行走人体，本文检验了两种人体模型软件生成的人体行走序列，并且对实际拍摄的侧面人体行走序列也进行了髋关节和膝关节的定位。对于正面和任意行走姿态下的人体，只检验了由ＰＯＳＥＲ３．０生成的模型序列。实验结果表明，本文所提出的算法可以对行走人体的下肢关节点进行较为准确的定位，并且算法简单易行，可

人体运动规律

教学内容 1、人的运动规律 （1）人的骨骼：在动画片中，表现最多的是人物动作及拟人化角色的动作（见图1） （2）人的关节：人的主要关节位于腰部，肩部，肘部，腕部，股部，膝部，踝骨，颈部（见图1） （图1）运动中人的骨骼和关节 （3）人体的重心：人体重量的集中作用点（平衡点）是人体的重心（见图2） （图2）人体重心

（4）动作的表情：动作和表情是重要的动画语言。（见图3） （图3）人物动作与表情 2、人的基本规律性动作 （1）人的走路动作：用脚掌着地，左右两脚交替向前，带动躯干朝前运动（见图4） a.人走路动作的基本规律 b.头部的上下波动 c.手臂的摆动：钟摆定理 （图4）人走路的动态分析 （2）人的奔跑动作： 身体前倾，手臂略呈弯曲状以较大的幅度配合双脚的交替跨步向前摆动，跨步的幅度大于走路时的幅度，膝关节的弯曲度大于走路时的弯曲度，脚抬得较高。（见图5）

（图5）人跑步的动态分析 3、人的头部运动 （1）头部的转动： 以鼻子作为脸部中心点画一直线，当头转动时，由于透视原因，接近正面的一半距离大，远离正面距离小;（见图 6 （图6）头部的转动分析 （2）表情：要具有表演的创作意图（见图7） （图7）人的表情

（3）对白中的口型：欧美的常用口型是A，B，C，D，E，F，偶尔会有G，H日本的常用口型是A，B，C 。（见图8） （图8）角色口型 4、走路画法 走路的基本规律是：左右脚交替向前，带动人的身体向前运动，为了保持身体的平衡，配合双脚的屈伸、跨步、双臂前后摆动。（见图9） （图9）走路示范 5、跑步的画法

（1）奔跑动作的基本规律：身体重心前倾，手臂成弯曲状，奔跑时手臂配合双脚的跨步作前后摆动，双脚跨步的动作幅度较大，膝关节弯曲的角度较大，脚抬得较高，因此头高低的波形运动也比走路明显，在奔跑时，双脚几乎没有同时着地的时间，而是依靠单脚支撑身体的重量，有些快跑动作中间可以有1到2格是双脚同时离地的腾空过程。（见图10） （图10）跑步正面 （2）注意事项：人物前倾的动态应前后保持一致，原画张与动画中割张上半身身体保持一个前倾的姿态。（见图11）

运动学、静力学、动力学概念

运动学、静力学、动力学概念 运动学 运动学是理论力学的一个分支学科，它是运用几何学的方法来研究物体的运动，通常不考虑力和质量等因素的影响。至于物体的运动和力的关系，则是动力学的研究课题。 用几何方法描述物体的运动必须确定一个参照系，因此，单纯从运动学的观点看，对任何运动的描述都是相对的。这里，运动的相对性是指经典力学范畴内的，即在不同的参照系中时间和空间的量度相同，和参照系的运动无关。不过当物体的速度接近光速时，时间和空间的量度就同参照系有关了。这里的“运动”指机械运动，即物体位置的改变；所谓“从几何的角度”是指不涉及物体本身的物理性质(如质量等)和加在物体上的力。 运动学主要研究点和刚体的运动规律。点是指没有大小和质量、在空间占据一定位置的几何点。刚体是没有质量、不变形、但有一定形状、占据空间一定位置的形体。运动学包括点的运动学和刚体运动学两部分。掌握了这两类运动，才可能进一步研究变形体(弹性体、流体等)的运动。 在变形体研究中，须把物体中微团的刚性位移和应变分开。点的运动学研究点的运动方程、轨迹、位移、速度、加速度等运动特征，这些都随所选的参考系不同而异；而刚体运动学还要研究刚体本身的转动过程、角速度、角加速度等更复杂些的运动特征。刚体运动按运动的特性又可分为：刚体的平动、刚体定轴转动、刚体平面运动、刚体定点转动和刚体一般运动。 运动学为动力学、机械原理(机械学)提供理论基础，也包含有自然科学和工程技术很多学科所必需的基本知识。 运动学的发展历史 运动学在发展的初期，从属于动力学，随着动力学而发展。古代，人们通过对地面物体和天体运动的观察，逐渐形成了物体在空间中位置的变化和时间的概念。中国战国时期在《墨经》中已有关于运动和时间先后的描述。亚里士多德在《物理学》中讨论了落体运动和圆运动，已有了速度的概念。

管道机器人运动学分析与变径机构仿真

MECHANICAL ENGINEER 机械工程师 管道机器人运动学分析与变径机构仿真 史继新1a，1b，刘芙蓉1a，1b，胡啸2，袁显宝1a，1b，陈保家1a，1b，李响1a，1b （1.三峡大学 a.湖北省水电机械设备设计与维护重点实验室；b.机械与动力学院，湖北宜昌443002；2.中核武汉核电运行技 术股份有限公司，武汉430223） 摘要：基于对核电站压力容器和主管道接管内部检查的需要，研发了一种多履带可变径式管道检查机器人。分析机器人四种不同的运动情况，得出机器人履带轮角速度和机器人在管道内旋转速度及行走线速度的函数，建立了机器人在管道内的运动学模型。针对机器人可变径机构，建立力学模型，得出变径机构中弹簧的理论数据，并运用Inventor运动仿真分析验证了其合理性。 关键词：管道机器人；运动学模型；变径机构；Inventor运动仿真 中图分类号:TP242.3;TH122文献标志码:粤文章编号：员园园圆原圆猿猿猿（圆园员9）04原园014原园3 Kinematics Analysis and Variable Diameter Mechanism Simulation of Pipeline Robot SHI Jixin1a，1b,LIU Furong1a，1b,HU Xiao2,YUAN Xianbao1a，1b,CHEN Baojia1a，1b,LI Xiang1a，1b (1.China Three Gorges University a.Hubei Key Laboratory of Hydroelectric Machinery Design&Maintenance;b.College of Mechanical and Power Engineering,Yichang443002,China;2.China Nuclear Power Operation Technology Co.,Ltd.,Wuhan430223,China) Abstract院Based on the need for internal inspection of nuclear power plant pressure vessels and main pipelines,a multi-track variable-diameter pipeline inspection robot is developed.The four different motions of the robot are analyzed,and the angular velocity of the robot crawler wheel and the rotation speed of the robot in the pipeline and the traveling linear velocity are obtained.The kinematics model of the robot in the pipeline is established.For the robot variable diameter mechanism,the mechanical model is established,the theoretical data of the spring in the variable diameter mechanism is calculated,and the rationality is verified by Inventor motion simulation analysis. Keywords:pipeline robot;kinematics model;variable diameter mechanism;Inventor motion simulation 0引言 随着核电厂运行时间的增加，各种规格管道内表面可能会出现一些问题需要实施检查与维修。因这些部位处于强辐射区，人员无法直接实施这些工作，必须开发具有行走功能的管道机器人携带摄像头完成核电厂管道检查工作。目前，发达国家对于管道机器人的研究处于领先地位[1]：德国ECA公司研制出一系列管道爬行机器人，在满足多尺寸规格管道的前提下，能搭载多种检测工具，其检查的管道范围从150耀2000mm；日本东京工业大学研制出Thes系列管道机器人[2]；韩国汉城汉阳大学研制出双模块协作管道检测机器人[3]。中国在管道检查机器人领域起步较晚，北京德朗检视科技有限公司研发的DNC100、DNC150等管道爬行器，已在核电领域中得到运用；东华大学研制除了自主变位履带足管道机器人[4]；上海交通大学针对煤气管道的检测，研制出煤气管道检测机器人样机[5]。 针对目前国内外传统机器人在面对垂直、微小、复杂管时，存在通行性能差、稳定性弱、牵引力不足等缺点。本项目所研制的多履带可变径式管道检查机器人，在机器人的机械结构、移动方式等方面做出改进，能适应150耀160mm管径的管道内部运动，分析了其管道内部运动的运动学模型和变径机构的力学模型，并针对变径机构进行了仿真分析，验证设计的合理性。 1管道检查机器人整体结构设计 为了满足核电厂管道内部检查的需要，机器人必须具备三项基本能力：1）机器人的速度调节能力；2）机器人的转向能力；3） 析， 构设计，如图1 道机器人具有三组履带轮， 很好的夹紧力。 立的电动机控制， 每组履带轮的独立运动， 节不同电动机的转速来使机器人顺利通过弯管。履带轮和主体之间的连杆机构配上弹簧的特性使机器人具有很好的管道适应能力，可以适应150耀160mm管道直径的运动。2运动学分析 机器人每组履带轮的角速度决定机器人整体的运动情况，因此本节根据机器人履带轮角速度和机器人整体运动情况的函数关系建立运动学模型。该模型的坐标系、关节变量和参数如图2所示。XY Z表示全局坐标参考系，并且xyz表示附接到管线检查机器人的中心的局部坐标系;i、j 和k是局部坐标系的单位矢量。无论机器人如何移动，x轴 图1管道机器人 三维模型 1.履带轮组 2.变径机构 3.主体 3 2 1 基金项目：国家自然科学基金（11805112）；湖北省教育厅 科学技术研究计划重点项目（D2*******）；湖北省水电机械 设备设计与维护重点实验室开放基金项目(2016KJX15、 2017KJX04) 14 圆园员9年第4期网址：https://www.wendangku.net/doc/372337197.html,电邮：hrbengineer@https://www.wendangku.net/doc/372337197.html,

机器人机械臂运动学分析(仅供借鉴)

平面二自由度机械臂动力学分析 [摘要] 机器臂是一个非线性的复杂动力学系统。动力学问题的求解比较困难，而且需要较长的运算时间，因此，这里主要对平面二自由度机械臂进行动力学研究。本文采用拉格朗日方程在多刚体系统动力学的应用方法分析平面二自由度机械臂的正向动力学。经过研究得出平面二自由度机械臂的动力学方程，为后续更深入研究做铺垫。 [关键字] 平面二自由度 一、介绍 机器人是一个非线性的复杂动力学系统。动力学问题的求解比较困难，而且需要较长的运算时间，因此，简化解的过程，最大限度地减少工业机器人动力学在线计算的时间是一个受到关注的研究课题。 机器人动力学问题有两类： (1) 给出已知的轨迹点上的，即机器人关节位置、速度和加速度，求相应的关节力矩向量Q r。这对实现机器人动态控制是相当有用的。 (2) 已知关节驱动力矩，求机器人系统相应的各瞬时的运动。也就是说，给出关节力矩向量τ，求机器人所产生的运动。这对模拟机器人的运动是非常有用的。 二、二自由度机器臂动力学方程的推导过程 机器人是结构复杂的连杆系统，一般采用齐次变换的方法，用拉格朗日方程建立其系统动力学方程，对其位姿和运动状态进行描述。机器人动力学方程的具体推导过程如下： (1) 选取坐标系，选定完全而且独立的广义关节变量θr ，r=1, 2,…, n。 (2) 选定相应关节上的广义力F r：当θr是位移变量时，F r为力；当θr是角度变量时， F r为力矩。 (3) 求出机器人各构件的动能和势能，构造拉格朗日函数。 (4) 代入拉格朗日方程求得机器人系统的动力学方程。 下面以图1所示说明机器人二自由度机械臂动力学方程的推导过程。

Human CAD人体运动仿真软件

Human CAD人体运动仿真软件 Human CAD人体运动仿真软件简介 HumanCAD人体运动仿真软件是加拿大NexGen公司产品，迄今已有20年的专业研发技能和经验，其基础构架是NexGen公司开发人员从1990年就开始研发的ManneQuin仿真软件。 HumanCAD人体运动仿真软件主要用于人体体力作业的动态、静态模拟和分析。它拥有多个作业工具和环境组件模块。场景逼真、实用，可以对运动和作业过程中的躯干、四肢、手腕等部位的空间位置、姿势、舒适度、作业负荷、作业效率等数据进行采集和分析，在世界范围的研究领域被广泛使用。 Human CAD人体运动仿真软件主要模块 HumanCAD V1.2主程序：实现主要的编程功能，包括导入/输出人体和实物模型、构造编程环境等。 HumanCAD ErgoTools：扩展人体模型相关的数据库，使分析功能更强大。HumanCAD CADExchange：用于扩展软件可识别的三维模块类型，使软件兼容性更强。 使用指导书及相关资料针对教育/科研用户，指导其高效展开科研。 产品许可号：正版授权许可。 Human CAD人体运动仿真软件输出功能 可及度分析 视野分析 抬举力量分析 作业姿势评估 舒适度分析 基于用户设定的其他人体作业数据 HumanCAD人体运动仿真软件功能特点 可根据用户需求，自动生成三维人体模型。 可设置人体模型的尺寸、姿势、动作。 设计、生成产品模型，并设定其各种物理参数。 与各类相关三维建模软件都有良好接口，可实现用户自定义模型的导入与输出。具备强大的数据分析功能，可以分析人在作业过程中的姿势、舒适度、做功等数据。

学生身体机能变化分析

学生身体机能变化分析 （2015—2016学年度） 学校通过体操练习提高小学生的身体素质身体素质是体质的重要组成部分，是人体在运动中所表现出来的力量、速度、耐力等身体基本状态和功能能力。身体素质的好坏直接反映了人们在日常生活中承受能力的强弱。以2000年国民体质监测数据为依据，分析中国国民身体素质的年龄、性别、生活区域（限南北方）和城乡的现状和变化规律，从而得出中国人身体素质特征。耐力素质是指人体长时间进行肌肉活动时抗疲劳的能力。耐力素质是人体各器官系统机能和心理素质的综合表现，也是人的体质强弱的重要标志。发展耐力素质可以有效地提高人体呼吸系统和心血管系统的功能，改善新陈代谢水平，增强抗疲劳的能力，还可以培养坚毅、顽强等优良的心理品质。12分钟跑是国际上流行的一种运动方式，对于发展有氧耐力，提高心血管功能的效果较好。跑完12分钟，根据自己跑的距离，再查一下评分表，就可以知道自己的有氧代谢能力水平。耐力锻炼可分为有氧耐力和无氧耐力。有氧耐力运动包括长跑、游泳、登山、健美操等；无氧耐力运动包括爆发运动，如短跑、跳高、跳远等。爆发力较差的人应注意缩短运动距离。以长跑为例，可以从每天500米开始，逐渐过渡到800米、1000米等。指人体完成某一动作的快速能力。提高动作速度的锻炼方法有： （1）减小练习难度，加助力法。如牵引助力跑步或游泳、顺风跑、下坡跑、顺水游、推掷较轻的器等。（2）加大练习难度，发挥后效

作用法。如负重跳或推掷超重器械练习后，紧接着做跳跃或推掷标准器械的练习。（3）时限法。按预定的音响节拍频率完成动作，以改变练习者的动作频率和速度。是指在作周期性动作中，单位时间内人体快速移动的能力。提高动作速度是提高位移速度的基础，并与四肢肌肉的爆发力密切相关。通常采用下列方法： （1）快速跑。如短距离用最快速度重复跑、让距离追逐游戏、短距离游泳、速滑等。 （2）加速动作频率的练习，如快频率小步跑、快速摆臂练习等。（3）发展下肢的爆发力。如负重跳、单脚跳、跨步跳等。通过慢跑锻炼身体素质柔韧素质是指关节活动的幅度及相关肌肉、韧带等软组织的伸展性和弹性。发展柔韧素质，有利于正确地掌握各项运动技术，在突然用力的情况下，避免损伤肌肉、韧带等软组织。发展柔韧素质的方法：主要是采用加大动作幅度，即拉长肌肉、肌腱、韧带和皮肤的练习。所有的柔韧练习至少连续做5～10次，动作幅度应逐步加大，身体各部位的柔韧性要交替进行，并需持之以恒。当软组织被拉长之后，肌体感到酸、胀、痛时应坚持8～10秒，这样需重复练习8～10次，可以收到良好的效果。在每次锻炼过程中，动力拉长练习一般控制在15～25个之间，每个练习以7～30次之间为宜，注意柔韧练习总的时间不宜过长。

人体三维姿态重构与动作分析

上海交通大学工程硕士学位论文目录 目录 摘要 ....................................................................................................................................... I ABSTRACT ....................................................................................................................... III 第一章绪论 (1) 1.1引言 (1) 1.2研究背景及现状 (2) 1.3三维人体重建与动作分析 (3) 1.3.1基于Kinect的研究 (4) 1.3.2单目视觉条件下的研究 (4) 1.4本文的主要贡献 (5) 1.5本文结构 (5) 第二章三维人体姿态重构和动作分析 (7) 2.1前景检测与分割算法研究 (9) 2.1.1人体特征分类 (9) 2.1.2前景检测与提取 (10) 2.2动作分析方法 (11) 2.3分类器研究 (12) 2.3.1判别式模型研究 (13) 2.3.2生成式模型研究 (14) 2.4本章小结 (16) 第三章基于Kinect的动作识别研究 (17) 3.1多目视觉概述 (17) 3.1.1双目立体视觉 (17) 3.1.2多目视觉系统 (18) 3.2基于Kinect的三维人体动作分析 (19) 3.2.1Kinect设备介绍 (19) 3.2.2Kinect关键技术 (20) 3.3三维动作表示 (21) 3.3.1点云数据获取 (21) V

可调式行走机构设计运动学分析和建模

毕业论文_可调式行走机构设计-运动学分析和建模 第一章绪论 1.1 课题的研究背景和意义 近年来，对双足行走运动的研究成为了力学、机械、控制、机器人学、生物学、心理学等学科的热点问题。与大多数四足或六足的动物相比，人类的双足行走运动可以把上肢解放出来，在运动的过程中完成其他的任务，且可以实现在更复杂、更崎岖的环境中运动；同时，人类的双足运动在稳定性的控制上也具有更高的要求。自20 世纪90 年代以来，对双足行走机器人的研究成为了国内外学者关注的一个热点问题。将基于主动控制的双足运动与基于被动行走的双足运动相结合，对于提高双足机器人的运动效率，实现多种运动步态都有十分重要的意义。 世界上第一台的机器人样机制造于1954年的美国，它基本上体现了现代工业应用的机器人的主要特征，虽然它仅仅是一台试验样机，但是为机器人的进一步发展起到很大的推动和指引作用。随后美国的联合控制公司（ConsolidatedControl Company)于1960年研制出了第一台具有真正意义的工业机器人。两年后美国的机床与铸造公司AMF也生产出了另外一种可以进行编程并实际用于工业操作的工业机器人。 20世纪70年代，机器人技术开始向产业化发展，并逐渐发展成为一门专门的有着自己较系统理论的一门学科—机器人学（Robotics)，这样就进一步扩大了机器人的应用领域，如图1所示为机器人的各种应用实例。

图1 机器人各种应用领域 随后各种坐标系统、各种结构机器人的相继出现以及计算机辅助设计技术的飞跃发展，使得机器人的性能和结构有了很大的进步，同时成本也在不断下降。20世纪80年代，各种不同结构、不同控制方法以及不同用途的工业机器人在工业比较发达的国家已经进入了真正的实用化普及阶段。随着传感器技术和智能.技术的发展，智能机器人的研究范围也逐渐扩大，机器人的视觉、触觉、力觉、听觉、接近觉等方面的研究大大的提高了机器人的自适应能力，促进了机器人的人性化进程。20世纪90年代，机器人伺服驱动系统迅速发展，这一时期，各种装配的机器人产量增长迅速，与机器人配套使用的装置和视觉技术也得到迅猛发展。 21世纪以来，机器人不仅仅局限于杆件结构，人们开始赋予它新的“肌肉”、“血管”，使其能够更好的比照人类进行运动和“生活”。这时期，机器人的形象更加丰富，感官、知觉等也越来越“人性化”。 近几年，机器人特别是双足机器人产业发展突飞猛进，不管是从专业技术水平上，还是从装备的数量上，都具有集中优势。机器人研究强国日本研发的新型的面向人们日常生活和服务行业的“医疗机器人”、“唱歌机器人”、“服务机器人”等正逐渐进入角色，走进人们的生活，如图2和图3所示。2011年全球组织机器人进行全程马拉松大赛，要求两条腿的机器人完成约42.2公里的奔跑，此次比赛就是为了证实机器人的耐久性和灵活性。

基于三维人体运动仿真与视频分析的计算机辅助运动系统...

基于三维人体运动仿真与视频分析的计算机辅助运动系统及示范应用 （一）科技奥运技术、产品、服务的名称及所属单位 1、项目名称：基于三维人体运动仿真与视频分析的计算机辅助运动系统及示范应用 2、所属单位：中国科学院计算技术研究所 （二）科技奥运技术、产品、服务在奥运筹备建设中的应用情况、专利保护情况、技术水平情况等 在国家运动队备战2004年雅典奥运会的过程中，我们积极试用阶段研究成果，为国家跳水队、蹦床队备战奥运的集训提供高科技服务。在雅典奥运会上，我国跳水队取得六枚金牌的好成绩。我国原有的弱势项目蹦床在雅典奥运会也获得一枚铜牌，实现了奖牌零的突破。另外，中国该队在2005年举办的第二十四届世界蹦床锦标赛团体比赛中，夺得男、女蹦床团体和男子单跳团体三项世界冠军，实现中国蹦床在世界三大赛上的历史性突破，目前已经跃升为世界强队。 该项成果的应用已完全获得国家体育总局的肯定与认可，被认为是“一项开创性研究工作”，“能够有效提高运动训练的科学性和效率，对快速提高运动成绩有很大帮助”，并被授予第二十届奥运会科研攻关与科技服务一等奖，并有近40套软件系统无偿装备到各个运动项目的国家队，为多个运动项目国家队备战08年奥运会进行辅助训练。 1、应用情况： 实施本项目所产生的成果是“面向体育训练的三维人体运动模拟与视频分析系统”，该系统包含三维人体运动仿真与视频分析两个子系统，其应用情况如下。 1）、在国家运动队备战2004年雅典奥运会的过程中，我们积极试用阶段研究成果，为国家跳水队、蹦床队备战奥运的集训提供高科技服务。研发的系统成为他们的重要训练科技装备，并为这些运动队在雅典奥运会取得这些优异成绩，做出了重要的贡献。 2）、由于系统在备战2004年雅典奥运会的过程中所取得的优异成绩，系统部分成果已开始在射击、田径、跳水、击剑、举重、体操等多个运动项目国家队备战08年奥运会训练中全面推广使用。

运动技术分析与诊断复习题全解

运动技术分析与诊断复习题 一、填空题 1根据转动运动中角量与线量的关系，要增加排球运动中扣球的速度，主要应增加运动员上肢的和角速度。 2通过拍摄运动技术录像资料，然后在录像资料上获取运动技术数据的方法称之为。 3在研究人体运动时，为了突出主要矛盾，需要把人体和器械近似地看成质点或。 4在运动技术诊断过程中，最后需要通过工作对前面所做的工作进行检查。 5人体的越大，则惯性越大。 6掷铅球的最佳抛射角一般小于45度，它取值的大小与和空气阻力两个因素有关。 7测力台测得的“F-t曲线”与t轴所包络的面积值表示的大小。 8根据斜抛运动公式，影响投掷成绩的主要因素是和出手角度 9物体产生运动状态改变的基本原因是由于力的作用，但是当物体进行转动运动时，除了有力的作用存在以外，还需要有的存在。 10如果运动员采用的运动技术动作符合他的个人特点，就能帮助他更好的扬长避短，那么该项技术动作对于他而言称之为。 11跳高用的海绵垫主要用途是延长，以减少冲力。 12在人体运动的平衡动作中，人体的支撑面大就意味着。 13跳远当人体处于腾空状态时，若忽略空气阻力，其水平方向的不变。

14曲线运动属于的基本运动。此时，我们将人体运动看做是。 15滑雪运动员从斜坡上滑下时，他受到的作用力有重力、地面支撑支作用力和。 16当物体所受合外力为零，而合外力矩不为零时，物体将发生运动。17力的效应有内效应和外效应两种，力作用的效应表现为使物体形状发生变化。 18利用运动技术录像资料可以确定完成动作的时间，主要是与有关19物体运动是指物体间的发生了变化。 20滑雪运动员从斜坡上滑下时，他受到的作用力有重力、地面支撑支作用力和。 21人体不发生倾倒的基本条件是_______________。 22是影响物体转动量变化大小的根本原因。 23研究力在一定时间内的累积效应采用的是。 24在体育运动中，人体重心位置可随的变化而变化。 25人体转动时，其惯性大小的影响因素有质量和。 26省力杠杆在人体关节中分布较少，比较典型的是踝关节在做提踵动作时表现为 27人体运动系统主要由骨杠杆组成，在三类杠杆中在人体运动系统中比较少见。 28挺身式跳远的空中动作中，腿、手臂和躯干的运动应遵循原理。 29是描述转动运动规律的基本原理。

人体运动损伤治疗方法分析

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第九章运动损伤的治疗方法 第一节药物疗法 一中草药 中草药治疗的基本法则 整体和辨证施治 常用中药 活血理气续筋接骨祛风散淤清热的中草药. ===============================

中草药治疗运动损伤的具体应用: 1 运动损伤初期 止血止疼清热消炎的中草药 2 炎症反应及肿胀期 清热消炎活血化淤行气通络的中草药. 3 肉芽组织机化期 药物和功能锻炼同时进行. 治疗运动损伤的常用方剂: 外治(搽敷熏洗) 内治(膏丹散丸汤酒剂) ================================ 二外用西药 1 红药水 2 紫药水 3 碘酒 4 酒精 5 生理盐水 6 消炎粉

================================ 三内服西药 止疼及消炎类药物 四内服中药 云南白药跌打丸三七片:适用于早中期 大活络丸小活络丸:后期及慢性损伤. 五外贴膏药 ================================ 六注射剂(痛点注射药物疗法) 1~2%的盐酸普鲁卡因 作用：帮助诊断注射部位是否准确；有麻醉止疼和促进病变组织代谢的作用. 肾上腺皮质激素类药物(醋酸氢化可的松，强地松龙) 作用：维持毛细血管的正常通透性，减少渗出液，防止水肿，抗炎并能抑制结缔组织增生，减少瘢痕形成。 ================================ 适应症：腱鞘炎滑囊炎肌肉拉伤肌腱炎创伤性关节炎

用法：与普鲁卡因混合液局部注射，1次/周；4次为一个疗程。 注意事项：注射后局部休息24小时，严格消毒；避免感染保持清洁。 ================================ 第二节拔罐疗法 原理：通过火的燃烧造成罐内负压，使毛细血管充血淤血治疗疾病. 作用：溶血穴位刺激温热作用 拔罐的方法 1 点火 2 留罐 3 起罐 ================================ 适应症和禁忌症 慢性闭和性软组织损伤.禁止急性和亚急性疾病使用 注意事项 注意不要 造成烫伤

浅谈运动动作的解剖学分析

浅谈运动动作的解剖学分析 石建东 （河南大学体育学院） 摘要：作育动作的解剖学分析是体育科研人员必须熟练掌握的基本技能之一，也是高校体育专业学生学习运动解剖学的重点和难点。其目的是从人体结构的角度分析运动动作的规律性，为学习和提高动作质量提供理论依据。 关键词：运动动作；解剖学分析 引言：运动动作虽然有多种多样，但从人体结构角度分析，它具有一定的规律性。任何动作都是以肌肉收缩为动力，牵引骨骼，围绕关节而运动的。骨与关节是运动的被动部分，肌肉则是主动部分。肌肉在人体运动中处于重要位置。分析运动动作时，其重点为肌肉。因此，在进行动作分析之前，必须先了解肌肉的功能。 1.运动中肌肉状态的描述 肌肉由许多肌纤维构成。在做动作时，肌纤维可以缩短，也可以被动地伸长，还可以处于既不缩短也不伸长的状态。肌纤维处于缩短状态时所做的工作叫做克制工作，这是运动动作中较常见者，如三角肌纤维收缩就可使两臂侧平举。肌纤维处于伸长状态时所做的工作叫退让工作，在负重的情况下缓慢地屈肘关节，使上臂后面之肱三头肌纤维被拉长时所做的工作，就属此类。做克制工作和退让工作时，肢体是处于运动的状态，所以这种产生运动的工作又称为动力工作。与此相反的另一种工作为静力工作，即肌纤维长度不变，既不缩短也不伸长，可是肌肉的紧张程度（张力）增加，如两臂保持侧平举时，三角肌纤维长度不变，但其张力增加，以克服两臂下垂的重力，就属此类。 每个关节的运动，都不是单纯地由一块肌肉来完成，而是由一群肌肉完成的。而在这一肌群中各个肌肉所起的作用又不完全一样，其中直接完成动作的肌肉叫原动肌，与其作用相反的肌肉叫对抗肌。例如屈肘时，上臂前面的肱二头肌、肱肌和前臂外侧的肱桡肌是屈肘的原动肌，而上臂后面的肱三头肌是屈肘的对抗肌，其肌纤维被拉长，但保持一定的紧张度，使屈肘时的原动肌在收缩过程中免于因动作过猛而受伤。有时在做某个动作时，只需一个关节运动，要求邻近的关节固定不动。以便使活动这个关节的肌肉能充分发挥力量。这种使邻近关节固定不动的肌肉，叫固定肌。如用力屈肘时要求肩关节固定，所以肩关节周围的肌肉则称为固定肌。 在分析运动动作时除了要注意肌肉收缩力以外，还要注意重力和摩擦力等。这些力产生于身体外部，因而称为外力。肌肉收缩力产生于身体内部，所以称为内力或肌力。内力和外力往往同时作用于人体，其作用的方向可以相同，也可以相反。 如果在肢体上两种力的方向相反，肌力大于外力时，肢体则朝着与外力相反的方向运动。例如作高抬腿跑时，大腿于髋关节处做向上屈的动作，其原动肌就是与重力相反的一侧的髂腰肌、股直肌等若负重蹲起时，身体需由蹲位伸直向上，这时为了克服杠铃和身体各部分向下运动，则蹲起的原动肌主要为臀大肌、股四头肌和小腿三头肌如果作用于肢体的两种力的方向一致,肢体运动速度则快,其原动肌则是位于肢体运动方向同一侧的肌群。例如，排球运动员在跳起正面扣球时，上肢在肩关节处作伸与内收动作，其重力也有使上肢向下的作用，所以上肢内收和伸的速度要超过重力向下的速度。这时扣球动作的原动肌，就是使上臂在肩关节处伸和内收的肌群,即胸大肌、背阔肌和三角肌等。如果作用于肢体时两种力的方向相同，而肢体运动速度慢于重力，则原动肌是位于肢体运动方向相反的一侧的肌群。例如在双