人体动力学模型与仿真研究.pdf
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2022-11-12
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基于 ADAMS 人体动力学下肢建模与仿真
前言
人体生物力学研究的是一个多学科交叉的新兴领域,它涉及到机
器人机构学、运动学、动力学、人体解剖学、外科学(特别是骨科)、
摄影测量学、测试技术以及计算机辅助设计等多方面的知识。研究人
体动力学的建模和仿真，获取有关运动、力学数据，对指导机电产品
设计、运动康复机械设计等具有重要意义。为了满足人们的需要和安
全，在一些实验中必须模拟人体作为实验对象。为了保证人体的安全
和新设备的研发，因此在人体运动仿真研究中需要将人体作为某种程
度的抽象，这种抽象既要尽可能反映人体的真实情况，又要易于实现。
人体模型是车辆设计、动力学分析和服务型机器人设计与仿真的基
础，为设计用的人体模型属于人体几何学/运动学模型，它还为动力
学分析与仿真提供了必要的几何特性；为分析与仿真用的人体模型属
于多体系统动力学模型。人体动力学模型是多体系统动力学在生物力
学方面的最新研究成果，已在国外车辆动力学分析与仿真领域获得工
程应用。如果从建模的方式来看人体模型种类可以分为以下两种。从
仿真角度建模—人体仿真模型（目前主要是指运用计算机仿真软件进
行人体多体仿真建模）；从力学角度建模—动力学模型。
一、历史发展及现状
1.运动生物力学的国内外发展现状
有关生物体运动的力学问题很早就引起了人们的注意，早在 15
世纪末，意大利科学家 Leonardo Da Vinci 研究了人体的各种姿势和
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