国家高技术研究发展计划(2006AA040201)
- 作品数：11 被引量：66H指数：5
- 相关作者：张建国薛强王芳胡军张峻霞更多>>
- 相关机构：天津科技大学天津大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划天津市应用基础与前沿技术研究计划国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：医药卫生机械工程电子电信自动化与计算机技术更多>>
- 基于COM平衡恢复响应的人体滑跌步态分析被引量：1
- 2012年
- 针对人体行走过程的滑跌现象,提出了利用基于质心位置(COM)恢复响应来分析滑跌过程的方法。该方法以基于Kane方程的下肢行走动力学模型为基础,能够实现行走过程中每个步态周期动力学参数的快速检测,能对滑跌过程的任一瞬时平衡状态进行分析,并据此绘制滑动和跌倒过程的COM特性曲线,利用此曲线对滑跌步态原因、阶段及进程进行判断。当COM在基础支撑(BOS)区域投影点与其压力中心距离大于0.012～0.015m,则人体步态处于发生滑跌的阀值域;COM速度响应曲线域在0.9～2.1m/s之间时,步态处于稳定期。不同年龄段的两组步态滑跌实验数据表明,该方法能够利用基于COM恢复响应特性曲线对滑跌过程进行预测和干预。
- 苏海龙张大卫李佳
- 关键词：步态分析KANE方程
- 人体臀部与个性化防压疮坐垫的有限元建模
- 目的:研究一种有效的生物力学建模方法,模拟人体臀部与个体化防压疮坐具系统界面的压力分布,预测个体化防压疮坐具系统的临床效果,以达到优化坐垫设计的目的;方法:重建受试者骨盆及腿骨的实体模型,建立个体化防压疮坐垫的形状模型,...
- 李素姣王珏宁文德张锋薛枫张艺四库
- 关键词：有限元分析
- 基于任务需求的仿生手臂在线协调控制技术被引量：2
- 2009年
- 针对仿生手臂在目标任务需求改变后对规划平稳动态过程的需求,提出了实时检测动态参数并将其反馈至前向控制环节进行在线协调控制的算法。该算法以基于Kane方程的仿生手臂动力学模型为基础,能够实现动力学参数值快速在线调控,判断仿生手臂目标检测点的动态参数偏差,并据此调节仿生手臂各部分姿态参数,使其能按离线动作规划平稳准确地完成目标任务。采用Matlab的Simulink控制工具箱进行仿真,测评了仿生手臂基于不同目标任务运动过程的生物效能性。实验数据表明,该算法改善了仿生手臂的生物效能性。
- 苏海龙张峻霞张建国胡军
- 关键词：KANE方程
- 立卧两用电动轮椅车的设计被引量：11
- 2009年
- 在研究坐姿对身体产生的不利影响的基础上,突破传统轮椅的功能和结构,提出了一种可实现站立及仰卧姿态的电动轮椅车的设计方案,阐明了轮椅机构的工作原理,并对站立机构进行了运动分析.,在UG/Motion Simulation模块中建立了轮椅虚拟样机,并进行了运动仿真,结果验证了轮椅机构的合理性.
- 任怡张峻霞张建国胡军
- 关键词：电动轮椅虚拟样机
- 挥鞭样仿真全颈椎有限元模型的建立和验证被引量：4
- 2008年
- 目的建立并验证中国人全颈椎有限元模型,以期用于挥鞭样损伤分析。方法运用螺旋CT扫描技术、Ma-terialisc mimics、逆向软件及Pro-E进行三维重建;运用TrueGrid划分网格;模型用志愿者后碰撞(挥鞭)试验数据进行验证。结果模型由椎骨、椎间盘、小关节、韧带和肌肉等结构组成,共得到15023个单元和24916个节点,其中实体单元14626个、杆单元19个、索单元378个。仿真中得到的头颈部加速度、位移、旋转角度、角加速度等运动曲线和实验结果基本吻合。结论模型高质量的八节点六面体单元,提高了计算的速度和稳定性。模型用于挥鞭样损伤分析,对于预防、诊断、治疗具有重要意义。
- 王芳张建国薛强张澍
- 关键词：颈椎有限元模型挥鞭样损伤
- 非接触式动态位姿测量方法研究
- 2009年
- 针对非接触式动态位姿测量系统在人体运动信息检测的应用中对人体精细、微小动作测量精度的要求,提出了非接触式动态位姿测量系统的重构修正模型.该模型以三维重构理论知识为基础,综合考虑影响测量系统精度的多种因素,给出了测量误差理论体系,确定了该模型的修正成像方程.实验表明:通过基于修正模型的非接触式动态位姿测量系统进行静态标定和动态位姿参数测量,测量精度比修正前有明显提高.
- 苏海龙张建国张峻霞胡军
- 关键词：非接触式位姿测量测量方法
- 后碰撞中人体颈部动力学响应的有限元分析被引量：6
- 2010年
- 为了得到人体颈部在后碰撞中的动力学响应数据,细化完善了先前建立并验证的符合中国人特征且具有较高逼真度的C1-T1全颈椎有限元生物力学模型,模型由椎骨、椎间盘(髓核、纤维环及软骨终板)、韧带和肌肉构成,用六面体实体单元、梁单元和索单元进行模拟,其材料分别定义为线弹性、粘弹性和索。用后碰撞志愿者实验数据对模型进行仿真,得到各椎骨间相对转角,软组织的等效应力曲线。后碰撞过程中颈部形成S形曲线、C形曲线,各软组织应力曲线峰值均发生于最大S形曲线、C形曲线出现阶段,最大相对转角及各软组织最大应力主要发生在C7-T1。后碰撞中过度伸展易导致颈部损伤。有限元仿真有助于理解颈部运动学及其损伤机制。
- 张建国王芳薛强
- 关键词：生物力学有限元方法颈部后碰撞动力学
- 基于挥鞭样损伤研究的颈部有限元模型的建立及验证被引量：11
- 2008年
- 研究人体颈部在挥鞭样损伤中的生物力学特性及损伤机制,建立一个基于人体解剖学结构的颈部三维有限元模型。该模型是通过人体颈部的螺旋CT扫描图像,利用三维重建和网格划分技术,得到六面体有限元模型,并对模型进行后碰撞验证分析。得出颈椎在挥鞭运动过程中的变化规律,以及C7-T1的最大过伸角度20°和椎间盘所受最大应力值16MPa。该模型的建立,可作为今后颈椎生物力学损伤研究以及其他相关领域研究的理论研究依据。
- 张建国周蕊薛强
- 关键词：有限元颈椎
- 用于冲击动力学响应分析的人体颈部有限元模型建立和验证被引量：4
- 2009年
- 根据冲击动力学响应分析要求,建立了中国人C1-C7颈椎及T1胸椎复合体三维有限元模型。该模型以中国50百分位成年健康男性为建模素材,通过螺旋CT扫描生成DICOM格式图像数据;利用Materialisc mimics、逆向软件及Pro-E进行三维重建;运用TrueGrid划分网格,模型由椎骨、椎间盘、小关节、韧带和肌肉等结构组成:共得到15023个单元和24916个节点,其中实体单元14626个、杆单元19个、索单元378个。在LS-DYNA中仿真,所得结果与前碰撞志愿者实验数据基本相符。我们提出了一种快速、逼真建立复杂有限元模型的方法,高质量的八节点六面体单元,提高了计算的速度和稳定性。进行模型的冲击动力学响应分析,对于研究中国人颈部损伤具有重要意义。
- 张建国王芳薛强
- 关键词：颈椎有限元模型冲击载荷动力学响应
- 日常生活活动中人体上肢肌肉表面肌电特性研究被引量：7
- 2009年
- 通过研究人体上肢运动时的表面肌电(sEMG)信号,探讨人体上肢肌肉功能状态的精确评价指标,及在肌肉功能预测、诊断及康复疗效评价方面的意义,为肌电假肢等康复设备提供设计参数。方法为20个实验对象,左右上肢均完成13个基本动作,每个动作重复3次,采用8通道表面肌电信号采集系统,测试每个受试者完成每个动作时左右上肢三角肌中部、肱二头肌、肱三头肌、掌长肌和指伸肌十块肌肉的表面肌电,对其平均肌电(AEMG)和积分肌电(IEMG)这两个特征参数采用统计处理分析软件SPSS14.0进行数据处理。得到正常成年人体上肢完成日常生活活动(ADLs)时主肌肉群(三角肌中部、肱二头肌、肱三头肌、掌长肌和指伸肌)五块肌肉表面肌电特性。结论是男性与女性在肌肉力量利用方面应有不同的侧重点,提示老年人和残疾人康复训练过程中,男性应以增强指伸肌肌力为重点,而女性应以增强掌长肌肌力为重点。无论男女肱二头肌在ADLs中都很重要,三角肌、肱三头肌作用较小。左右上肢主肌肉群表面肌电特征无显著性差异。同时,AEMG和IEMG这两个分析指标在反映肌肉功能状态方面具有一致性。
- 宋海燕张建国刘涛然高少鹏
- 关键词：表面肌电日常生活活动上肢
