Pięcioczłonowy model matematyczny ruchu kończyny górnej

• Autorzy: Sienkiewicz M. , Pałko T. , Świeczkowski-Feiz D.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2018.5.6

Warianty tytułu

EN

Five element mathematical model of upper limb motion

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W publikacji przedstawiono zagadnienie modelowania matematycznego dynamiki ruchu kończyny górnej. Do opracowania modelu wykorzystano równanie różniczkowe Lagrange’a drugiego stopnia, które wymaga znajomości trajektorii ruchu bez konieczności poznawania sił reakcji w stawach. Można dzięki temu przybliżać momenty działające w stawach bez konieczności stosowania specjalistycznej aparatury medycznej przystosowanej do badania momentów, a wykorzystując jedynie systemy „Motion Capture”, które wyznaczają położenie znaczników na podstawie danych pomiarowych. Modelowanie dynamiki ruchu przy użyciu jedynie współrzędnych znaczników może być wykorzystywane w medycynie, szczególnie w fizjoterapii oraz rehabilitacji. Na podstawie założonych ruchów w stawach obliczono momenty, które wywołują dane ruchy i następnie rozwiązano proste zagadnienie dynamiki. Założenia modelowe opracowano na podstawie danych antropologicznych. Do sprawdzenia poprawności działania modelu wykorzystano dane literaturowe oraz własne przemyślenia na temat mechaniki ruchu po okręgu.

EN

The issue of mathematical modelling of upper limb motion is presented in the article. The Lagrange differential equation of secondary order was used for development of the presented model. The solution of the equation requires data describing of movement trajectory without necessity of assessment of reaction forces in joints. Referring to above it is possible to estimate the moments of force activated in joints which are determined by position of markers presented ony in the Motion Capture System. The calculation of moments of force was performed with predetermined motions in joints. Model assumptions were developed on the base of literature and own experiences, particularly on anthropological data and fundamentals of mechanics of circular motion.

Słowa kluczowe

PL

model dynamiki; kończyna górna; ręka; Matlab; równanie Lagrange’a

EN

dynamic model; upper limb; hand; MATLAB; Lagrange equation

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 59, nr 5
• Strony: 31--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., wykr.

Twórcy

autor

Sienkiewicz M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Mechatroniki, Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej

autor

Pałko T.

• Politechnika Warszawska, Wydział Mechatroniki, Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej

autor

Świeczkowski-Feiz D.

• Politechnika Warszawska, Wydział Mechatroniki, Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej

Bibliografia

• [1] Lewandowska-Szumieł M., Pawlikowski M., Wychowański M.: Biomechanika i Inżynieria Rehabilitacyjna. Inżynieria Biomedyczna Podstawy i Zastosowania, t. 3, Akad. Ofic. Wyd. EXIT, Warszawa 2015.
• [2] Wittbrodt E.: Wykład z przedmiotu Mechanika Analityczna [online]. [dostęp 16.10.2017]. Dostępny w Internecie na: http://pg.gda.pl/info/mech/katedra/mim/files/2013/03/m3_w11.pdf
• [3] Zatsiorsky V., Seluyanov V.: Mass-interia characteristics of human body segments and their relationtship with anthropometric parametres (in Russia). Problems in Antropology 62. 1979.
• [4] Kalkulator mas segmentów ciała [online]. [dostęp 03.10.2017]. Dostępny w Internecie na: http://biomech.ftvs.cuni.cz/pbpk/kompendium/biomechanika/geometrie_hmotnost_vypocet_en.php
• [5] Średnie długości segmentów ciała [online]. [dostęp 11.10.2017]. Dostępny w Internecie na: http://www.exrx.net/Kinesiology/Segments.html#Lengths
• [6] Jarosz E.: Dane antropometryczne populacji osób dorosłych wybranych krajów Unii Europejskiej i Polski dla potrzeb projektowania [online]. [dostęp 12.10.2017]. Dostępny w Internecie na: http://www.zsz.com.pl/Wiedza/analizy_eksperci/Documents/6_Dane_Antropometryczne.pdf
• [7] Smolec J., Buśko K., Lipińska M., Michalski R.: Topografia maksymalnych momentów sił mięśniowych zawodników uprawiających pięciobój nowoczesny. [online], [dostęp 20.10.2017]. Dostępny w Internecie na: http://repozytorium.ukw.edu.pl/bitstream/handle/item/1551/Busko%20Topografia%20maksymalnych%20momentow%20sil%20miesniowych%20zawodnikow%20uprawiajacych%20piecioboj%20nowoczesny.pdf?sequence=1

Uwagi

1. Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).

2. Praca naukowa częściowo zrealizowana w ramach projektu NCBiR, Nr PBS 3/B9/43/2015 pt. "System obrazowania 4D ciała człowieka w ruchu".