Wyznaczanie obciążeń układu kostno-stawowego z wykorzystaniem modelu dynamiki kończyny górnej

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

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2018.11.9

Warianty tytułu

EN

Determination of loads in a bone-joint system using a dynamic model of an upper limb

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zastosowanie modeli dynamiki w modelowaniu biomechanicznym pozwala na wyznaczenie obciążeń w układzie kostnym lub kostno-mięśniowym. Celem opracowania modelu dynamiki kończyny górnej jest wyznaczenie oraz analiza momentów działających na układ podczas wykonywania ruchu. Model matematyczny kończyny górnej o pięciu stopniach swobody został opisany przy pomocy równań Lagrange'a drugiego stopnia. Następnie, poprzez symulację zadanego ruchu rozwiązano zadane proste dynamiki. Opracowany model dynamiki został sparametryzowany na podstawie ogólnodostępnych danych antropometrycznych.

EN

Using dynamics models in the biomechanical modeling allows to determine the loads in the skeletal or bone-muscular systems. The aim of developing the dynamic model of the upper limb is to determine and analyze the torques, which appear in the system during motion. The mathematical model of the upper limb with five degrees of freedom has been described by Lagrange's equations. Next, the forward dynamics was solved by simulating a motion. The determined dynamics model was parameterized using anthropological data.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie; biomechanika; kończyna górna; równanie Lagrange'a

EN

modelling; biomechanics; Upper limb; Lagrange's equation

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 59, nr 11
• Strony: 47--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Świeczkowski-Feiz D.

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

autor

Pałko T.

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

autor

Sienkiewcz M.

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

Bibliografia

• [1] Tejszerska D., Świtoński E. (2004) Biomechanika inżynierska: zagadnienia wybrane Gliwice:Wyd. Pol. Śl.
• [2] Agur, A.M.R and Lee, M.J. (1999) Grant’s Atlas of Anatomy Lippincott Williams and Wilkins.
• [3] Elena Gracia, (2006) Joaquin Estremera Quadrupedal Locomotion An Introduction to the Control of four-legged Robots Springer-Verlag London Limited.
• [4] Zatsiorsky V., Seluyanov V. (1979) Mass-interia characteristics of human body segments and their relationtship with anthropometric parametres (in Russia) Problems in Antropology 62".
• [5] http://www.exrx.net dostęp 11.10.2017.
• [6] Jarosz E. (2017) Dane antropometryczne populacji osób dorosłych wybranych krajów Unii Europejskiej i Polski dla potrzeb projektowania, dostęp 12.10.2017.
• [7] Lewandowska-Szumieł M., Pawlikowski M., Wychowański M.: (2015) Biomechanika i Inżynieria Rehabilitacyjna. Inżynieria Biomedyczna Podstawy i Zastosowania, t. 3, Akad. Ofic. Wyd. EXIT, Warszawa.
• [8] Smolec J., Buśko K., Lipińska M., Michalski R.: Topografia maksymalnych momentów sił mięśniowych zawodników uprawiających pięciobój nowoczesny.
• [9] Askew, L. J., An, K. N., Morrey, B. F., and Chao EY. (1987) ‘Isometric elbow strength in normal individuals’, Clinical orthopaedics and related research, (222), 261-266.
• [10] Fabian Guenzkofer Heiner Bubb Klaus Bengler Maximum elbow joint torques for digital human models January 2012 International Journal of Human Factors Modelling and Simulation 3(2):109-132.
• [11] Guenzkofer, F., Engstler, F., Bubb, H., and Be ngler, K. (2011) ‘Isometric elbow flexi on and extension joint torque measurements considering biomechanical aspects’, In Proceedings of the First International Symposium on Digital Human Modeling. Lyon.
• [12] Winters, J. M., and Kleweno, D. G. (1993) ‘Effect of initial upper - limb alignment on muscle contributions to isometric strength curves’, Journal of Biomecha nics, 26 (2), 143-153.
• [13] Tsunoda, N., O’Hagan, F., Sale, D. G., and MacDougall, J. D. (1993) ‘Elbow flexion strength curves in untrained men and women and male bodybuilders’, European journal of applied physiology and occupational physiology, 66 (3), 235-239.
• [14] https://strengthlevel.com/strength-standards/dumbbell-curl/ kg#standardsMale dostęp 19.08.2018 17:03.
• [15] Kalkulator segmentów ciała [online, dostęp 03.10.2017]. http:// biomech.ftvs.cuni.cz/pbpk/kompendium/biomechanika/geometrie_ hmotnost_vypocet_en.php

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" oraz oparta na wybranych wynikach pracy M. Sienkiewicza pt. "Model dynamiki kończyny górnej". Praca dyplomowa magisterska. Politechnika Warszawska, Wydział Mechatroniki, Warszawa 2017.