Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Assessment of the functional movement screen test with the use of motion capture system by the example of trunk stability push-up exercise among adolescent female football players

Mrozek Agata, Sopa Martyna, Myszkowski Jakub, Bakiera Aleksandra, Budzisz Piotr, Kuliberda Agata, Białecka Martyna, Walczak Tomasz, Grabski Jakub Krzysztof, Grygorowicz Monika

Vibrations in Physical Systems

|

2020

|

Vol. 31, nr 2

art. no. 2020220

EN

The paper presents the application of the BTS motion capture system to verify the FMS test assessment. The research group consisted of adolescent female football players who underwent standard FMS assessment by a physiotherapist. In order to objectify the physical performance assessment, a mechanical model was proposed, on the basis of which the parameters supporting the evaluation of the test were defined. The example of the analysis of one of the exercises (push-ups) presented in the paper showed that even the players who obtained the highest marks in the test do not always perform the exercises flawlessly, which is a consequence of subjective assessment made by specialists. The use of a motion capture system together with an appropriate biomechanical model allows for a much more objective assessment of the physical performance and detecting any dysfunction of the movement apparatus of the examined persons.

2

Ocena komfortu pieszego na kładkach. Case study

Banaś Anna

Builder

|

2020

|

R.24, nr 8

26--31

PL

Trend w projektowaniu nowych kładek dla pieszych wymaga, aby były one coraz bardziej „wyszukane” i lekkie. Bardzo często jednak z tego powodu obiekty te mają pierwszą częstotliwość giętną pomostu zbliżoną do wymuszenia chodem pieszego. W niniejszej pracy przedstawiono trzy konstrukcje kładek dla pieszych. Każda z nich znalazła się w innej grupie narażenia na wystąpienie drgań rezonansowych, z uwagi na pierwszą częstotliwość drgań giętnych pomostu. Przeprowadzone badania pokazały, że kładka nad drogą S8, która znajdowała się w wysokiej grupie ryzyka, bez względu na sposób wymuszenia spełnia najwyższy poziom komfortu. W przypadku kładki w Bydgoszczy, która znalazła się w średniej grupie ryzyka, poziomy przyspieszeń były znacznie większe. Przy wymuszeniach synchronicznych zapewniały często tylko minimalny komfort jej użytkownikom. W przypadku kładki w Gdyni, mimo stosunkowo wysokiej wartości częstotliwości drgań własnych i niskiego ryzyka wystąpienia rezonansu, nawet dla bardzo małych grup pieszych, przyspieszenia były na bardzo wysokim poziomie. Kładka w normalnych warunkach eksploatacji zapewnia użytkownikom minimalny komfort. Przy wymuszeniach synchronicznych poziom komfortu jest już jednak nieakceptowalny. Przeprowadzone analizy i badania pokazują, że jednym z kluczowych elementów etapu projektowania jest analiza dynamiczna.

EN

The trend in designing new footbridges requires them to be more slender and light. This is due to the fact that the vibration frequencies of the modern footbridges are often close to the frequencies which are induced by pedestrians. This work presents experimental tests and numerical analysis of three footbridges. Each of them was in a different group of risk of the occurrence of resonance, due to the first bending frequency of the deck. The conducted experimental research showed that the footbridge over the S8 expressway, which was in the risk group, regardless of the way of excitation, fulfilled the highest level of comfort. In the case of the footbridge in Bydgoszcz, which was in the medium risk group, the acceleration levels were much higher. For synchronous excitations, the only minimal comfort level was provided to its users. For the footbridge in Gdynia, despite the relatively high value of frequencies and low resonance risk, even for very small pedestrian groups accelerations were at a very high level. The footbridge exhibited a minimum level of comfort during normal exploitation. However, the level of comfort is unacceptable for synchronous excitations. The conducted numerical analyzes and experimental test show that one of the key elements at the design stage is dynamic analysis.

3

O zagadnieniach motoryki ruchu człowieka w kontekście dynamicznego oddziaływania pieszych na kładki

Hawryszków P.

Inżynieria i Budownictwo

|

2015

|

R. 71, nr 10

564--565

PL

Przedstawiono wyniki badań własnych z zakresu motoryki ruchu człowieka. Ustalono rozkład statystyczny częstotliwości kroku człowieka w zależności od tempa ruchu, a więc częstotliwości siły wymuszającej drgania kładek dla pieszych. Określono przedziały częstotliwości, których powinno się unikać w projektowaniu konstrukcji mostowych przeznaczonych dla pieszych.

EN

Results of author’s research on human motor activity was presented in this paper. Normal distribution functions were fit into the histograms of human footstep frequencies. Based on this the frequency ranges of a footstep during walking, jogging and fast running were set. These ranges are critical for footbridges and should be avoided during the design process.

4

Analiza chodu człowieka w aspekcie jego stabilności oraz wytrzymałości wybranych elementów kończyny dolnej

Mrozowski J.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2012

|

Z. 424

1-155

PL

W większości definicji biomechaniki jako temat wiodący przewija się ruch człowieka i zwierząt. Świadczy to o jego wielkim znaczeniu dla funkcjonowania organizmów żywych, a jednocześnie wskazuje na potrzebę ciągłych badań nad jego pełnym poznaniem. Chód jest jednym z najważniejszych i najczęściej spotykanych rodzajów ruchu człowieka. Mimo wielu lat intensywnych badań ciągle jeszcze nasza wiedza na temat tej formy przemieszczania się jest niepełna, zaś metody i urządzenia służące do jej analizy są stale rozwijane i udoskonalane. W prezentowanej pracy można wyróżnić dwie podstawowe części, których motywem przewodnim jest chód człowieka. W pierwszej części (rozdział 4) skoncentrowano się na analizie stabilności chodu normalnego, będącego podstawą wszelkich badań porównawczych w zakresie lokomocji dwunożnej oraz patologii układu ruchu. Najpowszechniej obecnie stosowana, znana od kilkudziesięciu lat, metoda oceny stabilności zarówno posturalnej, jak i lokomocyjnej, wykorzystuje platformy dynamometryczne pozwalające uzyskać informacje na temat środka nacisku stóp na podłoże i jego przemieszczeń. Ma ona jednak pewne wady i ograniczenia, nie daje na przykład pełnej wiedzy na temat parametrów kinematycznych chodu. Zaproponowana w tej pracy procedura badawcza łączy w sobie znaną metodę optoelektronicznej rejestracji trajektorii wybranych punktów ciała idącej osoby z kryteriami stabilności wykorzystywanymi przy projektowaniu dwunożnych robotów kroczących. Testy przeprowadzone przy użyciu dwóch kamer cyfrowych i bieżni o regulowanej prędkości przesuwu dowodzą, że nawet tak prosty system daje satysfakcjonujące rezultaty i może być z powodzeniem stosowany w ośrodkach badawczych i rehabilitacyjnych, niedysponujących bogatym wyposażeniem sprzętowym ani znacznymi środkami finansowymi. Druga część pracy (rozdział 5) przedstawia badania naprężeń wybranych fragmentów kośćca kończyny dolnej, których obciążenia są zdeterminowane głównie przez siły dynamiczne generowane podczas chodu. Analizie poddano kość miedniczną, szyjkę kości udowej oraz kości goleni. Na podstawie symulacji numerycznych prowadzonych przy użyciu metody elementów skończonych uzyskano szereg informacji na temat wielkości i rozkładu naprężeń badanych struktur, a także miejsc krytycznych z punktu widzenia ich wytrzymałości. Obliczenia były wykonywane dla różnych konfiguracji parametrów kontrolnych, co pozwoliło m.in. na określenie krytycznej wartości kąta szyjkowo-trzonowego, ocenę wpływu sprawności mięśni na stan pracy szyjki kości udowej czy też zmian w naprężeniach kości piszczelowej przy uszkodzonej strzałce.

EN

In most definitions of biomechanics as a leading subject, the movement of man and animals appears. This demonstrates its great importance for the functioning of living organisms, and also indicates the need for continuing research on his full knowledge. Walking is one of the most important and most common types of human movement. Despite many years of intensive research, our knowledge of this form of movement is still incomplete, and the methods and devices for the analysis are constantly being developed and refined. In presented study, there can be distinguished two basic parts, in which the leading theme is gait of human. The first part (chapter 4) focuses on the analysis of the stability of the normal gait, which is the basis for any comparative study of bipedal locomotion and the pathology of the musculoskeletal system. The most popular method for evaluating both postural and locomotive stabilities, known for several decades, use the dynamometric platforms to obtain information about the foot center of pressure and its displacement. However, it has some drawbacks and limitations, for example, it does not give full knowledge of the kinematic parameters of gait. Procedure proposed in this treatise combines the well-known method for optoelectronic recording the trajectory of the selected points of the walking person's body with the stability criteria used in the design of bipedal walking robots. Tests carried out using two amateur digital cameras and variable speed treadmill shift shows that even such a simple system gives satisfactory results and can be successfully used in research centers and rehabilitation facilities not yet have extensive hardware or significant financial resources. Second part of the treatise (chapter 5) presents the stress study of selected elements of lower limb bones' skeleton, which loads are determined mainly by the dynamic forces generated during gait. The analysis was performed on the pelvic bone, femoral neck and shin bones. Based on numerical simulations executed using the finite element method, there was obtained some information on the size and distribution of the stress test structures, as well as critical areas from the standpoint of their strength. The calculations were carried out for different configurations of the controlled parameters, which allowed, inter alia to determine the critical values of the femoral neck-shaft angle, assessing the impact of the muscles efficiency on the femoral neck status or changes in the stress of the tibial bone at the damaged fibula.

5

Uwagi o wyznaczaniu danych somatycznych człowieka dla zadań symulacji dynamicznej

Mazur Z., Dziewiecki K., Blajer W.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2011

|

z. 5

89--94

PL

Jakość uzyskiwanych wyników symulacji dynamicznej odwrotnej układów biomechanicznych jest wypadkową wielu czynników: adekwatności modelu matematycznego, poprawności algorytmu obliczeniowego, techniki pozyskiwania danych kinematycznych oraz precyzyjnej identyfikacji parametrów masowo-geometrycznych modelu. Niniejsza praca dotyczy tego ostatniego czynnika. Pokazane są różnice przy wyznaczaniu danych somatycznych zależnie od zastosowanej metody oraz formułowane wnioski o charakterze praktycznym.

EN

Quality of results from inverse dynamics simulation of biomechanical systems depends on many factors: adequacy of the mathematical model used, correctness of the computational schemes, precision of recorded kinematic data, and exactness of identified inertial and geometric parameters of the modeled body. The present paper is focused on the latter issue. Differences in the inertial and geometric parameters are shown when using various methods and sources from the literature, which vividly influence the (reported) results obtained from the inverse dynamics simulation.

6

Dual quaternions as a tool for rigid body motion analysis: a tutorial with an application to biomechanics

Pennestri E., Valentini P. P.

Archive of Mechanical Engineering

|

2010

|

Vol. LVII, nr 2

187-205

EN

Dual quaternions and dual quaternion interpolation are powerful mathematical tools for the spatial analysis of rigid body motions. In this paper, after a review of some basic results and formulas, it will be presented an attempt to use these tools for the kinematic modeling of human joints. In particular, the kinematic parameters extracted from experimentally acquired data are compared with those theoretically computed from dual quaternions rigid body motion interpolation.

PL

Kwaterniony dualne i interpolacja z użyciem kwaternionów dualnych stanowią silne narzędzia matematyczne wykorzystywane do analizy ruchu przestrzennego ciał sztywnych. W artykule przedstawiono przegląd podstawowych wzorów i wyników, a następnie zaprezentowano próbę użycia tych narzędzi do modelowania kinematyki stawów w ciele człowieka. W szczególności, parametry kinematyczne wyznaczone na podstawie danych eksperymentalnych porównano z wyliczonymi teoretycznie na podstawie interpolacji ruchu ciał sztywnych z użyciem kwaternionów dualnych.

7

Aspekty modelowania dynamiki ruchu człowieka dla zadań symulacji odwrotnej

Blajer W., Dziewiecki K., Mazur Z.

Acta Mechanica et Automatica

|

2010

|

Vol. 4, no. 2

17-24

PL

W pracy omawiane są wybrane zagadnienia budowy modeli ciała człowieka dla zadań symulacji dynamicznej odwrotnej. Dyskusja prowadzona jest w odniesieniu do modelu płaskiego przeznaczonego do analizy skoków w płaszczyźnie strzałkowej, układu składającego się z 14 sztywnych segmentów połączonych za pomocą 13 przegubów. Omawia się dwa modele sterowania – deterministyczny (uproszczony), za pomocą wypadkowych momentów sił mięśniowych w stawach, oraz niedeterministyczny (uszczegółowiony) model mieszany, za pomocą sił mięśniowych (sterowanie nadmiarowe) w stawach kończyn dolnych i momentów sił mięśniowych w pozostałych stawach. Z zastosowaniem równań ruchu we współrzędnych absolutnych i niezależnych, dyskutuje się rozwiązania zadań symulacji dynamicznej odwrotnej dla obu modeli sterowania. Rozwiązaniem są przebiegi w czasie sterowania układem oraz reakcji modelu z podłożem (w fazie lotu z założenia równe zeru). Omawia się też metody wyznaczania sił reakcji w stawach, zależnych od sił mięśniowych i reakcji zewnętrznych.

EN

The paper deals with some aspects of mathematical modeling of human body for the inverse dynamics analysis. The discussion is related to a sample planar model composed of 14 rigid segments connected by 13 hinge joints, branching from the hip joint in the open loop linkages. Two ways of control are considered: a simplified (determinate) model with joint torques as control parameters that represent the muscle action in the joints, and hybrid (indeterminate) control model with a mix set of muscle stresses in the lower extremity joints and joint torques in the upper part of the body. Using dynamic equations of motion derived both in absolute and independent coordinates, a discussion is provided on possible solutions to the inverse dy- namics analysis related to the mentioned two models of control. Possibilities for determination of reaction forces in the lower extremity joints, which involves the influence of muscle forces and external reactions from the ground, are also discussed.

8

Computerized analysis and modelling of patients with deformities of lower limbs

Pauk J.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2009

|

Vol. 11, nr 1

47-51

EN

The purpose of this paper was to model the human gait of typical subjects and patients with such deformities of lower limbs as: spastic diplegia cerebral palsy and spina bifida occulta. Model coefficients will lead to the development of a better computer system to support clinical decision-making in human gait in terms of assessment, diagnosis, and classificatio,mnn. Human gait was evaluated by using Motion Analysis System in the Syncrude Center for Motion and Balance in Edmonton. Kinetics data were used for the mathematical modelling based on regression function. The difference between the model coefficients of the patients with the deformities of lower limbs and typical subjects were analysed. There is shown that the model coefficients are different in each group. The modelling can help to define gait pathology and treatment for a large number of patients.

9

Peak ground reaction force and loading rate from kinematics in the ACL deficient patients

Winiarski S., Siemieński A.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2006

|

z. 26

377-382

EN

In clinical gait analysis ground reaction force measurement is the gait parameter which can validate the state of disorder of the patient's movement. 3D kinematic gait analysis was conducted on normal and ACL-deficient subjects to test the usefulness of ground reaction force (GRF) measurement obtained from the kinematic data of the body center of gravity (COG) in clinical condition. The 3D displacement of the COG was calculated using the Clauser model and acceleration was calculated using double differential operation. Peak force and loading rate in gait was estimated from kinematics and directly from force plate measurement.

10

From modelling to assessment of human gait

Pauk J.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2006

|

Vol. 26, no. 3

85-93

EN

The report is a survey of mathematical model of human gait. The model is based on power developed by muscle joints. Biomechanical modelling requires experimental support in the form of input data and validation of results. As the models become more complex, they are more dependent on advances in experimental methods and transducer development. In this study the regression function and the stochastic approximation function have been used to identify dynamic properties of human gait of normal subjects, patients with spastic diplegia, and subjects with spina bifida.

11

BTS SMART. Precyzyjny system do analizy ruchu człowieka

Gawdziakowska S., Rzepka R.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2005

|

Vol. 11, nr 1-2

18-20

PL

Analiza ruchu przy użyciu metod kinematograficznych jest dużym wyzwaniem dla badaczy ze względu na skomplikowane i czasochłonne obliczenia. BTS Smart to jeden z pierwszych prostych w obsłudze automatycznych zestawów do trójpłaszczyznowej analizy ruchu. Wykorzystuje on zestaw kamer na podczerwień i pakiet specjalistycznych aplikacji. Dzięki takim zaawansowanym systemom mozliwe stało się lepsze poznanie techniki poruszania się, a następnie wykorzystanie tej wiedzy w terapii oraz do poprawy wyników sportowców.

12

Przegląd problematyki modelowania w biomechanice

Tejszerska D.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

1998

|

z. 8

87-90

PL

W artykule przedstawiono podstawowe aspekty modelowania w biomechanice. Zestawiono klasy modeli mechanicznych oraz podano przykłady istniejących modeli matematycznych narządów i układów ruchowych człowieka.

EN

Basic problems of modelling in biomechanics are presented in the paper. The classes of mechanic models are listed and examples of existing mathematic models of human organs and motorial systems are described.