人体—滑板多体动力学模型的构建与应用研究

来源 :武汉科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:red0035
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着奥运体系的不断完善,滑板运动被国际奥委会确立为奥运会正式比赛项目。国家大力倡导全民健身,大众对体育运动的参与程度不断增加。如今运动器材逐渐科技化、智能化,奥运赛场上的竞争更是运动员背后整个科技团队的竞争。但是国外关于滑板的学术研究较少,未见国内相关文献。因此滑板的运动训练及器材设计亟需开展相关研究。本文主要工作如下:(1)基于现有滑板简化模型及多体动力学理论,详细论证了人体与滑板之间的连接方式;确定了人体-滑板系统全局和局部的十二个自由度;提出了滑板的横、纵向坡度角,构建了含人体的滑板多体动力学模型。(2)测定了人体及滑板的特征参数,分别对所建模型典型的水平面及坡面工况进行了实验研究。坡面滑行实验中,预定轨迹无加速段段,为获得预定轨迹上的坡度角,划分了四条滑道,通过滑道坡度角计算轨迹坡度角。(3)将部分实验数据作为模型输入,其它数据所得速度及位移等与理论模型的计算结果对比。除个别参数外其余平均误差均小于10%,所建动力学模型能够较好地描述人体-滑板系统各自由度上的运动规律,有助于理解滑板运动本质。(4)基于所建模型分析了人体运动及滑板设计方面的应用,确定了人体、滑板及运动三组参数与人体侧倾角之间的相关性,轮径、轮距、轴臂长及板面侧倾半径与最小转弯半径间的相关性。本文采用实验验证理论的方法,构建适用于坡面及水平面滑行的人体-滑板多体动力学模型。结合运动员身体特征和人体侧倾角、转弯半径与人体质量、质心高度的量化关系,可给出人体侧倾角优化建议。根据理论模型对滑板转弯半径及板面侧倾角的分析,对支架销轴角及轴距的优化分级有助于滑板参数及型号的标准化。
其他文献
视觉定位技术是机器人装配作业系统中使用的关键技术之一。目前视觉定位主要采用单目、双目或立体相机等设备,然而这些设备存在防遮挡能力差、定位精度难以达到装配作业要求的问题。如何提高装配作业系统中视觉定位的防遮挡能力和定位精度是目前亟待解决的问题。因此,本文提出一种基于多相机的装配作业视觉定位系统,其主要工作如下:(1)首先,介绍了装配作业系统的总体工作框架,对目前的视觉定位方案进行分析,为提高传统双目
随着近年来我国经济社会的快速发展,产业格局在国内和国际不断被重新分配,国内一些传统的工业城市正在从第二产业主导向第三产业主导转变。因此,大量的工业时期建筑面临着淘汰,这其中就包含了存量可观的老旧仓储园区,这些老旧仓储园区见证了城市工业时代的历史,同时占据着城市中心大量宝贵的土地资源,市场对于这些资源的开发再利用有着迫切的需求。本文在城市更新的背景下,结合国内外先进的城市更新理论和建筑设计理论,借助
传统聚落的是人类在意识主导下对自然景观进行改造后不断积累叠加的产物,在发展的过程中受到文化环境和自然环境的交互作用,逐渐成为具有地域特征的文化景观。在这个过程中,人类是塑造者,文化是无形的手,自然地理是活动的载体,聚落是结果。几个要素之间相互作用,形成一个复杂的系统。随着近年来城镇化进程的不断加快,传统聚落面临着机遇和挑战,在未来是保护还是转型更新,且该保留什么、更新什么是当前议论颇多的话题。近年
近年来,乡村振兴战略的大力实施和全球化产业转移为中国农村的发展带来了难得的机遇,推动了乡镇产业的发展步伐。在此社会发展背景下,以劳动力和产品加工为主要导向的乡镇工厂纷纷建立,为乡村的仅存劳动力——留守妇女提供了一定的就业就会,同时也产生了一个新的社会角色群体——留守女工,兼具有留守妇女和工厂女工的双重特征。改革开放40多年来,城市经济和社会快速发展,社会流动加速,大量青年农民进城务工进而,引发农村
有机朗肯循环系统(ORC)可以回收利用中低温余热实现节能减排。在非设计工况下,ORC系统运行特征受到多种循环参数的影响。循环参数根据约束条件可以分为两类,一类为外部参数其由自身条件所决定,如环境温度、工质质量流量等,另一类为内部参数其响应于多种条件的选择,如蒸发压力、膨胀机压降等。在实际运行过程中,由于外部参数常因外界因素而改变,如热源温度由于余热资源的浮动性而发生波动,因此有必要评估这些参数对系
长树先长根,立人先立德。根乃树之基,德乃人之本。这里的根指的是家庭教育,这里的德指的是学校和社会教育。同在一个学校、一个老师的教育之下,学生的发展和特性是多种多样的。家与学校的关系是密不可分的,孩子的健康成长离不开家庭教育和学校教育。家长生育了孩子,而语文老师又是教给学生基本知识的领路人。语文老师和家长之间的关系搞好了,对于学生的管教工作也会变得轻松自如。尤其是小学生在家长和语文老师的共同管
期刊
β钛合金以其良好的生物相容性、高比强度和低弹性模量已成为目前生物医用材料领域研究的热点。但其在人体服役过程中,仍存在疲劳强度差,抗磨损性能和抗腐蚀性能不足的问题,严重缩减了使用寿命。因此,对β钛合金进行表面改性是扩大其使用范围的关键。本论文以亚稳态β钛合金Ti-15Mo(TB11)为研究对象,采用机械锤击和高温退火对TB11合金进行表面纳米化。通过XRD、OM、SEM等分析测试方法考察不同锤击时间
我国高速铁路网不断向西部及西南部地区延伸,这些地区地势起伏大,山川河流多,因此修建了多座跨越河谷的高速铁路桥。此外,西部及西南部地区地震活动频繁。为确保这些桥梁和桥上列车在地震作用下的安全性,本文以一座实际桥梁为算例,进行了考虑河谷地形效应的车桥耦合系统地震响应分析,并研究了河谷高宽比、地基土剪切波速、地震波入射角度、列车车速等因素对系统地震响应及行车安全性的影响。研究基于粘弹性人工边界理论,并结
随着中国航空航天科技的发展,空间机械臂作为太空环境中配合航天员展开工作的核心装备,急需对其展开研究。传动关节作为空间机械臂的核心部件,其运动精度与稳定性对完成太空作业的影响尤为明显。行星齿轮机构作为传动关节的重要组成部分,其运动的稳定性直接影响着机械臂的工作精度。因此,本课题以某空间机械臂上的行星齿轮传动系统为对象,完成对传动机构的三维建模、动力学建模、数值求解及动态特性分析等工作。本文的主要研究
目前移动机器人基于栅格地图的路径规划算法,在导航过程中存在无法同时满足实时性与精确性要求,且距离障碍物过近,以及移动机器人无法在复杂场景中安全地避开动态障碍物等问题,针对这些问题本文提出了一种改进骨架提取的Voronoi全局路径规划器,以及一种结合动态障碍物运动状态信息的局部路径规划器,以提高移动机器人导航的实时性与安全性。本文详细研究内容如下:(1)通过选用合适的软硬件,搭建室内移动机器人实验平