O dinamičkom utjecaju simetričnih podsustava čvrstih tijela na gibanja cjelovitog sustava

Jurčević Lulić, Tanja (1999) O dinamičkom utjecaju simetričnih podsustava čvrstih tijela na gibanja cjelovitog sustava. = Doctoral thesis , Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, UNSPECIFIED. Mentor: Muftić, Osman.

Full text not available from this repository.

Abstract (Croatian)

U dostupnoj literaturi postoje različiti matematički modeli analize i simulacije ljudskog hoda. Zbog izuzetne složenosti ljudskog tijela, kod tih modela uvedena su mnoga pojednostavljenja, a proučavano je uglavnom gibanje donjih udova, dok je gibanje gornjih udova zanemareno. Uključivanjem gornjih udova u model, zbog velikog broja stupnjeva slobode gibanja te nepoznavanja brojnih početnih i rubnih uvjeta, pri formiranju jednadžbi gibanja nastaju matematički oblici koji se ne mogu riješiti pa je bitne značajke gibanja potrebno utvrditi mjerenjem. U ovom radu je provedeno istraživanje utjecaja gibanja ruku pri različitim načinima hoda. Proučavan je utjecaj gibanja ruku na putanje središta masa cijelog tijela, na promjene središnjih dinamičkih momenata tromosti te na reakcijske sile podloge. Provedeno je mjerenje reakcijskih sila podloge te snimanje putanja karakterističnih točaka na tijelima ispitanika pri hodu normalnom brzinom i brzom hodu, s prirodnim njihanjem ruku te naglašenim njihanjem ruku, tj. njihanjem uz istu frekvenciju i različitu amplitudu. Osim toga, provedeno je mjerenje pri hodu kod kojeg su ispitanici nosili u obje ruke teret koji je iznosio približno 5, 10 i 15% težine ispitanika. Pri mjerenju je korišten sustav Elite s dvije CCD kamere te Kistler platforma za mjerenje sile na podlogu, a sudjelovalo je 52 ispitanika koji nisu bolovali niti imali oštećenja sustava za kretanje. Snimljene 3D koordinate karakterističnih točaka predstavljale su ulazne podatke za računalni program koji izračunava orijentacije segmenata, približne položaje središta zglobova, putanje središta masa cijelog tijela te središnje dinamičke momente tromosti tijekom snimljenog hoda. Da bi se omogućila usporedba podataka, provedena je normalizacija odabranih značajki hoda. Iz pojedinačnih uzoraka značajki hoda utvrđeni su tipični uzorci za svakog ispitanika. Iz tipičnih uzoraka svih ispitanika za određeni način hoda određeni su opći uzorci značajki hoda za svaki proučavani način hoda. Opel uzorci značajki hoda opisani su Fourierovim koeficijentima što omogućuje laku rekonstrukciju podataka. Utvrđene srednje vrijednosti normaliziranih komponenata putanja središta masa, središnjih dinamičkih momenata tromosti i komponenata reakcijskih sila podloge predstavljaju bazu podataka koja omogućuje usporedbu utvrđenih mehaničkih veličina za različite načine hoda. Uspoređujući opće uzorke značajki hoda, utvrđene su razlike za hod s prirodnim i naglašenim njihanjem ruku te je opisan utjecaj njihanja ruku na putanje središta mase cijelog tijela, središnje dinamičke momente tromosti i komponente reakcijskih sila podloge. Za različite proučavane načine hoda, ustanovljene su ovisnosti maksimalnog iznosa normalizirane vertikalne komponente reakcijske sile podloge o brzini hoda te težini tereta za slučaj hoda s teretom u obje ruke.

Abstract

There are a lot of mathematical models of analysis and simulation of human walking in the available references. Because of the complexity of human body, these models are very simplified and they study mostly the movement of legs while the movement of upper limbs has been neglected. When the upper limbs are included into models, unsolvable mathematical forms occur in the course of formation of the equation of motion. It is due to a great number of degrees of freedom and the lack of knowledge about numerous initial and boundary conditions. Therefore the important characteristics of movement should be obtained by measuring. In this work, the influence of upper limbs movement on trajectory of the body mass centre, as well as on the changes of body dynamic moments of inertia and ground reaction forces, has been investigated. The measurement of ground reaction forces and recording of trajectories of characteristic body points on subjects has been performed at walking at normal speed and at fast speed, with and without emphasised upper limbs swing. In addition, the measurement has been performed at walking with symmetrically distributed loading of approximately 5, 10 and 15% body weight in both hands. Measurements have been applied to 52 subjects with no apparent abnormalities of the locomotion system, using the Elite system with two CCD cameras and Kistler force platform. 3D co-ordinates of the marked points have been the input data for a computer program which calculates orientations of segments, joint centres, trajectories of the body mass centre and central body dynamic moments of inertia during walking. In order to be able to compare the characteristics of walking, the determined parameters have been normalised. From individual patterns of walking characteristics, a typical pattern for every subject has been established. A general pattern for a particular walking manner has been determined from typical patterns of all subjects for the same manner of walking. The general patterns of walking characteristics have been described using the Fourier's coefficients that greatly simplify reconstruction of data. The determined mean values of normalised components of trajectories of the body mass centre, central body dynamic moments of inertia and components of ground reaction forces represent a data base which enables comparison of determined mechanical values for different walking manners. Comparing the general patterns of walking characteristics, the differences between gait with natural and emphasised upper limbs swing have been determined. The influence of upper limbs swing on trajectories of the body mass centre, central body dynamic moments of inertia and components of ground reaction force has been described. The dependencies of the maximum magnitude of vertical force on the gait speed and loading (in case of carrying the load in hands) have been determined for different walking manners.

Item Type: Thesis (Doctoral thesis)
Uncontrolled Keywords: ljudski hod; analiza hoda; simulacija hoda; model donjih udova; gibanje gornjih udova; mjerenje; biomehanički model; putanja središta masa; središnji dinamički momenti tromosti; reakcijske sile podloge
Divisions: 200 Department of Engineering Mechanics
Date Deposited: 22 Sep 2014 18:00
Last Modified: 16 Oct 2015 13:19
URI: http://repozitorij.fsb.hr/id/eprint/80

Actions (login required)

View Item View Item

Nema podataka za dohvacanje citata