輔具：模擬生理反應

大綱

以 AnyBody 進行肌肉骨骼建模

生理設計 / 外骨骼的評估標準

• 案例

• 參數化設計

結論

肌肉骨骼建模系統可以應用於下列項目

AnyBody Modeling System (AMS)

機械設計與最佳化

身體-設備 閉合式運動鍊 (Closed Kinematic Chains)

身體-設備 閉合式運動鍊的計算功能及限制

具有關節座標的逆動力學分析

• 閉迴路的額外受力

• 可能無法即時計算反作用力

AnyBody 逆運動學 (笛卡爾坐標)

• 提供全動態細節計算

• 可處理閉合式運動鍊

處理人機交互力

• 人體上所承受的接觸力

• 控制法向力與剪切力 (例如皮帶的鬆緊度)

設計框架

生理上的目標

應用案例

案例1：

股骨-胸部屈曲/伸展支撐

重物舉升研究

◆ 未使用動態捕捉資料

◆ 動作由下列需求產生

• 平衡 – 雙腿之間的淨投影面積

• 持續時間 – 3sec

• 位置 – 達到站立姿勢

• 重物運動 – 根據時間變化(多項式) 的運動軌跡

◆ 計算反作用力

參數化研究

根據限制進行設計檢查(疊代計算)

結果 (25 Nm/rad)

案例2：KAFO

使用動態攝影機，結合動態捕捉資料

最佳化結果

案例3：足底屈肌訓練器

案例4：肩膀支撐設備

結合動態運動擷取資料, 採用 Xsens 系統

案例5：打磨工作的支撐力計算

討論

其他的應用

設計框架檢視

致謝