446 matches
-
componente, ale artrologiei, cinematicii și cineticii); -studii privind modelarea analitică sau experimentală propriu-zisă a unor părți sau întregului aparat locomotor (cu referire la modelele fizice, matematice, experimentale deterministe sau nedeterministe, în care sunt evidențiate îndeosebi caracteristicile biomecanice extrinseci referitoare la cinematică, statică sau dinamică). Caracteristici biomecanice ale țesuturilor Într-o analiză biomecanică pot exista următoarele categorii de caracteristici: a.de material - rezistența, deformabilitatea biomaterialului etc.; b.structurale și artrologice - tipul legăturii, gradul de libertate etc.; c.cinematice - poziția, viteza, accelerația; d.
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
biomecanice extrinseci referitoare la cinematică, statică sau dinamică). Caracteristici biomecanice ale țesuturilor Într-o analiză biomecanică pot exista următoarele categorii de caracteristici: a.de material - rezistența, deformabilitatea biomaterialului etc.; b.structurale și artrologice - tipul legăturii, gradul de libertate etc.; c.cinematice - poziția, viteza, accelerația; d.dinamice - scalare (lucrul mecanic și puterea mecanică) și vectoriale (forța și momentul forței), acestea regăsindu-se în: caracteristicile cinetice - impulsul, momentul cinetic și energia cinetică; cinetostatice - forța și momentul de legătură; inerțiale - masa și momentul de
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
cinetostatice - forța și momentul de legătură; inerțiale - masa și momentul de inerție. Unele dintre aceste caracteristici biomecanice trebuie cunoscute ca date inițiale, iar altele, se determină în urma analizei biomecanice de rezistența a biomaterialelor, structurale (cu privire, de exemplu, la lanțuri cinematice), artrologice, cinematice, cinetostatice, dinamice etc. Nu este obligatoriu ca toate aceste caracteristici să fie cunoscute sau determinate în urma unei analize biomecanice a unui sistem dat, aceasta depinzând de tipul analizei efectuate. Sistemul osteo-articular uman este compus din totalitatea articulațiilor, oaselor
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
și momentul de legătură; inerțiale - masa și momentul de inerție. Unele dintre aceste caracteristici biomecanice trebuie cunoscute ca date inițiale, iar altele, se determină în urma analizei biomecanice de rezistența a biomaterialelor, structurale (cu privire, de exemplu, la lanțuri cinematice), artrologice, cinematice, cinetostatice, dinamice etc. Nu este obligatoriu ca toate aceste caracteristici să fie cunoscute sau determinate în urma unei analize biomecanice a unui sistem dat, aceasta depinzând de tipul analizei efectuate. Sistemul osteo-articular uman este compus din totalitatea articulațiilor, oaselor între care
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
inserție a tendoanelor și ligamentelor pe oase, la nivelul meniscurilor genunchiului, în zona condrală (de legătură coaste-stern), în discurile intervertebrale, la nivelul simfizei pubiene etc., realizând o mai bună flexibilitate în zona respectivă (torace, pelvis etc.). Caracteristici geometrice, structurale și cinematice ale articulațiilor membrului inferior Articulațiile sinoviale sunt cele care asigură realizarea unor mișcări multiple, variate și ample între oasele de legătură, datorită construcției anatomice specifice, respectiv a capsulei articulare care unește suprafețele articulare, cu ajutorul ligamentelor, dar le și separă prin intermediul
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
femurală; mișcarea tibio - peronieră. Pentru studiul mișcării relative, în această articulație, unul dintre elemente poate fi considerat fix iar mișcarea celuilalt se raportează la primul (fix). În literatura de specialitate [20, 90, 117, 138] sunt evidențiate două posibilități de analiză cinematică pentru această articulație: studiul pozițiilor unui os față de celălalt și, respectiv, studiul deplasărilor (liniare și unghiulare) relative considerate ca mișcări succesive din poziție în poziție ale unui os față de celălalt. Problematica modelării biomecanice și simulării cinematicii articulației genunchiului presupune considerarea
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
două posibilități de analiză cinematică pentru această articulație: studiul pozițiilor unui os față de celălalt și, respectiv, studiul deplasărilor (liniare și unghiulare) relative considerate ca mișcări succesive din poziție în poziție ale unui os față de celălalt. Problematica modelării biomecanice și simulării cinematicii articulației genunchiului presupune considerarea tuturor structurilor anatomice existente (femur, tibia, rotula, meniscuri, ligamente, mușchi), în număr de peste 40, ceea ce conduce la un model complex și dificil de evaluat. În lucrarea [88] este abordat un astfel de model cinematic pe baza
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
7, 8, 23, 26, 43, 44, 45, 46, 47, 49] pot fi grupate în următoarele tipuri: - modele structurale sau modele fizice, în care accentul se pune pe reprezentările structurale, pe reproducerea mișcărilor, a formei, mărimilor și proprietăților biomecanice ale elementelor cinematice, pe creșterea gradelor de libertate astfel încât să se apropie cât mai mult de realitatea descrisă; - modele cinematice, care, pornind de la modelele fizice, exprimă prin relații matematice legaturile dintre mișcările relative ale elementelor cinematice; sunt analizate traiectoriile anumitor puncte semnificative ale
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
structurale sau modele fizice, în care accentul se pune pe reprezentările structurale, pe reproducerea mișcărilor, a formei, mărimilor și proprietăților biomecanice ale elementelor cinematice, pe creșterea gradelor de libertate astfel încât să se apropie cât mai mult de realitatea descrisă; - modele cinematice, care, pornind de la modelele fizice, exprimă prin relații matematice legaturile dintre mișcările relative ale elementelor cinematice; sunt analizate traiectoriile anumitor puncte semnificative ale sistemului locomotor, sunt determinați parametrii cinematici ai acestor puncte, sunt identificate valorile anormale precum și cele de performanță
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
formei, mărimilor și proprietăților biomecanice ale elementelor cinematice, pe creșterea gradelor de libertate astfel încât să se apropie cât mai mult de realitatea descrisă; - modele cinematice, care, pornind de la modelele fizice, exprimă prin relații matematice legaturile dintre mișcările relative ale elementelor cinematice; sunt analizate traiectoriile anumitor puncte semnificative ale sistemului locomotor, sunt determinați parametrii cinematici ai acestor puncte, sunt identificate valorile anormale precum și cele de performanță ale mișcării, sunt relevate legăturile dintre anumite mărimi antropometrice și parametrii mișcării etc.; - modelele dinamice, care
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
bine pe cea a sistemului real. Modelul fizic se aseamănă cu sistemul real în ceea ce privește caracteristicile de bază, dar este mai simplu și deci mai abordabil analizei. Astfel, elementele componente ale unui sistem biomecanic pot fi modelate prin corpuri solide, cuple cinematice, arcuri, amortizoare etc., iar acțiunea reciprocă a două corpuri poate fi schematizată prin forțe concentrate, cupluri concentrate, sarcini distribuite, etc. În multe cazuri, răspunsul dinamic al structurilor biomecanice poate fi reprezentat printr-un model cu „parametrii concentrați”, compus din mase
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
66, 67, 125]. Dintre programele specializate date în tabelul 2.7, SIMM, MADYMO și ATB sunt utilizate în special în biomecanică iar SIMM și MADYMO au module speciale de reconstrucție anatomică care permit modelarea structurală tridimensională. 2.2.3. Modele cinematice Modelele cinematice în biomecanică se împart, funcție de datele de intrare și necunoscutele care trebuie determinate, în două mari categorii: modele cinematice directe și modele cinematice inverse. Modele cinematice directe, în care cunoscându-se coordonatele generalizate ale articulațiilor modelului structural, se
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
125]. Dintre programele specializate date în tabelul 2.7, SIMM, MADYMO și ATB sunt utilizate în special în biomecanică iar SIMM și MADYMO au module speciale de reconstrucție anatomică care permit modelarea structurală tridimensională. 2.2.3. Modele cinematice Modelele cinematice în biomecanică se împart, funcție de datele de intrare și necunoscutele care trebuie determinate, în două mari categorii: modele cinematice directe și modele cinematice inverse. Modele cinematice directe, în care cunoscându-se coordonatele generalizate ale articulațiilor modelului structural, se cer să
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
iar SIMM și MADYMO au module speciale de reconstrucție anatomică care permit modelarea structurală tridimensională. 2.2.3. Modele cinematice Modelele cinematice în biomecanică se împart, funcție de datele de intrare și necunoscutele care trebuie determinate, în două mari categorii: modele cinematice directe și modele cinematice inverse. Modele cinematice directe, în care cunoscându-se coordonatele generalizate ale articulațiilor modelului structural, se cer să fie determinate pozițiile unor puncte date ale lanțului cinematic și, de asemenea, vitezele și accelerațiile acelor puncte. O exprimare
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
au module speciale de reconstrucție anatomică care permit modelarea structurală tridimensională. 2.2.3. Modele cinematice Modelele cinematice în biomecanică se împart, funcție de datele de intrare și necunoscutele care trebuie determinate, în două mari categorii: modele cinematice directe și modele cinematice inverse. Modele cinematice directe, în care cunoscându-se coordonatele generalizate ale articulațiilor modelului structural, se cer să fie determinate pozițiile unor puncte date ale lanțului cinematic și, de asemenea, vitezele și accelerațiile acelor puncte. O exprimare matematică mai simplă pentru
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
de reconstrucție anatomică care permit modelarea structurală tridimensională. 2.2.3. Modele cinematice Modelele cinematice în biomecanică se împart, funcție de datele de intrare și necunoscutele care trebuie determinate, în două mari categorii: modele cinematice directe și modele cinematice inverse. Modele cinematice directe, în care cunoscându-se coordonatele generalizate ale articulațiilor modelului structural, se cer să fie determinate pozițiile unor puncte date ale lanțului cinematic și, de asemenea, vitezele și accelerațiile acelor puncte. O exprimare matematică mai simplă pentru analiza cinematică directă
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
Modele cinematice directe, în care cunoscându-se coordonatele generalizate ale articulațiilor modelului structural, se cer să fie determinate pozițiile unor puncte date ale lanțului cinematic și, de asemenea, vitezele și accelerațiile acelor puncte. O exprimare matematică mai simplă pentru analiza cinematică directă este dată în [54], respectiv: x = f(θ), (2.7) unde: θ reprezintă coordonatele generalizate cunoscute iar x pozițiile punctelor ce trebuie obținute. In cazul piciorului, cunoscând unghiurile de rotație ale genunchiului și șoldului, poziția piciorului se determină prin
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
piciorului, cunoscând unghiurile de rotație ale genunchiului și șoldului, poziția piciorului se determină prin utilizarea pozițiilor și rotațiilor șoldului și genunchiului. Pe baza cunoașterii schemei structurale a sistemului biomecanic, folosind notațiile Denavit - Hartenberg [45], se pot determina matricile care rezolvă cinematica directă a sistemului biomecanic dat. Astfel, conform rotațiilor din figura 2.40, fiecare element cinematic este caracterizat de patru parametrii: θ, d, a și α. Pentru un element, θ este unghiul rotației articulare, d este distanța dintre originile axelor care
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
elementul, a este distanța dintre axele de rotație ale cuplelor care mărginesc elementul și α este unghiul dintre axele de rotație ale cuplelor care mărginesc elementul cinematic [94]. Cu aceste notații pot fi scrise matriceal relații de legătură între elementele cinematice. Modele cinematice inverse, în care, cunoscându-se numai pozițiile unui elememt final efector, se cer să fie determinate poziția și orientarea tuturor articulațiilor; matematic, cinematica inversă se poate exprima prin relația [107]: θ = f -1(x), (2.8) unde: x
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
este distanța dintre axele de rotație ale cuplelor care mărginesc elementul și α este unghiul dintre axele de rotație ale cuplelor care mărginesc elementul cinematic [94]. Cu aceste notații pot fi scrise matriceal relații de legătură între elementele cinematice. Modele cinematice inverse, în care, cunoscându-se numai pozițiile unui elememt final efector, se cer să fie determinate poziția și orientarea tuturor articulațiilor; matematic, cinematica inversă se poate exprima prin relația [107]: θ = f -1(x), (2.8) unde: x este cunoscut
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
elementul cinematic [94]. Cu aceste notații pot fi scrise matriceal relații de legătură între elementele cinematice. Modele cinematice inverse, în care, cunoscându-se numai pozițiile unui elememt final efector, se cer să fie determinate poziția și orientarea tuturor articulațiilor; matematic, cinematica inversă se poate exprima prin relația [107]: θ = f -1(x), (2.8) unde: x este cunoscut iar θ se cere să fie determinat, cu aceleași semnificații ca mai înainte. Cinematica inversă furnizează informații pentru controlul mișcării elementului final efector
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
să fie determinate poziția și orientarea tuturor articulațiilor; matematic, cinematica inversă se poate exprima prin relația [107]: θ = f -1(x), (2.8) unde: x este cunoscut iar θ se cere să fie determinat, cu aceleași semnificații ca mai înainte. Cinematica inversă furnizează informații pentru controlul mișcării elementului final efector, acesta fiind necesar îndeosebi în cazul mișcării roboților. Problemele de cinematică inversă sunt neliniare, putând există mai multe soluții θ pentru o poziție dată x. La rezolvarea problemelor de cinematică inversă
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
x), (2.8) unde: x este cunoscut iar θ se cere să fie determinat, cu aceleași semnificații ca mai înainte. Cinematica inversă furnizează informații pentru controlul mișcării elementului final efector, acesta fiind necesar îndeosebi în cazul mișcării roboților. Problemele de cinematică inversă sunt neliniare, putând există mai multe soluții θ pentru o poziție dată x. La rezolvarea problemelor de cinematică inversă se recurge fie la metode de aproximare numerice, fie la metode exacte analitice. Welman [145] a investigat în detaliu modelele
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
înainte. Cinematica inversă furnizează informații pentru controlul mișcării elementului final efector, acesta fiind necesar îndeosebi în cazul mișcării roboților. Problemele de cinematică inversă sunt neliniare, putând există mai multe soluții θ pentru o poziție dată x. La rezolvarea problemelor de cinematică inversă se recurge fie la metode de aproximare numerice, fie la metode exacte analitice. Welman [145] a investigat în detaliu modelele cinematice inverse iar Girard, Maciejewski, Sims și Zeltzer[107] au generat mișcarea piciorului prin intermediul unui algoritm de cinematică inversă
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]
-
inversă sunt neliniare, putând există mai multe soluții θ pentru o poziție dată x. La rezolvarea problemelor de cinematică inversă se recurge fie la metode de aproximare numerice, fie la metode exacte analitice. Welman [145] a investigat în detaliu modelele cinematice inverse iar Girard, Maciejewski, Sims și Zeltzer[107] au generat mișcarea piciorului prin intermediul unui algoritm de cinematică inversă. Acest ultim caz al mișcării piciorului a fost analizat în două etape: mai întâi a fost dată traiectoria piciorului, după care algoritmul
Cercetări privind modelarea biomecanică a sistemului locomotor uman cu aplicabilitate în recuperarea medicală şi Sportivă by Mihai-Radu IACOB () [Corola-publishinghouse/Science/100990_a_102282]