AnyBody 應用案例
使用虛擬肌肉和一般肌肉劃輪椅(WheelChair)的例子
- ① 概要
- AnyBody有兩種力元素,一個是虛擬肌肉、另一個是一般肌肉(AnyGeneralMuscle),這兩個也可以傳遞力矩(JointMomentMuscle)。
本模型中,使用了上述兩種力元素來制作了輪椅模型, 且不使用人體動作的測量信息(這里設定的人體動作也可以用動捕測量動作來代替)。。
條件如下:
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●假設輪椅到人體系統以一定加速度α加速。在這里,模擬人體推進動作、輪胎的旋轉運動。
●進行全局坐標系下的模型化。考慮推進時的慣性力(G)。
●假設輪胎與地面是點接觸,輪胎和地面之間不會產生滑動。
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<模型概要>
為了模擬手到地面的力量傳遞機制,我們做了以下的建模。
<車輪Seg的設定>
?車輪,作為圓盤狀的Segment來添加。在Segment(圓盤)上,設定了用手推進(接觸)的位置,通過虛擬肌肉與人體連接。
<力臂Seg的設定>
?設定從車軸朝向地面的剛體棒。方向垂直向下、檢測地面(接觸)的假想剛體。
<旋轉的虛擬肌肉:( 導入MomentMuscle :傳遞扭矩)>
?車輪Seg和力臂Seg共享同一車軸心點。對于其他車身(座面及其他),是通過單軸旋轉自由度的旋轉副鏈接。
?在車輪Seg的軸和力臂Seg的軸之間,導入作為力矩傳遞元件的虛擬肌肉(MomentMuscle)。
<地面和力臂Seg>
力臂Seg端部經常與地板接觸,為了產生推進反力和豎直方向反力,對地面引入虛擬肌肉。這是水平方向和垂直方向的虛擬肌肉。
車身+人的慣性力和隨著車輪旋轉的地板接觸部反力決定了推進力(通過與地面摩擦產生推進向前滾動)。
通過MomentMuscle,確定力臂Seg的扭矩和車輪Seg所承受的扭矩,通過推進(接觸)位置,推測人體應該調用的肌肉力量。
順便提一下,作為動作(姿勢),這里有以下假設。
·輪椅與人體之間(座椅位置、腳托位置)不應發生偏移。
·車身+人的動作(車軸的速度/加速度)確定的話,在沒有發生偏移的前提下,就可以確定輪胎的旋轉=手的運動(=接觸點位置的運動)的關系。
·輪椅向前,人體肩關節、肘關節、股關節、胸腰關節動作也會被動完成。
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