高空运动落地后对膝盖的冲击力学分析

摘要

传统方法构建的高空运动落体后对膝盖的冲击力学分析模型只能求解局部的膝关节受力和发力参数,对膝盖及下肢的各个关节驱动作用和受力冲击运动势能等参数求解建模困难。提出一种基于七连杆驱动结构的高空运动落体后的冲击动力学分析模型。构建人体在高空落地后的下肢膝盖的运动链数学模型,分析落地冲击对膝盖的运动链位姿变换关系,采用7连杆驱动结构对人体高空落地后的下肢进行7连杆结构分解,采用Lagrange动力学方程实现对冲击力学参数的全局分析,得出优化解向量。仿真结果表明,采用该受力分析模型,对膝盖冲击力的受力分析逼近于理论值,计算精度较高,性能优越,为体育训练和运动医疗提供准确的数据基础。