最新AnyBody人体建模仿真系统汇总文档格式.docx

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有限元模型数据导出接口--用户可将通过AnyBody软件系统获得的肌肉力、关节作用等转化为完整实用的作用于骨骼或假体植入物等的有限元模型的边界条件，并输出给所有有限元计算软件。

软件特点

关节：

球面型、转动型、圆柱型、棱柱型、万能型、用户自定义型等；

肌肉：

三元素Hill模型、简化模型等；

驱动器：

内插型、多项式型、傅立叶型、线性型等；

载荷：

力和力矩均包括内插型和用户自定义型；

分析类型：

逆向动力学仿真（肌肉内外载荷分布）、运动学分析、参数化分析、优化分析等；

结果输出：

肌肉是否激活、肌肉力、关节反作用力、关节力矩、用户自定义类型等；

几何模型转化：

.STL等格式CAD数据可导入用于可视化分析

数据转化：

用户可自定义输入/输出文本文件格式，如C3D、BVH格式运动捕捉数据的读入

美国Testresources公司作为全电伺服技术的推广倡导者和技术领导者，凭着其全新的设计理念、可靠的数据输出、模块化的安装方法和安静清洁的测试环境，迅速在国际知名研究机构的低载荷高精度力学试验中得到广泛应用，例如静态试验、疲劳与循环试验、动态特性与分析、多轴试验、离散波形控制加载、动态冲击与高应变率试验等，应用领域包括骨、关节、软组织、金属内植物、组织工程、生物材料、医疗用品、包装材料及其他低载荷破坏材料与制品的力学测试和性能检测。

美国Testresources力学试验系统有以下几个显著特点：

●系统控制部分可以拓展到至少8个通道、8轴或者8组试验；

●数据获得可以达到32通道，模拟信号输出至少8个通道；

●高分辨率（24bit）的测量和载荷的实时控制，位移和应变的低噪音数字过滤；

●轴向最小静态载荷可以达到0.1g力,最小位移小于1μm；

●100g力载荷传感器信号噪声低于0.01%；

●位移传感器在1mm行程时，其信号噪声最低可达0.2μm或更低

静态拉伸、压缩、扭转试验系统

电机式作动器

●粘附性材料

●生物医学材料

●陶瓷材料

●复合材料

●金属材料

●纸质材料

●塑料

●橡胶

●零部件

●纺织品

●木材

疲劳、动态试验系统

全电伺服或液压伺服作动器 

高精度控制系统

●静态、动态、疲劳

●骨科植入物

●血管植入物

●疲劳裂纹扩展

●动态性能

●断裂强度

●汽车工业

●电子工业

●航天航空工业

●土木工程

●结构工程

多通道、多轴和多组控制试验系统

轴向扭转 

多轴 

可扩展

●完整解决方案

●高频率（100HZ）

●高性能控制（24位）

●高频闭环控制（20kHz）

●单控制器可扩展至16组试验

●开放式软件架构

超过1000种的夹具及附件，适用于各品牌的试验机

拉伸夹具

●机械式

●液压式

●气动式

●弹簧式

●吊钩式

●滚轴式

●夹片式

●螺纹式

●绞盘式

●微小型

●固定夹

●连接件

●夹头

●钳口

●楔形夹口

●粘附剥离

●更多拉伸夹具

固定夹具

●固定板

●压盘

●顶针

●三点和四点弯曲

●剪切固定

更多压缩夹具【Compression.mht】　更多弯曲夹具【Bend.mht】其他夹具粘附剥离【Peel.mht】　楔形【Wedge.mht】　绞盘式【Capstan.mht】

试验环境模拟

●高温箱

●加热炉

●溶液浴

●生物浴

●固定装置

●夹紧装置

●伸长计

●摄像法、激光法变形测量

NDIOptotrak动态测量系统

　　加拿大NDI公司的OPTOTRAK®

系列动态测量系统，为多目标在大范围的复杂运动测量提供了全面的解决方案。

其卓越的精度和可靠性，在世界上处于绝对领先地位。

　　OPTOTRAK®

系列动态测量系统，利用先进的红外测量技术，可以精确实时捕捉高速运动目标的三维坐标和六个自由度，并通过配套软件进行完整的运动学分析，应用领域广阔。

系统特征：

●非接触式红外测量方法；

●系统精度通过美国NIST（NationalInstituteofStandardTechnology）校验，校验执行的标准为：

美国国家标准ASMEB89.4.1-1997和ISO/IEC17025:

2005；

●制作商--加拿大NDI公司获得ISO9001质量管理体系认证；

●系统方便携带，操作简单，使用前无需标定，节省实验时间；

●可直接与其他相关设备兼容同步；

●可通过串联OPTOTRAK®

光学跟踪器增大测量范围；

系统输出：

●可用于测量振动，运动轨迹，位移，速度，加速度，方位，角度，距离。

∙产品系列

∙配件

∙应用

∙成功案例

型号

最大发光频率

最大采样频率

目标点的数量（3D）

刚体的数量（6DOF）

OPTOTRAK®

CertusTM

4600Hz

4600/（N+1.3）Hz

N为目标点的数量

512个

170个

点击查看测量范围及精度

CertusTMHD

4600/（N+2）Hz

PROseries

90个

30个

位置传感器

尺寸：

200mm*1125mm*160mm

重量：

18kg

电源要求：

100-240VAC.50/60Hz2.5A

目标点及工具

Smartmarker

无线目标点

NDI封装目标点

数字探针工具

振动分析

实例：

振动时车身与车门的动态参考

变形测量

　　包括：

夹具弹回

　　　　　热变形

　　　　　风载荷变形分析

车门变形试验

装配定位

装配定位

风洞试验

机翼模型风载荷变形分析

抗震研究

桥梁模型结构稳定性振动台实验

部件动力学

机器人研究

机器人测量和技术性能分析

　　　　　机器人单元测定

　　　　　机器人实时控制

结构测试和分析

实时反馈和控制

拖拽水池试验

单位

项目

中科院沈阳自动化所

蛇形机器人项目

同济大学

桥梁风洞试验

再生混凝土结构抗震试验

中科院常州先进制造技术研究所

机械臂设计控制反馈

西安电子科技大学

雷达

中国航空工业空气动力研究院

航空风洞

中国空气动力研究与发展中心

中国矿业大学

救灾机器人

浙江大学

柔性机械臂

上海大学

康复机器人

哈尔滨工业大学

手术导航机器人

北京工业大学机电学院

机器人控制设计项目

主要特点：

∙采集部分体积小、重量轻、便于携带

∙采样频率高

∙独特的降噪处理技术，抗干扰能力强

∙肌电信号实时检测、存储

∙先进的信号处理技术，原始数据可根据用户需要，采用多种格式保存

∙可实用调用数据进行二次开发

∙操作简单、使用方便

表面肌电系统主要应用于以下领域：

∙生物力学

∙临床康复

∙步态分析

∙工效学

∙心理学

∙生物医学工程

表面肌电仪

人体肌肉与骨骼模拟软件，人机工程学软件，计算机辅助生物力学软件

AnyBody人体肌肉与骨骼模拟软件，计算机辅助生物力学与人机工程学软件：

用于模拟计算人体对于环境的反应，为人机工程学产品性能改进和生物医学工程研究提供了一个新颖的平台。

AnyBody是一个用于制作人体机能模型的软件系统。

它能够计算各块肌肉和关节的受力、变形、肌腱的弹性能、反抗肌肉运动和其它对于工作中的人体有用的特性。

AnyBody人体肌肉与骨骼模拟软件广泛的应用领域介绍，1.人体分析：

人机工程学研究、反向动力学研究、步态分析；

2.轮椅设计：

对身体负载研究，对不同人体设计；

3.汽车手柄、脚踏板、方向盘、座椅、安全带等的设计；

4.计划外科手术过程，制定理疗计划，康复工程研究；

5.工具、工作场所、运动器材、家具等人机工程学产品设计；

6.生物力学研究，运动适当性研究；

7.在交通工具领域的应用：

轮椅设计。

大部分的轮椅使用者会感觉负载引起的肩痛。

利用AnyBody可以分析轮椅的参数对于负载情况的影响，以便对轮椅的直径、推手边缘的位置，车轴的位置和曲轴进行优化设计。

汽车出口手柄位置设计。

通过窗框上手柄位置的设置，可能使通过更便捷。

利用AnyBody可以分析出窗框上手柄位置的高低，如何影响从汽车中出去所必要消耗的能量，以便对手柄位置的高低进行优化。

汽车驾驶员脚踏板的设计。

踏板和人腿构成了一个非常复杂的机械系统，只有考虑整个系统才能评估踏板的操作性。

AnyBody可以将踏板和人体耦合在一起进行分析，以改善踏板的设计，使得在不造成驾驶员疲劳的情况下，能够更加轻松地控制汽车。

转弯驾驶分析。

汽车在转弯时会产生离心力，F1赛车的离心加速度可以超过2g。

这使得驾驶员上部肌肉处于极限状态，大大降低了对汽车的控制能力。

AnyBody可以分析由座椅、安全带和总体环境提供的支撑力带来的影响。

AnyBody在生物力学研究领域的应用：

步态分析在诊断和治疗中已成为一个重要的工具。

由于AnyBody具有先进的动力学分析能力，模型能够直接由步态实验室测量得到的坐标信息来驱动。

背包负载分析：

背包模型能够被用于研究身体保持某种姿势时负载的影响。

它也适用于研究不同的背包带子的位置，以确定从带子到骨骼的最佳载荷传递位置。

运动分析—蹲坐跳跃：

蹲坐跳跃是一个经典的生物力学问题。

在AnyBody中采用了与传统的前向动力学分析方法所不同的反向动力学方法。

不同在于对于独立参数的选择上。

前向动力学控制肌肉的触发，而反向动力学控制运动。

这样做的优点是需要控制的运动比需要控制的肌肉的力少，从而减少了求解时间消耗。

局部骨骼肌肉分析：

在生物力学研究中经常会对局部的骨骼肌肉进行分析。

在AnyBody中可以方便快速地构建各种局部的骨骼和肌肉及其组合模型，并且有很多已经开发出来的公用模块可以共享使用，可以满足多种研究的需要。

E-mail:

Bruce@