ヒトの体形と歩行運動(3部 運動の解析)
スポンサーリンク
概要
- 論文の詳細を見る
In human bipedal walking, body segments act in harmony with each other. However, both the human body and bipedal walking are unique among other primates and other terrestrial animals. Therefore, some explanation must be offered for this uniqueness. It seems correct to state that there are some mechanical relationships between the human body and bipedal walking. Body motions are achieved by opposing muscular efforts against gravitational force, but basic daily motions such as walking should be performed to minimize energy consumption. One feasible solution which minimizes muscle effort is the coinciding of the motion pattern with the vibration mode of the system. In this study, bipedal walking was mathematically modeled as a coupled vibration system of body segments. The mathematical model was a three-dimensional model with the following components: head, thorax, pelvis, arms, thighs, shanks and feet. A spring and a dashpot are attached against the relative rotation between thorax and pelvis, and also between thigh and shank. The spring element of the knee joint was a nonlinear spring to avoid hyper-extension. Sagittal and vertical forces at the pelvis segments, and moments at the waist and hip joints were applied as external forces. Accordingly, the vibrations of body segments were expressed by a 10th simultaneous second-order differential equation. The numerical calculation was performed using the 4th order Runge-Kutta method. The vibration mode of the experimental link model was measured by a 16mm cine camera. The experimental results agreed with the results calculated from the same morphological constants of the link model. As a result, the following close relationships between the human body and bipedal walking were found: (1) adequate viscoelasiticity at the waist joint is required for effective walking, (2) human morphological body balance is matched for smooth and harmonious bipedal walking. The method of this study will be able to be utilized for the evaluation of artificial legs or the estimation of the effects of orthopedic operations.
- バイオメカニズム学会の論文
- 1984-04-25
著者
関連論文
- 床反力計の高精度化検定手法
- 画像情報を用いた身体動作の計測(1部 形態と運動の計測)
- 運動力学的解析に基づく障害者上肢訓練動作の提案
- 生体の機械力学入門 : 生体VII
- 座談会「人間の歩行と人工の足」(人間の歩行と人工の足小特集号)
- 足と靴のバイオメカニズム(1部 ヒトのバイオメカニクス)
- 36 歩行分析における工学的計測と臨床的評価について (第二報)
- 波動伝播に基づく移動機構の研究 : 第3報,柔軟生物の構造・環境・移動パターン(機械力学,計測,自動制御)
- 短下肢装具の可撓性が歩行に及ぼす影響(3部 評価・診断)
- 寝具クッションの生体力学的快適化(1部 生体の力学的特性)
- 上肢の構造と動作との関係(2部 運動解析・モデリング)
- 二足恐竜の正しい歩き方(2部 運動解析・モデリング)
- 椅子の座り心地に対する生体力学的評価(2部 筋・関節・運動)
- 膝関節不安定性の計測と推定(2部 筋・関節・運動)
- 上肢運動の決定要素(1部 生体を知る)
- ヒトの体形と歩行運動(3部 運動の解析)
- 大型床反力計による歩行運動の定量的評価(3部 歩行と解析)
- 討論
- 2足歩行の総合解析モデルとシミュレーション(4部 2足歩行)
- 脚の機能と形態(歩行系の解析に関する研究,4部 歩行)
- 歩行を支配する要因(歩行系の解析に関する研究,4部 歩行)
- ファイバーグレイティングを用いた三次元足部形状計測装置の開発
- 2足歩行運動を生成する神経系構造の自律的獲得
- 汎用3次元筋骨格モデルの開発
- 自由歩行における歩調・歩幅の生体力学的決定基準(2部 形態と運動の力学)
- 歩容障害の三次元的運動分析 : 第3報 : 第27回日本リハビリテーション医学会総会 : 歩行分析
- 35. 連続多数歩歩行の床反力解析システム(歩行分析)
- ヒト指腹部構造と触覚受容器位置の力学的関係 (バイオダイナミックス)
- 3次元動態計測技術の展開(先端人間計測技術)
- 直立2足歩行の起源に関する運動力学的検討 : 霊長類の2足歩行能力の比較(2部 動作解析)
- 自然な背景を含むシーンからの身体画像の抽出
- 個別適合用靴型CADシステムの開発
- 靴の高適合化を目的とした靴型CADシステムの開発
- 13.片麻痺の安定性に関する定量的評価方法について(歩行分析)
- 第22回バイオメカニズム学術講演会