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seminar_3m:m_3_seminar_2016:musculo-skeletal_modeling_v

Musculo-Skeletal modeling V

Modul Biorobotik (Uni Stuttgart)
Veranstaltung M^3-Seminar 2016
Thema Musculo-Skeletal modeling of bicycle pedaling
AutorInnen Heike Dietl, Anna Donat, Katrin Mathea,
Cynthia Michalkowski, Georg Schneider, Isabell Wochner
Zuletzt geändert 17.06.2016


Zusammenfassung

Gegenstand dieses Projekts war die Simulation der menschlichen Beinbewegung beim Fahrradfahren in MATLAB/Simulink. Zu diesem Zweck wurde ein vereinfachtes mechanisches Modell eines menschlichen Beins aufgebaut, das aus zwei starren Körpern für Oberschenkel und Unterschenkel/Fuß, zwei 1-DOF-Rotationsgelenken für Hüfte und Knie sowie zwei Muskel-Sehnen-Einheiten als Aktuatoren besteht. Um sicherzustellen, dass sich der Fuß auf der für die Tretbewegung typischen kreisförmigen Bahn bewegt, wurde zusätzlich die Kurbel des Pedals als weiterer starrer Körper modelliert und der Fuß über eine Zwangsbedingung daran gekoppelt.
Für die Aktivierung der beiden Muskeln, von denen einer den Oberschenkel um die Hüfte und der andere den Unterschenkel um das Knie rotieren lassen kann, wurde ein Ansatz verfolgt, bei dem Ober- und Unterschenkelmuskel abhängig vom Stellungswinkel der Pedalkurbel angesteuert werden.
Das Ergebnis der Simulation und nähere Details zum Modell und der Muskelaktivierungsstrategie sind dem nachfolgenden Podcast zu entnehmen.



Podcast



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