基于動捕技術的人體肢體運動參數采集裝置設計

左桂蘭，程 越，肖國華，鄭 旺

（1.浙江工商職業技術學院，浙江寧波 315012；2.浙江科技學院，浙江杭州 310023）

0 引言

人體運動參數的檢測、檢驗及逆向運動是近年來人體工程學發展的一個重要方向。構成人體的關鍵機械承載機構主要由200 多個關節組成，這些關節組成的人體骨骼機械結構整體，能實現多種高難度和復雜程度的動作，且各動作之間具有非常完美的協調性［1-4］。因而，針對人類人體本身而展開的機器人設計、人工智能控制、人機工程仿生學以及仿真設計等方面的科學研究是未來智能機器人發展研究的重點。

從機械結構的角度來看，在人體的機械結構系統中，骨骼是該系統的支撐和運動杠桿，關節是運動能產生的樞紐，驅動力來自于肌肉的收縮和舒張，所以不論從整體結構還是局部關節運動而言，人體運動機構最基本的運動結構單元組成包括3個部分：骨骼為運動桿單元，關節為運動副，肌肉為驅動動力源［5-9］。人體結構的驅動力源于肌肉組織，從仿生學的角度來講，有著功能與結構相對應的關系，長期進行運動鍛煉，肌肉組織中的血管結構形態會發生較大的改變，隨著運動量的加大，血管需要提供給肌肉更多的養分，供血量增加，有利于肌肉持續動力的供給，從而有利于人體的生命健康。

因而，科學了解人體運動結構的特點，是實施人體工程設計技術的關鍵所在，特別是在人體運動捕捉設計方面，精密的檢測設備和仿生功能參數是關鍵［10-14］。……