Nové laboratorní úlohy pro biomechaniku

Abstract

Pro předměty zaměřené na biomechaniku bylo vytvořeno celkem sedm nových úloh. Pro úlohy byla zpracována teorie, postupy výpočtů, a pro vyhodnocení úloh byly navrženy programy vMatLabu. První úloha je zaměřená na zjišťování sil pod chodidly, kde si studenti vyzkoušejí výpočet nejen velikosti, ale také polohy těžiště sil pod chodidly. V další úloze je úkolem studentůna základě naměřených dat vypočítat těžiště těla. Kinematická a dynamická analýza bude prováděna na základě dat získaných měřením zrychlení akcelerometrem. Zaznamenánísignálu EMG a současné zaznamenání pohybu na video bude následně využito pro sledování korelace mezi úhlovým zrychlení pohybu a velikostí EMG signálu. Analýzousimulovaného výkopu, který je zaznamenávánkamerou, jsou určovány síly a momenty vkloubech dolní končetiny. Princip myoelektrické protézy horní končetiny je demonstrován na algoritmu, který byl vytvořen pro ovládání robotické paže pomocí EMG signálu. Měřením deformace části protézy dolní končetiny je určováno její namáhání.

Groundwork for seven new laboratory experiments for subjects focused on biomechanicswas created. Theory with introduction into problems of each experiment is presented. Also, work flow instructions and programs in MatLab were created. The first experiment is focused on investigation of under-feet forces, we student's goal will be to determine centre of pressure under feet. In the second experiment, task will be to determine centre of gravity by analyzing data from balance board. Analysis of dynamics and kinematics will from data collected from accelerometer. Student will record EMG signal during elbow flexion, while video will be captured simultaneously. Subsequently, analysis of data will be done and correlation between EMG signal amplitude and angular acceleration will be determined. Video analysis of kick-off motion will be used to analyze forces and moments on lower limb joints. Control of powered upper limb prostheses is be demonstrated on created algorithm, which is based on three-state proportional control. Measurement of lower limb prostheses deformatio n with strain gages is used do demonstrate stress and load on prostheses components.