Universidad Nacional de San Juan Facultad de Ingeniería Departamento de Electrónica, Automática y Bioingeniería Carrera de Bioingeniería Asignatura “Biomecánica” Unidad Nº 3: “Biomecánica del Movimiento Humano” Parte 2: Análisis cinemático angular Dra. Ing. Silvia E. Rodrigo 2019
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Universidad Nacional de San Juan
Facultad de Ingeniería
Departamento de Electrónica, Automática y Bioingeniería
Carrera de Bioingeniería
Asignatura “Biomecánica”
Unidad Nº 3: “Biomecánica del Movimiento Humano”
Parte 2: Análisis cinemático angular
Dra. Ing. Silvia E. Rodrigo
2019
UNIDAD 3: BIOMECÁNICA DEL MOVIMIENTO
• Cinemática y cinética (linear y angular) de segmentos y articulaciones
anatómicas. Modelos biomecánicos del cuerpo humano. Conceptos de
antropometría. Técnicas analíticas y experimentales de análisis del movimiento.
Aplicación a la Biomecánica de la locomoción humana.
ANÁLISIS CINEMÁTICO ANGULAR
DEL MOVIMIENTO CORPORAL
El SCG X0 - Y0 está fijo en el espacio del laboratorio,
mientras que los SCL se asocian a los centros de masa
(CM) de: muslo (x1 - y1); pierna (x2 - y2) y pie (x3 –
y3). Refiriéndonos a las excursiones angulares, para
cada instante de tiempo de análisis, los ángulos muslo,
pierna y pie representan la rotación del respectivo
segmento anatómico respecto del SCG, mientras que
los ángulos cadera, rodilla y tobillo caracterizan la
rotación angular de las articulaciones, definida como la
rotación relativa entre los segmentos anatómicos
contiguos.
Modelo de la extremidad inferior para describir la marcha en 2D
muslo
rodilla
CM muslo
tobillo
X 0
x 1
y 1
y 1 ’
y 2
x 2
CM pierna
y 3
x 2 ’ x 3 CM pie
x 1 ’
y 2 ’
pierna
pie
X 0
X 0
X 0
Y 0
cadera
Cálculo de variables cinemáticas rotacionales de los
segmentos muslo, pierna y pie respecto del SCG
Utilizando la base de datos de Winter, las variables
angulares de los segmentos muslo, pierna y pie
(i, i, i) se obtienen mediante la relación entre
coordenadas rectangulares y polares de un punto, a
partir de las coordenadas absolutas X-Y de los
puntos extremos de los respectivos segmentos.
r
P
x
y x = r cos
y = r sen
= arctang (y/x)
= d / dt
= d / dt
Y 0
pierna
cadera
rodilla
CM muslo
tobillo
X 0
CM pierna
CM pie
a muslo
v muslo
cadera
cadera
pierna
pierna
rodilla
rodilla
tobillo
tobillo
v pie
a pie
pie
muslo
X 0
a v
Base de datos de marcha 2D
1
2
3
4
5
6 7
X
Z
Y
Se calculan las excursiones angulares de los segmentos según: