Дипломный проект

1. Дипломный проект “Создание модели биомеханического объекта на примере экзокостюма” Студент: Белканов М.В. Руководитель проекта: Жук. Д.М. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010 г.

2. Цели и задачи моделирования • Цели разработки: • создание модели биомеханического объекта; • оценка возможностей систем MSC ADAMS, LifeModeler, UnigraphicsNX; • решение проблем системной интеграции; • анализ перспективности ведения подобных разработок. • Задачи, подлежащие решению: • комплексное исследование предметной области; • изучение технологий проектирования в сфере биомеханического моделирования; • выбор программных средств для моделирования; • разработка обмена данными между выбранными средами; • разработка методики создания модели биомеханического объекта; • апробация разработанной методики на практике. 2

3. Выбор варианта решения поставленных задач 3

4. Структура организации документооборота проекта Для реализации документооборота проекта использовано решение на основе ProjectWise. 4

5. Общая структура методики Чертежи элементов экзоскелета Динамометрия MOCAP данные Электромиография Общие параметры человека Исходные данные: Антропометрические базы данных База данных человека Составляющие части модели объекта: Биомеханическая модель человека Модель экзоскелета Совместная модель • Моделирование процессов движения; • решение прямой и обратной задач динамики. 5

6. Способыполучения исходной информации о движении Определенное движение Захват движения при помощи маркерной системы MOCAP Динамометрическая платформа Регистрация усилий в мышцах и суставах Углы движений в суставах нижних конечностей Сопоставление усилий в мышцах и суставах с определенным движением 6

7. Исходная информация Параметры человека из базы данных Чертежи составных элементов и узлов Формат STEP (*.stp) Создание механической части биомеханического объекта Геометрическая модель в Unigraphics NX 7 В качестве среды для проектирования механического объекта выбраны САПР Unigraphics NX 7 и MSC Adams. Добавление кинематических связей в MSC Adams Формат BIN (*.bin) Lifemodeler 7

8. Исходная информация Общие параметры человека из базы данных Положение базовых точек Создание биологической части биомеханического объекта Генерация базового набора сегментов тела В качестве среды для проектирования биомеханического объекта выбрана LifeModelerBodySIM. Создание кинематических связей между сегментами Создание набора базовых точек для привязки MOCAP данных 8

9. Объединение частей объекта Биомеханическая модель человека LifeModeler Модель экзоскелета Adams Привязка экзоскелета к модели человека MOCAP данные Привязка MOCAP данных к базовым точкам Возможность анализа движения биомеханического объекта 9

10. Пример создания модели Модель механической части объекта Объединенная модель Гибкие связи Анализ движения и решение задач динамики 10

11. Выводы: • Изучены технологии создания биомеханических моделей; • на основе анализа существующих программных средств выбран комплекс программных средств, реализующих данное решение; • разработаны средства обмена данными между выбранными средами; • разработана методика создания модели биомеханического объекта; • определено направление дальнейших исследований. 11

12. ТЭО НИОКР 12

13. Доклад окончен Спасибо за внимание 13