第1章运动仿真本章重点
应力分析的一般步骤
边界条件的创建
查看分析结果
报告的生成和分析
本章典型效果图
1.1机构模块简介
在进行机械设计时，建立模型后设计者往往需要通过虚拟的手段，在电脑上模拟所设计的机构，来达到在虚拟的环境中模拟现实机构运动的目的。对于提高设计效率降低成本有很大的作用。Pro/ engineer中“机构”模块是专门用来进行运动仿真和动态分析的模块。PROE的运动仿真与动态分析功能集成在“机构”模块中，包括Mechanism design（机械设计）和Mechanism dynamics（机械动态）两个方面的分析功能。
使用“机械设计”分析功能相当于进行机械运动仿真，使用“机械设计”分析功能来创建某种机构，定义特定运动副，创建能使其运动起来的伺服电动机，来实现机构的运动模拟。并可以观察并记录分析，可以测量诸如位置、速度、加速度等运动特征，可以通过图形直观的显示这些测量量。也可创建轨迹曲线和运动包络，用物理方法描述运动。
使用“机械动态”分析功能可在机构上定义重力，力和力矩，弹簧，阻尼等等特征。可以设置机构的材料，密度等特征，使其更加接近现实中的结构，到达真实的模拟现实的目的。如果单纯的研究机构的运动，而不涉及质量，重力等参数，只需要使用“机械设计”分析功能即可，即进行运动分析，如果还需要更进一步分析机构受重力，外界输入的力和力矩，阻尼等等的影响，则必须使用“机械设计”来进行静态分析，动态分析等等。
1.2总体界面及使用环境
在装配环境下定义机构的连接方式后，单击菜单栏菜单“应用程序”→“机构”，如图1-1所示。系统进入机构模块环境，呈现图1-2所示的机构模块主界面：菜单栏增加如图1-3所示的“机构”下拉菜单，模型树增加了如图1-4所示“机构”一项内容，窗口右边出现如图1-5所示的工具栏图标。下拉菜单的每一个选项与工具栏每一个图标相对应。用户既可以通过菜单选择进行相关操作。也可以直接点击快捷工具栏图标进行操作。
图1-1 由装配环境进入机构环境图
图1-2 机构模块下的主界面图
图1-3 机构菜单图1-4 模型树菜单图1-5 工具栏图标
图1-5所示的“机构”工具栏图标和图1-3中下拉菜单各选项功能解释如下：连接轴设置：打开“连接轴设置”对话框，使用此对话框可定义零参照、再生值以及
连接轴的限制设置。
凸轮：打开“凸轮从动机构连接”对话框，使用此对话框可创建新的凸轮从动机构,
也可编辑或删除现有的凸轮从动机构。
槽：打开“槽从动机构连接”对话框，使用此对话框可创建新的槽从动机构，也可编
辑或删除现有的槽从动机构。
齿轮：打开“齿轮副”对话框，使用此对话框可创建新的齿轮副，也可编辑、移除
复制现有的齿轮副。
伺服电动机：打开“伺服电动机”对话框，使用此对话框可定义伺服电动机，也可编
辑、移除或复制现有的伺服电动机。
执行电动机：打开“执行电动机”对话框，使用此对话框可定义执行电动机，也可编
辑、移除或复制现有的执行电动机。
弹簧：打开“弹簧”对话框，使用此对话框可定义弹簧，也可编辑、移除或复制现有
的弹簧。
阻尼器：打开“阻尼器”对话框，使用此对话框可定义阻尼器，也可编辑、移除或复
制现有的阻尼器。
力/扭矩：打开“力/扭矩”(对话框，使用此对话框可定义力或扭矩。也可编辑、移除
或复制现有的力/扭矩负荷。
重力：打开“重力”对话框，可在其中定义重力。
初始条件：打开“初始条件”对话框，使用此对话框可指定初始位置快照，并可为点、
连接轴、主体或槽定义速度初始条件。
质量属性：打开“质量属性”对话框，使用此对话框可指定零件的质量属性，也可指
定组件的密度。
拖动：打开“拖动”对话框，使用此对话框可将机构拖动至所需的配置并拍取快照。
连接：打开“连接组件”对话框，使用此对话框可根据需要锁定或解锁任意主体或连
接，并运行组件分析。
分析：打开“分析”对话框，使用此对话框可添加、编辑、移除、复制或运行分析。
回放：打开“回放”对话框，使用此对话框可回放分析运行的结果。也可将结果保存
到一个文件中、恢复先前保存的结果或输出结果。
测量：打开“测量结果”对话框，使用此对话框可创建测量，并可选取要显示的测量
和结果集。也可以对结果出图或将其保存到一个表中。
轨迹曲线：打开“轨迹曲线”对话框，使用此对话框生成轨迹曲线或凸轮合成曲线。
除了这些主要的菜单和工具外。还有几个零散的菜单需要注意。
1.2.1“编辑”菜单
在“编辑”菜单中与“机构”模块有关的菜单主要是：
重定义主体：打开“重定义主体”对话框，使用此对话框可移除组件中主体的组件约
束。通过单击箭头选择零件后，对话框显示已经定义好的约束，元件和组建参照，设计者可以移除约束，重新指定元件或组件参照，如图1-6所示。
设置：打开“设置”对话框，使用此对话框可指定"机械设计"用来装配机构的公差，
也可指定在分析运行失败时“机械设计”将采取的操作。如是否发出警告声，操作失败时是否暂停运行或是继续运行等等，该配置有利于设计者高效率的完成工作。如图1-7所示。
图1-6 重定义主体对话框图1-7 设置对话框
1.2.2“视图”菜单
在“视图”菜单中与“机构”模块有关的菜单主要是：
加亮主体：以绿色显示基础主体。
显示设置：机构显示，打开“显示图元”对话框，使用此对话框可打开或关闭工具
栏上某个图标的可见性。去掉任何一个复选框前面的勾号，则该工具在工具栏上不可见。
图1-8 显示图元对话框
1.2.3“信息”菜单：
单击“信息”→“机构”下拉菜单，或在模型树中右键单击“机构”节点并选取“信息”，系统打开“信息”菜单，如图1-9所示。使用“信息”菜单上的命令以查看模型的信息摘要。利用这些摘要不必打开“机构”模型便可以更好地对其进行了解，并可查看所有对话框以获取所需信息。在两种情况下，都会打开一个带有以下命令的子菜单。选取其中一个命令打开带有摘要信息的 Pro/ENGINEER 浏览器窗口。
（1）摘要：机构的高级摘要，其中包括机构图元的信息和模型中所出现的项目数。如图1-10
（2）详细信息：包括所有图元及其相关属性。如图1-11所示。
（3）质量属性：列出机构的质量、重心及惯性分量。如图1-12所示。
机构为“模型树”中每个“机械设计”图元都提供一个“信息”选项。右键单击并为某个特定图元选中此选项后，会打开一个带有针对该图元的详细摘要的浏览器窗口。
图1-9 信息菜单中机构信息图 图1-10 摘要信息图
图1-11 详细信息图 图1-12 质量属性信息图
1.3机械设计模块的分析流程
要进行机构运动仿真设计，必须遵循一定的步奏。Pro/Engineer “机械设计”模块包括“机械设计运动”（运动仿真）和“机械设计动态”（动态分析）两部分，使用“机械设计”分析功能，可在不考虑作用于系统上的力的情况下分析机构运动，并测量主体位置、
速度和加速度。和前者不同的是“机械动态”分析包括多个建模图元，其中包括弹簧、阻尼器、力/力矩负荷以及重力。可根据电动机所施加的力及其位置、速度或加速度来定义电动机。除重复组件和运动分析外，还可运行动态、静态和力平衡分析。也可创建测量，以监测连接上的力以及点、顶点或连接轴的速度或加速度。可确定在分析期间是否出现碰撞，并可使用脉冲测量定量由于碰撞而引起的动量变化。由于动态分析必须计算作用于机构的力，所以它需要用到主体质量属性。两者进行分析时流程基本上一致：
表1.1 分析流程表
1.4 机械设计运动分析详解
了解了上面基本的分析过程后，下面通过具体的例子一步一步来进行具体的分析。
（1）将光盘文件复制到硬盘上，启动pro/engineer。单击菜单“文件”→“设置工作目录”。
打开“选取工作目录”对话框工作，将目录设置为X：/example_1。单击确定。则系统工作在此目录下。如图1-13所示。
（2）单击菜单“文件”→“新建”。打开“新建”对话框，选择“组件”选项，将组件名改为asm。去掉“使用缺省模版”复选框前面的勾号，单击“确定”按钮，系统打开“新文件选项”对话框，如图1-14所示。
(3) 在列表中选择mmns_asm_design为模板，单击确定。
（4）单击图标，打开“打开”对话框，如图1-15所示。选取a.prt，单击“打开”
按钮，系统弹出“元件放置”对话框。单击按钮接受缺省约束放置，单击确定按钮。这样系统自动定义此为基础主体。如图1-16所示。
图1-13 选取工作目录对话框
图1-14 新文件选项对话框
图1-15 打开对话框
图1-16元件放置对话框图1-16 元件放置后图
（5）单击图标，打开“打开”对话框，选取b.prt，单击“打开”按钮，系统弹出“元件放置”对话框。单击“连接”选项卡，对话框变成如图1-17所示，接受默认连接的名称为connnection_1，选择类型为销钉连接，按照图1-19选取a.prt的轴A1对齐b.prt的轴A1，平移选项选取轴端大端面和b.prt一个侧面，单击确定，完成后如图1-19所示。在完成连接的过程中，可以通过如图1-20 所示的移动选项卡对话框调整机构位置。可以平移，旋转元件到一定的位置。便于观察和选取基准轴或面。
图1-17 连接中的轴对齐图
图1-18 连接中的平移图
图1-19 连接匹配图 图1-20 连接调整移动图
1.4.1连接的作用
Pro/E提供了十种连接定义。主要有刚性连接，销钉连接，滑动杆连接，圆柱连接，平面连接，球连接焊接，轴承，常规，6DOF（自由度）。最后两种是野火2.0新增加的。连接与装配中的约束不同，连接都具有一定的自由度，可以进行一定的运动
接头连接有三个目的：
?定义“机械设计模块”将采用哪些放置约束，以便在模型中放置元件；
?限制主体之间的相对运动，减少系统可能的总自由度(DOF)；
?定义一个元件在机构中可能具有的运动类型；
1．销钉连接
此连接需要定义两个轴重合，两个平面对齐，元件相对于主体选转，具有一个旋转自由度，没有平移自由度。如图示(平面为轴的法向平面)
图 1-21 销钉连接示意图
2．滑动杆连接
滑动杆连接仅有一个沿轴向的平移自由度，滑动杆连接需要一个轴对齐约束，一个平面匹配或对齐约束以限制连接元件的旋转运动，与销连接正好相反，滑动杆提供了一个平移自由度，没有旋转自由度。
图 1-22 滑动杆连接示意图
3．圆柱连接
连接元件即可以绕轴线相对于附着元件转动，也可以沿着轴线相对于附着元件平移，只需要一个轴对齐约束，圆柱连接提供了一个平移自由度，一个旋转自由度。
图1-23 圆柱连接示意图
4．平面连接
平面连接的元件即可以在一个平面内相对于附着元件移动，也可以绕着垂直于该平面的
轴线相对于附着元件转动，只需
要一个平面匹配约束。
图 1-24 平面连接示意图
5．球连接
连接元件在约束点上可以沿附着组件任何方向转动，只允许两点对齐约束，提供了一个平移自由度，三个旋转自由度。
图 1-25 球连接
示意图
5．轴承连接
轴承连接是通过点与轴线约束来实现的，可以沿三个方向旋转，并且能沿着轴线移动，需要一个点与一条轴约束，具有一个平移自由度，三个旋转自由度。
图1-26 轴承连接示意图
6．刚性连接
连接元件和附着元件之间没有任何相对运动，六个自由度完全被约束了。
7．焊接
焊接将两个元件连接在一起，没有任何相对运动，只能通过坐标系进行约束。
刚性连接和焊接连接的比较：
（1）刚性接头允许将任何有效的组件约束组聚合到一个接头类型。这些约束可以是使装配元件得以固定的完全约束集或部分约束子集。
（2）装配零件、不包含连接的子组件或连接不同主体的元件时，可使用刚性接头。
焊接接头的作用方式与其它接头类型类似。但零件或子组件的放置是通过对齐坐标系来固定的。
（3）当装配包含连接的元件且同一主体需要多个连接时，可使用焊接接头。焊接连接允许根据开放的自由度调整元件以与主组件匹配。
（4）如果使用刚性接头将带有“机械设计”连接的子组件装配到主组件，子组件连接将不能运动。如果使用焊接连接将带有“机械设计”连接的子组件装配到主组件，子组件将参照与主组件相同的坐标系，且其子组件的运动将始终处于活动状态。
1.4.2连接过程中的调整方式
在连接机构时，常常会出现位置放置不合理现象，使得连接设置无法快速定位，可通过手动的方式来直接移动或转动元件到一个比较恰当的位置。该过程主要是通过“元件放置”对话框中的“移动”选项卡来完成。如图1-27所示。
图1-27 移动方式图图1-28 选取对话框
1．“运动类型”组合框：选择手动调元件的方式。
(1)“定向模式”：可相对于特定几何重定向视图，并可更改视图重定向样式，可以
提供除标准的旋转、平移、缩放之外的更多查看功能。
（2）“平移”：单击机构上的一点，可以平行移动元件。
（3）“旋转”：单击机构上的一点，可以旋转元件。
（4）“调整”：可以根据后面的运动参照类型，选择元件上的曲面调整到参照面，边，坐标系等。选择调整，会弹出图1-28所示的选取对话框。
2．“运动参照”组合框：选择需要参照的类型
（1）“视图平面”：系统缺省采用此种参照，且不会弹出图1-28所示的对话框。除了该项外，选择下面任何一项均会弹出1-28所示的对话框。
（2）“选取平面”：可以选择创建的基准面，或是曲面作为参照。
(3)“图元／边”：可以选择图元上的边作为参照。
（4）“平面法向”：可以选择某个平面，则系统自动选取该平面的法向为参照。
（5）“2点”：可以选择两点定义矢量方向作为参照。
（6）“坐标系”：选择坐标系作为参照。
3.“运动增量”组合框：设置运动位置改变的大小，有两种方式
（1）“平移”下拉框：有光滑，1，5，10四个选项。选择光滑，一次可以移动任意长度的距离。其余是按所选的长度每次移动相应的距离。
（2）“选转”下拉框：有光滑，5，10，30，45，90六个选项。其中光滑为每次旋转任意角度。其余是按所选的角度每次旋转相应的角度。
4．“位置”组合框：当用鼠标移动元件时，在“相对”文本框中显示移动的距离。
1.4.3连接轴设置
定义完连接后，元件就能相对主体进行一定的运动，可以进行连接轴设置，以进一步设定运动的范围，运动的起点等。单击“机构”→“连接轴设置”进入“连接轴设置”对话框，如图1-29所示。各选项介绍如下：
1．“选取连接轴”选项组
单击箭头用鼠标在机构上选取连接轴
2．“连接轴位置”选项组
表示连接轴位置的度量，对于连接轴使用角度表示的，是相对于零点位置的角度值，介于-180-180度之间。
3．“零参照”选项卡
（1）“指定参照”复选框：勾选该复选框，绿色主题参照和橙色主体参照变为可选。（2）“绿色主体参照”选项组：选取一个点、顶点、曲面或平面作为“绿色主体参照”。（3）“橙色主体参照”选项组：选取一个点、顶点、曲面或平面作为“橙色主体参照”。定义旋转轴的连接轴零点参照时应注意下列事项：
（1）点-点零点参照：“机械设计模块”以垂直于旋转轴的方向从每一点绘制向量。这两个向量对连接零点应重合。这两个点不能位于连接轴上。
（2）点-平面零参照：包含点和旋转连接轴的平面应平行于为连接零点选取的平面。该点不能位于连接轴上。
（3）平面-平面零参照：这两个平面在连接零点处平行。两个平面都必须平行于旋转轴。
这里的主体主要是指如果通过 Pro/ENGINEER 中的连接方式将主体连接一起，则第一主体是组件，被添加的主体是元件。“零参照”选项卡上的绿色主体指元件放置过程中的组件主体，而橙色主体则指元件。选取连接轴后,系统会将组件主体和元件主体分别以绿色和橙色显示，同时“机械设计”还显示平面或向量，用来定义零点参照。对于平移连
接轴，显示一个绿色平面和一个橙色平面。对于旋转连接轴，显示一个绿色箭头和一个橙色箭头。另一个绿色箭头用于指示正测量的方向。这些参照会改变方向，以反映“连接轴位置”文本框中的值。
4．“再生值”选项卡：
勾选指定再生值复选框，在“再生值”文本框中输入想要的位置，再按下Enter键，机构即可按指定的位置重新生成。如图1-30所示。
图1-29连接轴设置对话框图 1-30 再生值选项卡
5．“属性”选项卡：可以指定是否启用限制和摩擦。
（1）启用限制：勾选此复选框，可以为连接轴指定最小和最大位置，限制连接轴在此范围内运动。恢复系数用在凸轮从动连接，槽连接等具有冲击的运动中，恢复系数定义为两个图元碰撞前后的速度比，数值范围为0-1。完全弹性碰撞的恢复系数为 1。
完全非弹性碰撞的恢复系数为 0。
（2）启用摩擦：勾选此复选框，可以为连接轴指定摩擦，为静摩擦系数，为动摩擦
系数，R为接触半径（只限于旋转轴）。
第16章 CATIA 运动分析 16.1 曲轴连杆运动分析 四缸发动机曲轴、连杆和活塞的运动分析是较复杂的机械运动。曲轴做旋转运动，连杆左做平动，活塞是直线往复运动。在用CATIA作曲轴、连杆和活塞的运动分析的步骤如下所示。 （1）设置曲轴、连杆、活塞及活塞销的运动连接。 （2）创建简易缸套机座。 （3）设置曲轴与机座、活塞与活塞缸套之间的运动连接。 （4）模拟仿真。 （5）运动分析。 16.1.1 定义曲轴、连杆、活塞及活塞销的运动连接 1.新建组文件 (1)点击“开始”选取“机械设计”中的“装配件设计”模块，如图16-1所示。 图16-1 进入“装配件设计”模块 （2）进入装配件设计模块后，点击添加现有组件图标，再点击模型树上的Product1图标，此时会出现文件选择对话框，按住Ctrl键，分别选取“Chapter16/huo-sai-xiao.CATPart、huo-sai.CATPart 、lianganzujian.CATproduct、quzhou.CATpart”，将这些零件体载入到Product1中。 （3）此时，零件体载入后重合到一起，点击分解图标，出现分解对话框如图16-2所示。然后点击模型树上的Product1,点击确定，此时弹出警告对话框，如图16-3所示，警告各零件的位置会发生变，点击警告对话框的按钮“是”，我们会发现各个零件分解开来。
图16-2 分解对话框 图16-3 警告对话框 （3）由于连杆体零件是装配体，各部分之间存在约束，点击“全部更新”按钮，我们会发现连杆体组件恢复装配后的样子。 （4）点击“约束”工具栏中的“相合约束”图标，分别选择活塞销中心线及活塞 孔中心线，如图16-4所示。然后点击“约束”工具栏中的“偏移约束”图标，选择活塞销的一个端面及活塞孔一侧的凹下去细环端面，如图16-5所示，此时出现“约束属性”对话框，如图16-6所示。将对话框中的“偏移”一栏改为“3.75mm”，点击“确定”按钮， 完成活塞销端面和活塞内凹孔细环端面之间的偏移约束关系。点击“全部更新”按钮，完成活塞与活塞销之间的约束，如图16-7所示。自此完成添加零部件工作。
基于Solid Edge的高级机构运动仿真 在机构设计中，分析输入/输出构件运动的相关性是比较困难和繁琐的，但若能方便地得到输入/输出构件及相关中间构件的运动曲线，解决这类问题就会容易许多。 Solid Edge 具有功能强大的三维造型模块和装配模块，而Dynamic Designer/Motion for Solid Edge实现了Dynamic Desinger和Solid Edge的无缝集成，用户不必离开自己所熟悉的Solid Edge界面，就可以对所设计的装配体进行运动仿真。 Dynamic Designer产品由Simply Motion、Motion和Professional组成，用户可以根据设计的复杂程度进行选择，也可以根据实际应用的情况逐步升级到更高一级的产品。在机构设计中，熟练使用以上模块，完成零件的三维实体造型，模拟整个机构的装配，分析装配干涉情况，进而实现运动模拟、运动干涉分析和动力分析，即可实现机构的精确设计，优化机器的性能和可靠性，从而减少从设计到产品的开发周期。 本文以单、双万向联轴结机构为例，简述了运用以上模块进行机构的装配、运动模拟及运动分析、动力分析的过程。 一、单万向联轴结机构的运动分析 图1是应用Solid Edge的Part模块制作的十字结、叉轴和支架。在支架的制作中要注意精确定位左右轴孔的位置及角度，以便准确安装。 图1 十字结、叉轴和支架的实体造型 图2为装配后的单万向联轴结，装配中左右叉轴与支架、十字结的定位关系均为轴对齐、面对齐。
图2 装配后的单万向联轴结 如果让右侧叉轴作为输入轴并以60r/min匀速旋转，左侧叉轴作为输出轴，由于其输出转速是变速的，在Solid Edge集成的Simply Motion模块中无法对该输出轴进行速度和加速度分析。应用Dynamic Designer/Motion for Solid Edge，在Edge Bar中选中左侧叉轴，单击鼠标右键，选“绘制曲线”→“角速度”→“幅值”，如图3所示；重复上述操作，在Edge Bar中选中左侧叉轴，单击鼠标右键，选“绘制曲线”→“角加速度”→“幅值”，图4为将会出现在操作区中的输出叉轴的角速度和角加速度曲线。 图3 绘制输出曲线的操作
第1章运动仿真 本章重点 应力分析的一般步骤 边界条件的创建 查看分析结果 报告的生成和分析 本章典型效果图 1.1机构模块简介 在进行机械设计时，建立模型后设计者往往需要通过虚拟的手段，在电脑上模拟所设计的机构，来达到在虚拟的环境中模拟现实机构运动的目的。对于提高设计效率降低成本有很大的作用。Pro/ engineer 中“机构”模块是专门用来进行运动仿真和动态分析的模块。 PROE的运动仿真与动态分析功能集成在“机构”模块中，包括Mechanism design（机械设计）和Mechanism dynamics（机械动态）两个方面的分析功能。 使用“机械设计”分析功能相当于进行机械运动仿真，使用“机械设计”分析功能来创建某种机构，定
可以测量诸如位置、速度、加速度等运动特征，可以通过图形直观的显示这些测量量。也可创建轨迹曲线和运动包络，用物理方法描述运动。 使用“机械动态”分析功能可在机构上定义重力，力和力矩，弹簧，阻尼等等特征。可以设置机构的材料，密度等特征，使其更加接近现实中的结构，到达真实的模拟现实的目的。 如果单纯的研究机构的运动，而不涉及质量，重力等参数，只需要使用“机械设计”分析功能即可，即进行运动分析，如果还需要更进一步分析机构受重力，外界输入的力和力矩，阻尼等等的影响，则必须使用“机械设计”来进行静态分析，动态分析等等。 1.2总体界面及使用环境 在装配环境下定义机构的连接方式后，单击菜单栏菜单“应用程序”→“机构”，如图1-1所示。系统进入机构模块环境，呈现图1-2所示的机构模块主界面：菜单栏增加如图1-3所示的“机构”下拉菜单，模型树增加了如图1-4所示“机构”一项内容，窗口右边出现如图1-5所示的工具栏图标。下拉菜单的每一个选项与工具栏每一个图标相对应。用户既可以通过菜单选择进行相关操作。也可以直接点击快捷工具栏图标进行操作。 图1-1 由装配环境进入机构环境图
①保持良好的功能位：保持肢体处于良姿位，如仰卧时在背后垫一软枕，使患肢肩略向前， 手关节保持背屈，肘关节微屈曲，手臂稍上抬高于肩部水平;病侧卧位时患侧肩向前，患侧肘伸直，手指张开，掌面朝上，健侧下肢在前，病肢在后，屈膝，脚掌和小腿尽量保持垂直;健侧卧时患侧肩向前伸，肘伸直，患侧髋前伸，屈膝。 ②②被动及主动锻炼：包括肌肉按摩及各关节的活动，入院d1即开始给患肢进行肌肉按 摩，从偏瘫肢体的近端依次反复向远端轻捏肌肉，4～5次/d，20min/次;关节活动由大关节开始至小关节，依次做抬高、伸屈、内收、外展活动，2～3次/d;当瘫痪的肢体功能开始恢复时应鼓励患者增加主动运动，如两手握紧，健肢带动患肢抬高过头、放下，反复训练，逐日增加次数，或者下肢作拱桥位训练。 ③③步行训练：随着病情的好转，先进行床边坐位的训练，之后开始训练站立及步行锻炼， 先在原地踏步，走时宜缓慢，行走时还应养成正确的姿势。 脑血管病的康复是一个循序渐进，持之以恒的过程。患病后要抓住时机，病情稳定后宜尽早进行肢体功能锻炼。 下面介绍几种常用的肢体功能锻炼方法： 1. 床上卧位活动：两手握拳，手臂及下肢交替屈伸或抬起放下。 2. 床上半卧位活动：从床上借助外力（两侧床档或床尾链）坐起，除进行床上卧床活动外，还应增加上下肢撑床等抗阻力练习。 3. 床下半卧位活动:从床上坐起，借外力移于椅子上，作提腿。原地踏步动作。 4. 站立运动：从坐位转为主位，可扶床架或椅背站立，一腿提起片刻再换另一退提起。 5. 步行练习：开始可以扶床架或桌子行走，然后可拉手仗行走，最后逐渐摆脱辅助物行走。 6. 日常行为于精神动作锻炼：让患者自己穿脱衣裤，刷牙洗脸，刚开始可协助患者做，以后逐渐放手让患者单独去做，让患者多作一些摘菜、拨豆，串纸帘等精细动作的训练。 在进行肢体功能锻炼时要将患者的安全放在首位，必要时应有专人陪同，以保证病人的安全。 中风患者 2.3被动运动和主动运动①按摩:按摩应轻柔缓慢,对瘫痪肌予按摩揉捏,对拮抗 肌予安抚性按摩,可使其放松.②对偏瘫肢体关节做无痛范围内的屈,伸,内旋,外 展被动活动,先大关节,后小关节.作髋关节和肘关节活动时,注意手法柔和,活动 幅度不宜过大,应≤90..③翻身锻炼:协助,鼓励患者向健侧和患侧做翻身运动,逐渐从被动运动过渡到自主运动.④进行坐位,立位,步行,上下楼梯锻炼.在他人的
机构仿真是PROE的功能模块之一。PROE能做的仿真内容还算比较好，不过用好的兄弟不多。当然真正专做仿真分析的兄弟，估计都用Ansys去了。但是，Ansys研究起来可比PROE麻烦多了。所以，学会PROE的仿真，在很多时候还是有用的。我再发一份学习笔记，并整理一下，当个基础教程吧。希望能对学习 仿真的兄弟有所帮助。 术语 创建机构前，应熟悉下列术语在PROE中的定义：主体(Body) - 一个元件或彼此无相对运动的一组元件，主体内DOF=0。 连接(Connections) - 定义并约束相对运动的主体之间的关系。 自由度(Degrees of Freedom) - 允许的机械系统运动。连接的作用是约束主体之间的相对运动，减少系统可能的总自由度。 拖动(Dragging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。 动态(Dynamics) - 研究机构在受力后的运动。 执行电动机(Force Motor) - 作用于旋转轴或平移轴上(引起运动)的力。 齿轮副连接(Gear Pair Connection) - 应用到两连接轴的速度约束。 基础(Ground) - 不移动的主体。其它主体相对于基础运动。 机构(Joints) - 特定的连接类型（例如销钉机构、滑块机构和球机构）。 运动(Kinematics) - 研究机构的运动，而不考虑移动机构所需的力。 环连接(Loop Connection) - 添加到运动环中的最后一个连接。 运动(Motion) - 主体受电动机或负荷作用时的移动方式。 放置约束(Placement Constraint) - 组件中放置元件并限制该元件在组件中运动 的图元。 回放(Playback) - 记录并重放分析运行的结果。 伺服电动机(Servo Motor) - 定义一个主体相对于另一个主体运动的方式。可在机构或几何图元上放置电动机，并可指定主体间的位置、速度或加速度运动。LCS - 与主体相关的局部坐标系。LCS 是与主体中定义的第一个零件相关的缺 省坐标系。 UCS - 用户坐标系。 WCS - 全局坐标系。组件的全局坐标系，它包括用于组件及该组件内所有主体 的全局坐标系。 运动分析的定义 在满足伺服电动机轮廓和机构连接、凸轮从动机构、槽从动机构或齿轮副连接的要求的情况下，模拟机构的运动。运动分析不考虑受力，它模拟除质量和力之外的运动的所有方面。因此，运动分析不能使用执行电动机，也不必为机构指定质量属性。运动分析忽略模型中的所有动态图元，如弹簧、阻尼器、重力、力/力矩以及执行电动机等，所有动态图元都不影响运动分析结果。
CA TIA运动仿真DMU空间分析 CATIA的DMU空间分析模块可以进行设计的有效性评价。它提供丰富的空间分析手段，包括产品干涉检查、剖面分析和3D几何尺寸比较等。它可以进行碰撞、间隙及接触等计算，并得到更为复杂和详尽的分析结果。它能够处理电子样机审核及产品总成过程中经常遇到的问题，能够对产品的整个生命周期（从设计到维护）进行考察。DMU空间分析能够处理任何规模的电子样车，它适用于从日用工具到重型机械行业的各种企业。
X.1 相关的图标菜单 CATIA V5的空间分析模块由一个图标菜单组成： 空间分析(DMU Space Analysis) Clash: 干涉检查 Sectioning: 剖面观察器 Distance and Band Analysis: 距离与自定义区域分析 Compare Products: 产品比较 Measure Between: 测量距离和角度 Measure Item: 单项测量 Arc through Three Points: 测量过三点的圆弧 Measure Inertia: 测量惯量 3D Annotation: 三维注释 Create an Annotated View: 建立注释视图 Managing Annotated Views: 管理注释视图 Groups: 定义产品组 x.2 空间分析模块的环境参数设定 在开始使用CATIA V5的空间分析模块前，我们可以根据自身的习惯特点，合理地设定其环境参数。在菜单栏中使用下拉菜单Tools→Option→Digital Mockup打开DMU Space Analysis的环境参数设定界面，在此窗口中有六个标签，分别对应不同的参数设定。 x.2.1 干涉检查设置(DMU Clash)
体育运动训练动作仿真分析 体育运动训练的强度日益增加，随着社会的迅猛发展，体育运动的训练水平逐渐增强，通过积极的改进，与传统的训练技术相比有很大改善。目前体育运动事业已经有较大的进步，但是随着人们生活质量的逐渐提升，体育运动训练技术与方法等很难追上人们的需求，所以必须借助先进的技术手段。在信息技术的支持下，努力创造更加先进的技术手段。通过先进的技术努力挖掘人体的运动细胞，使人体运动技能发挥其最大功效。 1.动作仿真技术概述 在体育运动训练中，最常见的观察手段是视频观察法和三维动态摄影法，这两种方法是在科学基础上建立的。采用这两种惯用手段能够观察连贯动作的分解动作，便于学习运动技巧，但是它们对外界条件的要求较高，例如光线、衣服色彩以及环境遮挡物等。所以在采用这种手段进行体育训练时会产生较大误差，故需要发展更为先进的信息技术来解决上述问题。近年来动作仿真技术逐渐发展起来，它是以三维动作捕捉技术为基础，并且通过计算机来模拟仿真人体大脑，从而来控制人体运动思维。人体动作仿真技术主要包括人体模型的建立、人体在特定条件下较为真实的物理反应信号的采集、计算机模拟人体真实动作的过程模拟等方面。该技术是信息技术在体育运动过程中的一项重大突破，它能够促进体育事业的发展，同时促进了三维动态模拟技术在体育运动中的发展［1］。1.1国内外研究现状。动作仿真技术源于20世纪的三维动态拍摄技术，世界上最先开始体育运动模拟的国家是美国，从刚开始的动作捕捉系统的运用到采集数据运动学等的研究。以上两种技术分别开创了体育运动的新浪潮。通过动作捕捉技术，美国科学家开创了下肢关节角运动在水平运动过程中的外表系统和算法，根据科学理论依据，探讨了病理步态的指标以及人体模型的限制。随后，科学家们还开创了解剖标定的内涵，通过信息采集运动学与动力学知识，分析了人体在空间运动中的诸多信息，例如盆骨位置、下肢与骨骼等重要信息。他们采用先进技术模拟人体的运动特性，并且取得了很大的成果。相比之下，国内的动作仿真技术发展较晚，与美国发达国家相比，其发展仍然比较落后。目前国内的运动仿真重点在应用研究上，而对基本理论例如算法、模型建立等研究较少。近年来我国学者利用OpenSim技术开发了很多先进的人体运动研究。例如跨栏短跑与腱伤病预防的理论分析等。此外研究人员还是使用动作捕捉技术分析了仿生外骨骼式下肢康复机器人研究，主要通过动作
结构设计运动仿真分析 招生对象 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 参与运动机构设计的相关工程师和研发人员。 【主办单位】中国电子标准协会 【咨询热线】0 7 5 5 – 2 6 5 0 6 7 5 7 1 3 7 9 8 4 7 2 9 3 6 李生【报名邮箱】martin#https://www.doczj.com/doc/9610649070.html, （请将#换成@） 课程内容 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 课程背景 本课程是讲述计算机仿真技术在运动机构设计中的应用。 培训对象 参与运动机构设计的相关工程师和研发人员。 培训目的 1. 掌握结构仿真的基本理论 2. 掌握结构仿真软件的建模与导入CAD模型 3. 具备分析运动机构动力学问题的能力 课程时长 18课时（6课时/天） 课程大纲 1. 结构仿真基础 1.1 结构仿真的分类与用途 1.2 运动机构中涉及的结构仿真 1.3 本培训中涉及的基础理论 2. 运动机构模型的建立 2.1 导入CAD模型 2.2 CAE软件内几何建模 2.3 部件材料和属性 2.4 部件连接的处理 2.5 模型简化策略 2.6 模型修改
2.7 参数化建模 3. 运动机构模型的计算 3.1 载荷与边界条件 3.2 求解设置 3.3 提交计算 4. 计算结果分析 4.1 导入结果 4.2 查看云图数据 4.3 查看曲线数据 5. 应用实例讲解 6. 上机操作 讲师介绍 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 郭老师 承担主要项目: 1. 家用空调仿真实验室。用培训加项目实战的方式，为海尔创建仿真实验室。 2. 垂直轴风力发电机结构强度校核。对垂直轴风力发电机进行强度和振动分析。 3. 止回阀性能验证。对核电厂风道中的止回阀进行安全性验证。 4. 瓶盖开裂分析。分析并解决市场上瓶盖开裂的问题。 5. 商用空调海运外损分析。分析大型商用空调海运变形的原因，并进行结构加强。 6. 燃气热水器包装设计。为美的进行包装优化设计，解决跌落测试难题。 7. 波轮/滚筒洗衣机包装设计。为海尔洗衣机进行优化设计，完成降低外损和成本的目标。************************************************** 【温馨提示】：本公司竭诚为企业提供灵活定制化的内部培训和顾问服务，培训内容可根据客户的需要灵活设计，企业内部培训人数不受限制，培训时间由企业灵活制定。顾问服务由中国电子标准协会顶尖顾问服务团队组成，由专人全程跟进，签约型绩效考核顾问服务效果，迅速全面提升企业工艺技术水平、产品质量及可靠性、成本节约！
C A T I A运动仿真 D M U 空间分析
CATIA运动仿真DMU空间分析 CATIA的DMU空间分析模块可以进行设计的有效性评价。它提供丰富的空间分析手段，包括产品干涉检查、剖面分析和3D几何尺寸比较等。它可以进行碰撞、间隙及接触等计算，并得到更为复杂和详尽的分析结果。它能够处理电子样机审核及产品总成过程中经常遇到的问题，能够对产品的整个生命周期（从设计到维护）进行考察。DMU空间分析能够处理任何规模的电子样车，它适用于从日用工具到重型机械行业的各种企业。
X.1 相关的图标菜单 CATIA V5的空间分析模块由一个图标菜单组成： 空间分析(DMU Space Analysis) Clash: 干涉检查 Sectioning: 剖面观察器 Distance and Band Analysis: 距离与自定义区域分析 Compare Products: 产品比较 Measure Between: 测量距离和角度 Measure Item: 单项测量 Arc through Three Points: 测量过三点的圆弧 Measure Inertia: 测量惯量 3D Annotation: 三维注释 Create an Annotated View: 建立注释视图 Managing Annotated Views: 管理注释视图 Groups: 定义产品组 x.2 空间分析模块的环境参数设定 在开始使用CATIA V5的空间分析模块前，我们可以根据自身的习惯特点，合理地设定其环境参数。在菜单栏中使用下拉菜单Tools→Option→Digital Mockup打开DMU Space Analysis的环境参数设定界面，在此窗口中有六个标签，分别对应不同的参数设定。 x.2.1 干涉检查设置(DMU Clash)
身体运动功能训练 姓名：朱学强 学号：1004320160070 专业：体育教育训练学 研究方向：田径
一、联系高水平运动训练发展的新趋势，分析我们面临的主要问题，并根据你的理解提出解决问题的主要路径。 1现代运动训练特征 1.1 身体训练为基础 运动员们身体训练,其实也就像运动竞争一样同样的也被支配于竞争之中。尤其是,青少年在进行运动训练当中,如果不能全面以身体训练作为基础话,身体很有可能会造成运动畸形。时下在现代运动训练中为了改变这个缺点,也开始注重身体的全面训练,为培养我国优秀运动员打下良好的基础。 1.2 计划性训练 从一开始掌握运动员的高度运动技能训练一直到全面的身体训练,一多半主要是在于训练的计划性,在制定训练训划时候,就一定安排好运动员们全年的训练内容,如:训练及季节初与季节中之间的差异,在需要时行全年式计划训练的时候,季节初的训练主要要安排好最基础体力培养要提高肌力以及耐力、灵敏性、柔韧性等要使体力变的充沛,这也是为了今后能够顺利地去执行训练计划所必须具备的。在接近比赛时候,也就是指此时已经进入完成新的训练,在这个时期,就要尽量的去避免强度大的练习,可以通过训练培养的体力和技术基础,去调整好身体的竞技状态。 1.3 科学性训练 科学性训练也就是指,在运动员的积极参与下或是在教练员的指导下,为了不断地提高运动员们的运动成绩,而专门组织设立的一种
科学性的教学过程。它作为一种运动实践活动,也是检验运动训练理论是否科学性的唯一标准。动训练科学化的整个动态的过程,就是提高科学化水平的必要条件,如果没有反复的实践过程，也就不会有理论的发展突破。但是,高水平的理论却恰好又可以更好的来指导科学化的实践过程,两者之间不仅相互影响也交替上升。我们单从历史发展的角度来看,科学化它是一个不断发展的动态过程,其发展的水平也会越来越高永无止境。为了不断迎合现代运动训练,这就需要社会各界的专家人士、教练和运动员之间研究、探索和沟通,使得运动训练学理论在运动员身上得到良好体现,从而汇集成一系列具有中国特点的运动训练科学理论体系。 2现代运动训练的发展 随着我国现代体育运动水平不断地提高,在加上科学技术的应用,近年来,出现了一些较为创新的运动训练概念和方法,如:模式化训练、模拟训练、高原训练、身体运动功能训练、运动链、动作模式、高强度间歇性训练、核心训练、离心力量、游泳的有效强度等等。这些大胆创新的科学方法,也大大推动了我国现代体育运动事业的发展。 3当今面临的主要问题 3.1训练周期趋于小型化 2003年，刘翔仅大的比赛就超过 20 次，传统的全年三周期（准备期、比赛期、休整期）制已不能符合现代比赛的要求。其缺点也逾发明显：这种单调冗长的训练极易使运动员的运动系统、神经系统
运动仿真 本章主要内容： z运动仿真的工作界面 z运动模型管理 z连杆特性和运动副 z机构载荷 z运动分析 9.1 运动仿真的工作界面 本章主要介绍UG/CAE模块中运动仿真的功能。运动仿真是UG/CAE（Computer Aided Engineering）模块中的主要部分，它能对任何二维或三维机构进行复杂的运动学分析、动力分析和设计仿真。通过UG/Modeling的功能建立一个三维实体模型，利用UG/Motion的功能给三维实体模型的各个部件赋予一定的运动学特性，再在各个部件之间设立一定的连接关系既可建立一个运动仿真模型。UG/Motion的功能可以对运动机构进行大量的装配分析工作、运动合理性分析工作，诸如干涉检查、轨迹包络等，得到大量运动机构的运动参数。通过对这个运动仿真模型进行运动学或动力学运动分析就可以验证该运动机构设计的合理性，并且可以利用图形输出各个部件的位移、坐标、加速度、速度和力的变化情况，对运动机构进行优化。 运动仿真功能的实现步骤为： 1．建立一个运动分析场景； 2．进行运动模型的构建，包括设置每个零件的连杆特性，设置两个连杆间的运动副和添加机构载荷； 3．进行运动参数的设置，提交运动仿真模型数据，同时进行运动仿真动画的输出和运动过程的控制； 4．运动分析结果的数据输出和表格、变化曲线输出，人为的进行机构运动特性的分析。 9.1.1 打开运动仿真主界面 在进行运动仿真之前，先要打开UG/Motion（运动仿真）的主界面。在UG的主界面中选择菜单命令【Application】→【Motion】,如图9-1所示。
图9-1 打开UG/Motion操作界面 选择该菜单命令后，系统将会自动打开UG/Motion的主界面，同时弹出运动仿真的工具栏。 9.1.2 运动仿真工作界面介绍 点击Application/Motion后UG界面将作一定的变化，系统将会自动的打开UG/Motion 的主界面。该界面分为三个部分：运动仿真工具栏部分、运动场景导航窗口和绘图区，如图9-2所示。 图9-2 UG/Motion 主界面 运动仿真工具栏部分主要是UG/Motion各项功能的快捷按钮，运动场景导航窗口部分主要是显示当前操作下处于工作状态的各个运动场景的信息。运动仿真工具栏区又分为四个模块：连杆特性和运动副模块、载荷模块、运动分析模块以及运动模型管理模块，如图9-3所示。
常用机构的运动仿真 一名资深机构设计师的话： 机构设计是机械设计中的灵魂，一种独特、新颖的机构设计体现了设计者的智慧与创新的精神。谁掌握、了解的机构越多，在研发设计新产品时就越主动，越有办法。 但是，熟练的掌握各种机构的设计并非易事，并非一日之功。它又是一种“隐性知识”，不是刚刚毕业就可以掌握的知识。需要日积月累，不断从实践、生活中学习，结合理论不断的总结，才能逐步地掌握。 但对于那些刚刚从事机械设计的人，才走上机械设计岗位的人，是否有一条稍微快捷的办法呢？我想尝试下面所述的方法：利用三维软件的运动仿真技术，把在实践中用到的、见到的以及在书本上学到的，常用的机构，绘制成三维模型仿真运动，让那些枯燥的平面图形变成实物一样的机构模型，并让他“动”起来，像看动画片一样。轻松地、在较短的时间里了解各种机构的运动原理，并大大地加深印象和记忆，用这样的办法来“缩短”掌握机构的时间。在老师的帮助下，首先完成了下面几个常用机构的仿真运动并作了简单的说明，方法是否可行？等候读者的消息。
20个常用机构的运动仿真案例 1、风扇摇头机构 图1是风扇摇头机构的原理模型。该机构把电机的转动转变成扇叶的摆动。红色的曲柄与蜗轮固接，蓝色杆为机架，绿色的连架杆与蜗杆（电机轴）固接。电机带扇叶转动，蜗杆驱动蜗轮旋转，蜗轮带动曲柄作平面运动，而完成风扇的摇头（摆动）运动。机构中使用了蜗轮蜗杆传动，目的是降低扇叶的摆动速度、模拟自然风。 图 1 风扇摇头机构 2、用摆动扇形齿轮实现间接送料机构 图2 是一个曲柄摇杆机构。绿色的可调曲柄可作整周旋转。并驱动扇形齿轮（摇杆）摆动，扇形齿轮又使蓝色小齿轮正反转动，若小齿轮与电磁离合器或超越离合器结合可完成间歇转动，可完成间断送料。 图 2 摆动扇形齿轮机构
机构仿真之运动分析基础教程 机构仿真是PROE的功能模块之一。PROE能做的仿真容还算比较好，不过用好的兄弟不多。当然真正专做仿真分析的兄弟，估计都用Ansys去了。但是，Ansys研究起来可比PROE麻烦多了。所以，学会PROE的仿真，在很多时候还是有用的。我再发一份学习笔记，并整理一下，当个基础教程吧。希望能对学习仿真的兄弟有所帮助。 术语 创建机构前，应熟悉下列术语在PROE中的定义： 主体(Body) - 一个元件或彼此无相对运动的一组元件，主体DOF=0。 连接(Connections) - 定义并约束相对运动的主体之间的关系。 自由度(Degrees of Freedom) - 允许的机械系统运动。连接的作用是约束主体之间的相对运动，减少系统可能的总自由度。 拖动(Dragging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。 动态(Dynamics) - 研究机构在受力后的运动。 执行电动机(Force Motor) - 作用于旋转轴或平移轴上(引起运动)的力。 齿轮副连接(Gear Pair Connection) - 应用到两连接轴的速度约束。 基础(Ground) - 不移动的主体。其它主体相对于基础运动。 机构(Joints) - 特定的连接类型（例如销钉机构、滑块机构和球机构）。 运动(Kinematics) - 研究机构的运动，而不考虑移动机构所需的力。 环连接(Loop Connection) - 添加到运动环中的最后一个连接。 运动(Motion) - 主体受电动机或负荷作用时的移动方式。 放置约束(Placement Constraint) - 组件中放置元件并限制该元件在组件中运动的图元。 回放(Playback) - 记录并重放分析运行的结果。 伺服电动机(Servo Motor) - 定义一个主体相对于另一个主体运动的方式。可在机构或几何图元上放置电动机，并可指定主体间的位置、速度或加速度运动。 LCS - 与主体相关的局部坐标系。LCS 是与主体中定义的第一个零件相关的缺省坐标系。 UCS - 用户坐标系。 WCS - 全局坐标系。组件的全局坐标系，它包括用于组件及该组件所有主体的全局坐标系。 运动分析的定义 在满足伺服电动机轮廓和机构连接、凸轮从动机构、槽从动机构或齿轮副连接的要求的情况下，模拟机构的运动。运动分析不考虑受力，它模拟除质量和力之外的运动的所有方面。因此，运动分析不能使用执行电动机，也不必为机构指定质量属性。运动分析忽略模型中的所有动态图元，如弹簧、阻尼器、重力、力/力矩以及执行电动机等，所有动态图元都不影响运动分析结果。 如果伺服电动机具有不连续轮廓，在运行运动分析前软件会尝试使其轮廓连续，如果不能使其轮廓连续，则此伺服电机将不能用于分析。 使用运动分析可获得以下信息： 几何图元和连接的位置、速度以及加速度 元件间的干涉 机构运动的轨迹曲线 作为Pro/ENGINEER 零件捕获机构运动的运动包络 运动分析工作流程 创建模型：定义主体，生成连接，定义连接轴设置，生成特殊连接 检查模型：拖动组件，检验所定义的连接是否能产生预期的运动
基于三维人体运动仿真与视频分析的计算机辅助运动系统及示范应用 （一）科技奥运技术、产品、服务的名称及所属单位 1、项目名称：基于三维人体运动仿真与视频分析的计算机辅助运动系统及示范应用 2、所属单位：中国科学院计算技术研究所 （二）科技奥运技术、产品、服务在奥运筹备建设中的应用情况、专利保护情况、技术水平情况等 在国家运动队备战2004年雅典奥运会的过程中，我们积极试用阶段研究成果，为国家跳水队、蹦床队备战奥运的集训提供高科技服务。在雅典奥运会上，我国跳水队取得六枚金牌的好成绩。我国原有的弱势项目蹦床在雅典奥运会也获得一枚铜牌，实现了奖牌零的突破。另外，中国该队在2005年举办的第二十四届世界蹦床锦标赛团体比赛中，夺得男、女蹦床团体和男子单跳团体三项世界冠军，实现中国蹦床在世界三大赛上的历史性突破，目前已经跃升为世界强队。 该项成果的应用已完全获得国家体育总局的肯定与认可，被认为是“一项开创性研究工作”，“能够有效提高运动训练的科学性和效率，对快速提高运动成绩有很大帮助”，并被授予第二十届奥运会科研攻关与科技服务一等奖，并有近40套软件系统无偿装备到各个运动项目的国家队，为多个运动项目国家队备战08年奥运会进行辅助训练。 1、应用情况： 实施本项目所产生的成果是“面向体育训练的三维人体运动模拟与视频分析系统”，该系统包含三维人体运动仿真与视频分析两个子系统，其应用情况如下。 1）、在国家运动队备战2004年雅典奥运会的过程中，我们积极试用阶段研究成果，为国家跳水队、蹦床队备战奥运的集训提供高科技服务。研发的系统成为他们的重要训练科技装备，并为这些运动队在雅典奥运会取得这些优异成绩，做出了重要的贡献。 2）、由于系统在备战2004年雅典奥运会的过程中所取得的优异成绩，系统部分成果已开始在射击、田径、跳水、击剑、举重、体操等多个运动项目国家队备战08年奥运会训练中全面推广使用。
功能锻炼及康复指导 随着康复医学的发展，功能锻炼在骨折康复中的重要性越来越被人们广泛重视。对骨折或关节损伤后的患者应以恢复原有功能，降低致残率及残疾程度为根本目的。根据康复护理的原则，护理行为或护理程序，都是直接针对患者的具体情况而进行的。 一、功能锻炼的意义及原则 功能锻炼是通过患者主动活动和被动活动，维持肌肉、关节活动，防止肌肉萎缩、关节僵硬，促进血液循环，预防畸形，最大范围地恢复功能，最大程度地降低致残率。患肢是康复护理地重点，对骨折或关节损伤的患者虽然采取的主要治疗方法是复位固定，但是如果只注意固定而忽视了功能锻炼，可能会使患者本应该恢复的功能得不到恢复，甚至造成残疾，其严重程度远远超过原发损伤。康复锻炼必须积极地科学地进行，讲清原理，动作轻柔，由易到难，循序渐进。 二、功能锻炼地临床作用 1、促进肿胀消失：肿胀是外伤后的炎症反应： (1)体液渗出→肌肉痉挛→静脉血液及淋巴淤滞→回流障碍→肿胀肢体。 (2)肌肉收缩→加速血液循环→肿胀消退→疼痛减轻。 2、减少肌肉萎缩程度：肢体废用必然导致肌肉萎缩，锻炼可避免肌肉萎缩，并使大脑始终保持对有关肌肉的支配。 3、防止关节僵硬粘连：肌肉不活动→静脉淋巴淤滞→水肿→浆液纤维蛋白渗出→滑膜粘连。 4、促进骨愈合过程的正常发展：肌肉代谢产生乳酸→刺激血管→血管扩张→促进循环→新生血管较快成长→促进骨痂形成、强固骨痂→骨折愈合、早期活动关节面。 三、运动方案制定 针对每个患者的运动能力、损伤性质、骨折的部位和类型、年龄及身体素质等制定运动方法及运动量。运动方案应做到个体化，对于运动的设计是按要达到目的来进行的。 （一）基本步骤 1、骨折早期的功能康复锻炼（伤后1－2周） 此期特点局部反应大，肿胀明显，骨痂尚未形成。骨折断端虽颈2整复，但不稳定，有时会有轻度侧方移位或成角畸形。骨折并发的软组织损伤尚需修复，局部疼痛，肢端肿胀仍存在。所以此期锻炼的方法是关节不活动的情况下，以肌肉的主动收缩和舒张练习为主，即静力练习。 （1）锻炼上肢肌肉的方法：用力握拳和充分伸直五指，反复交替进行，增强手的握力。 （2）锻炼下肢肌肉的方法：股四头肌的等长收缩，增强臀大肌、股四头肌和小腿三头肌的力量；用力做踝关节背伸、跖屈及伸屈足趾，促进血液回流，防止肌肉废用性萎缩。 （3）被动活动：向心性按摩，改善血液循环，减轻肢体肿胀。 2、骨折中期的功能康复锻炼（伤后3－6周） 此期特点是，骨折肢体肿胀和疼痛已明显减轻，软组织损伤基本修复，骨痂已逐步形成，骨折断端初步连接，接近临床愈合。 （1）此期在医护人员或健肢的帮助下进行肢体活动，继续做肌肉舒缩锻炼，逐
主动训练和被动训练的区别及作用 陈太衡 一、主动运动训练和被动运动训练的区别 ★在康复训练中治疗师是以主动运动训练为主，还是以被动运动训练为主，主要基于对康复认识和理念的不同： ●主动运动训练：以患儿为核心。首先治疗师不是一个“医者”只 是一个帮助者，两者就像运动员和教练之间的关系，治疗师以挖掘与提高患儿自身的运动功能和运动能力为主，以解除障碍和创造条件让患儿更好的去运动。 ●被动运动训练：以治疗师为核心。治疗师以“医者”自居，患儿 只是一个被动接受治疗的病人，患儿就是一个被“修理”的器具，治疗师着眼于肢体的“紧”和“松”，以降低静态性降肌张力为
目的。 ●被动运动训练的治疗师不能理解“生命的意义在于运动”的真正 含义。 ★目前康复治疗的特点是以被动运动训练为主，而且比较有市场，其原因： 1、训练过程机械化，不费脑力，患儿在治疗师的控制之下，患者听话治疗师比较有“成就”感。 2、患儿在静态下即时“效果”好：肌肉肌腱容易被拉松，异常姿 势易被抑制。 3、治疗师不清楚肌张力分为静态性肌张力、姿势性肌张力和运动 性肌张力，被动运动只能降低静态性肌张力，不能降低姿势性肌张力和运动性肌张力。 4、家长也认为孩子就是一个病人，应该躺着被动接受治疗，治疗 师应该卖力的给病人做训练，使紧张的肢体“松”下来，只要肢体“松”下来运动功能和运动能力就建立起来（治疗者也是这么认为），但往往事与愿违。 5、治疗师卖力做训练，家长很认可。 ★在康复训练中最常见的被动方法有： 1、关键点控制（Bobath技术的主要手法）。
2、局部牵伸、关节压缩、被动屈伸、局部刺激（体表、本体感受 器）等。 3、神经易化技术（V ojta、Rood等）图为V ojta 4、上田法。
功能性训练 功能训练的释义 功能训练概念的界定 由于功能训练是一项新兴的研究，各专家学者的观点各有不同，美国国家运动医学学院（the National Academy of Sports Medicine）将其定义为：所有功能训练形式都包含有运动链和运动三维平面中的加速、稳定和减速的动作。；有“功能训练之父”称谓的Gary Gray给出的定义是：发展身体被设计的动作；有大量实践经验并担任1996年奥运会女子冰球金牌获得者美国国家队体能教练Mike Boyle将其解释为：训练运动的动作。从表述看，似乎各不相同，但通过分析可发现：第一种定义是从运动生物力学角度指出功能训练的动作特点要素，说明了动作衔接的加速度、功能平衡状态和多维度的特点；关于第二个定义是以解剖学理论为出发点，分析我们的身体是如何构造和我们身体应该做的动作，人体的各种复杂运动——包括竞技动作都是人体功能性动作的组合，功能训练将训练动作建立在人体解剖结构基础上的专项技术动作的训练；第三种定义运用了人体运动生理中神经控制肌肉机制的理论，强化运动程序，达到自动化状态；运用多种刺激，全面提高运动技能，使训练指向比赛性更强。 具体而言功能训练不是以练习外表的肌肉体积和形状为目
的，不强调某一具体动作中四肢力量的过分发展，而是注重意识与肌肉统一，神经肌肉系统更有效；通过加深层小肌肉的协调发展，预防运动损伤；接近与比赛的方式使运动神经系统向肌肉发出最强的冲动信号，同时这种强刺激迫使肌肉群激烈收缩产生巨大能量，肌肉群剧烈收缩又反过来促使运动神经系统更灵敏，发出更强烈的冲动，两者相互促进，提高运动能力。 功能训练主要特点 由于定义上的抽象与实际各运动项目特征的差异，或许在对功能训练的理解上，不同人就会产生不同的答案。举例而言，一个跳高选手做蹲起跳比坐姿腿部阻力蹬伸更具有功能效果。这是由于蹲起跳的动作是跳高技术中的一部分，而坐姿蹬伸对跳高时参与肌肉的刺激很小，这样我们可以认识到功能训练不仅仅是肌肉练习这么简单，它还涉及到运动的整个系统。那么什么是我们功能训练的运动？第一，人体的大部分肌群是纵向排列的，而另外一部分是斜向排列的，如腹外斜肌和腰方肌，这种排列复杂结构使躯干能够产生屈伸，侧屈和扭转运动的动力，而人体的各种复杂动作（包括竞技动作）都是人体功能性动作的组合，这些动作有推、拉、旋转、弓步、蹲、体前屈，这些动作都是在两个或两个以上的平面内完成的动作，因此功能力量训练注重了多角度，在运动链各个平面协调练习；第二，功能力量训练将核心部位的稳定
基于Matlab的机构运动仿真方法及其比较 发表时间：2015-12-18T16:19:30.760Z 来源：《基层建设》2015年16期供稿作者：严家炜 [导读] 广东伊之密精密机械股份有限公司运动学仿真对于机构设计研究有着非常重要的地位，它能够去除大量的复杂繁琐和重复的计算工作，对运动过程进行直观的表达。 严家炜 广东伊之密精密机械股份有限公司 528306 摘要：机构运动仿真在机构学研究中占有着非常重要的地位，本文依照仿真活动生命周期，总结概括了三种机构运动仿真方法，并进行对比研究深入分析。基于MatLab平台，以曲柄摆杆机构为例探究这三种方法的实现途径。 关键词：Matlab；机构运动仿真；对比 前言 运动学仿真对于机构设计研究有着非常重要的地位，它能够去除大量的复杂繁琐和重复的计算工作，对运动过程进行直观的表达。在机构运动仿真中，明确不同仿真方法及其特点，把握仿真方法的发展趋势，从而充分选择和利用不同仿真平台的功能，对于节约仿真费用，提高研究效率等方面有积极作用。 1.Matlab概述 Matlab是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 2.机构运动仿真 机构仿真周期主要由建立模型，求解模型，展现结果，观察结果和调整模型等五部分构成，如图1所示。建立模型即列出相关构件或关键点的运动方程，通过求解模型解算出相关点的位姿数据，基于这些数据建立直观的人机界面，将运动过程动态展现给用户。通常仿真与优化配合使用，由于人机界面的直观性，通过观察常常可以获得优化方面的新信息，利用优化后的新参数调整仿真模型，开始一个新的仿真活动周期，直到获得满意结果为止。 根据对机构仿真中各阶段的侧重不同，可以将机构运动仿真方法基本归为三个大的类别。第一类的核心是，对仿真模型进行数值求解，称之为基于模型解算的仿真方法。第二类以提供建模支持手段为核心，利用一些辅助工具来提高建模效率，称之为基于辅助建模的仿真方法。第三类方法中引进了虚拟现实技术，称之为基于虚拟现实的仿真方法。以下以图1所示的曲柄摆杆机构为例，说明三种仿真方法的实现过程。该机构的相关参数分别为l1=370，l2=1049.6，l3=524.7，（xd，yd）=（1080.3，-270）。其中AB为曲柄，是原动件，以ω作匀速圆周运动，DC为摆杆。 图1：一个曲柄摆杆机构 3.运动仿真方法 3.1基于模型解算的运动仿真 基于模型解算的运动仿真方法属于传统的仿真方法，它以求解模型为核心，重点研究模型的求解方法，以及如何提高求解的效率。也就是说，仿真效率的提高主要体现为模型求解效率的提高。在MatLab中，具体表现为提供了大量的功能强大的函数，供求解模型时调用。 这种传统的机构仿真方法的另一个特点是，对仿真结果即运动轨迹的展现，除非用户满意字符界面，一般要用户本人利用图形函数绘制相关构件或关键点的轨迹。对于图2所示机构，如果要在基于OpenGL的环境下，以图形方式展现运动轨迹，开发人员必须调用多个GDI 函数。但在MatLab下，对于C点的位姿数据，只要调用plot函数即可获得运动图线。 3.2基于辅助建模的运动仿真 这种方法是以提高建模效率来提高仿真效率的，MatLab/Simulink就是以框图作为建立仿真模型的主要支持手段，框图成为描述模型的基本元素。而且，MatLab还提供了一个机构系统仿真工具SimMechanics，它可以在Simulink环境下直接使用，使得仿真建模更为便捷。 3.3基于虚拟现实的仿真方法 虽然在SimMechanics下也可采用VR的显示方式，问题是由于构件模型不是三维的，不能得到虚拟环境下的效果。尤其是对于空间机构，这种缺陷更为明显。如果能够从不同的空间位置，观察机构的构件基于三维实体模型的动态运动过程，则可以得到更为逼真的仿真效果，这有助于人们对机构的直观理解，对于发现设计缺陷是非常重要的。这可以利用MatLab中的VR工具箱[6]来实现。以虚拟现实的方式展现仿真结果数据时，必须将仿真模型的数据实时传送到虚拟场景中，用仿真模型驱动三维场景。 4.方法比较 4.1模型解算方法 这类方法强调仿真模型的求解，以提高求解仿真模型的效率为核心。主要优点是对软件平台的要求不高，比较灵活，不受制于仿真软件供应商。可以在多个较为通用平台上开发，如选择VisualC++或BorlandC++，可以开发自主知识产权的仿真软件。 这类方法主要缺点是，通用性相对较差，当面临每一个具体机构时，都要开发一个单独的仿真引擎，因此工作量较大。当要以图形方式展现仿真结果时，也必须进行额外的编程工作。这类方法的另外一个缺点是，要求技术人员掌握较多的编程知识和仿真领域的知识，增