           Реферат
Расчетно-пояснительная записка к дипломному проекту «Создание модели биомеханического объекта на примере экзокостюма» содержит 126 страниц машинописного текста, 64 рисунка, 17 таблиц.
В расчетно-пояснительной записке приведен анализ методик, принципов, технологий, систем проектирования, позволяющих решать задачи создания биомеханических моделей и обмена данными между выбранными средами. Выявлены достоинства и недостатки данных систем и осуществлен выбор комплекса программных средств, реализующих данное решение. Описаны основные этапы разработанной методики на базе выбранных средств.
Содержание
1.Введение 3
Аннотация 3
Предметная область 4
Цели разработки: 4
Основные задачи дипломного проекта 5
Аналогичные разработки 5
Исследовательская часть 7
Общая структура биомеханической модели 7
Методы получения исходных данных 11
Подометрия 11
Гониометрия 11
Электромиография 12
Динамометрия 14
Стабилометрия 18
Захват движения 19
Обзор программ для механического проектирования 23
Adams 23
Unigraphics NX 7.0 24
Обзор программ для биомеханического моделирования 28
MCS.visualNastran 4D 28
SIMM 28
3D Visible Human 30
SIMI Motion 31
Visual 3D 31
OpenSim 33
LifeModeler 34
Выбор программного средства 34
Анализ кинематики движений механических и биомеханических систем 35
Положение тела человека в пространстве с точки зрения кинематики 35
Расчётные схемы и модели органов и систем 38
Определение координат точки незамкнутой пространственной системы в неподвижной системе координат 46
Определение линейных скоростей и ускорения точки звена незамкнутой пространственной системы в абсолютной системе координат 53
Определение угловых скоростей и ускорений звеньев незамкнутой пространственной системы в абсолютной системе координат 55
Моделирование движения нижней конечности в стадии опоры 55
Исследование и анализ динамических расчетных схем и моделей органов и структур 56
Конструкторская часть 66
Общая структура этапов разработки проекта 66
1.Анализ проекта 66
1.1.Предпроектное обследование объекта. 66
1.2.Изучение существующей документации. 66
1.3.Анализ проблем и постановка задач. 66
1.4.Структурирование проекта по частям. 66
1.5.Распределения задач между участниками проекта, разграничение зон ответственности. 66
1.Стандартизация проекта. 66
1.6.Создание структуры папок проекта в ProjectWise. 66
1.7.Разработка стандартов наименования файлов проекта. 66
1.8.Разработка стандартов наименования слоев в файлах проекта. 66
1.9.Настройка параметров файлов проекта. 66
1.10.Принятие стандартов используемых условных обозначений. 66
1.11.Принятие стандартов форматирования, оформления и нотации конструкторских и сопутствующих документов. 66
2.Управление проектом 66
1.12.Настройка управляющего окружения проекта в ProjectWise. 66
1.13.Настройка систем контроля изменений и версий в ProjectWise. 66
1.14.Настройка систем документооборота проекта в ProjectWise. 66
1.15.Разграничение прав доступа участников проекта в ProjectWise. 66
1.16.Общая первоначальная настройка среды проектирования. 66
3.Реализация проекта. 66
1.17.Исследование существующих библиотек моделей. 66
1.18.Создание механической части проекта 66
1.18.1.Создание геометрической модели 66
1.18.2.Создание кинематических связей и ограничений 67
1.19.Создание биомеханической части модели. 67
1.19.1.Выбор наиболее подходящего набора параметров из библиотеки моделей. 67
1.19.2.Создание набора основных сегментов модели 67
1.19.3.Получение исходных данных о движении 67
1.19.4.Задание базовых точек модели. 67
1.19.5.Выбор положения обучающих маркеров на модели. 67
1.20.Импорт опортно-двигательной части экзоскелета в проект. 67
1.20.1.Задание базовых точек части экзоскелета. 67
1.20.2.Задание связей между базовыми точками экзоскелета и модели 67
1.21.Синхронизация движения маркеров с базовыми точками модели экзоскелета. 67
1.22.Получение результатов. 67
1.22.1.Обработка полученных результатов. 67
1.22.1.1.Решение обратной задачи динамики. 67
1.22.1.2.Получение сил и моментов в определенных точках опрно-двигательной части экзоскелета. 67
1.22.2.Генерация производных документов 67
1.22.3.Адаптация модели для дальнейшего моделирования. 67
4.Создание Интерактивных Электронных Технических Руководств для конечных пользователей. 67
1.23.Презентации. 67
1.24.Видеоролики. 67
1.25.Обучающие материалы 67
Программные средства 67
Подготовка исходных данных проекта 68
Создание геометрической модели механической части 68
Экспорт геометрической модели в нейтральном формате STEP 69
Создание кинематических связей механической части 70
Импорт геометрической модели 70
Создание кинематических связей 71
Создание модели биологического объекта 72
Импорт модели экзоскелета в среду LifeModeler 72
Генерация базового набора сегментов тела 72
Создание базовых точек модели человека и привязка их к MOCAP 74
Применение методики на примере реабилитационного тренажера 75
Импорт модели тела человека 75
Создание мягких тканей 76
Объединение с моделью эллиптического (шагающего) тренажера. 76
Добавление агентов движения в модель. 78
Технологическая часть 80
Форматы файлов для межсистемной интеграции решений 80
Формат файла SLF 80
Файл геометрии 85
Нейтральные форматы 86
Формат IGES 86
Формат DXF 89
Формат STEP 90
Электронный документооборот на платформе Projectwise 93
Технико-экономическое обоснование 97
Введение 97
Основная часть 98
Расчет трудоемкости выполнения НИОКР, диаграмма Ганта 98
Расчет затрат на выполнение НИОКР 102
Материальные затраты 103
Специальное оборудование (СО) 103
Затраты на программное обеспечение и аренду ЭВМ (ЭВМ) 103
Фонд заработной платы (ФЗ) 105
Амортизационные отчисления (АО) 106
Косвенные расходы (КР) 108
ПФР, ФСС, ФФОМС, ТФОМС 108
Полная себестоимость работы (С) 109
Формирование чистой прибыли предприятия 109
Выводы 110
Промышленная экология и безопасность 111
Введение 111
Анализ основных факторов влияния среды на оператора ПК 111
Проектирование рабочего места оператора ПК 112
Общие положения 112
Обеспечение параметров микроклимата 113
Выбор рабочей позы 114
Обеспечение освещения рабочего места 116
Оптимальное размещение оборудования 117
Проектирование основных элементов рабочего места 117
Обеспечение электробезопасности 120
Обеспечение допустимых эргономических характеристики дисплеев 121
Обеспечение пожаробезопасности. 122
Расчет уровня шума 122
Расчет допустимого значения уровня шума 122
Расчет суммарного уровня шума нескольких источников шума в корпусе ПК 123
Утилизация картриджей печатающих устройств 125
Список использованных источников 127
|
