安全人机工程人体模型.pptx

人体模型之人在走路时步数多大最轻松建模目的生活中我们在走路时经常有这样的体会：走的太慢会感觉“腿太重甩不动”，很快人会疲劳；走太快感觉又很吃力。那以多大的步速走路人才感觉最“轻松”？以上这些问题与我们的生活息息相关，是我们安全人机工程学应该研究的问题，于是我们就这些问题建立人体数学模型，分析给出最佳参考建议。我们要想快速行走（如竟走）是应该迈大步走还是小步快走？在一个人腿长一定的条件下，要想以一定的速度行走步幅迈多大最省力？建模目的模型假设人在行走时所做的功由两部分组成，即提高人体重心所需势能和两腿前后运动所需动能人体的重心在跨部以的行走可视为腿（直杆）绕腰部（定点）的转动，不考虑手臂甩动产生的惯性力运动与所穿戴衣物无关，地面相对平坦和干燥，不考虑空气阻力模型假设模型的建立和求解人体重力势能人体在行走时，重心是会变化的人体在运动过程中，重心提高的高度具体为多少呢？我们以头部为参照物（头部保持不动） 双腿运动动能考虑人的行走可视为腿（直杆）绕腰部（定点）的转动根据动能定理、转动惯量I、可求得单位时间所做的功模型简化在动能项的讨论中，可以假设腿的重量集中在脚上，这样腿转动所需动能进一步简化为脚在做直线运动所需的动能势能项中，可以利用其泰勒展开式的前两项代替模型化简模型结论在这样一个简化的人体行走的模型中， 由上式可知，走路的步长仅和腿长相关，与腿长的开二次方成反比。腿越长，每秒走的步数就应该越少，这个显然是合理的，也是合乎常识的。还可以知道腿长相同的人一起走，步长迈得大的人走得快；腿长不同的人要以相同的速度一起向前走，腿长的人迈的步子应该小。模型结论THANKS