裝上輔具模擬投籃

圖 4. 80 裝上輔具示意圖

因為本輔具為一個自由度的 6 連桿機構，裝在手臂上以後，只要 上臂一動，下臂、手掌也都會跟著被帶動。所以此次模擬，只需要給 肩膀動力就行了。此輔具機構在一帄面上作動，由圖 4.81(b)可看出 不會有干涉的問題。不過因為裝上輔具後，整隻手臂是在與胸口夾 70∘的帄面上做動作(在「4.2.1 投籃動作一」時，整隻手臂是在與 胸口夾 90∘的帄面上運動)，所以肩膀轉動的角度已經不是 60∘了。

現在得先求出肩膀轉動的角度為多少。先在肩膀的轉軸上作出一長方

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形(見圖 4.81)，其長邊垂直於地面，如此一來，肩膀轉動多少，便 可由測量此長方形的長邊與水帄的夾角，而得知轉動的角度。現在將 上臂與下臂調整成打直的狀態(見圖 4.82)，此時肩膀已轉動到投籃 的結束動作的位置，現在再量測剛才畫的長方形的長邊與水帄的夾 角，即可求出動力設定裡肩膀必頇設定轉動多少的角度。

圖 4. 81(a) 肩膀轉軸上的長方形

圖 4.81(b) 輔具與人體模型的干涉檢查

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圖 4. 82 裝上輔具時上、下臂打直 由圖 4.83 可知肩膀轉動了： 90∘- 28.48∘= 61.52∘

圖 4. 83 計算裝上輔具肩部轉動角度示意圖

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裝上輔具投籃—3D 接觸設定

此設定會使得手掌的背部被桿件給頂住，然後就跟著一起被帶動。

圖 4. 84 裝上輔具投籃的 3D 接觸設定

裝上輔具投籃—動力設定：

肩部 — 逆時針轉 61.52∘，從 0s 到 0.133333s

圖 4. 85 裝上輔具投籃的動力設定

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裝上輔具投籃—模擬結果

圖 4. 86 裝上輔具投籃模擬結果側視圖

圖 4. 87 裝上輔具投籃模擬側視圖

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0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

時間 (se

圖 4.89 裝上輔具投籃-肩部「角速度(deg/sec)-時間(sec)」關係圖

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0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

時間 (se

圖 4.90 裝上輔具投籃-肘部「角速度(deg/sec)-時間(sec)」關係圖

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

時間 (se

圖 4.91 裝上輔具投籃-肘部「角速度(deg/sec)-時間(sec)」關係圖 在裝上輔具以後，可以看出各關節的最大角速度，與李雲光[14]

與湯文慈[15]量測的數據比較(參照表 4.1～表 4.5)，就只有差在肩 部的部分(在 4.2.1 投籃動作一裡有提到是因為動作的不同造成)，肘 部及腕部皆無多少差異。

裝上輔具投籃—球的路徑

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

時間 ^(se

98

最後為了確定穿上輔具是否有矯正到投籃動作(上臂、下臂、及 手掌的動作必頇在同一帄面，表示它們的質量中心在 X 軸位置變化應 一致)所以重新建構一次驅幹，將座標轉為與原本夾 20∘，見圖 4.93 及圖 4.94，然後重新組合，看看上臂、下臂、手掌的質量中心位置 在 X 軸上的變化。未裝上輔具，然後做標準投籃動作(4.2.4 投籃動 作四)的模擬，計算過後，得到上臂、下臂、及手掌的各個質心位置 在 X 軸上的變化，見圖 4.95、圖 4.96、及圖 4.97。而裝上輔具後人 的各個質心位置在 X 軸上的變化，見圖 4.98、圖 4.99、及圖 4.100。

由這幾個數據圖很明顯可以出動作有沒有被矯正了

圖 4. 93 座標順時針轉 20∘—人體模型

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圖 4. 94 座標順時針轉 20∘—人體模型裝上輔具

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

時間 (se

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

時間 (se

100

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

時間 (se

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

時間 (se

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

時間 (se

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

時間 (se

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圖 4.101 未穿輔具投籃—球剛離手時的速度

圖 4.102 穿輔具投籃—球剛離手時的速度

圖 4.103 未穿輔具投籃與穿輔具投籃—球剛離手時球與地面夾角

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