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一、人體標誌點

本實驗以反光球黏貼於實驗參加者身上,以擷取相關之運動學資料,反光球黏貼位 置如表 3-2。另外於羽球拍拍頭頂端、末端及羽球球頭各貼上反光標記,如圖 3-2。

表 3-2 反光球標記黏貼位置代號說明表

編號 代號 黏貼位置 編號 代號 黏貼位置

1 LFHD 額頭左前 19 RFIN 右第三掌骨末端

2 RFHD 額頭右前 20 LASI 左腸骨前上脊

3 LBHD 頭後左側 21 RASI 右腸骨前上脊

4 RBHD 頭後右側 22 LPSI 左腸骨後上脊

5 C7 第七頸椎脊突 23 RPSI 右腸骨後上脊

6 T10 第十胸椎脊突 24 LTHI 左大腿外側下部 1/3 處

7 CLAV 胸鎖關節 25 LKNE 左膝外側

8 STRN 胸骨 26 LTIB 左小腿外側下部 1/3 處

9 RBAK 右肩後側 27 LANK 左踝外側

10 LSHO 左肩鎖骨關節 28 LHEE 左後側跟骨 11 LELB 左肱骨外上髁 29 LTOE 左第二蹠骨前端 12 LWRA 左內側莖狀突 30 RTHI 右大腿外側上部 1/3 處

13 LWRB 左外側莖狀突 31 RKNE 右膝外側

14 LFIN 左第三掌骨末端 32 RTIB 右小腿外側上部 1/3 處

15 RSHO 右肩鎖骨關節 33 RANK 右踝外側

16 RELB 右肱骨外上髁 34 RHEE 右後側跟骨 17 RWRA 右內側莖狀突 35 RTOE 右第二蹠骨前端 18 RWRB 右外側莖狀突

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圖 3-2 球拍及羽球反光標記位置圖 二、人體肢段之定義

(一) 資料修勻與人體肢段參數

本實驗主要是利用VICON Nexus 1.8版軟體,收集攝影機 (300Hz) 的運動學資料與 測力板 (1500Hz) 的動力學資料;使用Plug-In Gait Full Body模式點取35點反光球標誌 點,並以Woltring filtering routine 進行資料修勻。人體肢段參數是採用Winter (2004) 的 資料。將人體分成頭、軀幹、右上臂、左上臂、右前臂、左前臂、右手掌、左手掌、右 大腿、左大腿、右小腿、左小腿、右腳掌、左腳掌,共十四個肢段。各肢段間是以關節 連接,並把每個肢段當成是一同密度的剛體 (Rigid Body)。

三、VICON 動作分析系統校正 (一) 儀器同步

本實驗使用 VICON Motion System 高速數位影像擷取攝影機 10 部 (300Hz) 與測力 板 (1500Hz) 進行同步。

(二) 空間與座標校正

1.動態校正 (dynamic calibration):第一步驟為動態校正,使用 T 型校正棒在每一臺攝 影機範圍內揮動,揮動範圍盡量充滿每臺攝影機的二維畫面。

2.靜態校正 (static calibration):第二步驟為靜態校正,將 L 參考架 (L-frame) 固定於實 驗室中,由此定義出實驗室的座標系統位置。

3.實驗參加者校正 (subject calibration):實驗參加者貼好反光球後以 T-pose 姿勢 (雙腳 與肩同寬、雙手平舉、掌心朝下、上身挺直),站立於測力板上,由 VICON Nexus 1.8 軟體擷取畫面。

四、運動學與動力學參數之計算

本研究使用 VICON Nexus1.8 版,套用 Plug-In Gait Full Body 模式,關節角度的定

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義是使用相鄰兩個肢段的空間相對方位,因此由股骨嵌入式系統與骨盆嵌入式系統的關 係可求出髖關節角度,由非扭轉脛骨嵌入式系統與股骨嵌入式系統的關係可求出膝關節 角度,由腳掌嵌入式系統與扭轉脛骨嵌入式系統的關係可求出踝關節角度。

關節作用力、關節肌肉淨力矩的計算主要是利用已求得之運動學資料、結合測力板 的地面反作用力資料與人體肢段參數,使用動力學逆過程求出下肢各關節的作用力、肌 肉淨力矩。在計算的過程中,對於肢段關節鏈結模型的假設為:

(一) 每個肢段的質量是固定的不變的,而且集中在質心一點上。

(二) 在運動時質心的位置、肢段的長度以及轉動慣量是固定不變的。

(三) 所有的關節都是為絞鏈關節(hinge joint)。

五、時間標準化

本實驗使用 Origin 將運動學及動力學資料之時間標準化 (將資料分為 101 點) 所呈 現的變化資料。

六、關節角度、關節角速度及關節肌肉力矩定義

本研究在 X 軸向關節角度、關節角速度及關節肌肉力矩的定義如下:

(一)髖關節:正值表示屈曲,負值表示伸展。

(二)膝關節:正值表示伸展,負值表示屈曲。

(三)踝關節:正值表示背屈,負值表示蹠屈。

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