Моделирование вращения звеньев биомеханической системы вокруг оси с заданными параметрами угловой ориентации

Фотографии: 

ˑ: 

Доктор педагогических наук, профессор В.И. Загревский1, 2
Доктор педагогических наук, профессор О.И. Загревский2
1Могилевский государственный университет им. А.А. Кулешова, Могилев, Беларусь
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск

Рассматривается математический аппарат компьютерной реализации пронаторных и супинаторных движений человека. Авторы показывают, что вращательное движение относительно продольной оси звена биомеханической системы можно формализовать с использованием матричных операций, описывающих вращение подвижной системы координат относительно собственных осей.
Цель исследования – разработка технологической базы математического и программного обеспечения, реализующей задачу компьютерной визуализации заданного пространственного положения и ориентации биомеханической системы.
Разработана оригинальная программа компьютерной визуализации пространственной ориентации и вращательного движения моделируемого тела (прямоугольная призма) вокруг с заданными параметрами угловой ориентации. Программа реализована на алгоритмическом языке Visual Basic 2010 Express в интегрированной среде разработки Visual Studio 2013. Математическим ядром программы являются матричный метод описания пространственного положения тела и использование особенностей методики матричного умножения для задания необходимой ориентации и вращения моделируемого тела. Показано, что воспроизведение ротации и пронации конечностей человека может быть реализовано определенной последовательностью матричного умножения элементарных матриц поворотов.

Ключевые слова: спортивные упражнения, модель, матрица поворота, вычислительный эксперимент, биомеханическая система.

Литература

  1. Гавердовский Ю.К. Обучение спортивным упражнениям. Биомеханика. Методология. Дидактика / Ю.К. Гавердовский. – М.: Физическая культура, 2007. – 912 с.
  2. Загревский В.И. Геометрические преобразования пространственной модели биомеханической системы / В.И. Загревский, О.И. Загревский // Теория и практика физ. культуры. – 2016. – №8. – С. 83-85.
  3. Роджерс Д. Математические основы машинной графики: Пер. с англ. / Д. Роджерс, Дж. Адамс. – М.: Мир, 2001. – 604 с.
  4. Фу К. Робототехника: Пер. с англ. / К. Фу, Р. Гонсалес, К. Ли. – М.: Мир, 1989. – 624 с.