Введение
1 Обзор литературы 11
1.1 Скелетный аппарат 11
1.1.1 Мобильность верхней конечности человека 11
1.1.2 Суставы и кинематика движения 12
1.2 Нервно-мышечный аппарат 16
1.2.1 Мышечное сокращение 16
1.2.2 Мышечная архитектура 22
1.2.3 Проприоцепция 26
1.2.4 Спинальные рефлексы 32
1.3 Жесткость и вязкость нервно-мышечного аппарата 36
1.3.1 Экспериментальные методы исследования 36
1.3.2 Исследования многосуставной жесткости и вязкости 38
2 Точность модели скелетного аппарата 41
2.1 Модели суставов 41
2.1.1 Общая модель 41
2.1.2 Одноосевой сустав 42
2.1.3 Двухосевой сустав 46
2.1.4 Трехосевой сустав 49
2.1.5 Оценка параметров сустава 51
2.2 Модель руки человека 52
2.2.1 Геометрия руки и кинематика движения 52
2.2.2 Оценка суставных углов 54
2.3 Методика эксперимента 55
2.4 Результаты 57
2.4.1 Оценка точности модели 57
2.4.2 Параметры суставов 61
2.5 Обсуждение 63
3 Зависимость вязко-эластичных параметров от направления движения 66
3.1 Модель 66
3.1.1 Динамика плоского движения руки человека 66
3.1.2 Момент мышечных сил 67
3.2 Методика эксперимента 68
3.2.1 Экспериментальная установка 69
3.2.2 Измерения 71
3.3 Результаты 72
3.3.1 Геометрия суставов руки 72
3.3.2 Возмущения 73
3.3.3 Инерционные параметры 73
3.3.4 Движения к неподвижной цели 75
3.3.5 Вязко-эластичные параметры 79
3.4 Обсуждение 87
4 Управление вязко-эластичными параметрами 90
4.1 Модель 90
4.1.1 Динамика движения 90
4.1.2 Нервно-мышечный аппарат 92
4.2 Устойчивость 96
4.2.1 Устойчивость двухмерного движения руки 96
4.2.2 Область устойчивости при движении с одной степенью свободы 101
4.2.3 Зависимость свойств устойчивости от направления 108
4.3 Обратная задача динамики 113
4.3.1 Постановка задачи 113
4.3.2 Минимальная жесткость 114
4.3.3 Жесткость во время движения 116
4.4 Управление равновесным положением 119
4.4.1 Постановка задачи 119
4.4.2 Движение с одной степенью свободы 121
4.4.3 Многосуставное движение 125
4.5 Обсуждение 131
Заключение 136
Список литературы 138
