可实现跳跃的仿山羊腿足运动机构设计方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911072421.4 (22)申请日 2019.11.05 (71)申请人 吉林大学 地址 130012 吉林省长春市前进大街2699 号 (72)发明人 郑龙胡嵩于占江任露泉 (74)专利代理机构 北京化育知识产权代理有限 公司 11833 代理人 肖红元 (51)Int.Cl. A61B 5/11(2006.01) (54)发明名称 一种可实现跳跃的仿山羊腿足运动机构设 计方法 (57)摘要 本发明提供一种可实现跳跃的仿山羊腿足 运动机构设计方法， 涉及运动机构技术领。

2、域。 该 可实现跳跃的仿山羊腿足运动机构设计方法， 包 括以下步骤： S1.选取一平坦的地面， 在地面上每 隔5米设置一个障碍物， 障碍物数量设置为若干 个， 每一个障碍物的高度依次递增， 将若干个障 碍物从低到高依次排列， 同时按照障碍物的高度 进行标记为H1、 H2、 H3.Hi、 Hj依次递增， 并 且障碍物在设置时应当保持在同一水平直线上。 通过对山羊腿足进行仿真分析， 可以获取数据中 的特征向量， 建立仿山羊腿足运动模型， 并且设 计出仿山羊腿足运动机构， 使得仿山羊腿足结构 能够有效的与现有的运动机构相结合起来， 从而 在一定程度上让许多运动机构可以进一步的得 到发展。 权利要求书。

3、1页 说明书3页 CN 110742620 A 2020.02.04 CN 110742620 A 1.一种可实现跳跃的仿山羊腿足运动机构设计方法， 其特征在于： 包括以下步骤： S1.选取一平坦的地面， 在地面上每隔5米设置一个障碍物， 障碍物数量设置为若干个， 每一个障碍物的高度依次递增， 将若干个障碍物从低到高依次排列， 同时按照障碍物的高 度进行标记为H1、 H2、 H3.Hi、 Hj依次递增， 并且障碍物在设置时应当保持在同一水平 直线上； S2.选取一只山羊将其放置在设有障碍物的地面上， 使山羊保持直线行走并跨过设置 的所有障碍物， 山羊行走时利用高速摄像装置拍下山羊行走的画面； 。

4、S3.将拍摄的山羊行走画面传输到视频处理装置时， 对山羊直线行走过程中越过障碍 物的画面进行分析， 分析山羊跳跃障碍物时四肢的抬起顺序、 四肢的抬起高度、 四肢关节处 的夹角以及下落时四肢的着地顺序； a.首先观察山羊越过第一障碍物时四肢的抬起顺序， 将四肢按照抬起顺序标记为A1、 A2、 A3、 A4， 从而可以得到H1-A1-4的数据， 即山羊跳跃过第一个障碍物的四肢顺序， 然后按 照上述方法依次得到H2-A1-4、 H3-A1-4.Hj-A1-4的数据； b.在步骤a得到的数据上进一步观察山羊跳跃过每一个障碍物时四肢的抬起高度， 按 照抬起顺序将四肢抬起高度标记为h1、 h2、 h3、 。

5、h4， 以第一个障碍物为例， 可以得到H1-A1- h1、 H1-A2-h2、 H1-A3-h3、 H1-A4-h4的数据， 然后利用上述方式依次得到H1、 H2、 H3.Hi、 Hj的抬起高度； c.在步骤a得到的数据上进一步观察山羊跳跃过每一个障碍物时四肢的关节处夹角， 按照抬起顺序将四肢抬起夹角标记为1、 2、 3、 4， 以第一个障碍物为例， 观察并记录 H1-A1-1、 H1-A2-2、 H1-A3-3、 H1-A4-4的数据， 然后利用上述方式依次得到H1、 H2、 H3.Hi、 Hj的四肢关节处夹角； d.观察山羊从第一个障碍物下落时的四肢着地顺序， 按照四肢的着地顺序进行标记为。

6、 B1、 B2、 B3、 B4， 从而可以得到H1-B1-4的数据， 然后按照上述方法依次得到H2-B1-4、 H3-B1- 4.Hj-B1-4的数据； S4.将获取的山羊跳跃障碍物时四肢的抬起顺序、 四肢的抬起高度、 四肢关节处的夹角 以及下落时四肢的着地顺序四项数据进行优化整合， 获取数据中的特征向量， 建立仿山羊 腿足运动模型； S5.根据生成的仿山羊腿足运动模型对山羊腿足运动轨迹进行模拟， 输入一系列采集 的参数数据， 设计出仿山羊腿足运动机构。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110742620 A 2 一种可实现跳跃的仿山羊腿足运动机构设计方法 技术领域 0001 本发明涉及运动。

7、机构技术领域， 具体为一种可实现跳跃的仿山羊腿足运动机构设 计方法。 背景技术 0002 目前， 许多研究者根据动物的腿足进行运动机构的研究， 希望可以从动物行走步 态中得到一定的启示， 但是对于山羊的步态研究少之甚少， 仔细观察我们会发现， 山羊四肢 骨骼坚实有力， 它的支撑足离散地接触地面,可自主选择最佳落足点， 其运动轨迹是一系列 孤立的点,具有主动隔振能力,能以较高速度在凸凹不平和松软地面上运动,能耗较小， 可 远距离行走； 其运动步态敏捷轻快,能在地面、 坡地、 陡壁和山区等凸凹不平的地表上自由 灵活地进行跨越运动,受环境限制较小。 0003 日常生活中， 山羊可以轻松的跳跃过一定高。

8、度的障碍物， 事实证明山羊的腿足具 有很好的研究意义， 但是现有技术中并没有有效的对山羊的行走状态和运动规律研究方 法， 使得可实现跳跃的仿山羊腿足结构无法与现有的运动机构相结合起来， 从而在一定程 度上制约了许多运动机构发展进步。 发明内容 0004 (一)解决的技术问题 0005 针对现有技术的不足， 本发明提供了一种可实现跳跃的仿山羊腿足运动机构设计 方法， 解决了现有技术中并没有有效的对山羊的行走状态和运动规律研究方法， 使得可实 现跳跃的仿山羊腿足结构无法与现有的运动机构相结合起来， 从而在一定程度上制约了许 多运动机构发展进步的问题。 0006 (二)技术方案 0007 为实现以上。

9、目的， 本发明通过以下技术方案予以实现： 一种可实现跳跃的仿山羊 腿足运动机构设计方法， 包括以下步骤： 0008 S1.选取一平坦的地面， 在地面上每隔5米设置一个障碍物， 障碍物数量设置为若 干个， 每一个障碍物的高度依次递增， 将若干个障碍物从低到高依次排列， 同时按照障碍物 的高度进行标记为H1、 H2、 H3.Hi、 Hj依次递增， 并且障碍物在设置时应当保持在同一 水平直线上； 0009 S2.选取一只山羊将其放置在设有障碍物的地面上， 使山羊保持直线行走并跨过 设置的所有障碍物， 山羊行走时利用高速摄像装置拍下山羊行走的画面； 0010 S3.将拍摄的山羊行走画面传输到视频处理装。

10、置时， 对山羊直线行走过程中越过 障碍物的画面进行分析， 分析山羊跳跃障碍物时四肢的抬起顺序、 四肢的抬起高度、 四肢关 节处的夹角以及下落时四肢的着地顺序； 0011 a.首先观察山羊越过第一障碍物时四肢的抬起顺序， 将四肢按照抬起顺序标记为 A1、 A2、 A3、 A4， 从而可以得到H1-A1-4的数据， 即山羊跳跃过第一个障碍物的四肢顺序， 然后 说明书 1/3 页 3 CN 110742620 A 3 按照上述方法依次得到H2-A1-4、 H3-A1-4.Hj-A1-4的数据； 0012 b.在步骤a得到的数据上进一步观察山羊跳跃过每一个障碍物时四肢的抬起高 度， 按照抬起顺序将四肢。

11、抬起高度标记为h1、 h2、 h3、 h4， 以第一个障碍物为例， 可以得到H1- A1-h1、 H1-A2-h2、 H1-A3-h3、 H1-A4-h4的数据， 然后利用上述方式依次得到H1、 H2、 H3.Hi、 Hj的抬起高度； 0013 c.在步骤a得到的数据上进一步观察山羊跳跃过每一个障碍物时四肢的关节处夹 角， 按照抬起顺序将四肢抬起夹角标记为1、 2、 3、 4， 以第一个障碍物为例， 观察并 记录H1-A1-1、 H1-A2-2、 H1-A3-3、 H1-A4-4的数据， 然后利用上述方式依次得到H1、 H2、 H3.Hi、 Hj的四肢关节处夹角； 0014 d.观察山羊从第一。

12、个障碍物下落时的四肢着地顺序， 按照四肢的着地顺序进行标 记为B1、 B2、 B3、 B4， 从而可以得到H1-B1-4的数据， 然后按照上述方法依次得到H2-B1-4、 H3- B1-4.Hj-B1-4的数据； 0015 S4.将获取的山羊跳跃障碍物时四肢的抬起顺序、 四肢的抬起高度、 四肢关节处的 夹角以及下落时四肢的着地顺序四项数据进行优化整合， 获取数据中的特征向量， 建立仿 山羊腿足运动模型； 0016 S5.根据生成的仿山羊腿足运动模型对山羊腿足运动轨迹进行模拟， 输入一系列 采集的参数数据， 设计出仿山羊腿足运动机构。 0017 (三)有益效果 0018 本发明提供了一种可实现跳。

13、跃的仿山羊腿足运动机构设计方法。 具备以下有益效 果： 0019 1、 该可实现跳跃的仿山羊腿足运动机构设计方法， 通过对山羊腿足进行仿真分 析， 可以获取数据中的特征向量， 建立仿山羊腿足运动模型， 并且设计出仿山羊腿足运动机 构， 使得仿山羊腿足结构能够有效的与现有的运动机构相结合起来， 从而在一定程度上让 许多运动机构可以进一步的得到发展。 0020 2、 该可实现跳跃的仿山羊腿足运动机构设计方法， 通过对山羊腿足的跳跃进行分 析， 可以根据跳跃的山羊腿足设计出可实现跳跃的仿山羊腿足结构， 给各大领域中的机械 设备都带来了质的突破。 具体实施方式 0021 下面将对本发明实施例中的技术方。

14、案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范 围。 0022 实施例： 0023 本发明实施例提供一种可实现跳跃的仿山羊腿足运动机构设计方法， 包括以下步 骤： 0024 S1.选取一平坦的地面， 在地面上每隔5米设置一个障碍物， 障碍物数量设置为若 干个， 每一个障碍物的高度依次递增， 将若干个障碍物从低到高依次排列， 同时按照障碍物 的高度进行标记为H1、 H2、 H3.Hi、 Hj依次递增， 并且障碍物在设置时应当保。

15、持在同一 说明书 2/3 页 4 CN 110742620 A 4 水平直线上； 0025 S2.选取一只山羊将其放置在设有障碍物的地面上， 使山羊保持直线行走并跨过 设置的所有障碍物， 山羊行走时利用高速摄像装置拍下山羊行走的画面； 0026 S3.将拍摄的山羊行走画面传输到视频处理装置时， 对山羊直线行走过程中越过 障碍物的画面进行分析， 分析山羊跳跃障碍物时四肢的抬起顺序、 四肢的抬起高度、 四肢关 节处的夹角以及下落时四肢的着地顺序； 0027 a.首先观察山羊越过第一障碍物时四肢的抬起顺序， 将四肢按照抬起顺序标记为 A1、 A2、 A3、 A4， 从而可以得到H1-A1-4的数据，。

16、 即山羊跳跃过第一个障碍物的四肢顺序， 然后 按照上述方法依次得到H2-A1-4、 H3-A1-4.Hj-A1-4的数据； 0028 b.在步骤a得到的数据上进一步观察山羊跳跃过每一个障碍物时四肢的抬起高 度， 按照抬起顺序将四肢抬起高度标记为h1、 h2、 h3、 h4， 以第一个障碍物为例， 可以得到H1- A1-h1、 H1-A2-h2、 H1-A3-h3、 H1-A4-h4的数据， 然后利用上述方式依次得到H1、 H2、 H3.Hi、 Hj的抬起高度； 0029 c.在步骤a得到的数据上进一步观察山羊跳跃过每一个障碍物时四肢的关节处夹 角， 按照抬起顺序将四肢抬起夹角标记为1、 2、 。

17、3、 4， 以第一个障碍物为例， 观察并 记录H1-A1-1、 H1-A2-2、 H1-A3-3、 H1-A4-4的数据， 然后利用上述方式依次得到H1、 H2、 H3.Hi、 Hj的四肢关节处夹角； 0030 d.观察山羊从第一个障碍物下落时的四肢着地顺序， 按照四肢的着地顺序进行标 记为B1、 B2、 B3、 B4， 从而可以得到H1-B1-4的数据， 然后按照上述方法依次得到H2-B1-4、 H3- B1-4.Hj-B1-4的数据； 0031 S4.将获取的山羊跳跃障碍物时四肢的抬起顺序、 四肢的抬起高度、 四肢关节处的 夹角以及下落时四肢的着地顺序四项数据进行优化整合， 获取数据中的特。

18、征向量， 建立仿 山羊腿足运动模型， 通过对山羊腿足进行仿真分析， 可以获取数据中的特征向量， 建立仿山 羊腿足运动模型， 并且设计出仿山羊腿足运动机构， 使得仿山羊腿足结构能够有效的与现 有的运动机构相结合起来， 从而在一定程度上让许多运动机构可以进一步的得到发展； 0032 S5.根据生成的仿山羊腿足运动模型对山羊腿足运动轨迹进行模拟， 输入一系列 采集的参数数据， 设计出仿山羊腿足运动机构， 通过对山羊腿足的跳跃进行分析， 可以根据 跳跃的山羊腿足设计出可实现跳跃的仿山羊腿足结构， 给各大领域中的机械设备都带来了 质的突破。 0033 尽管已经示出和描述了本发明的实施例， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修改、 替换 和变型， 本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。 说明书 3/3 页 5 CN 110742620 A 5 。