Summary

특성화에서 필드 보행자의 행동을 바탕으로 인간에 의한 진동의 시뮬레이션

Published: April 13, 2016
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Summary

프로토콜은 – 필드 보행 동작의 특성 및 생성 된 구조적 응답의 시뮬레이션을 위해 제공된다. 현장 시험은 페이싱 식별 시츄 참가자 간의 속도 및 동기 속도가 인위적 부하의 시뮬레이션 및 검증을위한 필수적인 입력을 구성하는 것을 보여준다.

Abstract

슬림하고 경량의 구조에 대해서는, 진동 보수 종종 중요한 설계 조건을 구성하는 우려​​를 증가의 문제이다. 디자인 인위적 부하에서 동적 성능의 적용을 통해, 강한 요구가 현재로드 모델의 검증 및 개선에 대한 필요성이 존재한다. 본 글은 인 – 필드 보행 동작의 특성에 대한 3 차원 관성 모션 추적 기술을 사용한다. 이 기술은 먼저 해당 접지 반력의 동시 등록을 실험실 실험에서 시험된다. 실험은 걷는 사람뿐만 아니라 점프와 상하 좌우로 홱홱 움직이고 등​​의 리드미컬 한 인간의 활동을 포함한다. 이는 등록 된 모션 활동의 시간 변화 박동수의 확인을 가능하게하는 것이 도시되어있다. 함께 사람의 체중 및 문헌 가능한 일반화 힘 모델을 적용하여, 상기 식별 된 시간 간격의 변형 속도는 char 허용인간에 ​​의한 부하를 acterize. 또한, 무선 모션 추적 간의 시간 동기 참가자 간의 동기화 레이트를 식별 할 수 있습니다. 이어서, 방법은 사람과 유도 구조적 진동 모두 움직임이 등록되어 실제 도교에 사용된다. 특징 – 필드 보행 동작을 유도 구조적 응답을 시뮬레이션에 적용 할 수있는 방법을 도시한다. 이는 간격이 식별 시츄 속도와 동기 속도로 인간의 유도 부하의 시뮬레이션 및 검증을위한 필수적인 입력을 구성하는 것으로 설명된다. 제안 된 방법의 주요 응용 가능성은 인간 상호 작용 구조의 현상의 추정 및 실시간 교통 상황 보행자 사이의 상관 관계에 적절한 모델을 개발한다.

Introduction

효율성의 경제적 수요 (신규) 재료, 건축가와 엔지니어 적 이상, 키가 크고 가벼운 구조를 구축하는 한계를 밀고의 증가 강도에 의해 구동. 일반적으로, 가볍고 슬림 구조는 실행 중이거나 점프 걷기와 같은 일반적인 인간 활동의 지배적 인 스펙트럼 내에있는 하나 이상의 고유 진동수를 가지고있다. (근) 공진 여기의 대상이 될 가능성이, 그들은 방해 또는 유해한 진동 결과, 종종 인간의 움직임에 과도하게 반응이다. 이러한 슬림하고 경량 구조의 경우, 상기 진동 보수 종종 중요한 설계 조건을 구성하는 우려​​를 증가의 문제이다.

인간의 움직임과 결과지면 반력 (GRFs)은 일반적으로 실험을 실험실 조건에서 식별된다. '보수적'으로 간주 무엇 – – 현재, 디자이너에 의존하도록 강요 동등한 리터한 사람의 힘 측정에서 업 스케일 OAD 모델. 설계는 높은 군중 밀도 하에서 동적 성능의 적용을 통해 강하게 요구는 현재로드 모델의 검증 및 개선에 대한 필요성이 존재한다.

본 프로토콜은 보행자의 자연 운동의 특성에 대한 3D 관성 모션 추적 기술을 사용한다. 또한이 정보는 보행자뿐만 아니라 대응하는 유도 부하 사이의 관계를 정의하는 방법을 도시한다. 후속 단계에서, 특성화 된 보행 동작 수치 유도 구조적 응답을 시뮬레이션하기 위해 사용된다. 등록 구조적 응답과의 비교는 인하여 보행자의 존재 댐핑 첨가 예 불명 인간 구조 상호 작용 현상의 효과를 정량화 할 수있다. 이 방법은 실제 도교에 전면적 실험 도시된다 구조적 응답 파의 움직임참가자들 동시에 등록됩니다.

Protocol

모든 절차는 KU 루벤의 대학 병원의 윤리위원회의 승인을하고, 각 주제 전에 참여에 서면 동의서를 주었다. 1. 3D 모션 추적 : 구성 및 데이터 수집 각각의 센서는 완전히 (그림 1A)를 충전되어 있는지 확인합니다. 이 단계는 약 1 시간이 필요하지만, 실제 측정 이전의 날에 수행 될 수있다. 제조업체의 충전 프로토콜을 따르십시오. MT 관리자 – 데이터 …

Representative Results

먼저, 개인의 COM 근처 등록 가속도가 필연적 GRFs를 특성화하는 방법을 도시한다. 결과는 도보로 각각 3 여기에 설명되어 있습니다. 완전 비교 관찰했다 때 리듬 인간의 활동, 즉, 점프하고 왔 거든.도 7a 및 연속 수직 다리 힘의 진폭 스펙트럼 및 보행자의 COM 근처에 등록 된 해당 가속도 수준이 질적으로 매우 유사하다는 것을 7B 쇼로…

Discussion

인간의 움직임과 결과 GRFs 보통 힘 플레이트의인가에 의해 식별 등의 Vicon 18 CODA 트레드밀 (19)뿐만 아니라 광 모션 캡쳐 기술을 계측한다. 이들 기술의 적용은, 그러나, 실험실 환경에 한정된다. 이러한 단점에 대한 응답으로, 많은 반복 및 중단주기 동안의 자연 '인 거동의 측정을 허용하는 기술 혁신의 전위는 현재 20을 조사한다. 대체 기술은 감압 깔창 시스템 (21)</…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

걷기 개인을 포함하는 실험은 운동 및 자세 분석 연구소 루벤 (몰) (25)와 협력하여 수행됩니다. 이들의 협력과 지원은 기꺼이 인정 받고 있습니다.

Materials

MTw Development Kit + MT Manager Software Xsens MTW-38A70G20-1 Development kit with wireless, highly accurate, small and lightweight 3D human motion trackers and accompanying click-in full body straps.
True Impulse Kinetic Measurement System + NDI Open Capture Data Acquisition and Visualization System NDI Northern Digital Inc. 791028 TrueImpulse measures reaction forces exerted by humans during a wide variety of activities.
GMS-24 GeoSIG Ltd Rev. 03.08.2010 (Wireless) accelerometers to register the structural vibrations.
GeoDAS GeoSIG Data Acquisition System GeoSIG Ltd Rev. 03.08.2010 Graphical MS Windows application running under Windows 9x/NT/2000, providing a software interface between users and GeoSIG recorders GSR/GCR/GBV/GT.
PediVib toolbox KU Leuven / Software interface/toolbox to simulate the structural vibrations induced by pedestrians.
Metronome / / A device to indicate the targetted pacing rate of the activity (free applications are available online for pc/laptop/smartphone).

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Van Nimmen, K., Lombaert, G., De Roeck, G., Van den Broeck, P. Simulation of Human-induced Vibrations Based on the Characterized In-field Pedestrian Behavior. J. Vis. Exp. (110), e53668, doi:10.3791/53668 (2016).

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