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基于加速度监测系统测定步行力的研究

发布时间:2018-01-24 10:36

  本文关键词: 加速度 双足模型 步行力 传感器 出处:《昆明理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:随着人行作用引起的大跨结构振动的危害逐渐增多,关于步行荷载理论和试验的研究也越来越受到人们的重视,然而步行荷载的传统试验研究方法或多或少都存在各自缺陷。为了完善现有步行力测定试验方法的不足,本文在双足步行力模型的基础上设计开发了一套利用人体加速度监测系统测定步行力的方法,进而组织了多名特定测试者进行不同速度条件下步行力测定试验,并对试验数据处理和分析后得到了相关结论。具体研究内容和结论如下:1.通过对国内外步行力测定方法的现状研究,针对现有试验研究中测力板与压力鞋存在的不足,提出通过改变试验观测对象即利用加速度传感器测定测试者躯干加速度来测定步行力的方法。2.以修正双足步行力模型为基础,建立模型质心加速度与步行力之间的力学平衡方程。通过力学平衡方程提出利用人体加速度监测系统测定步行力的新方法,并结合模拟验算证实人体加速度监测系统测定步行力的方法在理论上是可行且准确的。3.介绍人体加速度监测系统和足底总压力监测系统设计和制作的全过程,阐明试验仪器的设计思路,介绍试验仪器的组成构造,并将传感器参数及位置的选择、仪器构件材料的取舍和压力传感器的标定过程逐一作出说明,确保试验仪器能够满足试验的基本要求。4.组织多名特定测试者进行不同速度工况下的步行力测定试验,得到相关步行力试验数据。通过对人体加速度监测系统测定的试验值和双足步行力模型模拟值的比较分析,得到以下结论:(1)利用人体加速度监测系统测定步行力的方法是可操作的,且测定的步行特征是有效的;(2)人体加速度监测系统测得的步行力与双足步行力模型模拟所反映的步行特征规律是基本一致的;(3)人体加速度监测系统还无法有效反映不同人体特征参数测试者在不同速度工况下步行力的差异性。
[Abstract]:With the increasing damage of long-span structure vibration caused by pedestrian action, more and more attention has been paid to the research on the theory and test of walking load. However, more or less the traditional test methods of walking load have their own defects, in order to improve the existing testing methods of walking force. Based on the biped walking force model, a method of measuring walking force using human acceleration monitoring system is designed and developed in this paper, and then a number of specific testers are organized to test the walking force under different velocities. The specific research contents and conclusions are as follows: 1. Through the research of domestic and foreign walking force measurement methods, the current situation is studied. Aiming at the deficiency of the force measuring board and the pressure shoe in the existing test research. The method of measuring the walking force by changing the experimental object, I. E. measuring the torso acceleration of the tester by acceleration sensor, is put forward. 2. Based on the modified biped walking force model. The mechanical balance equation between the mass center acceleration and the walking force is established, and a new method of measuring the walking force by using the acceleration monitoring system of human body is put forward through the mechanical balance equation. The method of measuring walking force by human acceleration monitoring system is feasible and accurate in theory. 3. The whole process of design and manufacture of human acceleration monitoring system and total plantar pressure monitoring system is introduced. . This paper expounds the design idea of the test instrument, introduces the composition and construction of the test instrument, and explains the selection of the sensor parameters and position, the selection of the instrument components and materials, and the calibration process of the pressure sensor one by one. Ensure that the test instrument can meet the basic requirements of the test. 4. Organize a number of specific testers to carry out walking force testing under different speed conditions. The relative walking force test data were obtained. The experimental values measured by human acceleration monitoring system and the simulated values of biped walking force model were compared and analyzed. The following conclusion is drawn: (1) the method of measuring walking force by human acceleration monitoring system is operable, and the measured walking characteristics are effective. 2) the walking force measured by the human acceleration monitoring system is basically consistent with the walking characteristics reflected by the biped walking force model simulation; 3) the acceleration monitoring system can not reflect the difference of walking force under different speed conditions.
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP274;TU317

【参考文献】

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本文编号:1459836

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