TW201118627A - Biomechanical analysis system and method - Google Patents

Description

201118627 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種生物力學分析系統與方法，尤指 一種自動化生物力學分析與回饋功能之運動健身設備與方 法，利用内建或外部裝置之感測器，感測待測物於操作器 =運動時之動作資料以及邊界受力資料，藉由演算方式^ 异並分析出待測物關節内之受力資訊，其受力資訊可以作 為監控使用者或作為使用者及訓練員之運動處方建議用 途，並進一步提供使用者健康、安全且有效之運動方法。 【先前技術】 習知健身器材的訓練方法與使用者介面，大多單純以 健身器材設備内建之少數幾組運動模式進行使用者的運動 訓練方法；而與使用者之間的介面大多注重在改善健身器 材本身之機械結構及電子影音設備，作為器材之升級^ 標。近年來由於感測器技術的進步及個人化管理的風湖因 素’整合感測技術應用在健身器材與個人化運動管理之建 議與方法，目前大多僅有注重生理信號測定與心肺功能的 產品。 針對習知專利而言，例如美國專利5, 474, 087號專利 「Apparatus for characterizing gait」以及美國專利第 5, 623, 944 號專利「Method for characterizing gait」， 其係針對同一結構所申請之裝置與方法兩個專利，其主要 係利用裝設於跑步機傳動皮帶下之測力元件，徵測使用者 201118627 操作跑步機時之動作特徵，可以定義使用者之運動狀態（走 路或跑步），並量測足部之力量大小；惟該專利僅能得知地 面作用力大小以及步態運動時期，並無法推得人體多關節 - 内作用力大小以及力矩大小，也未揭露利用演算方式推得 - 人體多關節内作用力大小以及力矩大小之生物力學分析方 式’也無法達到運動監控與運動建議之作用。 例如美國公開專利2004/0152957 A1號「Apparatus for detecting, receiving, deriving and displaying 鲁 human physi〇l0gicai and contextual information」，該 專利主要係利用感測設備來量測之人體生理訊號參數，包 括熱1產生、消耗、各種曰常生活活動程度、壓力程度、 基礎代謝率以及血氧濃度等個人參數 ，並將此訊號轉化成 為個人之熱量（卡路里）消耗參數，以監控個人熱量狀況， 作為個人平時之活動及飲食建議 ;惟該專利並無法量測人 體生學參數以轉化成生物邊界受力資料，該專利所產 生之,、'、里（卡路里）消耗參數也無法作為建議個人運動動作 •&導以及人體各關節受力狀況之資訊。 例如吳國公開專利 2006/0136173Α1 號「Multi-sensor m〇nit〇ring of athletic performance」，該專利係整合多 種感測設備量測人體生理資訊（心跳、企壓、脈搏、體溫）、 速度/位^置感剛器（加速規、測高器、羅盤、碼表）以及全 球衛星定位（GPS)，作為運動員之運動成效監控，且利用 運動成效監控方式，可提供使用者本身以及訓練員之運動 訓練:路徑規劃以及運動訓練後之資料收集統計，以提升 運動貝運動成效，換言之，該專利係單純分析人體生理資 201118627 訊，並無法量測人體邊界受力資料或動作姿態資訊及生物 力學訊號。 【發明内容】 有鑑於習知技術之缺失，本發明提出一種生物力學分 析系統與方法，利用内建或外部裝置之感測器，感測待測 物於操作器材運動時之動作資料以及邊界受力資料，藉由 演算方式計算並分析出待測物關節内之受力資訊，其受力 資訊可以作為監控使用者或作為使用者及訓練員之運動處 方建議用途，並進一步提供使用者健康、安全且有效之運 動方法。 為達到上述目的，本發明提出一瘇生物力學分析系統 與方法，用以估算待測物於運動過程t之關節受力狀況， 該系統係由一慣性資料模組、一感測模組及一計算模組構 成，藉由該慣性資料模組提供該待測物至少一肢段之慣性 資料；藉由該感測模組感測該待測物活動時，或該待測物 於運動過程中操作運動器材時所產生之動作資料以及邊界 受力資料；再藉由該計算模組根據該慣性資料模組所提供 之慣性資料，以及該感測模組所感測之動作資料以及邊界 受力資料，計算該待測物於運動過程中之肢段運動資訊， 並推算出該待測物各肢段之關節内部受力資訊。 為使貴審查委員對於本發明之結構目的和功效有更 進一步之了解與認同，茲配合圖示詳細說明如后。 201118627 【實施方式】 以下將參照隨附之圖式來描述本發明為達成目的所使 用的f術手段=效’而以下圖式所解之實施例僅為輔 助說明與以利貞審查委員瞭解，本案之技術手段並不限 於所列舉圖式。

請參閱第-圖所示，本發明所提供之生物力學分析系 統100第—實施例架構圖，係用以分析-待測物於運動過 程中之關節受力狀況，該生物力學分析系統議包含一慣 性資料模組ίο、一感測模組20以及一計算模組3〇。、 該慣性資料模組10係用以提供該待測物至少一肢段 之慣性資料，其包括一輸入單元丨1、一計測資料庫12以 及-慣性資冊算單元13，該輸人單元U係用以輸入待 測物之幾何資訊，亦即待測物之肢段參數，當待測物為人 體時，該待測物之幾何資訊則為『人體肢段參數』，包含· 不同人種、不同性別、不同年齡統計之身體各肢段形狀

(shape )、身體肢段長度（length )、身體肢段體積 (volume )、身體肢段質量（mass )、身體肢p六产 (density )、身體肢段周長（ciircumference)、身體駐 心位置（centreof mass)、身體肢段轉動慣量又、 、m〇ment of inertia)等幾何物理數據，同理，當待測物為非人 物時，該待測物之幾何資訊則為『動物肢段參數』， _ 不同動物種、不同性別、不同年齡統計之動物身體 3 ^ 形狀、身體肢段長度、身體肢段體積、身體肢段質& 體肢段密度、身體肢段周長、身體肢段質心位置、、身 段轉動慣量等幾何物理數據；該計測資料庫12係用r體肢 以儲存 201118627 不同種類之計測資料，包括不同身高、體重、性別、年齡、 待測物種類以及健康程度狀態之計測資料，例如，當待測 物為人時，該待測物種類為不同人種；該慣性資料估算單 元13係用以根據該輪入單元丨丨之基本生理資料比對該計 測資料庫12之計測資料，以估算該待測物至少一肢段之慣 性資料’且前述該計測資料庫12可擷取並儲存該慣性資料 估算單元所估算出之慣性資料。 該感測模組2〇係用以感測該待測物活動時，或該待測 物於運動過程中操作運動器材時所產生之動作資料以及邊 界受力資料；該感測模組20包括至少一運動學感測元件 21以及至少—運動力學感測元件22,該達動學感測元件 21係設置於待測物上，該運動學感測元件21可為加速度 計、陀螺儀、電子量角器、電子測距儀其中一種或一種以 上之感測元件’該運動學感測元件21可偵測待測物肢體之 動作資料，該動作資料包括位置變化、角度變化、速度變 化或加速度，該運動力學感測元件22係設置於待測物肢體 與所操作之運動器材接觸之部位，該運動力學感測元件22 為璧電材料、荷重元、應變計其中一種或一種以上之感測 =件^運動力學感測元件22係、用以_待測物肢體接觸 如之資料’該邊界受力資料包括力量或壓力；例 置於it 跑步運動時，則將運動學感測元件21設 夏於# /則物之腿關節，將運動力學感測元件2 2执 部位，同理，當待測物操作:踏車:寺:、’ 力學感挪元件22設置於待測物卿底與㈣運動 201118627 之慣性::：杈組3〇係用以根據該慣性資料模組10所提供 界受力以及該感測模組20所感測之動作資料以及邊 t L 計算該制物於㈣過財之肢段運動資 二該待測物各肢段之關節内部受力資訊，該感 力資料傳輸之方式將動作資料以及綱 析軟體31 計算模組30係藉由一分 之關節内部成=。學方程式推算出該待測物各肢段 動時關節以：以;内部受力資訊包括待測物運 運動時之關節活動n y、待測物操作健身器材或於空間 瞭解待測物操作健身'器材測物關節内作用力’用以 T，以及待娜物關節㈣=間，時之關節内受力情 身器材或於空 二用以瞭解待測物操作健 ^針對該計算模組：^算^力r化情形。 以人,邊界受力資料之方法，士主交胡结感測動作 頰腱部踩踏踏板為 閱第二圖所示，其係 :=41，該大所示，該腿部4°包括 =關節川，於該大腿4、H接於人體（圖中未示出） 夏有“亥小褪42之連接處為d，—錢42，該大腿 部43，該小腿421 ’於該小腿42底端 ，§亥卿部43 ^踩43吻處為躁關節 45之—端，該軸體45另44上’該踏板44樞接於 ^轉機等運動器材之主體H端仙係樞接於自行車 》、小腿42肢段==示出)，據此，若已知 板44之旋轉角度，則可將"L已知該軸體45長度與 將上边腿部踩踏踏板之連接關 201118627 =化為如第三圖所示該連桿機構 表第二圖該大腿4卜苐二連桿L2 =私L1代 第三連桿n枝矣楚 則干代表第二圖該小腿42 ’ -連柃L3代表弟二_鋪#， 二圖該體關節4U，該上樞接點H代表第 421，該下樞接點A代表第‘表第一圖該膝關節 c η - , 一圖σ果關即431，該下固定點 C代表第一圖雜體45枢接於運動器材主體之 盆 中，泫下樞接點Α之位置可由該第三連 一 角度推得，同時，就一般人濟晚、、一之長度與旋轉 柩接點κ之活動角度範圍約為14〇n=而二:亡 方^算出該上枢接點κ(亦即膝關節421 一動^運鼻 π可由坐塾與踏轴資料推得，又元為已踏板 曲減度與旋制度推得），故可得涵。其中|麻|已知， 且以已知。故視Α點與Η點已知，求以Α點為圓 半徑之圓與以Η點為圓（闽為半徑之兩圓交點。 將以Α點為圓心之圓〇Α寫為參數式： xa = rs cos θ + yA =rssmO + Av 其中，Ax、Ay為A點之χ'γ軸座標，厂為 代入以Η點為圓心之圓〇Η方程式··

rT

[(4 cos<9 + -4c]2+[(^sinΘ + 乂)— j ]

HK 其中：Hx、Hy為Η點之X、Y軸座標，〇為 2rs{A ~Hx)c〇sΘ + 2rs(Ay - Hy Jsin θ η2^τ~(Αχ-.Ηχγ-(Α^Η) i〇 y 201118627 令其為： acos Θ +bsin Θ =c acos0 +b =c (a +b )cos2 Θ +(-2ac)cos Θ +(c2~b2)=〇 以公式求解此方程式，C〇S0為未知數： cos^ 2ac ± ^4?b2 _ 4(a2 + 2(a2+b2) ^ 其中 a = ^s(A-Hx) b = ^s(Ay-Hy)

c^~rs2 ~{Ax-Hx)2 ~{Ay~H y ,)2 ROM(活動 之 如此得解兩個COS0，將cos0代回原方程e 枢接點K(亦即膝關節421)，再由該樞接點κ工侍解該上 角度範圍’約為140度）限制去除無效解。 為驗證上述演算方法，將比較由推算模型推^ 節運動狀態與專業動作分析套裝系統所測定之關 置，請參閱第四圖所示，其中該虛線曲線u為專 = 析套裝系統（VIC0N)所測定之一身高177公分、體重64二 斤之受試者踩踏室内腳踏車動作膝關節起伏狀態，實線= 線Lb為利用上述本發明推算模型計算得出之結果，二垂直 線S1代表受試者開始踩踏踏板，於該垂直線&前段為受 試者上車動作，由於踏板未動，故模型沒有推導出動作， 於該垂直線S1之後，本發明利用方程式推算得出之膝關節 運動狀態與實際膝關節運動狀態基本上能夠吻合，請參閱 第五圖所示誤差值曲線，至於誤差值之百分比例則如第六 201118627 圖所示，由第六圖可知，本發明利用方程式推算模型確實 可行，且有80%以上之準確度。 其次，再將上述方法所求出之邊界受力資料代入逆向 運動學方程式，即可推算出該待測物各肢段之動作資料以 及關節内部受力資訊，如以下方程式所示：

F/' ,»,Ε·3Χ3 (W X + '〇3Xl ' Mi ffliCi h "rr —f (〇/ X 1/(0/ T — .F/— j Μ，·—1 Ε3χ3 Ο 3X3 其中：

Fi為第i肢段之關節受力；

Mi為第i肢段之關節所受力矩； E3x3為三乘三之單位矩陣； q為i肢段近心端到直心向量； 山為i肢段近心端到遠心端向量； 匕與為Ci、ώ之skew-symmetric矩陣（斜對稱矩陣）； 為第i肢段之慣性矩陣； a.為第i肢段之質心加速度； 為第i肢段之質心角加速度； ωι為第i肢段之質心角速度； Οηχη為η乘η之零矩陣。 綜合上述，可歸納本發明由逆向動力學方程式推導肢 段關節受力之計算流程50如第七圖所示，同時參閱第二圖 12 201118627 所示，其包括： 步驟51 :由感測态感測邊界觉力資料，f。，μ。； 步驟52 :令n=l ; 步驟53 :已知Frw ’ Mm ; Fn-!為該踝關節431之關節受力， Mn-l為該踩關節43 1所受力矩； 質 步驟54 :由邊界受力資料計算速度Vn，f心加速度^ 心角速度ω η ’質心角加速度α n ; 步驟55 :代入逆向運動學方程式； 步驟56 :推得Fn ’ Mn ; Fn為該膝關節421之關節受力， 為膝關卽421所受力矩； 步驟57 :令n=n+卜並回到步驟53，重複步驟53 57。 請參閱第八圖所示，本發明所提供之生物力學分析 實施例架構圖，本實施例係以第—圖該第—實施例 為基礎衍生而出，該生物力學分析系統職包含一慣 料模組10、-感測模組2〇以及一計算模組篇，其作用以 及所能達成之功效與第-圖所示該實施例相同，不再予以 贅速’本實施例之特點在於，該計算模組紐更包括 物力學管理軟體32，用以分析憤性資料、邊界受力資料以 出之關_部受力資訊，以提供制物運動 ’ __議㈣資料包括運動動作姿態建^ = =、、關節抑帶受力大小、待測 雜储’此外，— 60可用以從Λ 及一顯示裝置7〇,該儲存裝置 用續存該計算模組3〇Α所推算出之該關節内部受力 13 201118627 資訊，該顯示裝置70係用以顯示該生物力學分析系統100A 所計算之資料及資訊，包括該慣性資料模組1〇所估算出之 慣性資料、該感測模組20所感測出之動作資料以及邊界受 力資料、以及該分析軟體31推算出之關節内部受力資訊， 可設定該顯示裝置70以圖表、曲線、文字等方式呈現。 請參閱第九圖所示，本發明所提供之生物力學分析系 統第三實施例架構圖，本實施例係以第八圖該第二實施例 為基礎衍生而出，該慣性資料模組100B包含一慣性資料模 組10B、一感測模組20以及一計算模組30B，本實施例之 特點在於，該慣性資料模組10B包括一設定單元14，該設 定單元14係用以根據該慣性資料估算單元13所估算出之 待測物之慣性資料，設定待測物最佳運動條件，亦即待測 物之安全受力範圍，此外，談計算模組30B包括一比對單 元33，該比對單元33係用以將該分析軟體31所推算出之 關節内部受力資訊，與該設定單元14所設定之最佳運動條 件進行比對，若是所推算出之關節内部受力資訊大於最佳 運動條件，代表可能會對待測物關節造成破壞性影響，此 時，可對待測物提出警告，例如可透過該顯示裝置70以聲 光方式產生警示畫面或聲響，或可強制運動器材停止運轉。 綜上所述，本發明所提供之一種生物力學分析系統與 方法，利用内建或外部裝置之感測器，感測待測物於操作 器材運動時之動作資料以及邊界受力資料，藉由演算方式 計算並分析出待測物關節内之受力資訊，其受力資訊可以 作為監控使用者或作為使用者及訓練員之運動處方建議用 途，並進一步提供使用者健康、安全且有效之運動方法， 14 201118627 ^應^於傳雜身11㈣升,¾上，透過裝置之感測器獲取 =者之生物動作資料以及邊界受力資料，使目前市面上 =關之生物力學分析設備產品，增添具備人體關節内力 子/刀析之功能’本發明適用之產業範 ffi'^'J : (1) 健身器材產業：本菸田 目前市面上使用之健身器^取直接可應用之產品為提供 能的選擇，㈣純能由健:項可以分析人體生物力學功 運動建議，現發材㈣之固定運動模式做 式，可增加健身器材本身固人身體狀況5周整之運動模 健身教練-個易於瞭解之=能並可提供使用者以及 (2) 健康管理產業 ^ 學分析資訊，一來可 所偵測以及運算得知之個人力 壞，另外亦可㈣存或^建立之資料庫得知個人程度好 况紀錄’中長期監控個人身】::料，作為個人的身體狀 (3) 醫療器材產鞏：n 可以應用裝置在既有用此發明建立—套分析模組， 材及復健用《具，提供上，如^床復健運動器 作資料以及邊衣、a二 者操作復健器材與輔具時之動 能。邊界冗力貧料並予以回饋，提升產品之 (4) 娱樂休閒產 邊界受力資料，可以輔得知之人體動作資料以及 提供具有人體邊界=it、網_影财電子設備， 戲，可以增加使 广;斗為輸出/入訊號來源之電子 惟以上所述者，僅夕為運本動：練及娱樂性質的遊戲方式。 僅為本發明之實施例而已，當不能以 201118627 之限定本發明所實施之範圍。即大凡依本發明申請專利範 圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬於本發明專利涵蓋之 範圍内，謹請貴審查委員明鑑，並析惠准，是所至禱。 16 201118627 【圓式簡單說明】 ，一圖係本發明系統第一實施例架構圖。 第一圖係腿部踩踏踏板之結構示意圖: • 第三圖係簡結構之連桿機構圖。。 • 第四圖係本發明利用方程式推算得出夕胁 態與實際膝關節運動狀態曲線比較圖。膝關節運動狀 第五圖係本發明利用方程式推算得 態與實際膝_勒狀態誤差值圖。 膝關節運動狀 齡第六圖係本發㈣时程式推算得出 態與實際膝關節運動狀態誤差值百分比圖。、郎運動狀 第七圖係本發明計算流程圖。 第八圖係本發明系統第二實施例架構圖。 第九圖係本發明系統第三實施例架構圖。 【主要元件符號說明】 100、100A、100B-生物力學分析系統 > 10、10B-慣性資料模組 U-輸入旱元 12- 計測資料庫 13- 慣性資料估算單元 14- 設定單元 20- 感測模組 21- 運動學感測元件 22- 運動力學感測元件 17 201118627 30、30A、30B-計算模組 31- 分析軟體 32- 生物力學管理軟體 33- 比對單元 40- 腿部 41- 大腿 411-髖關節 42- 小腿 42卜膝關節 43- 腳部 431_踩關節 44- 踏板 45- 軸體 451 -轴體另一端 A-下樞接點 C-下固定點

Fn-膝關節之關節受力

Fn-1-踝關節之關節受力 H-上固定點 K-上樞接點

La、Lb-曲線 L1-第一連桿 L2第二連桿 18 201118627 L3-第三連桿 Μη-膝關節所受力矩 Μη-1 _踩關節所受力矩 ' S卜垂直線 • 50-本發明由逆向動力學方程式推導肢段關節受力之 計算流程 51〜57-步驟 60-儲存裝置 70-顯示裝置 19

Claims (1)

1. 201118627 七、申請專利範圍： 1.-種生物力學分m用以估算待測物於運動過程中 之關節受力狀況’該系統包含： 一慣性資料mx提供該待測物至少—肢段之慣性 資料； -感測模組’用以感測該待測物活動時，或該待測物於 運動過程中操作運動器材時所產生之動作資料 受力資料；以及 介 Γ計算模組’、心_簡性資_組所提供之慣性資 料’以及該制模組所感測之動作資料以及邊界受力 婦義於钱過射讀段運動資訊，並推 π出该待測物各肢段之關節内部受力資m。 請糊制第丨销収生物力學分㈣統， 該f貝性資料模組包括： 〆、 輸入單元，用以輸入待測物之基本生理資料； 十測 > 料庫，用以儲存不同種類之計測資料； 資算單元，用以根據該輸入單元之基本生理 慣計測資料库之計測資料，以怙算該待測物之 專利範圍第2項所述之生物力學分析系統，其令 ^土生理資料包括身高、體重、性別、年齡。 圍第2項所述之生物力學分析系統， 料庫可揭取並儲存該慣性資料估算：管 出之該待測物之慣性資料。 怙开 如申明專利範圍第〗項所述之生物力學分析系統，其中 20 201118627 該感測模組包括： 學感測元件，係設置於待測物上，用以_ 該待測物肢體之動作資料；以及 1貝別 :少—運動力學感測元件’係設 作之運動器材接觸之邱办^ 所拣 之邊界受力資料。用以偵測待測物肢體接觸端 範圍第5項所述之生物力學分析系統，其中 =運動子感測7G件為加速度計、 7::測距儀其中-種或-種以上之感測j 利範圍第5項所述之生物力學分析系統，其中 二，動力學感測元件為壓電材料、荷重元、應變計其中 種或一種以上之感測元件。 8·=請專利範圍第i項所述之生物力學分析系統，其中 =作資料為位置變化、角度變化、速度變化或加速度。 月專利範圍第1項所述之生物力學分析系統，其中 5亥邊界受力資料為力量或壓力。 10談如/^相制第1項所述之生物力學分㈣、統，其中 模組包括一分析軟體，藉由該分析軟體利用逆向 學方程式推算出該待測物各肢段之關節内部受力 訊° ^申》睛專利範圍第1項所述之生物力學分析系統，其中 =;冲算杈紐更包括一生物力學管理軟體，用以分析慣性 資料、動作資料以及邊界受力資料以及所推算出之關節 内杳|5為 » 12 σ又力貧訊，以提供待測物運動建議管理資料。 •如申請專利範圍第11項所述之生物力學分析系統，其 21 201118627 =該運動建議管理資料包括運動動作姿態建議、肌肉出 2二：：及㈣受力大小'待測物軟組織狀態優劣 私度及篁化待測物肌肉適能表現。 13·如申^專利㈣帛丨丨摘叙生物力學分㈣統，其 裝置’用以顯示該慣性資料、動作資料以 力㈣、關㈣部受力資訊以及該運動建議管 14：^申請專利範圍第1項所述之生物力學分析系統，其中 該關卽内部受力資訊包括： 度’以瞭解待測物操作健身器材 或於二間運動時之關節活動範圍； ==内作用力，以瞭解待測物操作健身器材或於 广間運動時之關節内受力情形；以及 作用力矩’以瞭解待測物操作健身器材或 於二間運動時之關節内力矩變化情形。 15'^Γ ItT®"1 ^ ^ 節内部受力n Μ料該計組所推算出之該關 項所述之生物力學分析线，其中 性資料一：且匕括一设定單元，用以根據待測物之慣 性貝枓s又疋待測物最佳運動條件。 17：^：?彳範㈣1項所叙生物力學分析⑽，其中 受力包括一比對單元’用以將推算出之關節内部 貝汛與該待測物最佳運動條件進行比對。 •如申請專利範圍第！項所述之生物力學分析系統，1中 22 201118627 吕亥感測模組係以有綠忐么治 ^ h 、、/ ‘，，、線之方式將動作資料以及邊界 叉力貝枓傳輸至該計算模組。 逐介 19之一關種生Λ力學分析方nx料制物於勒過程中 之關節受力狀況，其包含： 嘴切、枉甲 t 一難資_組提供該相物至少—肢段之慣性資 藉由 動、晶職組感測該待測物活動時，或該待測物於運

   2中材_產生之祕 力貢料；以及 咬彳丨又 2 4讀組根據該慣性f料模組所提供 :’以及該感測模組所感測之動作資料以及邊界受力； 算出;=:物於運動過程中之肢段運動資訊，並推 异出Θ相物各肢段之g節内部受力資訊。 如申响專利範圍第19項所述之生物力學分析方法，直 中該慣性資料模組包括： 輸入單元用以輸入待測物之基本生理資料； 。十測資料庫，用以儲存不同種類之計測資料； ^貫性資料估算單元，Μ根據該輸人單元之基本生理 :料比對該計測資料庫之計測資料，以估算 慣性資料。 21·如申請專利範圍第2〇項所述之生物力學分析方法，其 令該基本生理資料包括身高、體重、性別、年齡。八 22·如申請專利範圍第18項所述之生物力學分析^法，其 :該計測資料庫可擷取並儲存該慣性資料估算單元所估 昇出之該待測物之慣性資料。 23 201118627 23.如申請專利範圍第19項所述之生物力學 中3亥感測模組包括： 法其 運動學感測元件，係設置於待測物上，用以伯、則 待測物肢體之動作資料.以及 用以偵測 ==測轉，係設置於待測物肢體與所操 之邊界受;…以娜測物肢體接觸端 24.如申請專利範圍第以項所述之生物力 電: = 元件為加速度計、陀螺儀、電子量角器二 儀其中一種或一種以上之感測元件。 中該運1 專七利祀圍第23項所述之生物力學分析方法，A 中感測元件為壓電材料、荷重元、應變計其 種或種以上之感測元件。 26·中19韻狀_學分析方法，其 P動作㈣為位置變化、角度㈣、速度變化或加速 27·中如Ί專利範㈣19項所狀生物力學分析方法，其 中垓邊界受力資料為力量或壓力。 28·中如Λ請專利範圍第19項所述之生物力學分析方法，其 遠計算模組包括一分析軟體，藉由該分析軟體利用逆 二運動學方程式推算出該待測物各肢段之關節内部受力 貢訊。 29·如申請專利範圍第19項所述之生物力學分析方法其 計算模組更包括一生物力學管理軟體，用以分析慣 ,貧料、動作資料以及邊界受力資料以及所推算出之關 24 201118627 即内部受力資訊，以提供待測物運動建議管理 •中今運圍第2 9項所述之生物力學分析方法，苴 力：資料包括運動動作姿態建議、肌肉出、 ϋ旦郎及㈣受力大小、待測物軟組織狀態優劣 又及里化待測物肌肉適能表現。 29項所狀生物力學分析方法，其 及/不|置’用以顯讀慣性資料、動作資料以 力資料、關節内部受力資一運動= ===述之生物力學分析方法，其 解待__ :=Γ作用力，以瞭解待測物操作健身器材或於 广間運動時之關節内受力情形；以及 何狀 作用力矩’以瞭解待測物操 於工間運動時之關節内力矩變化情形。 飞 33更如包申請第19項所述之生物力學分析方法，其 關節内部受力用以儲存該計算模組所推算出之該 第19销敎生物力學分析方法，里 Tf貝性貧料模组包括一马仝留- 慣性資料設料測物最佳運動條;v據待測物之 第19項所述之生物力學分析方法，其 組包括一比對單元’用以將推算出之關節内 201118627 部x力資訊與該待測物最佳運動條件進行比對。 36. 如申請專利範圍第35項所述之生物力學分析方法1 行比對之結果，若是所推算出之關節； 於最佳運動條件’則提出警告或強制運動 37. 中如二請二利V9項所述之生物力學分析方法，* 界受靖之方式將動作資料以及邊 26