本文目標

OpenSim自帶的人體模型只有骨骼、肌肉和關節，如果需要研究人體與其他物體的相互作用（比如說人提起一個重物時胳膊各肌肉的受力分析），就需要在原模型中添加實體模型（該模型需在三維CAD軟件中建好）。本文就以人提水桶為例，介紹如何在一個上肢模型中添加一個水桶。

步驟

1、導入人體模型。打開OpenSim 4.0，在File->Open Models…中選擇Models\Arm26\arm26.osim，導入人體上肢肌骨模型，如下圖。

2、用xml編輯器（如Notepad++）打開arm26.osim（該文件一般在我的文檔\OpenSim\4.0\Models\Arm26下），瀏覽該文件，可以發現主要包含BodySet, ConstraintSet, ForceSet, MarkerSet, ContactGeometrySet, ControllerSet, ProbeSet, 和ComponentSet這八塊內容，如下圖。

在BodySet模塊中，可以發現在objects標簽下有ground, r_humerus和 r_ulna_radius_hand三個Body條目，表示組成現有模型的三塊部分（上半身、大臂、小臂）。
將文件復制、重命名為arm26_with_bucket.osim，在新的文件中進行編輯，以免破壞原文件。
添加一個新的Body條目，命名為bucket，如下圖

3、在bucket標簽中添加水桶質量、質心、轉動慣量等屬性(mass, mass_center, inertia_xx, inertia_yy, inertia_zz, interia_xy, inertia_xz, inertia_yz)，如下圖

4、添加連接信息。在bucket里面添加Joint標簽，定義PinJoint，其中location_in_parent 和 orientation_in_parent定義了連接點在母體上的位置，location 和 orientation定義了連接點在子體上的位置，具體看下圖

5、定義廣義坐標。在PinPoint標簽里添加Coordinate標簽，設置關節類型、默認值、默認速度、運動范圍等屬性，如下圖

6、設置幾何屬性。在Joint標簽下面添加VisibleObject標簽，里面包括定義模型幾何參數的GeometrySet，其中水桶的模型文件bucket.vtp（也可以是其他格式的文件）放在geometry_file標簽下，如圖所示

7、保存文件，在GUI中打開arm26_with_bucket.osim，即可看到添加了水桶的人體模型。

總結

至此，我們演示了如何將一個現有的三維CAD實體模型嵌入到OpenSim的人體肌骨模型中，這在一些人機工程學的研究中十分有用。事實上，除了對.osim文件進行編輯，我們還可以直接在OpenSim軟件GUI中直接對物體的參數進行設置。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的OpenSim教程四——在人体肌骨模型中添加三维模型的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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