Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-06Bitstream added on 2014-06-13T20:00:59Z : No. of bitstreams: 1 santiago_prp_dr_rcla.pdf: 2163510 bytes, checksum: 5a3d88f241b63eecc316abda948bc85a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Algumas abordagens matemáticas são utilizadas para descrever o componente rotacional das articulações durante o movimento humano, como por exemplo, as matrizes de rotação do tipo 3x3, ângulos de Euler e Cardan, os eixos helicais e os quatérnions, sendo este último o menos difundido na biomecânica. O presente estudo teve como objetivo apresentar e aplicar o método dos quatérnions como ferramenta biomecânica para a análise de rotação em movimentos esportivos. Para isso, o trabalho foi subdivido em três capítulos. No primeiro, são apresentadas e discutidas as definições e propriedades básicas dos quatérnions e também os cálculos matemáticos para as conversões entre três métodos utilizados para descrever rotações no espaço tridimensional (matriz de rotação, ângulos de Euler e quatérnions). No segundo, são apresentados os procedimentos para o cálculo dos quatérnions e dos ângulos de Euler através de variáveis cinemáticas. No terceiro, foram apresentadas três aplicações dos quatérnions. A primeira trata-se de um estudo no qual a representação dos quatérnions foi empregada com a finalidade de descrever e analisar as rotações ocorridas no joelho durante a aterrissagem unipodal (single leg drop landing); na segunda os quatérnions e os ângulos de Euler foram utilizados para representar os movimentos de rotação que ocorrem na articulação do tornozelo do membro de apoio durante o chute no futebol; e na terceira foram realizadas simulações para o estudo dos quatérnions. Conclui-se que a representação do movimento de rotação das articulações de humanos através dos quatérnions é uma abordagem nova e alternativa, pois possibilita representar o eixo instantâneo de rotação com cálculos matemáticos mais simples quando comparado com outras representações. Este é um tópico relevante uma vez que os movimentos humanos são gerados por... / Mathematical approaches have been utilized to describe joint rotational components during human movement, such as the rotational matrices, Euler angles, Cardan angles, helical axis, and quaternions, in which the last one is the least employed in biomechanics. The objective of the present study was to present and apply the quaternions method as a biomechanical tool to analyze rotation in sport movements. Thus, the thesis was divided into three chapters. In the first chapter, the basic quaternion definitions and properties are presented and discussed, along with the mathematical calculations for the conversion among the three most used methods to describe rotations in three-dimensional space (rotational matrices, Euler angles, and quaternions). In the second chapter, the procedures to calculate the quaternions and Euler angles are presented by means of kinematic variables. The third chapter submitted three applications of quaternions. The first the quaternions were used to describe the rotational movement of the human knee joint during a landing task; the second the quaternions and Euler angle were used to describe the rotational movement of the ankle joint of the foot of support during a soccer kick; In the third application opted-to implement simulations of movements for the study of quaternions. It was conclude that the representation of rotational movements observed in human joints by means of the quaternions is an interesting alternative because it is possible to represent the joint rotational axis with fairly simple mathematical calculations when compared to other forms of representation. The quaternions provide a more adequate representation system to operate rotations without constraints. This is a relevant topic once movements are product of internal and external forces that result in rotations through axis (quaternions), which naturally occurs repeatedly in human joints.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-05-09Bitstream added on 2014-06-13T19:49:11Z : No. of bitstreams: 1 barbieri_fa_me_rcla.pdf: 2262727 bytes, checksum: 09a4c61c625a0d2da558ac1e8cb96947 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O futsal tem sido estudado sob o enfoque de diversos temas e olhares. Neste trabalho o futsal foi analisado através da perspectiva da Biomecânica. O objetivo do estudo foi descrever o chute executado com o membro dominante e com o membro não dominante realizado com a bola parada e em deslocamento no futsal. Participaram dez jogadores da equipe de futsal adulta da UNESP Campus Rio Claro, os quais realizaram dez chutes com a bola em deslocamento e dez chutes com a bola parada, sendo cinco chutes com cada membro para cada situação. Os chutes foram realizados com o dorso do pé, procurando empregar velocidade máxima a bola e objetivando acertá-la em um alvo de 1m2 colocado no centro do gol. Os movimentos foram filmados por sete câmeras posicionadas de modo que enfocassem os marcadores passivos colocados em ambos os membros inferiores dos participantes. As imagens destes chutes foram transferidas para o computador e trabalhadas no software DVIDEOW, sendo realizado os processos de desentrelaçamento, sincronização, medição e reconstrução 3D. Após isso, ocorreu a suavização das através função LOESS e através do método de Euler foram calculados os ângulos de rotação das articulações. Para isso, foi definida uma base ortonormal associada a cada segmento corporal através dos versores i, j e k. A velocidade angular foi calculada através da derivada dos ângulos em função do tempo para cada articulação. Para o desempenho foram avaliados os acertos e erros do alvo. Para a velocidade da bola e velocidade do pé do membro de chute foi realizada, em função do tempo, uma regressão linear de primeiro grau para os eixos X e Y e uma regressão linear do segundo grau para o eixo Z, sendo a xiii velocidade média da bola e do pé calculada a partir da distância percorrida dividida pelo tempo de percurso... / The futsal has been studied under the focus of several themes. This work analyzed the futsal in the Biomechanics perspective. The aim of this study was to describe the kick with the dominant and non-dominant limb performed with the stationary and in displacement ball in futsal. Ten players participated of the UNESP - Campus Rio Claro futsal adult team. They performed ten kicks with the ball in displacement and ten kicks with the stationary ball (five kicks with each limb for each situation). The kicks performed were the maximal instep kicks and should hit a 1 x 1 m target positioned in the goal centre. The movements were recorded by six cameras with focus in the passive markers placed in the participants inferior limbs. The kicking images were transferred to the computer and worked in the DVIDEOW software. The extracted files of this software were smoothed through the LOESS function and joints rotation angles were calculated by the Euler method. For that, it was defined the ortonormal base associated to each corporal segment through i, j and k versores. The angular speed was calculated through angles derived for the time and for each joint. The kicks performance was analyzed through the observation of the success or failure of hitting in the target. For the ball and kick limb foot speed were carried through, in function of the time, a linear regression of first degree for X and Y axles and a linear regression of second degree for Z axle. Then, the average ball and foot speed was calculated from the covered distance divided for the time for the data parameterized in each kick. The results for the angular kinematic standard and angular speed showed significant differences among dominant and not dominant kick and support limb. For the kick type small differences was 126 detected mainly at the moment of contact with the ball...(Complete abstract click eletronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-11-09Bitstream added on 2014-06-13T18:49:52Z : No. of bitstreams: 1 limajunior_rs_me_rcla.pdf: 1681647 bytes, checksum: e5724b752b17214a18d35dc5a4d3e0ed (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / As situações de cobranças de pênalti no futebol vêm se tornando um fator decisivo no resultado de muitos jogos e competições. Considerando que o número de cobranças de pênalti desperdiçadas em jogos oficiais seja de 25 a 33% das cobranças de pênalti realizadas e o aumento do número de cobranças de pênalti em jogos oficiais, torna-se evidente a necessidade de novas investigações que possam melhorar o aproveitamento do cobrador, com chutes mais precisos e eficientes sendo convertidos em gol. Portanto, o objetivo deste trabalho foi identificar, em cobranças de pênalti, os ângulos da articulação do tornozelo do membro de suporte, durante o posicionamento do pé de apoio, a distância entre o pé de apoio e a bola, a velocidade de saída da bola com chutes convertidos em gol ou desperdiçados. Para o cálculo dos ângulos utilizaramse os ângulos de Euler. Foi utilizado um sistema de bases locais para perna e pé do membro de suporte, construídas a partir da fixação de marcadores passivos em seis proeminências ósseas de interesse. O estudo contou com dez jogadores e um goleiro, todos integrantes da equipe de futebol de campo da categoria adulta da Universidade Estadual Paulista – Campus Rio Claro. Cada um dos jogadores realizou uma série de dez cobranças de pênalti. Entretanto, para análise das variáveis de interesse foram utilizadas apenas sete cobranças de cada participante em função da oclusão de marcadores. O evento analisado consistiu no posicionamento do pé de apoio do membro de suporte, dado pelo toque do calcanhar até o último contato do mesmo com o solo, durante as cobranças pênalti. As imagens foram registradas por quatro câmeras digitais para visualização dos marcadores passivos na perna e no pé dos participantes. Uma quinta câmera foi posicionada fora da grande área do goleiro com a finalidade de visualizar o gol para identificação de cobranças convertidas em gol ou desperdiçadas... / The soccer penalty kick has become a decisive factor in the result of many games and competitions. Considering that the number of penalty kicks wasted in official games is from 25 to 33% of the accomplished penalty kicks and the increase of the number of penalty kicks in official games, becomes evident the need of new investigations that can improve the kickers performance, with more necessary and efficient kicks being converted in goal. Therefore, the aim of this work was to identify, in penalty kicks, the joint angles of the ankle of the support member, during the positioning of the support foot, the distance between the support foot and the ball, the speed of exit of the ball with kicks converted in goal or wasted. The angles were calculated by the Euler angles. It was used a local bases system for the leg and foot of the support member, built starting from the fixation of passive markers in six bone prominences of interest. The study was composed by ten soccer players and one goalkeeper, all members of the adult soccer team of São Paulo State University – Rio Claro Campus. Each one of the players accomplished a series of ten penalty kicks. However, for analysis of the variables of interest only seven kicks of each participant were used in function of the occlusion of markers. The analyzed event consisted of the positioning of the support foot of the support member, given by the touch of the heel to the last contact to the ground, during the penalties kicks. The images were filmed by four digital cameras focusing the passive markers placed on the leg and foot of the participants. A fifty camera was placed out of goalkeeper’s great area with the purpose of focus from goal area, the identification of the kicks converted in goal or wasted. Further on, the cameras images were transferred to a computer and the cartesian coordinates of the passive markers were obtained through DVIDEOW software. It was identified an amplitude of 21.5° for ...

Submitted by Viviane Lima da Cunha (viviane@biblioteca.ufpb.br) on 2015-05-19T14:20:06Z No. of bitstreams: 2 arquivototal.pdf: 9893623 bytes, checksum: 211bb6b2f2a20721abf5b2948352c518 (MD5) license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Suzana Diniz (msuzanad@hotmail.com) on 2015-05-19T14:27:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 arquivototal.pdf: 9893623 bytes, checksum: 211bb6b2f2a20721abf5b2948352c518 (MD5) license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-19T14:27:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivototal.pdf: 9893623 bytes, checksum: 211bb6b2f2a20721abf5b2948352c518 (MD5) license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) Previous issue date: 2013-08-14 / Abstract: In this work we study some geometric transformations in the plane and the space. Initially, we present some special types of transformations in the plane and find the matrix of each of these transformations. In the second part we discourse the transformations in the space, emphasizing the rotations. We will use the angles of Euler to determine a rotation in the space around the Cartesian axes and define an equation which allows to rotate a vector around any axis. We also discuss the homogeneous spaces aiming the matrix representation of transformations of translation. Finally, we use the structure of the quaternions group to present a second form to rotation vectors and composition of rotations in the space. We emphasize that this study is essential to describe the motion of objects in the plane and in the space. / Neste trabalho estudamos algumas das transformações geométricas no Plano e no Espaço. Inicialmente, apresentamos alguns tipos de transformações especiais no Plano e encontramos a matriz de cada uma destas transformações. Na segunda parte abordamos as transformações no Espaço, dando ênfase as rotações. Utilizamos os ângulos de Euler para determinar uma rotação no espaço em torno dos eixos cartesianos e definimos uma equação que permite rotacionar um vetores em torno de um eixo qualquer. Também abordamos os espaços homogêneos objetivando a representa ção matricial da transformação de translação. Por último, usamos a estrutura do grupo dos Quatérnios para apresentar uma segunda forma de fazer rotações de vetores e composição de rotações no espaço. Ressaltamos que este estudo é fundamental para descrever o movimento de objetos no plano e no espaço.