OpenSim Lab V 1.10 By 选择无言

要在 .osim (OpenSim 4.0+) 文件中添加新骨骼，请在 <BodySet> 标签内添加：

<!-- 放入 <BodySet><objects> 内;示例:附着在大腿上的外骨骼绑带(质量单位 kg,长度 m) -->
<Body name="exo_cuff">
    <!-- 质量与质心(相对本节段坐标系) -->
    <mass>0.5</mass>
    <mass_center>0 -0.05 0</mass_center>
    <!-- 惯性矩 [Ixx Iyy Izz Ixy Ixz Iyz] (kg·m²),关于质心 -->
    <inertia>0.001 0.0005 0.001 0 0 0</inertia>
    <attached_geometry>
        <Mesh name="exo_cuff_geom">
            <socket_frame>..</socket_frame>
            <scale_factors>1 1 1</scale_factors>
            <Appearance>
                <opacity>1</opacity>
                <color>0.2 0.7 0.5</color>
            </Appearance>
            <!-- 网格文件放在模型的 Geometry 目录;找不到时仅提示,不影响计算 -->
            <mesh_file>exo_cuff.stl</mesh_file>
        </Mesh>
    </attached_geometry>
</Body>

注意： 添加 Body 后，必须同时添加一个 Joint 将其连接到父物体(示例见下方关节教程,两段可直接配合使用)。

OpenSim 4.x 关节连接的是 Frame (坐标系) 而非直接连接 Body。请在 <JointSet> 中添加：

<!-- 放入 <JointSet><objects> 内。每个新 Body 必须恰好作为一个关节的子节段 -->
<PinJoint name="exo_cuff_joint">
    <!-- 1. 指向本关节 <frames> 中定义的偏移坐标系名称 -->
    <socket_parent_frame>femur_r_cuff_offset</socket_parent_frame>
    <socket_child_frame>exo_cuff_offset</socket_child_frame>
    <!-- 2. PinJoint 恰好 1 个坐标(绕关节坐标系 Z 轴旋转);
         BallJoint 3 个、UniversalJoint 2 个、WeldJoint 0 个;坐标名在全模型中必须唯一 -->
    <coordinates>
        <Coordinate name="exo_cuff_angle">
            <default_value>0</default_value>
            <range>-0.5 0.5</range>
            <clamped>true</clamped>
            <locked>false</locked>
        </Coordinate>
    </coordinates>
    <!-- 3. 偏移坐标系:socket_parent 用绝对路径 /bodyset/节段名 -->
    <frames>
        <PhysicalOffsetFrame name="femur_r_cuff_offset">
            <socket_parent>/bodyset/femur_r</socket_parent>
            <translation>0 -0.2 0.05</translation>
            <orientation>0 0 0</orientation>
        </PhysicalOffsetFrame>
        <PhysicalOffsetFrame name="exo_cuff_offset">
            <socket_parent>/bodyset/exo_cuff</socket_parent>
            <translation>0 0 0</translation>
            <orientation>0 0 0</orientation>
        </PhysicalOffsetFrame>
    </frames>
    <!-- 只有 CustomJoint 才有 <SpatialTransform>;PinJoint 等不能包含它 -->
</PinJoint>

肌肉属于 <ForceSet>。注意路径点需指定 socket_parent_frame。

<!-- 放入 <ForceSet><objects> 内;参数取 OpenSim Thelen2003Muscle 默认值,与下方参数指南一致 -->
<Thelen2003Muscle name="new_muscle">
    <appliesForce>true</appliesForce>
    <max_isometric_force>1000</max_isometric_force>       <!-- N -->
    <optimal_fiber_length>0.1</optimal_fiber_length>      <!-- m -->
    <tendon_slack_length>0.2</tendon_slack_length>        <!-- m -->
    <pennation_angle_at_optimal>0</pennation_angle_at_optimal> <!-- rad -->
    <max_contraction_velocity>10</max_contraction_velocity> <!-- 最佳纤维长度/秒 -->
    <activation_time_constant>0.015</activation_time_constant>
    <deactivation_time_constant>0.05</deactivation_time_constant>
    <FmaxTendonStrain>0.04</FmaxTendonStrain>
    <FmaxMuscleStrain>0.6</FmaxMuscleStrain>
    <KshapeActive>0.45</KshapeActive>
    <KshapePassive>5</KshapePassive>
    <Af>0.25</Af>
    <Flen>1.4</Flen>
    <GeometryPath name="path">
        <PathPointSet>
            <objects>
                <PathPoint name="new_muscle-P1">
                    <socket_parent_frame>/bodyset/pelvis</socket_parent_frame>
                    <location>-0.05 -0.05 0.08</location>
                </PathPoint>
                <PathPoint name="new_muscle-P2">
                    <socket_parent_frame>/bodyset/femur_r</socket_parent_frame>
                    <location>0.02 -0.2 0.03</location>
                </PathPoint>
            </objects>
        </PathPointSet>
        <!-- 可选:绕行包裹体(WrapObject 须已定义在某个 Body 的 WrapObjectSet 中)
        <PathWrapSet><objects>
            <PathWrap name="new_muscle-wrap"><wrap_object>WrapName</wrap_object></PathWrap>
        </objects></PathWrapSet> -->
        <Appearance>
            <color>0.8 0.1 0.1</color>
        </Appearance>
    </GeometryPath>
</Thelen2003Muscle>