递增负重下人体膝关节控制肌群肌电变化特征的个案研究

为研究不同负重对膝关节主要控制肌群产生的影响,本文运用表面肌电测试仪,对1名体育专业大学生进行了递增负荷的蹲起测试并对测得的表面肌电信号进行AEMG分析,结果显示：负重蹲起时随着负荷量的增加各肌肉平均肌电有逐步增大的趋势;无论在下蹲过程还是在起立过程中股四头肌均起主要作用,且当负重达到75％ RM及以上时股四头肌肌电信号的增长尤为明显;负重蹲起是锻炼股四头肌最有效的手段之一.     

驱动人体下肢运动的脑肌电相干同步方法

针对驱动下肢运动中脑肌电信息不同步现象导致的脑肌电融合识别稳定性差等问题,提出一种结合多元自回归(mvAR)模型及最大化相干性法则的驱动下肢运动脑肌电相干性分析及信息同步化方法。首先根据驱动下肢运动中神经冲动传导机制及运动控制原理,进行驱动下肢运动脑肌电产生原理及信息不同步现象分析;其次,引入多元自回归模型,以下肢稳态力输出状态下的多次实验多通道脑肌电作为模型输入,迭代得到基于高维模型拟合的脑肌电时频相干性结果;再次,确定显著相干频率及时刻,并利用最大化相干性法则将脑肌电时延量化,实现脑肌电同步;最后,搭建下肢稳态力输出脑肌电同步采集和下肢运动意图识别实验平台并进行方法验证。实验结果表明,在下肢稳态力输出过程中,脑肌电相干性在beta频段呈现显著相干,各受试者左右腿脑肌电时延分布于10～40 ms之间,其中左腿平均时延为(23.3±11.4) ms,右腿平均时延为(19.8±4.8) ms,使用抵消时延后的脑肌电融合识别下肢运动意图准确率有部分提升,可有效同步脑肌电中的驱动下肢运动信息,同时提升脑肌电融合识别稳定性。     

四足变结构机器人的运动学分析

对一种新型的四足变结构机器人进行了运动学分析.首先建模分析了单条腿的运动速度;然后综合考虑机器人车身本体的运动和变形以及四条腿的运动状态,对机器人整体进行了运动学分析,提出并建立了机器人的全局速度方程;最后将全局速度方程应用到机器人的速度分解控制中,使该控制方法的应用领域从串联机器人扩展到多足移动(串并混联)机器人,并以变结构四足机器人的车身原地收缩运动为例,验证了这种方法的可行性.     

刚体平动时的运动学特征和动力学特征

本文从实例出发，对刚体的平动运动进行了分析，讨论，由此得出的结论是：从运动学角度看，作平动运动的任一刚体都可简化为一个质点但是在一般情况下，根据它的动力学特征，刚体不能简化为质点。     

步行中下肢关节动力学以及表面肌电的研究综述

步行是我们日常生活中最为普遍的运动,要想深入地了解这项运动,必须对行走过程中控制人体运动的关节力矩进行分析。单纯的运动学或动力学研究不能准确揭示出人体步态所蕴藏的生命信息,因此,从关节动力学角度结合表面肌电研究人体步态已成为当前研究的热点。通过多环节运动的动力学方法可对下肢关节动力学指标进行分析与探讨。目的：综述人体运动中下肢关节力矩、关节功率等关节动力学参数变化,以及肌电相关指标的变化。方法：检索PubMed和中国知网数据库中有关步行时下肢关节动力学的文章。英文检索词为Joint kinetics;Walking;sEMG,中文检索词为“关节动力学;步行;表面肌电。”结果与结论：目前对于人体步行中下肢关节动力学的研究：在研究指标上,单一指标的研究较多,多指标的综合研究不足。在研究对象上,针对青年人群和步行障碍患者的研究比较多,对老年人和儿童的相关报到较少。在研究内容上,针对背部负重行走的步态研究居多,对负重损伤的力学机制研究较少,在研究结果上,一些结论之间相互矛盾,负重影响人体步态的确切机制仍然模糊不清。     

篮球拉转动作的人体运动学分析

对篮球拉转动作按照人体运动学分析法，提出了在该动作的开始姿势、拉转运球阶段和运球结束阶段人体各环节的相对位置，并对拉转运球阶段和运球结束阶段引起人体各环节运动的原动肌进行科学分析．使学习与运用该动作技术提供了可靠的理论依据．     

对武术套路中仰身平衡和燕式平衡的生理学即运动学研究

笔者运用 Ariel 动作解析系统、KISTLER 三维测力台、NORAXON 表面肌电测试系统分别对武术套路中的仰身平衡和燕式平衡两个典型的平衡动作进行了运动学、生物力学和生理学分析,发现：1）A 组 COP 在 AP、ML 方向上的最大动摇径、平均速度、动摇轨迹总长度和动摇轨迹包络面积均小 B 组（P ＜0．01）;2）两组运动员完成平衡动作时,肌电百分比值存在显著差异（P ＜0．05）;3）A 组平衡动作摆动腿 Y轴方向上速度变化显著,B 组在完成平衡动作时,摆动腿、在 X、Z 轴方向上的分速度变化变化显著．结论：1）仰身平衡动作,需摆动腿积极前伸,燕式平衡需小腿的主动的向后蹬伸;2）身体重心前后左右晃动幅度、轨迹长度、晃动面积能准确地反映武术套路运动员平衡稳定性,而且单位面积的轨迹长度,也能显示平衡稳定性,因此这两指标可以作为武术套路运动员的评价和选材的参考指标;3）这两个平衡动作,不仅需要训练腰、腹和背部大肌肉群的力量,还要有所侧重地加强支撑腿半腱肌、胫骨前肌和摆动腿的股直肌的力量训练．     

我校800m跑运动员依明江的途中跑技术、运动学特征研究

文章利用高速录像拍摄法对参加2005年全国大学生锦标赛男子800米运动员依明江途中跑的运动学特征进行分析,得出支撑腿后蹬角度过大和支撑时间过长是依明江步长存在差距的主要原因.     

人体下肢行走关节连续运动表面肌电解码方法

为实现人体下肢步态动作的连续识别,提出了一种利用表面肌电信号进行下肢关节运动角度连续解码的方法。首先利用光学运动捕捉实现下肢关节运动角度的计算,然后采集下肢运动相关主力肌肉的表面肌电信号并提取其活动强度信息;在此基础上,基于受限玻尔兹曼机构建深度自动编码器(DAE),实现多路表面肌电信号强度时间序列的低维空间编码和最优特征提取;最后,利用BP神经网络建立特征量与关节矢状面运动角度之间的非线性回归模型。实验结果表明:该方法提取的信号特征信息优于传统的主量分析方法,采用提出的模型能够更精确地估计下肢关节连续运动角度,其估计值与真实值的均方误差较传统方法降低25%~35%。研究结果为人机交互接口技术的开发、实现下肢可穿戴智能装备的生物电连续控制、提高人机运动平稳性奠定了基础。     

运用表面肌电分析重剑复合步法的研究

运用表面肌电与摄像同步测试技术,本文分析重剑复合步法腿部肌肉的用力特征,旨为运动训练和教学提供理论依据。结果:向前两步出弓步过程中,前腿所有肌肉和后腿股内外肌积分肌电出弓步时显著性大于前两步;弓箭还原后退两步过程中,前腿股内外肌、股二头肌积分肌电弓步还原显著性大于后退两步。结论:后腿腓肠肌是前两步启动和前移的主要用力肌肉;弓步的加速,主要是后腿股四头肌力量变大和前腿发力变大的协调配合;复合向后步法过程中前腿股内外肌是推动身体后移的主要用力肌肉。     

奔跑马的机构设计与运动学仿真分析

介绍了奔跑马这种全新健身器材的设计思路和方案,运用动物仿生学原理,结合连杆机构将马的运动轨迹进行分解,确定了机构运动简图。采用Pro/E建立了奔跑马的三维模型,并作了运动学仿真。通过对奔跑马上小腿与地面接触点、大腿与小腿关节连接点的位移、速度、加速度等运动学仿真曲线的分析表明:奔跑马的设计原理合理,系统方案可行。     

人体下肢表面肌电信号的检测与分析

人体步行时下肢肌电信号 (EMG)活跃 ,为研究步态周期内 EMG随路况的变化趋势 ,采用了下肢表面 EMG8通道检测装置进行了实验 ,对多人在 6种路况 (或步速 )下行走时的下肢 EMG进行了检测和分析。实验结果表明 ,步行时下肢肌肉活动有一定的规律性 ;各路况信号开始及持续时间、信号绝对值平均、中频等特征值区分明显 ,可以将其应用于智能肌电控制假肢路况模式辨识     

基于肌电信号的下肢关节连续运动预测

为研究不同运动模式下基于肌电信号的下肢多关节连续运动预测,通过支持向量机对肌电-运动的映射关系进行训练,实现对下肢髋、膝和踝3个关节矢状面内的连续运动预测.由10位健康受试者的运动预测和统计分析可知:在适速行走过程中,髋、膝和踝关节的关节角度预测均方根误差分别9.36°,10.82°和6.87°;在不同运动模式下,关节的运动预测值与测量值之间均表现出一定的相关性,其中,膝和髋关节的预测值与测量值之间相关系数均大于0.72,表现出比较明显的相关性.实验结果表明:基于肌电信号进行下肢多关节连续运动预测,尤其是在适速行走时对膝和髋关节的运动预测是可行的.     

不同鞋底硬度对跑步时下肢生物力学特征的影响

运动鞋鞋底硬度会影响缓冲性能和保护作用,进而影响穿着者的运动表现。通过分析9名跑者分别穿着7种不同鞋底硬度运动鞋跑步时下肢运动学和动力学指标的变化,探析鞋底硬度对鞋缓冲性能和防损伤性能的影响,为运动鞋的设计与制作提供理论依据。结果表明:随着鞋底硬度的增加,跑步着地时足外翻和外旋的程度增大,进而增加损伤几率。足着地时的垂直地面反作用力第一峰值力不受鞋底硬度的影响。30°和40°是较理想的鞋底硬度,缓冲效果较好,同时可以降低足部过度运动的风险。     

后蹬跑练习对短跑途中跑后蹬技术的影响

从理论和实践上对后蹬跑练习的技术和短跑途中跑后蹬技术进行对比分析,结果显示:后蹬跑练习的动作速度,起始状态和后续特点与现代短跑技术的差异较大.对于初学者来说有改进技术和提高运动成绩的作用,而对高水平运动员的技术能力产生一定的制约性.     

4自由度串联式机械手轨迹运动学的分析

为了实现4自由度串联式机械手的轨迹控制,为实验室设计一种4自由度串联式机械手的结构,基于D-H坐标变换理论,建立了该机械手位置运动学模型,研究了该模型的正、逆解问题。通过计算机仿真,验证了该模型及其正解的正确性。以此为基础,分析了该4自由度串联式机械手的工作空间,并导出该模型逆解的解析式,为实现该机械手的轨迹的精确控制奠定了基础。     

中小学体质测试项目20 m折返跑取代1000 m跑的思考

近阶段,关于"20 m折返跑取代1000 m跑"的话题引起了社会的高度关注和激烈讨论,其中不乏一些批判之声和对此事件的误读.通过对相关媒体报道的梳理与理性分析认为:20 m折返跑与1000 m跑作为中小学体质测试项目在测试对象、方法和指标上都具有一定的差异性,用"取代"这种提法并不合理.两者无论作为体质测试方法还是作为提高学生身体素质的锻炼手段,都有共同存在的价值与意义.建议通过理论与实践的研究,探究两者的契合点,并在体育教学实践中灵活应用.     

Growth kinematics of fractal super snowflakes

Based on the recent research progress in fractal super fibers,the growth kinematics(or pattern kinematics) of(6+1) -circle fractal super fiber with snowflake-like cross section(abbreviated asfractal super snowflake) is explored.The following results are obtained.(1) The fractal super snowflake obeys simply the straight-line growth mode.(2) At a given movement,the growth speed of the snowflake distributes uniformly in space.At a given point in space,the growth speed decreases along with the time.(3) The grow...     

一种下肢康复机器人机构及匀速训练方法的研究

针对下肢具有功能障碍的偏瘫或残疾患者,文章研制了基于五杆并联机构的新型坐式下肢康复机器人,建立了患者下肢与康复训练机构的人-机参数化模型,并利用闭环矢量法对模型进行运动学正、逆分析,推导出其运动学方程。根据运动学分析并利用Matlab进行编程,分段拟合得到匀速训练下曲柄角速度与时间的函数,并在Pro/E软件中进行验证,仿真数据表明该函数和运动学分析结果是正确的。     

机械运动仿真中的反向运动设计

根据3D Studio MAX的应用实践,探讨灵活运用反向运动设计,模拟多种形式的机械运动,以使仿真效果更贴近于现实。