篮球运动员行进间投篮跨步起跳能力的测量与分析

采用运动学测量的研究方法,对篮球运动员行进间投篮跨步起跳能力进行研究,结果表明,缓冲速度快、时间短是篮球运动员行进间投篮跨步起跳能力的重要体现;篮球运动员的跨步起跳力量主要由髋关节伸肌最大力量和膝关节屈肌的快速力量决定;动作协调性主要由中枢腿的退让收缩能力和非中枢腿的上抬时机决定;动作的稳定性由踝关节伸肌肉最大力量水平决定,需要加强踝关节伸肌力量练习。     

我国蹦床运动员下肢肌肉力量等动测试研究

运用等动肌肉力量测试的方法,对六名国家健将级蹦床网上运动员下肢肌群力量进行测定,根据髋、膝、踝三关节力矩值的屈伸比得到以下结论:髋关节伸肌群为蹦床运动员下肢三大关节中量最重要的运动肌群;目前国内对蹦床网上运动员髋关节肌群的力量训练符合蹦床运动技术要求;蹦床运动员完成空中直体难度动作时屈髋是运动员在空中对肢体的控制意识不够所致;蹦床运动员完成空中屈体或团身动作时不能在垂直位开腿是运动员对开腿时机掌握不好所致。     

举重运动员下肢三关节等速肌力测试分析*

【目的】通过对广西举重运动员下肢髋、膝、踝关节屈伸肌群进行等速向心测试,研究其在不同角速度下相对峰值力矩和峰值力矩比值,找出薄弱肌群,为运动员的力量训练提供科学依据。【方法】使用美国Biodex System 3Pro多关节等速肌力测试与训练系统,测定广西举重队16名重点运动员在60°/s、180°/s、240°/s速度下两侧下肢髋、膝、踝关节屈伸肌群的等速向心峰值力距。【结果】(1)举重运动员髋、膝、踝关节屈伸肌群等速向心收缩的相对峰值力矩男子明显大于女子,并且男女运动员都随运动速度的增加(60~240°/s)而减小;男子左髋屈肌群相对峰值力矩在中速(180°/s)和高速(240°/s)时明显低于右髋,男子右膝伸肌峰值力矩在低速(60°/s)时明显低于左膝。(2)当运动速度从低速(60°/s)增加到高速(240°/s)时,女子举重运动员右髋屈伸肌峰值力矩比值降低的幅度明显大于男子运动员;男子举重运动员在慢速(60°/s)时左膝和右膝屈伸肌峰值力矩比值差别较大,女子举重运动员在慢速(60°/s)和快速(240°/s)时左膝和右膝屈伸肌峰值力矩比值差别较大;举重运动员踝关节背屈跖屈峰值力矩比值在中速(180°/s)时最大,男子举重运动员在快速(240°/s)时最小,女子举重运动员在慢速(60°/s)时最小。【结论】广西举重运动员下肢三关节屈伸肌群等速肌力两侧不平衡,男运动员表现更明显;女子举重运动员的薄弱肌群为右髋屈肌群和左踝背屈肌群;男子举重运动员的薄弱肌群为左髋屈肌群和右膝伸肌群。     

人体直立平衡过程中踝关节的反射和阻抗控制

为了解决人体直立扰动平衡过程中踝关节力矩的控制问题,提出一种基于肌电信号的肌肉反射模型和基于踝关节角度及角速度信息的比例微分环节反馈力矩控制模型,对人体控制机理做初步阐释.实验者站于测力平台上,受施加于背部的微小冲击,保持膝、髋关节不弯曲,仅通过踝关节转动维持站立稳定.通过惯性测量单元、肌电仪及测力平台获取运动学及动力学信息.采用数据拟合获取模型参数,结果表明模型预测结果与实验测量数据相符.     

跳深等的下肢肌电图分析及体操运动员下肢落地力量训练的探讨

通过电影摄影与肌电记录同步法,对跳深等动作进行了分析,结果表明:下肢抗拒落地冲击负荷的主要肌群为足底屈肌、踝关节跖屈肌群和伸膝肌群,其次为伸髋肌群。上述肌群作离心收缩来承担冲击负荷。因此,体操运动员应重视下肢有关肌群离心收缩力量的训练,训练的手段应采用动力性练习为主。     

自由泳游泳运动员膝肘关节等速力量测试研究

对于自由泳运动员来说,上肢的划水动作与下肢打腿动作需要肘关节与膝关节的参与,这两个关节对自由泳运动起着至关重要的作用,但对这两个关节的力量特点的研究却不多见。本研究拟对西安体育学院10名优秀运动员的膝肘关节的屈伸肌群进行等速力量测试,得到自由泳运动员膝、肘关节屈伸肌群的力量特点,为运动员的力量训练以及动作技术完善提供一定的理论依据。     

竞技武术套路运动员肌肉力量的等速测试

通过等速肌力测试法、数理统计法等对河北省优秀竞技武术套路运动员各部位肌肉力量进行了测试.结果发现,竞技武术套路运动员肩关节肌肉力量屈肌大于伸肌,有别于其他研究的运动项目;通过对肩关节、髋关节、膝关节部位肌肉力量的综合比较,表明运动员上下肢肌力较为均衡.     

男子水球守门员膝、踝关节屈伸肌群等速肌力实验测量

通过对国家男子水球守门员进行膝和踝关节屈伸等速测试,探讨我国优秀水球守门员膝踝关节屈伸肌群等速肌力水平,诊断膝和踝关节屈伸肌群肌力均衡性,预防因屈伸肌群肌力比值失衡而导致关节肌群运动损伤的发生。研究结果表明,膝和踝关节屈伸肌群测试模式均为等速向心和离心。在测试速度为60°/s和240°/s下,膝关节屈伸肌群向心收缩峰力矩比值的平均值分别为0.5,0.6;在测试速度为60°/s和180°/s时,踝关节屈伸肌群向心收缩峰力矩比值的平均值均为0.3;仅有1名队员两侧踝关节屈肌群离心收缩峰力矩(60°/s)/伸肌群向心收缩峰力矩(240°/s)小于1,其余队员膝踝关节屈伸等速测试时,拮抗肌群离心收缩峰力矩/原动肌群向心收缩峰力矩均大于1.进一步得出国家男子水球守门员膝和踝关节屈肌群向心收缩肌力较弱;膝和踝关节屈伸等速测试时拮抗肌群离心收缩肌力与原动肌群向心收缩肌力均衡。     

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.     

对高职撑竿跳高运动员力量训练方法的研究

力量训练是高职撑竿跳高运动员提高成绩的基础,也是运动员掌握技术的前提,目前,高职院校训练理念和方法的传统性,影响了运动员力量训练的质量和效果。由于高职运动员在校训练周期相对短,结果认为：要改变高职院校撑竿跳高运动员力量训练的理念和方法,以相对力量与速度力量为训练的核心。能快速提高高职撑杆跳高运动成绩。     

从60 cm高度下落到不同硬度的地面下肢关节的力学响应

研究了从60 cm高度下落到2种不同硬度的地面,即木板地面和海绵垫时下肢关节的力学响应.结果表明:人下落到软的地面上时下肢关节的受力、力矩显著减小,关节的角度变化显著增加,从着地到落地停稳所用的时间显著增加.各关节力矩是外力矩与肌肉力矩共同作用的结果,正确的落地技术应该是3个关节的力矩同时减小,掌握正确的落地技术的实质是掌握正确的肌肉被拉伸与收缩的顺序和大小.从60 cm下落着地后,不论是何种地面条件,3个关节的力矩以髋关节力矩为最大,膝和踝关节肌肉是在髋关节控制下起互相协调作用.     

基于AnyBody仿真及有限元建模下的八段锦运动生物力学研究

以AnyBody仿真骨骼肌多体逆向动力学三元素肌肉收缩力模型及有限元法构建八段锦动作的三维胫骨模型,全面、客观地计算不同动作最大肌力峰值时刻的积分肌电、力矩、肌肉收缩等生物力学特性. 将10例健康青年八段锦志愿者的身高、体质量、髋宽、髋深、膝宽、踝宽等形态学数据作为约束条件,用AnyBody7.1.2软件导出八段锦8个动作下肢最大肌力指标,依据胫骨最大应力约束条件,用Minics 10.01、Geomagic studio 2013、ANSYS 19.2软件建构三维数据,添加AnyBody中的3个方向数据,分析并计算不同动作最大力的应力传导大小、分布规律. 研究结果表明:八段锦是左右对称性运动,双侧同块肌肉积分肌电值、肌肉力值无显著性差异,有利于锻炼双下肢稳定性及协调性,运动中人体需要通过移动来保持平衡,膝关节在垂直轴方向力最大,伸展力矩值最大;做八段锦运动过程中,髋关节主导发力肌肉为臀中肌,膝关节主导发力肌肉为比目鱼肌、股外侧肌、腓肠肌,踝关节主导发力肌肉为拇长屈肌;表面肌电验证是评价人体肌肉激活程度的主要方式,八段锦运动中胫骨前肌、腓肠肌、股直肌、股二头肌的肌肉活性仿真结果与积分肌电值具有较高的一致性.以AnyBody软件分析下肢动作特征和有限元软件建构的胫骨模型,适用于八段锦动作的动态研究,可为计算八段锦运动时动力学变化提供新思路与实践价值参考.      

人体跖趾关节弯曲对行走步态特征的影响

该文就正常情况和跖趾关节运动受到约束时的自然步态特征从实验的角度进行了研究 ,这对于康复训练、假肢设计以及拟人机器人的控制规划均有十分重要的意义。结果表明 :在跖趾关节运动受到约束后 ,人体其它关节角位移峰 -峰值和角速度峰 -峰值均有明显变化。为实现由于跖趾关节受到约束后的协调行走 ,人体其它关节会有相应的补偿运动。由实验可知 ,运动补偿主要发生在踝关节和膝关节 ,同时上躯干也加入到补偿之中。由于多关节协调运动补偿 ,人体在跖趾关节运动受到约束后 ,其自然行走步态的平均步速和步长可达到正常情况的 94 .8%和 95 .5 %。     

Reference Trajectory Generation for 3-Dimensional Walking of a Humanoid Robot

Humanoid walking planning is a complicated task because of the high number of degrees of freedom (DOFs) and the variable mechanical structure during walking. In this paper, a planning method for 3-dimensional (3-D) walking movements was developed based on a model of a typical humanoid robot with 12 DOFs on the lower body. The planning process includes trajectory generation for the hip, ankle, and knee joints in the Cartesian space. The balance of the robot was ensured by adjusting the hip motion. The angles for each DOF were obtained from 3-D kinematics calculation. The calculation gave reference trajectories of all the DOFs on the humanoid robot which were used to control the real robot. The simulation results show that the method is effective.     

下肢外骨骼康复机器人设计及其运动学分析

采用电机驱动方式,设计一种用于辅助行走和康复训练的人体下肢外骨骼康复装置.将下肢外骨骼简化为矢状面内的五杆机构,建立相应的D-H(Denavit-Hartenberg)模型,推导出一个步态周期内髋关节、膝关节、踝关节和脚尖的坐标方程.在ADAMS环境下,对下肢外骨骼进行运动学仿真分析,所得到的髋关节、膝关节和踝关节的坐标变化曲线表明:下肢外骨骼各关节在空间中具有连续的运动轨迹.     

Hopping planning of the bionic leg mechanism driven by PAMs with biarticular muscle

Bionic robots are generally driven by motors. As robots driven by pneumatic artificial muscles(PAMs) have the advantages of light weight, good bionics and flexibility, more and more researchers have adopted PAMs to drive bionic robots. A kind of bionic leg driven by PAMs for hopping is proposed in this work. A 3-DOF bionic leg driven by 4 PAMs is designed by analyzing the biological structure and movement principles of frog legs, and 3 kinds of leg configuration with different PAMs arrangement is proposed. One biarticular muscle is used to increase the joint rotating range. The bracket pulley and PAMs for driving joint can effectively increase its rotating range. The rotating range of hip and knee joint driven by a biarticular muscle is simulated. The simulation results show that the biarticular muscle can transfer the movement of the hip joint to the knee joint and increase the rotating range of the knee joint. The greater the contraction of PAM, the greater the rotating range of joint. The bionic leg can perform planned step distance and step height of hopping.     

不同足地界面对人体三维步态的影响

为了解足地界面对人体下肢运动学、动力学的影响,从实验的角度对受试者在光足、穿球鞋和穿7 cm高跟鞋时的三维步态进行了测试。结果表明在运动学方面:足地界面对踝、膝和髋关节运动均有影响,而且在冠状面内的影响程度远大于矢状面。在动力学方面:穿高跟鞋后,膝关节和踝关节内收力矩峰值增大,踝关节和髋关节弯曲伸展力矩均有变化;沿股骨和胫骨轴向,分别作用于膝关节和踝关节的力增加,沿步行前后方向膝关节和髋关节的力增加。这些变化加剧了关节的磨损,长期积累会造成关节损伤和病变。     

武术运动员年龄变化与关节运动幅度变化的关系初探

目的:武术是一项要求人体关节活动幅度较大的运动,了解少年武术运动员随年龄的自然增长,专项训练对人体五大关节主动活动幅度的影响,可以为少年武术运动员的科学选材、训练,提供理论依据,也能为运动人体科学学科建设积累资料.方法:采用形态学测量方法,通过四年的追踪调查以及与对照组的比较,研究武术运动员年龄变化与关节运动幅度变化的关系.结果:1.年龄在12至15岁之间的少年武术运动员五大关节主动活动幅度的变化与年龄自然的增长无明显关系.2.少年武术运动员髋、膝、踝三大关节比成年运动员的主动活动幅度大.3.无论少年还是成年武术运动员髋、踝两大关节主动活动幅度均较普通成人的活动幅度大.结论:1.在12—15岁之间,武术运动员五大关节多数运动的主动活动幅度的变化与年龄自然的增长无明显关系,在此期间进行训练,对增加关节的主动运动幅度均十分有利.2.随着年龄的增长,对下肢部分关节某些方向的灵活性影响比较明显,训练中应注意抓紧青少年时期的柔韧素质训练.3.长期的武术专项训练可以有效地改善关节的灵活性.     

基于OpenSim人体步行腓肠肌静态生物力学分析

为准确、快速地研究人体下肢运动规律,构建人体下肢模型。针对该模型推导出了人体步行状态下腓肠肌相应的力学方程F_1(t)。利用OpenSim搭建人体骨骼肌肉模型,并以腓肠肌进行静态力学分析为例,解析了肌肉在逆向运动学(IK)和残差缩减(RRA)两种不同分析方法中的肌肉激活度和力矩。研究结果表明:此模型能准确地模拟人体下肢肌肉的运动规律,利用RRA分析能够真实反映腓肠肌的受力情况,分析出肌肉激活度,为进一步揭示膝关节和踝关节的生物力学特性和为设计人体下肢康复机器人提供肌肉阻尼奠定基础。