短跑运动员落地缓冲阶段水平速度变化分析

分析了中美两国优秀短跑运动员在不同支撑阶段水平速度的变化及影响因素.中国运动员在落地缓冲至垂直缓冲阶段水平速度明显高于美国运动员,但在整个缓冲期间,水平速度明显低于美国运动员.影响中国运动员水平速度的主要原因是摆动腿着地点距身体重心投影点较近,导致运动员从垂直缓冲到最大缓冲阶段的时间延长,身体重心下降幅度较大,不仅未能使着地缓冲至垂直缓冲阶段所获得的水平速度得以保持,而且在最大缓冲结束时水平速度下降幅度较大,进而影响后支撑阶段的水平速度和身体重心的移动距离.     

刘翔110米栏第6栏下栏着地技术特征的运动学分析

采用文献资料、高速摄录解析和比较分析等方法,对刘翔110m栏两次比赛第6栏下栏着地技术进行了分析,并与其同场竞技110m栏选手若干技术参数比较解析。结果表明：刘翔第6栏下栏着地时摆动腿直腿下栏着地、直腿支撑,支撑时间短,着地角大,下栏距离短,其下拦技术符合该项目运动学特征,且顺应当今世界跨栏技术的发展趋势。     

对短跑摆动支撑技术生物学力学的再认识

后蹬不再是决定短跑成绩的主要推动力，摆动力才是提高跑速的关键，以髋为轴的摆腿技术是短跑技术的重点，正确的摆腿动作，可形成良好的着地支撑技术．突出支撑后蹬力在短跑中的重要性，势必破坏跑的周期性、协调性和连惯性，导致引入跳跃式跑动的歧途     

基于仿生研究的步行机缓冲型腿机构设计

基于仿生研究成果设计出一种含有弹性元件的缓冲型腿机构，分析其工作原理和参数选择原则，具有结构简单、性能可靠的优点．对比分析了几种设计方案的刚度随着压缩量的变化情况．这种具有非线性刚度变化的腿机构初步解决丁机器人在动态行走时的冲击以及由此产生的振动，使机器人在高速行走时得到缓冲并达到节能，提高了机器人的能效，从而得到一种适合于动态步行机器人的缓冲型腿机构．这种腿机构不仅适用于实现动态行走的四足步行机器人，也可适用于高速步行下的多足机器人。     

女子花样滑冰跳跃动作的各参数研究

通过对世界花样滑冰大奖赛国内外优秀运动员跳跃动作的技术录像解析,获得的起跳时水平速度、空中水平位移、起跳时垂直速度、腾空高度、空停时间、腾起角、关节角度等参数,并把我国优秀运动员与国外优秀运动员作比较,结果发现我国运动员起跳时水平速度与国外优秀选手还有差距,需提高滑行技术和蹬冰力量;我国部分运动员腾起角偏大,在提高水平速度的同时,人体重心腾起角应逐渐减小;助滑末期运动员支撑腿应积极屈膝,充分后引浮腿,起跳时支撑腿应积极蹬伸,形成"小摆臂,早收臂".     

短跑着地缓冲技术的生物力学分析

从生物力学的角度对短跑着地缓冲的动作进行分析,分别对跑的缓冲时相、缓冲距离等关键性问题进行探讨与分析,并探究了影响着地缓冲的若干因素。以期完善人们对该动作的认识,服务训练。     

背越式跳高起跳阶段的生物力学分析

从生物力学的角度,对背越式跳高的起跳阶段的诸因素进行分析。其中最重要的是,起跳腿的着地,起跳脚的缓冲和起跳腿的蹬伸。通过分析可知,在组成完整的跳高技术中,起跳是最为关键的一个环节,跳高的起跳技术掌握得好坏是其运动技能高低的重要标志之一。     

对百米途中跑缓冲技术的再认识

对短跑途中跑支撑过程时相阶段的划分是正确认识百米途中跑缓冲技术的基础.从运动学、动力学、功和能、肌电等多角度对短跑途中跑缓冲阶段几个关键性的技术重新进行研究,肯定了前蹬的制动和贮能的矛盾统一体;认识到训练水平越高的运动员的着地缓冲距离为何相对增长;论证了减少前蹬冲量的关键技术;指出了膝、踝两关节在缓冲阶段的重要作用.     

标枪运动员李荣祥最后用力阶段"人枪"系统时空特征分析

采用文献资料、数理统计、对比分析等方法,对我国优秀男子标枪运动员最后用力阶段相关参数进行归类与分析.结果表明,李荣祥最后用力时间及其分配较为合理,但应加强右腿的积极缓冲,缩短缓冲时间,使人体重心尽快移过右腿支撑点进入蹬伸阶段,从而延长蹬伸用力时间;整个技术动作较理想,但应该防止右脚着地阶段时速度的损耗,增大左脚着地瞬间左小腿与地面的角度以及出手瞬间的左膝角和攻击角.     

标枪运动员李荣祥最后用力阶段“人枪”系统时空特征分析

采用文献资料、数理统计、对比分析等方法,对我国优秀男子标枪运动员最后用力阶段相关参数进行归类与分析。结果表明,李荣祥最后用力时间及其分配较为合理,但应加强右腿的积极缓冲,缩短缓冲时间,使人体重心尽快移过右腿支撑点进入蹬伸阶段,从而延长蹬伸用力时间;整个技术动作较理想,但应该防止右脚着地阶段时速度的损耗,增大左脚着地瞬间左小腿与地面的角度以及出手瞬间的左膝角和攻击角。     

关于投掷运动左倒现象产生原因的探讨

投掷运动的最后用力阶段,产生左倒现象的原因是由于右髋向前转送不到位,使髋横轴与投掷方向成垂直的位置,造成体前拉右侧转动的肌群收缩时向左产生一个分力。体后对抗肌群放松到一定的程度,向左产生一个回缩分力。加上右腿侧蹬送髋向左产生一个分力。以上三个分力的合力作用,促使身体左倒。     

竞走运动的动力学分析

本文利用人体的多刚体模型讨论竞走运动的基本规律,对动力学微分方程寻求解析积分.计算表明,从提高竞走速度,防止腾空犯规和减少踏地冲量等方面考虑,都要求运动员尽可能保持质心等高度,并尽可能使摆动足底部贴近地面.分析结果为竞走运动的训练提供了理论依据.     

一种新型实用的双斜楔面-圆柱滚子二次增力机构

通过对圆柱滚子的运动受力分析，推算出机构的增力倍数的力学计算公式．并对原有机构进行改进，用滚动摩擦代替滑动摩擦，大大地减小摩擦力对增力机构工作的影响，保证增力机构能得到高倍率的力放大输出该机构具有较强的实际使用价值，     

基于接触力信息的可穿戴型下肢助力机器人传感系统研究

为了从人机系统的交互运动信息获取人体下肢的运动意图,从而实现为操作者提供助力的目的,对可穿戴型下肢助力机器人感知系统进行了理论分析和技术实现.在分析整个机器人系统控制所需要的交互信息的基础上,设计了一套基于接触力信息和关节角度信息的多传感器感知系统.该系统主要包括获取腿部接触力传感器、地面反力传感器以及用于获取外骨骼机器人关节运动信息的电机编码器等.相关实验结果表明,所设计的多传感器感知系统性能稳定、实时性好,为可穿戴型下肢助力机器人目标的实现提供了保障.     

基于极限学习快速分类方法的人体跌倒检测方法

为了准确快速检测人体跌倒状态,提出基于惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)测量和处理数据的极限学习机(extreme learning machine,ELM)快速分类判别方法。分析了人体运动行为特征,构建了腿部运动参数提取模型;通过IMU采集人体腿部运动特征数据,并进行姿态解算;采用ELM方法对人体运动特征的加速度、角速度和姿态进行分类,判断人体是否处于跌倒状态;根据机器学习评价指标对ELM参数进行优化,得到最佳参数。进行了人体运动状态测量实验,结果表明,ELM方法能够对IMU测量和处理数据进行准确快速地分类。当隐含层结点为1 000时,ELM检测方法跌倒检测的准确率为96. 45%,灵敏度为97. 32%,特异性为89. 32%。因此,采用ELM快速检测方法,可有效地对人体运动特征数据进行分类,实现对人体跌倒行为的准确检测。     

原地跳跃的动力学问题

本文建立人体的四刚体模型,分析原地跳跃运动。将各关节角取作广义坐标,其中膝关节角作为控制变量,其变化规律根据实际跳跃过程的摄影记录确定。利用动力学方程确定其它关节角及蹬地力的变化规律,并计算离地时刻及相应的腾空高度。根据实际人体参数的数值计算结果可以解释原地跳跃运动的腾空高度与肌肉最大收缩力、爆发动及人体参数之间的关系。     

自升式平台地基承载力,抗倾稳性及桩腿插深分析

由于地质原因的不明，自升式平台桩腿突然刺破持力层而导致平台桩腿及结构破坏的事故时有发生．自升式平台作业时桩腿的地基承载力及抗倾稳性，对保证平台在各种海况下的作业安全是非常重要的．通过对某一自升式平台地基承载力及抗倾稳性的分析计算，探讨了平台抗倾稳性与海底土层地基承载力及桩腿插深之间的关系．对今后该类平台的设计具有一定的参考价值．     

制冷背心用于隔绝式防护服中的传热模型研究

采用芯材为石蜡，壁材为密胺树脂，相变温度为35.66℃，相变潜热为158.7J/g的微胶囊相变材料制备制冷背心原理样衣，与隔绝式防护服配套使用，并委托中国人民解放军北京防化研究院生理评价试验中心对制冷背心进行生理评价试验。在室温36℃，相对湿度60%的条件下，测定穿着隔绝式防护服配有制冷背心前后的人体胸温、手温、腿温和肛温等参数随穿着时间的变化关系；结合人体产热，散热经验式与伍德科克人体散热理论建立模型，探讨人体穿着隔绝式防护服配有制冷背心前后人体平均体温随穿着时间的变化关系，并对如何提高人体着装舒适度和延长隔绝式防护服穿着生理时限进行综合分析。结果表明：穿着隔绝式防护服配有制冷背心前后，人体胸温、背温、手温、腿温和肛温明显下降；通过建模计算分析，穿着隔绝式防护服配有制冷背心前后的人体平均体温随穿着时间的变化关系计算值与实验测试结果吻合，变化趋势一致；在相同条件下，穿着配有制冷背心的隔绝式防护服过程中，人体体温较穿着未配有制冷背心的隔绝式防护服有所下降，上升幅度较小。     

基于虚拟模型的四足机器人控制策略

为提高四足机器人在对角小跑(Trot)步态下的行走稳定性,并减小控制策略的复杂程度,提出了一种基于虚拟模型的四足机器人控制策略;将四足机器人控制策略分为支撑相及机身运动控制、摆动腿相运动控制及足端轨迹规划三部分;在Trot步态下行走时支撑相中存在的前后对角支撑足,在分析四足机器人支撑足受力情况后,并添加相关的约束条件,实现了四足机器人足端力及力矩可控;并通过在四足机器人机身的质心位置添加相应的虚拟弹簧阻尼组件,实现了四足机器人姿态和高度控制;通过在摆动腿足端实际位置与环境之间添加虚拟的弹簧阻尼组件并结合足端轨迹规划实现了四足机器人柔顺行走以及足端轨迹跟踪精确性;通过Matlab和CoppeliaSim建立联合对比仿真验证了控制策略的有效性和优越性。