第二章-人体生物力学参数.ppt

运 动 生 物 力 学 主讲人：李银坤 第二章人体生物力学参数 人体运动生物力学参数包括:人体惯性参数(基本物理参数)、运动学参数、 动力学参数以及生物学参数（人体运动的基本特征 ） 人体惯性参数是指：人体整体及环节的质量、质心（重心）位置、转动惯量及转动半径。质量（m）：物体所含物质的多少叫质量重量是物体受万有引力作用后力的度量(G=mg)质心：人体整体质量分布 de平均位置 . 转动惯量(I)衡量物体（人体）转动惯性大小的物理量 = mr2 转动惯量的影响因素：①质量分布对转动惯量的影响②转动轴对I的影响 环节划分方法有两种： ①一种是以人体的结构功能为依据，分割环节的切面通过关节转动中心，并以关节中心间的连线作为环节的长度 .②另一种是以人体体表骨性标志点作为划分环节的参考标志，并以此确定环节长度。 人体重心位置影响因素 :1.性别：从总体上来说，女子重心的相对高度比男子低0.5%-2%。2.年龄：随着年龄的增长相对重心高度会下降。3.运动专项：由于运动专项训练方式的不同，会使某些运动员的局部环节质量及分布发生改变。4.体型：人体肌肉和骨骼的发达程度以及脂肪积蓄程度，这些都影响了人体整体的质量分布。5.姿势：人体姿势的改变对重心位置有重大影响。当环节向某方向运动时，身体重心随之向该方向移动，在某些情况下，特别是当前屈或后仰时，身体总重心甚至移出体外.6.生理与心理：由于人体在变换姿势或心理紧张时，内脏器官及其肌肉质量的位移、血液的重新分布等原因，使得人体总重心的位置不会固定不变。 人体转动惯量的特征: 可变性、瞬时性 人体惯性参数测量方法 尸体测量法 活体测量法 数学模型计算法人体惯性参数模型 松井秀治模型昌特勒模型扎齐奥尔斯基模型中国人参数模型 第二节 运动学参数 人体运动的运动学是研究人体或器械在空间的位置随时间变化的规律性，研究人体或器械运动的轨迹、速度、和加速度等。从而揭示人体运动或器械的外部状况，对运动进行外显特征的比较。 运动学参数 时间参数 时刻：是人体位置的时间量度，是时间上的一个点。 时间：是运动结束时刻与运动开始时刻之差值，过程量。 频率：是动作重复性的度量，频率就是单位时间内重复进行的动作次数。频率跟动作持续时间成反比。 空间参数 路程 ：指人体从一个位置移到另一个位置时，人体运动的实际路线的长度。 位移 表示人体在整个运动过程中位置总的变化，是矢量，是对运动的直线量度。 角位移（转动角） 描述人体转动的空间物理量，人体整体或环节绕某轴转动时转过的角度。逆时针转动的角位移为正，顺时针转动为负值。 时空参数 速度 (V )：是描述人体运动快慢和方向的物理量。速度=位移/时间, 速率：是描述人体运动快慢程度的物理量。速率=路程/时间之比 角速度（ω）：表示物体转动的快慢与转向。角速度ω=角位移Ф/时间t 加速度：指单位时间内人体速度的变化量，是描述人体运动速度变化快慢的物理量，用a表示。 角加速度 ：表示人体转动时角速度变化的快慢，用β 。 β =△ω/△t=(ω2-ω1)/ (t2 - t1) 。 运动学参数相对性特征 参考系 坐标系 惯性参照系 ：指以地球或相对于地球静止不动的物体、或做匀速直线运动的物体作为参照系，通又称为静参照系。 非惯性参照系：指以相对于地球作变速运动物体，或者说以相对于惯性参照系做变速运动的物体作为参照系，通常称为动参照系。 坐标系是具有参照原点、参照方向、参照单位的参照系。 一维坐标系 选某一坐标为坐标原点，以某个方向为正方向，选择适当的标度建立一个坐标轴，就构成了一维坐标系。 二维坐标系 二维坐标系又称平面直角坐标系，若人体在空间的运动是在一个平面上，这个运动可以有两个方向。 三维坐标系又称空间坐标。 运动学参数的瞬时性特征 瞬时性是指人体在某一时刻或通过运动轨迹某一点时的运动学特征。 瞬时速度与平均速度 瞬时速度：是人体在某一时刻或通过运动轨迹某一点时的速度。 平均线速度：是人体在某一段时间间隔内通过的位移对此时间间隔之比。 瞬时加速度与平均加速度 瞬时加速度是指人体运动在某一时刻或某一位置的加速度，当趋于零时的极限值，人体的平均加速度既为瞬时加速度。 平均加速度：为某一时间间隔内速度的变化率。 运动学参数的采集 摄影（像）方法 平面定点定机摄影（像）测量方法 平面跟踪摄像方法 立体摄像测量方法 （1）摄像机的选择 （2）拍摄方法 ① 根据项目特征和技术分析要求确定拍摄范围； ② 把摄像机