16、第五章 运动生物力学应用 走的生物力学分析.pptx

运动生物力学; 第五节 走的生物力学分析; 人的一生大约步行80500千米 赤道长度 40076千米 人的一生可以绕赤道走两圈 ;一、走的动作过程 单脚支撑和双脚支撑相互交替的周期性运动。 ;;（一）后蹬（推进）阶段 由蹬地腿的弯曲位置开始，在推进阶段，髋、膝、踝关节伸展（跖屈），脚趾屈。这个阶段参与收缩的主要肌肉有：伸髋关节肌、伸膝关节肌、踝关节跖屈肌和屈趾肌。当走大步时，这些肌肉必须相互协调，并通过髋关节的回旋转动增大步长。 ;（二）摆动阶段 后蹬推进至脚尖离地开始，摆动腿稍折叠髋、膝、踝关节，以使足向前摆动。髋关节的弹性回缩是自然的，其他关节也有弹性回缩运动，但要小的多。大腿在髋关节处旋外使摆动阶段的脚趾保持在直线上运动，当股骨转至靠近行进中线时，髋关节肌收缩以保持方向，步长越大，大腿在髋关节的旋外就越明显。;以摆动腿脚跟着地开始，通过踝、膝、髋关节逐渐弯曲吸收地面给人体的冲力，屈曲的力由身体的动量和重力提供。因此，踝、膝、髋关节的伸肌完成离心收缩以使冲力慢慢减小。当冲力下降至足够小时，屈曲停止。下肢各关节的伸肌有一个等长收缩期，在此期间，下肢各关节的位置没有明显的变化。身体重心则始终保持水平的动量，绕支撑脚转动实现从支撑阶段到推进阶段的平稳过渡，如此循环。;躯干转动肌群也对走具有重要的作用。躯干的转动主要发生在胸椎部位。在走时，手臂作对角的向前、向内摆动，也是保持人体行走稳定的重要动作。手臂的运动与腿的运动是相向的，这种相向运动表现在肩轴和髋轴之间的反向转动。根据步长的大小调整肩轴的转动幅度是协调行走的主要动作表现。;二、走的生物力学参数;人自然步行的步长约在15～19岁时达到最大 男子约为75cm，女子约为66cm 步频=单位时间／步数 走和跑的本质区别 ①跑运动中，有一个身体不与地面接触的阶段，即身体腾空阶段； ②跑时没有两脚与地面同时接触的阶段。; 走的两个时相 摆动时相 支撑时相 ;步长：左右足跟(或趾尖)间的纵间距离 中国青年 男性的步长约为： 55.10～77.15cm 女性约为： 50.10～70.10cm;行走的动力学参数主要是脚－地接触力，包括每个单步一侧脚触地时的垂直、前后和左右方向反作用力。动力学参数可通过观察和测量力－时间曲线的特征获得，包括力值、力矩值，以及相应的冲量值。行走时脚－地接触力在垂直方向上的分力最大，在每个步行周期转折点出现极值，足跟着地时有一极大值，随脚逐渐放平，受力面积逐渐增大，力值也减小，足部完全放平时力值达最小，至脚跟离地，脚趾蹬地时出现另一极大值。在整个步行周期中，垂直方向受力曲线具有典型的对称双峰性质。正常人脚－地接触力在水平、前后方向受力较小，且基本对称。 ;三、走的姿势分析;步态生物力学研究的应用 步态分析主要包括： 临床分析、运动学分析、动力学分析和动态肌电图分析。;四、竞走重点技术及其分析;摆动技术是蹬伸结束后脚趾离地到脚跟触地过程中的摆动腿运动技术。摆动技术的要点是在蹬伸结束后大腿和小腿的放松折叠摆动，以减小摆动腿的转动惯量，同时充分利用蹬地获得的惯性和腿部肌肉拉长后的弹性回缩力，增加摆动的角速度。当摆动至与支撑腿重合时，以大腿带动小腿前摆，髋关节加大旋转帮助大腿前摆，对侧手臂前上方偏中线摆动，同侧手臂用力后??，使髋轴和肩轴达到最大的反转角度，以在增加步长和速度的同时保持身体的平衡。;支撑技术是摆动结束后脚跟着地到脚趾离地过程中的支撑腿运动技术。随着摆动腿脚跟的触地，摆动腿变成了支撑腿。由于竞走中“前腿从触地瞬间至垂直部位膝关节伸直”的技术规定，决定了支撑腿不可屈膝缓冲，其触地的反作用力不可避免地对身体起到了减速作用。因此，完成支撑阶段动作的要领是脚的柔和而迅速的滚动，脊柱适当弯曲使重心投影偏向支撑腿一侧。;后蹬技术开始于支撑腿的垂直位置，后蹬与前摆是两个同时又互相协调的动作。竞走的后蹬技术完全不同于跑的后蹬，动作的完成主要通过踝关节和趾关节的用力蹬伸来实现（髋关节和膝关节由于处于伸直状态伸展受到限制）。