《运动生物力学》运动生物力学参数测量方法.pptx

运动生物力学参数测量方法;目录;1、了解运动生物力学测量的原则；

2、熟悉人体惯性参数、运动学参数、动力学参数、肌电测量方法；

3、熟悉运动生物力学在康复中的应用。;是指以人体解剖学、生物力学、力学的理论与方法,研究人体运动系统的生物力学特性和人体运动动作的力学规律的科学，其测量参数大致可以分为：

人体惯性参数：质量、重心位置以及转动惯性；

运动学参数：位移、速度加速度、角速度、角加速度；

动力学参数：主要包括力和力矩；

肌电参数：骨骼肌兴奋时候产生的电位变化。;1.为科学研究提供客观信息；

2.为评估、训练提供客观依据；

3.运动器材的研制、修改等提供帮助；

4.为辅助器具、康复设备等提供支持。;临床常用的量表多为半定量的评估量表；

不仅缺乏足够的可重复性和敏感度

评估过程中容易受到地板效应和天花板效应的影响;明确测量的目的、指标和方法;测量方法的信度与效度;测量实施细则

测量的明确目标群体

人员的筛选和分工

仪器场地的选择

测量数据记录表格和卡片

测量资料的整理、归档和保管;1.检验测量设计方案的正确性

2.检验仪器的运行情况，

3.检验人员熟悉、配合情况

4.熟悉测量的程序，掌握每一步的时间及各步骤地衔接;;人体惯性参数是指人体整体及环节质量、质心位置、转动惯量及转动半径。

人体环节惯性参数是建立人体模型、进行人体运动技术影像解析的基础数据；如运动生物力学、载人航天器动力学、车一人系统碰撞动力学、战斗机弹射座椅的设计、坦克车和装甲车安全带的设计、劳动安全防护设备的设计、伤残人假肢的研制等。;（一）人体惯性参数;1、尸体解剖法

优点：具有一定的准确性，曾在科研领域发挥了重要作用。

缺点：样本含量少，它所获得的人体惯性参数缺乏代表性和准确性(尸体数据来自年老者、病死者及罪犯；数量少；各组织成分比重变化);(1)重心板法;1.2人体惯性参数实测方法;(3)人体测量法

根据人体环节的外形尺寸将各环节简化成各种几何形体，然后用X射线、γ射线、CT或是MRI来确定各环节的肌肉体积和骨骼密度，确定模型中各环节的质??和质心位置。;1.3人体惯性参数模型;1.4人体环节的划分方法;1.5男子各环节相对重心位置;1.6测算人体重心;;运动生物力学研究的一个重要部分是如何获得科学的、真实的运动学参数，从而进一步使人们从运动生物力学的角度解释运动的本质；

人体运动学参数的测定，是运动生物力学实验方法的核心内容，通过对运动技术图像的获取解析，获得人体运动的位移、速度等各项特征参数，以及器械运动的各种运动学的定量参数，从而比较真实地反应出运动的情况。;时间：终末时刻与起始时刻之差。

位移：质点在一段时间内位置的改变。

速度：质点位矢对时间的变化率。

角位移：转动的角度。

角速度：单位时间的角位移。

角加速度：角速度的变化率。;美国摄影师：伊·梅布里奇

1830-1904;1901年，梅布里奇发表了《运动中的人体的图像集》一书，从而奠定了运动生物力学参数影片分析方法的基础。;改进和完善了“摄影枪”，为现代高速摄影机的出现奠定了基础还提出猫着地时总是脚落地，鸡和狗相似度很高。;利用身体标志点（marker）分析运动动作，此方法直到今天仍是运动生物力学分析的主要方法。;部分参数的简单测量：秒表测量时间、皮尺测量位移和距离等、量角仪测量角度和角位移等。;电子测角仪;三运动生物力学学科特性;1、机械式运动捕捉

机械式运动捕捉依靠机械装置来跟踪和测量运动轨迹。装置是放置在人体主要关节处的电位计或者类似量角仪的仪器构成的一套设备，它是由人体的运动来驱动的。;2、声学式运动捕捉

常用的声学式运动捕捉装置由发送器、接收器和处理单元组成。发送器是一个固定的超声波发生器，接收器一般由呈三角形排列的三个超声探头组成。通过测量声波从发送器到接收器的时间或者相位差，来计算并确定接收器的位置和方向。;3、电磁式运动捕捉

电磁式运动捕捉系统是比较常用的运动捕捉设备。一般由发射源、接收传感器和数据处理单元组成。发射源在空间产生按一定时空规律分布的电磁场；接收传感器（通常有10～20个）安置在表演者身体的关键位置，随着表演者的动作在电磁场中运动,通过电缆或无线方式与数据处理单元相连。;4、光学式运动捕捉

光学式运动捕捉通过对目标上特定光点的监视和跟踪来完成运动捕捉的任务。目前常见的光学式运动捕捉大多基于计算机视觉原理。从理论上说，对于空间中的一个点，只要它能同时为两部相机所见，则根据同一时刻两部相机所拍摄的图像和相机参数，可以确定这一时刻该点在空间中的位置。当