為研究褲子彈性及運動速度對膝關(guān)節(jié)角的影響,文章選取身材相近的5名受試者和3條褲子,利用三維動作捕捉儀獲取受試者在3種運動速度下的膝關(guān)節(jié)角。結(jié)果表明:褲子彈性對人體膝關(guān)節(jié)角有顯著影響,正常行走和慢跑時,穿彈力褲時的膝關(guān)節(jié)角比穿寬松褲在騰空期可減小7.87°;運動速度對支撐期和后騰空期的膝關(guān)節(jié)角有較大影響,即對于寬松褲,速度越大,膝關(guān)節(jié)角越小;褲子彈性及運動速度對平均單步周期都有顯著影響,即在運動速度相同、且較高時,彈力褲的平均單步周期明顯小于寬松褲。研究表明:穿彈性褲子對膝關(guān)節(jié)具有明顯的保護作用,建議在運動時盡量穿彈力緊身服。 

【文章來源】：絲綢. 2020,57(12)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

行走與慢跑周期變化過程

通過三維動作捕捉儀得出各標記點的三維坐標:髖關(guān)節(jié)點RGT(x1,y1,z1)，膝關(guān)節(jié)點RLK(x2,y2,z2)，踝關(guān)節(jié)點RLA與RMA的中心點坐標(x3,y3,z3)，如圖2所示。得到各標記點的空間向量坐標后，按照空間向量夾角公式計算膝關(guān)節(jié)角α，如下式所示:

由圖3(a)可知，在正常行走(4 km/h的運動速度為正常行走狀態(tài))時，對于0～20幀的前騰空期，膝關(guān)節(jié)角由大到小依次是3#、2#和1#;對于支撐期(20幀左右)，膝關(guān)節(jié)角相差不大;對于后騰空期(20幀以后)，以最小值為例，膝關(guān)節(jié)角由大到小依次是3#、2#和1#。其中3#的步態(tài)周期明顯小于1#和2#，也就是說比起1#寬松褲，2#和3#彈力褲的前后騰空期膝關(guān)節(jié)角都有明顯提高。此外，圖中還顯示2條緊身褲的最大膝關(guān)節(jié)角也比寬松褲有所減小。換句話說，彈力褲可以減少膝關(guān)節(jié)的屈曲運動[9]，使膝關(guān)節(jié)活動幅度減小[10]，對膝蓋具有明顯的保護作用。雖然文獻[9]和[10]得出了看似與本文相似的結(jié)論，但是本文利用三維動作捕捉儀，對人體在不同運動速度下的前騰空期、支撐期和后騰空期的膝關(guān)節(jié)角進行分解，將不同速度時彈力褲對膝蓋的保護作用通過精準和科學(xué)的數(shù)據(jù)進行了量化。進一步對多個步態(tài)周期的數(shù)據(jù)加以分析發(fā)現(xiàn):1#、2#和3#騰空期的膝關(guān)節(jié)角依次為107.44°±4.73°、115.96°±3.62°、126.58°±2.59°，即彈力褲的騰空期膝關(guān)節(jié)角比寬松褲提高了至少8°，3條褲子在支撐期的膝關(guān)節(jié)角相差不大(≤2.87°)。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于三維動態(tài)捕捉技術(shù)的無縫護膝防護性能研究[J]. 謝亮玉,閻玉秀,陶建偉,金子敏.  浙江理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(04)
[2]基于三維運動捕捉的籃球護膝防護性能研究[J]. 劉青青,閻玉秀.  現(xiàn)代紡織技術(shù). 2019(02)
[3]健身長跑愛好者的膝關(guān)節(jié)養(yǎng)護[J]. 叢林,朱靜華.  田徑. 2015(10)
[4]行走和慢跑狀態(tài)下護膝的防護效果[J]. 姚瑞祥,王燕珍.  紡織學(xué)報. 2015(06)



本文編號：3615601