隨著跑步運(yùn)動(dòng)的時(shí)興,跑步帶來(lái)的關(guān)節(jié)損傷成為這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的重大隱患。為了研究造成關(guān)節(jié)損傷的原因,針對(duì)人體跑步過(guò)程進(jìn)行生物力學(xué)研究,通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究分析跑步運(yùn)動(dòng)的內(nèi)在規(guī)律以及肢體關(guān)節(jié)受力特性。本文將從理論、仿真、實(shí)驗(yàn)三者相結(jié)合的方式,對(duì)跑步運(yùn)動(dòng)進(jìn)行詳盡的研究,如下:1.分析人體跑步運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),結(jié)合多質(zhì)點(diǎn)多剛體模型進(jìn)行人體十一剛體生物力學(xué)建模,并在人體矢狀面內(nèi)建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,建立各環(huán)節(jié)坐標(biāo)位置、質(zhì)心位置表達(dá)式;針對(duì)跑步中的支撐期建立人體十一剛體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程,騰空期利用動(dòng)量矩定律進(jìn)行分析,得到如何利用人體運(yùn)動(dòng)特征提高運(yùn)動(dòng)成績(jī);對(duì)人體多剛體模型進(jìn)行跑步過(guò)程中慣性力作用分析。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法,使用加速度計(jì)、FAB系統(tǒng)和足底相位系統(tǒng)獲取跑步運(yùn)動(dòng)參數(shù),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分、濾波和分類。獲得跑步足底狀態(tài)分布、關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角變化、肢體加速度變化和足底壓力變化。結(jié)合人體十一剛體模型,利用SimMechanics進(jìn)行仿真。3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得了跑步過(guò)程中人體的各種運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),基于數(shù)據(jù)分析得到跑步與步長(zhǎng)和步頻的關(guān)系,結(jié)合理論知識(shí)分析如何增加步頻和步長(zhǎng)來(lái)提高跑速。不同跑速下的步態(tài)周期變化也是不一樣的,支撐期、騰空期和擺動(dòng)期在隨著跑速... 

【文章頁(yè)數(shù)】：95 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來(lái)源
    1.2 課題的背景及意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)生物力學(xué)研究方法國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 人體跑步過(guò)程中多剛體生物力學(xué)模型研究
    2.1 人體結(jié)構(gòu)模型概述
        2.1.1 人體多質(zhì)點(diǎn)模型與多剛體模型研究
        2.1.2 國(guó)內(nèi)正常成年人體的慣性參數(shù)
    2.2 人體跑步運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作過(guò)程分解
    2.3 人體跑步運(yùn)動(dòng)學(xué)模型研究
        2.3.1 人體十一剛體模型研究
        2.3.2 跑步過(guò)程中的人體多剛體模型運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        2.3.3 人體十一剛體各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)
    2.4 跑步過(guò)程中人體十一剛體結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析
        2.4.1 建立人體十一剛體動(dòng)力學(xué)方程方法研究
        2.4.2 跑步過(guò)程中支撐期的動(dòng)力學(xué)研究
        2.4.3 跑步過(guò)程中騰空期的動(dòng)力學(xué)研究
    2.5 人體跑步過(guò)程中的慣性力研究
    2.6 本章小結(jié)
第3章 跑步運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)及多剛體仿真建模
    3.1 影響跑的生物力學(xué)基本參數(shù)
    3.2 跑步運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)總體方案研究
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備選取
        3.2.2 LabVIEW采集程序設(shè)計(jì)
        3.2.3 跑步運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)流程研究
    3.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法研究
        3.3.1 基于足底數(shù)據(jù)的跑步周期劃分處理
        3.3.2 基于傳感器數(shù)據(jù)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)劃分處理
    3.4 基于SimMechanics的人體十一剛體機(jī)構(gòu)仿真模型研究
    3.5 本章小結(jié)
第4章 不同跑速下的人體運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 跑速與步長(zhǎng)、步頻的關(guān)系研究
    4.2 跑速與步態(tài)周期的關(guān)系研究
    4.3 不同跑步速度下的運(yùn)動(dòng)學(xué)變量變化研究
        4.3.1 不同跑速下的人體下肢關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角極值特征研究
        4.3.2 不同跑速下的人體下肢關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角特征研究
        4.3.3 不同跑速下的人體上肢關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角特征研究
    4.4 基于SimMechanics的跑步運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 不同跑速下的人體動(dòng)力學(xué)特征研究
    5.1 不同跑速下的地面反作用力研究
    5.2 不同跑速下的人體支撐期動(dòng)力學(xué)研究
        5.2.1 不同跑速下的下肢關(guān)節(jié)力研究
        5.2.2 不同跑速下的人體關(guān)節(jié)力矩研究
        5.2.3 基于SimMechanics的跑步動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果分析
    5.3 不同跑速下的人體慣性力研究
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]人體跑步過(guò)程中下肢運(yùn)動(dòng)模型及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李靜.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[2]近紅外光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕獲技術(shù)研究及系統(tǒng)開發(fā)[D]. 程寅.浙江大學(xué) 2011
[3]基于標(biāo)記點(diǎn)的三維人體步態(tài)捕獲技術(shù)研究[D]. 胡琴.湘潭大學(xué) 2008
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[5]虛擬人建模及跑步運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的研究[D]. 任靜麗.武漢理工大學(xué) 2007
[6]基于生物肌肉的仿生驅(qū)動(dòng)裝置研究[D]. 王煒.西北工業(yè)大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3730261