本文關(guān)鍵詞：縱跳的人體下肢運動仿真與生物力學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：縱跳運動是很多體育運動的基礎(chǔ)，研究縱跳有助于跳躍類運動員提高成績，也能預(yù)防相關(guān)運動損傷，延長運動員的運動壽命。以往的研究主要從運動學(xué)和動力學(xué)方面著手，集中于縱跳的時相劃分、人體各關(guān)節(jié)的運動特征及動量等方面，但是往往無法準確計算出人體內(nèi)力，及深入解釋人體縱跳能力的機理。因此，如何采用非侵入式方法對人體縱跳運動進行生物力學(xué)研究，具有極其重要的意義。 本研究開展原地縱跳實驗，依據(jù)實驗獲得的足底壓力參數(shù)、受試者身體參數(shù)、三維運動參數(shù)，為不同受試者建立個體化人體肌骨系統(tǒng)模型，模擬人體下肢縱跳運動，計算受試者足底壓力、關(guān)節(jié)角度、關(guān)節(jié)負荷等變化，從運動學(xué)、動力學(xué)、逆向動力學(xué)三個層次，深入分析縱跳的運動特征，研究縱跳能力的影響因素。 為了真實模擬縱跳運動，首先，進行縱跳實驗：選取年齡范圍在24-26歲之間的5名男性健康大學(xué)生作為測試對象，采用三維運動捕捉系統(tǒng)和測力系統(tǒng)進行同步測試：受試者按照縱跳的規(guī)定要求在測力臺上進行原地縱跳運動，通過測力臺的傳感裝置測量足底各個位置的壓力數(shù)據(jù)，運動捕捉系統(tǒng)同步采集受試者原地縱跳時人體下肢標記點的運動參數(shù)（X向、Y向、Z向位移、速度、加速度等）；其次，進行縱跳運動仿真：為了能夠深入研究人體原地縱跳時的生物力學(xué)特征，依據(jù)每位受試者的身高、體重和各部位肢體長度，建立個體化肌骨系統(tǒng)模型，并對足底壓力環(huán)境進行設(shè)定，導(dǎo)入三維運動數(shù)據(jù)，以驅(qū)動模型，進行逆向動力學(xué)分析，對受試者縱跳動作進行仿真模擬。計算縱跳時受試者主要關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)負載、關(guān)節(jié)角度、關(guān)節(jié)角速度等參數(shù)，分析縱跳的運動特征和生物力學(xué)特征；最后，選取評價指標對縱跳能力進行評價。直接指標包括：質(zhì)心速度、下肢各關(guān)節(jié)角度和角速度、下肢各關(guān)節(jié)力矩、足底壓力等；間接指標包括：騰空高度、起跳峰值速度、關(guān)節(jié)緩沖幅度等。通過這些指標分析了縱跳騰空高度的影響因素，以及下肢關(guān)節(jié)下沉幅度對起跳爆發(fā)力的的影響。 研究結(jié)果表明，本研究建立的個體化肌骨系統(tǒng)模型能夠較真實地模擬縱跳動作，體現(xiàn)了縱跳過程中起跳、騰空、落地等動作特點，能夠方便快捷地獲得縱跳的運動學(xué)、動力學(xué)、逆向動力學(xué)等指標，，對深入認識和改善縱跳技術(shù)有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：縱跳 運動仿真 生物力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R318.01;R87
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 縱跳的研究方法13-20
• 1.3.1 足地間相互作用力的檢測14-17
• 1.3.2 運動捕捉實驗17
• 1.3.3 人體運動仿真及建模的研究17-20
• 第2章 研究對象和方法20-30
• 2.1 研究對象20
• 2.2 研究方法20-21
• 2.3 縱跳運動形式21
• 2.4 實驗設(shè)備21-23
• 2.4.1 AMTI 測力系統(tǒng)21-22
• 2.4.2 三維運動捕捉22-23
• 2.5 實驗步驟23-29
• 2.5.1 實驗準備23-28
• 2.5.2 縱跳實驗28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第3章 基于 AnyBody 的人體縱跳運動的建模仿真30-42
• 3.1 建模30-35
• 3.1.1 人體骨骼介紹30-31
• 3.1.2 人體骨骼肌介紹31-32
• 3.1.3 在 AnyBody 軟件中建模32-35
• 3.2 驅(qū)動模型35-37
• 3.2.1 解析過程35-36
• 3.2.2 編輯足底壓力文件36
• 3.2.3 驅(qū)動模型36-37
• 3.3 AnyBody 運動仿真與逆向動力學(xué)分析37
• 3.4 仿真結(jié)果輸出37-40
• 3.4.1 評價指標的選取37-38
• 3.4.2 仿真結(jié)果輸出的數(shù)據(jù)項38-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 第4章 縱跳的生物力學(xué)分析42-66
• 4.1 運動學(xué)分析42-56
• 4.1.1 縱跳運動階段劃分42-43
• 4.1.2 騰空高度和髖關(guān)節(jié)最大速度43-47
• 4.1.3 下肢關(guān)節(jié)角度分析47-51
• 4.1.4 下肢關(guān)節(jié)角速度分析51-56
• 4.2 動力學(xué)分析56-61
• 4.2.1 足底壓力分析57-59
• 4.2.2 有效壓力倍數(shù)分析59-61
• 4.3 逆向動力學(xué)分析61-63
• 4.3.1 關(guān)節(jié)力矩輸出分析62-63
• 4.4 本章小結(jié)63-66
• 第5章 總結(jié)與展望66-68
• 5.1 全文工作總結(jié)66
• 5.2 未來工作展望66-68
• 參考文獻68-72
• 致謝72

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉衛(wèi)國,劉學(xué)貞,李強;對普通人群幾種不同形式縱跳的動力學(xué)分析[J];北京體育大學(xué)學(xué)報;2003年01期

2 錢振明,段文江,張希誼;用影象云紋法測量人足底的壓力分布[J];重慶大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1992年01期

3 朱藝雯;;基于人體自然比例特征的參數(shù)化骨架建模方法[J];電腦知識與技術(shù);2013年07期

4 夏時洪;魏毅;王兆其;;人體運動仿真綜述[J];計算機研究與發(fā)展;2010年08期

5 劉擎;;不同專項運動員連續(xù)縱跳能力比較研究[J];內(nèi)江師范學(xué)院學(xué)報;2012年04期

6 王坦,傅水根,吳平東;人體縱跳高度的間接測量方法[J];中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;2003年06期

7 劉書朋;司文;嚴壯志;許昌威;;基于AnyBody~(TM)技術(shù)的人體運動建模方法[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)進展;2010年03期

8 徐桂民,李祥,李光林;腳壓測量用傳感器[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;1994年04期

9 李建設(shè);顧耀東;陸毅琛;王永祥;;運動鞋核心技術(shù)的生物力學(xué)研究[J];體育科學(xué);2009年05期

10 張清華;華立君;陳鋼;;男子排球上步扣球起跳技術(shù)的生物力學(xué)分析[J];體育科學(xué)研究;2008年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張琳琳;人體上肢生物力學(xué)建模和典型運動的生物力學(xué)研究[D];上海交通大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：縱跳的人體下肢運動仿真與生物力學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：273645