慢跑下肢技术动作的生物力学研究

论文摘要

本研究借助QUALISYS红外光点运动分析系统、Kistle测力台系统、Footscan足底压力测试系统、以及Mega肌电系统等多种生物力学测试方法,对慢跑运动中下肢动作的运动学指标、动力学指标、足底指标压力指标和肌电指标进行了较全面研究。并在此基础上对造成跑步损伤的力学问题进行了分析。研究结果如下:1采用较平的脚着地姿势可为后继背屈缓冲提供了更大的运动空间,增大着地时足底接触地面的面积,使冲击力在足底产生的压强降低,从而减少对足底的损害;适当增加足在着地前的跖屈幅度,更有利于缓冲冲击力。2在慢跑健身时应适当穿软底鞋,可减少着地时地面对足部乃至人整体的冲击;穿鞋跑和光脚跑对足部受力的影响主要在着地阶段。3无论是穿鞋跑和光脚跑,第2、1、3跖骨所受的冲量和压强都比较大,尤其是第2跖骨最大,而跟骨和第5跖骨所受的冲量和压强相对要小的多。由此可见第2、1、3跖骨区域尤其是第2跖骨是慢跑慢性病尤其是疲劳损伤多发的地方。4下肢各肌肉群在脚着地前后具有较大的活性,而在离地前活性减小。在整个动作周期中,脚触地动作要比离地动作更重要。5在慢跑的下肢动作技术中,肌肉的发力主要是在缓冲阶段,蹬伸过程的动力很大一部分是来自缓冲阶段肌肉储存的势能和惯性。6缓冲阶段,膝关节是缓冲动作最主要的部位,蹬伸过程踝关节所受的外力比较大

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 2 文献综述
• 2.1 跑的运动学研究
• 2.1.1 步长和步频
• 2.1.2 跑速、步长和步频之间的关系
• 2.1.3 步长和人体测量学间的关系
• 2.1.4 下肢各关节的运动
• 2.1.4.1 髋关节
• 2.1.4.2 膝关节
• 2.1.4.3 踝关节
• 2.2 跑的动力学研究
• 2.3 足底压力研究
• 2.3.1 在步态研究中应用
• 2.3.2 足疾诊断
• 2.4 肌电分析
• 2.5 跑步损伤的生物力学研究
• 2.6 小结
• 3 研究方法
• 3.1 研究内容
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 测试仪器
• 3.2.2 研究对象
• 3.3 实验过程
• 3.4 数据处理
• 3.4.1 运动学参量的计算与处理
• 3.4.2 动力学数据处理
• 3.4.3 足底压力数据处理
• 3.4.4 肌电数据处理
• 3.4.5 统计方法
• 3.5 下肢环节坐标系的建立
• 3.5.1 骨盆
• 3.5.2 大腿
• 3.5.3 小腿
• 3.5.4 足
• 3.5.5 坐标转换
• 3.6 下肢关节角度的定义与计算
• 3.6.1 髋关节
• 3.6.2 膝关节
• 3.6.3 踝关节
• 4 结果与分析
• 4.1 运动学分析
• 4.1.1 髋关节的运动
• 4.1.2 膝关节的运动
• 4.1.3 踝关节的运动
• 4.1.4 着地瞬间运动学指
• 4.1.5 缓冲结束时刻运动学指标分析
• 4.2 动力学分析
• 4.2.1 垂直方向的支撑反作用力
• 4.2.2 前后方向的支撑反作用力
• 4.2.3 内外方向的支撑反作用力
• 4.3 下肢技术动作的足底压力研究
• 4.3.1 足底各区域压强和冲量的分析
• 4.3.2 各区域时间参数的分析
• 4.4 下肢动作的肌电学研究
• 4.4.1 肌电图指标的选择及其含义
• 4.4.2 各肌肉的平均肌电最大振幅值
• 4.4.3 各肌群做功
• 5 结论
• 6 致谢
• 7 参考文献
• 8 附录
• 9 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果