人体生物力学参数

《人体生物力学参数》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章人体生物力学参数教学目标：1、掌握人体惯性参数、运动学参数、动力学参数的基本特征以及各类参数的采集方法。2、理解运动生物力学参数特征。第一节人体惯性参数包括人体整体以及环节的质量、质心（重心）位置、转动惯量及转动半径。一、人体惯性参数特征（一）、人体惯性参数特征量1、质量：用以描述物体保持原有运动状态的物理量。人体各环节的质量叫做各环节的绝对质量，各环节绝对质量与人体质量之比叫做各环节的相对质量。2、重量：环节绝对重量/相对重量。G=mg3、人体质心（重心）：在生物力学上多用质心。质心：是物体的质量中心；重心：是物体各部分所受重力合力作用点。人体重心可分别用绝对值和相对值来表示，后者

2、是前者与身高的比值。绝对重心与身高有关，相对重心与人体的体型有关，可以作为运动选材的指标。4、环节质心（重心）位置：描述人体环节质心（重心）位置，一般采用环节质心（重心）半径系数的概念，即近侧关节中心至环节质心（重心）的距离与环节长度的比值。5、转动惯量：是衡量物体（人体）转动惯性大小的物理量，用以描述物体保持原有转动状态的能力。J=⊿miri2思考：用体育实例说明影响因素。6、回转半径（转动半径）：假设绕某转动轴的物体全部集中在离轴某距离的一点上，即用这一点来代表整个物体的质量，这时它的转动惯量如果恰好与原物体相对此轴的转动惯量相等，则称这个距离为回转半径（R）。思考：1、我们刚才讲的是

3、求质点的转动惯量，它是很简单的，如果让我们求人体或者一个物体的转动惯量，如何求？？？？？？J=miri22、如果物体的转动轴发生了平移，距离为d，在已知原转动轴（绕过质心）的转动惯量，如何求平移后转动轴的转动惯量？？？J1=J0md2这就是转动的平行轴定理。通过物体质心的转动惯量最小。（二）人体惯性参数的标准化：在人体惯性参数测量时，人体环节的划分和人体环节关节的判定是参数测量中的基础性技术环节，所以确定环节的划分方法十分重要。1、人体环节的划分：目前有两种划分依据：一种是以功能为依据，即以关节转动中心分界，并以两关节中心间的连线确定环节长度（德国、美国）。一种是以尸体解剖为依据，即以骨性

4、标志把人体分为若干环节（日本、前苏联、中国）。各有优缺点。3、人体惯性参数模型（刚体模型）：根据我们刚才所述依据和原则，建立的人体惯性参数模型。⑴、汉纳范模型：将人体分为15个环节。头、上躯干、下躯干、臂、前臂、手（×2）、大腿、小腿、足（×2）。⑵、苏联模型：将人体分为16个环节。头、上躯干、中躯干、下躯干、臂、前臂、手（×2）、大腿、小腿、足（×2）。⑶、中国人模型：将人体分为16个环节。头、颈、上躯干、下躯干、臂、前臂、手（×2）、大腿、小腿、足（×2）。⑷、目前国际上常用的模型：将人体分为14个环节。头颈、躯干、臂、前臂、手（×2）、大腿、小腿、足（×2）。（三）、人体惯性参数的特

5、性：1、人体重心的位置：影响人体总重心的因素有六个：⑴、性别：总体上女性比男性的相对高度低0.5%-2%。⑵、年龄：一般来说儿童比成年人约高10%-15%，随着年龄的增长会下降。⑶、运动专项：⑷、体型：⑸、姿势：重心不一定要在人体上（前倾或者后屈）。⑹、生理与心理：主要是内脏位置和血液的影响。二、人体惯性参数的测量：1、尸体解剖法：2、活体测量法：主要包括水侵法和注入法。3、放射性同位素测定法：4、CT法：5、MRI法:第二节运动学参数一、运动学参数特征：人体的运动是在一定的时间和空间维度上进行的，人体运动的运动学是对人体运动的定量描述，研究人体在空间的几何位置随时间而变化的规律性。（一）

6、、运动学参数：包括时间参数、空间参数、时空参数1、时间参数：（1）、时刻：瞬时性。（2）、时间：是运动结束时刻与开始时刻之间的间隔。（3）、频率：是动作重复性的度量，即单位时间内重复进行的动作次数。主要针对周期性动作。2、空间参数：（1）、路程：质点运动轨迹的全长。标量。（2）、位移：运动的直线量度。矢量。（3）、角位移：矢量。3、时空参数：（1）、速度：矢量。位移与时间的比值。（2）、速率：标量。路程与时间的比值。（3）、角速度：矢量。（4）、加速度：矢量，单位时间内速度的变化量。（5）、角加速度：矢量。（二）、运动学参数相对特征。在研究问题时，涉及位移、速度、加速度等都是相对于选定的参

7、考系而言，只有确定了参考系，这些量才有确定的意义，这一性质特征可概括为相对性。主要指参考系和坐标系。1、参考系：（1）、惯性参考系：是指以地球或者相对于地球静止不动的物体或做匀速直线运动的物体作为参考系，通常又称为静参考系。（2）、非惯性参考系：是指以相对于地球做变速运动的物体，或者说以相对于惯性参考系做变速运动的物体作为参考系，通常称为动参考系。2、坐标系：具有参考原点、参考方向、参考单位的参考系。常用的有三种：（1）