小腿惯性质量对短跑途中跑时下肢关节运动学与动力学的影响

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1、＇＇．Ｉ－．＇．’’＇＾？一—－．二．．—：’，＼．分类号密级学校代码：１０２７７－、、ＵＤＣ编号学号：１３２０３０２０４５ｉ誦上煤ｎｔ彎ｆｔ－：Ｖ，‘＇乂．硕±学位论文小腿愤性质ＩＩ对短跑途中跑时下肢关节运动学与动力学的影咱ＴｈｅＩｍｐａｃｔｏｆＳｈａｎｋＭａｓｓａｎｄＩｎｅｒｔｉａＭａｉ却ＩｌｌａｔｉｏｎｏｎＳｐｒｉｎｔ－Ｋ拳ｉｎｅｍａｔｉｃｓａｎｄＫｉｎ別ｉｃｓ’．Ｖ．．．ｉ．Ｔ院系ｔ运动科学学院专业；运动人体科学姓名：杨晨

2、指导教师；刘宇教授递交日期：２０１６年６月学位授予单位：上海体育学院学位论文原创性声明本人呈交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中做了明确说明并表示谢意。冶文作者；巧觀ｉ２巳．占２１关于论文出版授权的声明＂授权学校将本人的学位论文提交至清华大学中国学术期刊（光＂盘版）电子杂志社进行电子和网络出版，并编入ＣＮＫＩ系列数据库，文传全播文本数学据位论库文的全部或部分内容，同

3、意按《中国优秀博硕古学位论出版章程》享受相关权益。论文级别＂学科专业：ｄ硕±□博±论文题：运动人体科学目：小腿惯性运质动量学对短跑途中跑时下肢关节与动力学的影响作者签名：心指导教师签名：ｊ之。伯年名月主Ｉ日＼小腿惯性质量对短跑途中跑时下肢关节运动学与动力学的影响摘要研究目的：以短跑途中跑作为基本目标动作，探讨运动员在不同小腿惯性质量（0%，10%与15%小腿质量的外加负荷）条件下，不同质量外加负荷对运动员下肢关节运动学与动力学的影响，具体包括：（1）探讨小腿惯性质量改变（外加负荷）对于短跑运动员途中跑的基本生物力学特征和运动表现的影响；（

4、2）对比不同小腿惯性质量条件下，运动员下肢的运动学参数（三关节角度及运动范围），量化此训练方法对运动员短跑途中跑技术动作的影响，探索当负荷增大时是否会引起运动员技术动作的改变。（3）从运动员下肢关节肌肉力矩、功率与能量贡献度角度分析运动员在此训练方法下，小腿负荷对于下肢动力学参数的影响。进而探索该训练方法对短跑途中跑生物力学特性的影响，挖掘该训练方法对于发展运动员专项力量的内在机理同时为改进训练方法，提高运动表现提供理论和应用参考。研究方法：选取12名上海体育学院短跑专项大学生以及6名清华大学短跑队队员作为研究对象。在上海体育学院室内田径馆跑道上搭建三维采集空间，每名受试者在

5、距离测力台40m远处起跑通过三维数据采集区域，并在三种小腿外加负荷（0%、10%、15%小腿质量负荷）条件下完成途中跑动作进行数据采集。通过红外高速摄像捕捉系统（VICON,UK）、测力台（Kistler,Switzerland）同步采集受试者下肢三关节（髋、膝、踝）运动学与动力学数据，辅以Visual3D对所得原始数据进行后期处理与计算得到受试者在三种小腿惯性质量条件下途中跑动作的基础时空参数（步长、步频、腾空时间、支撑期时间、复步时间、质心水平方向平均速度），运动学参数（左腿髋、膝、踝屈伸角度峰值，左腿髋、膝、踝屈伸运动范围），动力学参数（左足着地时刻、离地时刻髋、膝、踝

6、屈伸力矩，左腿髋、膝、踝屈伸力矩峰值，髋、膝、踝关节向心、离心功率峰值，支撑期内、摆动期内左腿髋、膝、踝能量吸收与释放贡献度）。研究结果：（1）增加负重后质心水平方向的平均速度出现了显著下降。10%负重条件下，受试者步长，步频均出现显著性下降，而15%条件下该差异不显著。支撑期时间出现上升，并且15%小腿质量负重条件下该差异具有统计学意义。（2）最大屈髋角度由于负重增加出现了显著下降，并且0%负重与10%、15%负重皆出现了显著性差异。最大踝跖屈角度由于负重增加也出现了下降，并且15%负重下与0%负重出现了显著性差异。活动度方面，髋关节屈伸范围由于负重增加出现了下降，并且无负

7、重与10%、15%负重皆出现显著性差异。踝关节屈伸范围也出现了下降，15%条件下与无负重、10%负重出现显著性差异。（3）力矩方面：负重增加之后，着地时刻的踝关节力矩出现了显著下降。离地时刻的髋关节力矩出现了显著下降。此外伸膝力矩的第2峰值在负荷增加之后出现了下降。功率方面：只有髋关节最大向心功率在负重增加至15%小腿质量之后出现显著下降。踝关节最大向心功率在10%与15%负重条件下出现差异，负重增加至15%出现显著下降。（4）支撑期内，随着负重增加，髋关节吸收能量贡献度减小，踝关节吸收能量贡献度增大。