体操跳马助跳板的动力学特征.pdf

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1、医用生物力学第28卷第6期2013年12月JournalofMedicalBiomechanics，Vo1．28No．6，Dec．2013665文章编号：1004—7220(2013)06—0665-06体操跳马助跳板的动力学特征吴成亮，郝卫亚，李旭鸿，于佳彬，辛振芳(1．重庆三峡学院体育与健康学院，重庆404100；2．国家体育总局体育科学研究所，北京100061；3．浙江体育科学研究所，杭州310004；4．北京体育大学，北京100084；5．北京理工大学，北京100081)摘要：目的对国际体操联合会指定的正式比赛用助跳板进行动力学分析，建立监测

2、跳马踏板相互作用力的新方法，为诊断踏板技术提供科学的理论依据。方法应用材料力学理论推导GYMNOVA软、硬两种助跳板弹簧弹性系数，并对助跳板进行静力学、动力学测试和计算机仿真实验验证。静力学测试：采用成90。夹角的2台摄像机，对助跳板在160、180、210和230kg重物作用下的变形进行拍摄，采样频率600Hz；动力学测试：1名受试者从高为1．25m的平台上分别对两种助跳板进行落地反跳(dropjump，OJ)实验，1台摄像机对DJ动作进行拍摄，采样频率300Hz，助跳板变形情况拍摄与静力学测试方法相同。3台摄像机都用二维框架标定，由SIMIMOT

3、ION软件解析获得助跳板不同载荷条件下的高度和速度变化以及DJ实验中人体重心的垂直加速度变化。计算机仿真：对动力学测试中助跳板DJ实验进行计算机建模与仿真。结果获得两种助跳板力一位移方程F=+。静力学实验时不同重物作用下助跳板下压高度与方程计算值相近。采用力一位移方程所得DJ过程中踏板垂直反作用力曲线与通过人体重心加速度获得的踏板垂直反作用力曲线高度相关，复相关系数>0．86。结论建立了基于高速摄像获得助跳板下压高度和速度的踏板垂直反作用力的测量方法，该方法可快速简便地监测跳马踏板过程中运动员与助跳板相互作用力，为跳马技术动作科学保障提供新手段，对跳

4、马运动损伤预防具有积极作用。关键词：跳马；落地反跳；助跳板；动力学；仿真中图分类号：R318．01文献标志码：AKineticcharacteristicsofgymnasticvaultspringboardWUCheng-liang'，HAOWei-ya，LIXu—hong，YUJia—bin，XlNZhen—fang(1，DepartmentofPhysicalEducation，ChongqingThreeGorgesUniversity，Chongqing404100，China；2．ChinaInsOtuteofSportScience，

5、GeneralAdministrationofSportsofChina，Beijing100061，China；3．Zhe—iiangIns~tuteofSportScience，Hangzhou310004，China；4．BeijingSportUniversityBeijing100084，China；5．Ben

6、ngInstituteofTechnology，Beijing100081，ChinaAbstract：ObjectiveToanalyzethedynamicsofvaultspringboarddesignatedtousing

7、informalcompetitionsbytheFederationlnternationaldeGymnastique(FIG)．andfindanewmethodmeasuringthereactionforceofthespringboard．soastoprovidescientificsupportsfordiagnosisofitstake-oftechnique．MethodsThestifnessvaluesofGYMNOVAsoftandhardspringboardswerederivedbymethodofmateriaIme

8、chanics．thenthespring—boardswerethentestedwithstatic．dynamicexperimentsandcomputersimulations．1nthestaticexperiment，twovideocameraswiththesamplefrequencyof600Hzwereplacedata90。angletocapturethedeformationofthespringboardsundertheloadsof160，180，210and230kg，respectively．Inthedyna

9、micexperiment，avolun-teerperformeddropjump(DJ)froma1．2