来源:www.daxuelw.org 发布时间:2016-12-20
1 前言运动生物力学研究的内容是人体运动中的机械运动规律。人体运动的含义可以理解为人体整体、肢体位置的移动(位移),包括竞技体育运动、大众体育运动、日常活动和生产劳动等。运动生物力学以生物学和力学的理论、方法研究人体从事各种运动、活动和劳动的动作技术,使复杂的人体动作技术奠基于最基本的生物学和力学规律之上,并以数学、力学、生物学以及动作技术原理的形式加以定量描述。人体运动、活动和劳动中的各种动作技术,可以通过生物力学方法进行测试研究,提高动作技术效率,提高运动技术水平。
运动生物力学的主要任务:研究人体形态、结构和机能的生物力学特征;研究人体的各类动作技术,确立各类动作的技术原理,建立动作技术模式,用以指导教学、学习、训练和生产劳动;结合个人身体形态、机能和素质等特点,研究适合个人的最佳运动和劳动技术动作方案,并通过动作技术诊断使之逐步完善;探索预防运动创伤、劳动损伤和康复医疗手段的生物力学依据;按照人体形态、结构和机能的生物力学特征,设计、改进运动器械、设施、服装与用具以及劳动机器、工具等。
运动生物力学是体育科学园地中一门年轻的、实用性边缘学科,如果从1967年第1届国际生物力学讨论会算起,只有30多年的历史。它的基本理论、研究方法、测试仪器等源自很多学科,特别是现代计算机技术、生物技术、声、光、电、磁技术等都是运动生物力学发展的基础。科学技术的发展,推动了运动生物力学的研究方法不断创新,测量技术水平不断提高,使得各类运动技术的研究不断深入,从而促进了各项动作技术水平和运动成绩的提高。运动生物力学的测试研究方法概括起来可分为运动学、动力学和生物学3类指标的测试分析及多种指标的综合测试分析。
2 运动生物力学方法学研究现状近年来,随着科学技术的飞速发展,运动生物力学的测试仪器、研究方法获得了快速发展,测试仪器的种类、功能、质量、测试速度和测量精度都有很大增加、提高,随之研究领域逐渐扩展,研究成果大大增加。
2.1 常用的研究方法及仪器在中国体育科学学会和原国家体委科教司的支持下,运动生物力学分会组织国内多名本学科的专家、教授讨论、撰写成的《运动生物力学测量方法》一书编入了当前运动生物力学研究中使用的主要方法和仪器。其中,“运动生物力学常规测量方法规范”部分收入了常用和通用的测量方法,包括运动学方法中的平面定机摄影摄像测量方法、平面跟踪摄影摄像测量方法、立体定机摄影摄像测量方法;动力学方法中的三维测力台测试方法、等速测力仪测试方法;生物学方法中的人体形态学测量方法、人体重心测量方法、肌电测量方法等。
《运动生物力学非常规测量方法选编》部分收入了一些国内使用尚不普及和少量国外新近使用的测量方法,包括运动学方法中的立体跟踪摄影摄像测量方法、红外光点摄像测量方法、激光测试仪测量方法、分段计时测量方法;动力学方法中的A.K.M和B.K.M测力仪测力方法、T.K.K测力仪测力方法、赛艇多参数遥测分析系统测试方法、动态力的应变测试方法、人体运动能量测量方法;生物学方法中的人体柔韧性测量方法、人体环节惯性参数测量方法、转动惯量测量方法等。此外,还有多机同步测量方法、神经网络模型分析15方法、数学模型与计算机仿真方法以及运动生物力学测试资料的统计处理与分析方法等。
2.2 新的研究方法及仪器1.高精度的高速摄像测量系统的应用:高清晰度、高速度(100~200场/s以上)的摄像机和录像解析系统,已经应用于各项运动技术的测试研究。
2.图像自动识别仪器开始应用:在影片解析仪和录像解析仪上,对电影胶片和录像磁带上的人体运动图像关节点的自动识别研究,已取得初步成功并应用于实践。但不足之处是拍摄时必须在人体的关节点上粘贴明显的球形标志物。在正式比赛中不能使用这种拍摄方法,在训练中贴球形标志物对运动员的动作也有一定影响。因此,实现去掉标志物的关节点自动识别方法,是当前研究迫切需要解决的问题。
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