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题名短跑运动控制的生物力学分析
被引量：25
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作者
魏书涛
刘宇
傅维杰
李庆
钟运健
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机构
上海体育学院运动科学学院
清华大学体育部
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出处
《体育科学》
CSSCI
北大核心
2010年第9期37-43,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(30871210)
上海科委项目(08490512700)
上海市"东方学者基金"资助项目
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文摘
目的:通过建立短跑最高速阶段下肢的生物力学模型,探讨短跑运动下肢肌肉在多关节运动中协调、控制功能的生物力学机制,为短跑技术分析、技术最佳化提供依据。方法:使用三维红外高速摄像系统(300 Hz)、三维测力台(1 200 Hz)采集8名高水平短跑运动员在塑胶跑道上全力跑动时的数据。使用环节互动动力学分析短跑最高速时一个步态周期的运动学、动力学数据。研究结果:1)触地初期,地面反作用力通过膝关节和髋关节前方,在膝、髋关节处产生伸膝、屈髋力矩的外力矩(EXF),此时肌肉力矩(MUS)的主要作用是对抗地面反作用力产生的外力矩(EXF)。此时,膝、髋关节处最大MUS分别为203.40±93.60Nm和455.24±198.72 Nm;蹬伸末期,在髋关节处出现较大的由大腿加速度和髋线加速度产生的惯性力矩(INT),在离地后小腿后摆运动中起到积极作用;2)摆动初期,小腿的后摆主要是惯性力矩引起的;摆动末期肌肉力矩(MUS)与惯性力据(INT)出现最大值,膝关节处为249.32±38.81 Nm、194.01±30.90 Nm,髋关节处为650.81±101.06 Nm、410.80±78.67 Nm。结论:支撑期,肌肉力矩(MUS)和地面反作用力产生的外力矩(EXF)是主要控制下肢运动的主要力矩。支撑末期,大腿加速度及髋线加速度在髋关节处产生较大的惯性力矩(INT),为离地后小腿的积极后摆提供帮助;腾空期,摆动腿的运动主要受肌肉力矩(MUS)和惯性力矩(INT)控制,其中,惯性力矩(INT)主要由小腿的角加速度产生的,两力矩相互作用,以控制与完成下肢的目标动作。
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关键词
环节互动动力学
运动控制
关节力矩
短跑
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Keywords
segment-interaction
movement control
joint torque
sprint running
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分类号
G804.6
[文化科学—运动人体科学]
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题名优秀短跑运动员途中跑时下肢关节力矩及肌群功率分析
被引量：10
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作者
钟运健
刘宇
魏书涛
李庆
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机构
上海体育学院运动科学学院
南昌大学教育学院体育系
清华大学体育部
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出处
《中国运动医学杂志》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第1期26-31,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(30871210)
上海市科委项目(08490512700)
上海市"东方学者基金"资助
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文摘
目的:量化分析优秀短跑运动员途中跑步态中下肢各关节力矩的贡献成分及下肢肌群的做功情况。方法:采集8名优秀短跑运动员在塑胶跑道上途中跑时完整步态的二维运动学数据(300 Hz)及地面反作用力(1200 Hz)数据,利用环节互动动力学方法分析下肢各关节力矩,并计算各关节角度变化和下肢各关节肌群功率变化。结果:在支撑阶段,主要起控制作用的关节力矩为肌力矩和外力矩。摆动阶段,主要为肌力矩和惯性力矩。在快速跑的完整步态中,髋关节伸肌群、膝关节屈肌群及踝关节跖屈群功率峰值均分别显著高于髋关节屈肌群、膝关节伸肌群及踝关节背屈肌群功率峰值;同时,髋关节伸肌群和膝关节屈肌做正功时功率峰值均显著高于其做负功时功率峰值,踝关节跖屈肌群做负功时功率峰值显著高于其做正功时功率峰值。结论:快速跑时,地面反作用力在支撑期及各环节惯性力在摆动期对下肢运动及各关节肌群的工作性质产生主要影响;短跑训练中,应重视髋关节伸肌群的快速主动收缩(做正功)能力,膝关节屈肌群及踝关节跖屈肌群的快速退让性收缩(做负功)能力的训练。
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关键词
优秀短跑运动员
途中跑
环节互动动力学
关节力矩
肌力矩
做功
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Keywords
elite sprinter
sprint
intersegmental dynamics
joint torque
muscle power
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分类号
G822.1
[文化科学—体育训练]
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