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運(yùn)動生物力學(xué)研究范文第1篇

關(guān)鍵詞：足底壓力分布、踝關(guān)節(jié)、專項運(yùn)動

生物力學(xué)的研究范圍包括整個人體，足部生物力學(xué)的研究是其中重要的一部分。由于體育運(yùn)動中，運(yùn)動損傷的多發(fā)性使其成為眾多科研項目的焦點(diǎn)內(nèi)容。其中，踝關(guān)節(jié)損傷是所有運(yùn)動損傷中最常見的運(yùn)動損傷之一。這類損傷經(jīng)常發(fā)生在籃球、排球和足球等通常需要迅速敏捷地跑動、急停和跳起的項目中。因此，不同專項足踝部的傷病發(fā)生機(jī)制與防治已成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。此外，隨著專項運(yùn)動員和教練員對專項運(yùn)動鞋的防傷能力和功能表現(xiàn)力的要求越來越高，對不同專項動作中足踝部的生物力學(xué)特征研究就顯得尤為緊迫和重要。本文在閱讀大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用目前最先進(jìn)的足底壓力分布測試系統(tǒng)，對網(wǎng)球、足球2個專項的6名男子大學(xué)生運(yùn)動員進(jìn)行了2個特征動作的足部的生物力學(xué)分析。試圖通過不同項目指標(biāo)的對比分析得出不同專項的足底壓力和運(yùn)動學(xué)特征，從而為足踝部損傷研究和運(yùn)動鞋專項化的相關(guān)領(lǐng)域提供實(shí)驗依據(jù)和理論基礎(chǔ)。

1.研究方法：

1.1文獻(xiàn)資料法

1.2實(shí)驗法

1.3對比分析法

2.研究對象：本研究選取湖北大學(xué)體育學(xué)院6名本科生為研究對象，其中三名為足球?qū)ｍ棧?名為網(wǎng)球?qū)ｍ棥?名受試者均無下肢足底足踝病痛史。

3.實(shí)驗器材：1.Novel Pedar system （鞋墊式足底壓力測量系統(tǒng)）――垂直壓力測量/靜止?fàn)顟B(tài)和運(yùn)動狀態(tài). 2.身高、體重測量器

4.實(shí)驗步驟：

4.1.進(jìn)行Novel Pedar system 足底壓力分布測試系統(tǒng)的連接和調(diào)試。

4.2要求受試者均穿著運(yùn)動服裝、體操鞋，測量受試者身高、體重后登記受試者情況。

4.3選擇符合各受試者鞋內(nèi)底尺碼的測試鞋墊，確保測試鞋墊邊緣無折痕，鞋墊大小與鞋內(nèi)底邊緣吻合，配戴測試設(shè)備后，受試者進(jìn)行3-5分鐘適應(yīng)性動作練習(xí)。

4.4采集網(wǎng)球、足球2個項目運(yùn)動員各自專項特征動作的足底壓力分布數(shù)據(jù)，共2個特征動作分別是網(wǎng)球項目中網(wǎng)前急停反手截?fù)羟颍ㄓ沂謭?zhí)拍）， 足球項目中的急停轉(zhuǎn)身跑左轉(zhuǎn)90度，每人每個動作測試三次，2次動作間隔2分鐘。

5.測試指標(biāo)：

壓力峰值：分區(qū)內(nèi)所有傳感器在測試階段內(nèi)受到的最大合力。

壓強(qiáng)峰值：分區(qū)內(nèi)每個傳感器在測試階段內(nèi)所受壓強(qiáng)的最大值。

壓力峰值百分比：某分區(qū)壓力峰值占前中后足的壓力峰值總和的百分比。

6.實(shí)驗數(shù)據(jù)處理：

6.1采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

6.2選取網(wǎng)球和足球受試者三次動作取平均值進(jìn)行分析。

6.3將每只鞋墊分為前足區(qū)、中足區(qū)、后足區(qū)三個分區(qū)，這三個分區(qū)覆蓋了整個足底，此外在定前足區(qū)內(nèi)義了三個特定區(qū)域，第一跖趾關(guān)節(jié)區(qū)、趾區(qū)、除趾外其他四趾^。

7.實(shí)驗結(jié)果與分析：

7.1網(wǎng)球（網(wǎng)前急停反手截?fù)羟颍?/p>

在網(wǎng)球急停反手截?fù)魟幼髦袕呐軇?、急停到最后的截?fù)舨饺匀灰郧白愕某休d為主趾區(qū)的壓力峰值尤其顯著、后足尤其是支撐腳后足的受力從跑動截?fù)暨^程有不斷增大的趨勢，中足幾乎不受力，支撐腳的足底壓力峰值普遍大于發(fā)力腳，急停和截?fù)舨阶愕资芰Υ笥谂軇硬健?/p>

7.2足球（急停左轉(zhuǎn)向跑）

由跑動到急停，足球運(yùn)動員的前足受力面積變小，前足受力集中到前足的局部。

在跑動步離地蹬伸階段，趾對身體向前移動起著舉足輕重的作用，但在急停步的落地緩沖階段，趾的作用減弱，其他四趾對地的制動作用增大。我們從左腳和右腳的跑動步和急停步對足球急停左轉(zhuǎn)向跑動作的足底壓力進(jìn)行分析可以看出從跑動步到急停步，前足壓力峰值明顯降低后足的壓力峰值明顯增大，但前足內(nèi)側(cè)的壓強(qiáng)峰值始終維持較高的水平。

兩個項目足底壓力分布的對比：

1.第一跖趾關(guān)節(jié)和趾的足底受力模式。第一跖趾關(guān)節(jié)區(qū)和趾區(qū)是前足受力明顯的兩個特殊區(qū)域，這兩個位于前足內(nèi)側(cè)的區(qū)域通常是各個動作中前足壓力峰值和壓強(qiáng)峰值發(fā)生的區(qū)域。此外，比起緩沖階段它們在足部主動發(fā)力的離地蹬伸階段起著更重要的推動人體向前的作用。

2.網(wǎng)球運(yùn)動中，趾區(qū)的足底壓力峰值表現(xiàn)顯著，顯示了網(wǎng)球運(yùn)動中趾作為推動人體重心移動的最后一個小關(guān)節(jié)，其支撐穩(wěn)定性和關(guān)節(jié)力量比起第一跖趾關(guān)節(jié)更為重要，足球運(yùn)動中不論是第一跖趾關(guān)節(jié)區(qū)還是趾區(qū)都表現(xiàn)出2個項目動作中最大的壓強(qiáng)峰值。比較2個項目前足內(nèi)側(cè)壓強(qiáng)峰值情況，可以得到足球項目動作前足內(nèi)側(cè)壓強(qiáng)峰值較大，網(wǎng)球項目動作較小。

3.對比網(wǎng)球急停反手截?fù)羟蚝妥闱蚣蓖＾D(zhuǎn)向跑動作，從跑動到急停時后足均有受力增大的變化趨勢，因此急停階段后足明顯的受力增大趨勢是由于急停階段為了增大身體重心向后的加速度，運(yùn)動員必須增大對地受力面積以增大對地反作用力從而達(dá)到急停的目的，盡管后足受力增幅較大并且分擔(dān)了前足載荷的很大部分但是從壓力峰值百分比上仍然可以看出，前足依然是急停階段最主要的承載區(qū)域。

8.結(jié)論：

8.1足部承擔(dān)離地蹬伸任務(wù)時前足承擔(dān)主要載荷，中后足受力不顯著，足部承擔(dān)落地緩沖任務(wù)時后足和中足受力增大，前、中、后足共同承擔(dān)身體載荷。

8.2足球項目前足內(nèi)側(cè)壓強(qiáng)峰值最大，網(wǎng)球相對較小。

8.3網(wǎng)球運(yùn)動中，趾區(qū)的壓強(qiáng)峰值超過第一跖趾關(guān)節(jié)區(qū)，足球運(yùn)動中，第一跖趾關(guān)節(jié)區(qū)和趾區(qū)壓強(qiáng)峰值大。

9.建議：

綜上所述我們從運(yùn)動生物力學(xué)的角度出發(fā)，對2個專項的運(yùn)動鞋設(shè)計提出以下建議：

9.1網(wǎng)球運(yùn)動網(wǎng)前截?fù)舻葎幼餍枰鋵ｍ椥紤]到指在網(wǎng)球特征動作中的重要作用和影響應(yīng)當(dāng)增大鞋底跖趾關(guān)節(jié)部位的靈活性以及趾區(qū)域足底支撐的穩(wěn)定性，以利于趾部位在網(wǎng)球動作中更好的充當(dāng)最后關(guān)節(jié)支撐面的作用。

9.2足球運(yùn)動專項鞋應(yīng)當(dāng)具備良好的前足減震緩沖能力并提供穩(wěn)定性來抵抗踝關(guān)節(jié)在跖屈位置時的內(nèi)翻力，通過對鞋面材料進(jìn)行加厚和加固以增加運(yùn)動員踢球的舒適度同時提供正常的距下關(guān)節(jié)靈活性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王蘭美， 郭業(yè)民， 潘志國. 人體足底壓力分布研究與應(yīng)用[J]. 機(jī)械制造與自動化， 2005， 34（1）：35-38.

運(yùn)動生物力學(xué)研究范文第2篇

關(guān)鍵詞：速度輪滑；雙蹬技術(shù)；滑行技術(shù)；時相；足底壓力

中圖分類號：G 804.6 文章編號：1009-783X（2017）03-0265-07 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： Objective： The kinematical and mechanical parameters of double push in speed roller skating are sampled to quantitatively analyze its technical theories and rules， which can provide scientific references for specialized training and the spread of efficient skating techniques. Methods： Two cameras are used to shoot a complete compound step from the front and from the side while skaters， adopting double-push， are sliding straightway along a given route once at a fast speed and a slow speed respectively. The sole pressure distribution system synchronously samples the sole pressure data for 8 seconds， such as sliding time， distance， speed， sole pressure variation in time， displacement center variation， and the starting and ending time of landing and taking-off of various areas of the sole. Results： As the speed goes up， the single-foot support time shortens； the ratio of vertical sliding time to the sliding distance lowers； the ratio of inner and outer blade pushes time to the sliding distance rises greatly； in terms of the average speed in various time phases， the inner-blade sliding is faster than the outer-blade sliding， and the single-foot support sliding is faster than the double-foot support sliding. A single-step sliding includes an inner-blade push and an outer-blade push， and the time of the former is shorter than that of the latter. In terms of variation of the sole pressure center， the single-foot support is bigger than the double-foot support， and the inner-blade push is bigger than the outer-blade push； the faster the sliding is， the smaller the variation of the sole pressure center becomes， and the more obvious the ante displacement. Conclusion： A right single step of double push in speed roller skating can be divided into five successive phases： right-vertical-double， right-outer-single， right-vertical-single， right-inner-single and right-inner-double， the right-outer blade push contributes to maintaining the speed， the inner-blade push is the major source of force for speeding， double push， as a highly efficient sliding technique， allows full play of body weight push.

Keywords： inline roller speed skating； double push； skating technique； time phases； sole pressure

我國速度輪滑與國際輪滑競技水平相比有很大的差距，主要制約因素為滑行技術(shù)的落后，速度輪滑雙蹬技術(shù)在我國選手中的使用率還很低[1]；然而，關(guān)于雙蹬技術(shù)動作原理研究的文獻(xiàn)極少，僅有的相關(guān)報道也只停留在定性分析層面，因此，本研究擬采用三維攝像法與足底壓力分布測試系統(tǒng)獲取速度輪滑雙蹬技術(shù)動作的運(yùn)動學(xué)與足底受力參數(shù)，定量分析雙蹬技術(shù)的動作原理，為把握其特征與規(guī)律提供科學(xué)依據(jù)，努力為先進(jìn)高效的滑行技術(shù)推廣，并對其他滑冰類項目提高專項訓(xùn)練水平提供借鑒。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

受試者均為經(jīng)過多年系統(tǒng)訓(xùn)練的速度輪滑運(yùn)動員，經(jīng)病史詢問與健身檢查，身體健康且運(yùn)動能力良好。其中：男子，國際健將2人，健將4人，一級2人；女子，國際健將1人，健將2人，一級2人。受試者的基本情況見表1。

1.2 研究方法

1.2.1 實(shí)驗方法

受試者身高、體重等基本指標(biāo)的測量在實(shí)驗室內(nèi)完成。運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)參數(shù)測試工作在溫暖、無風(fēng)的12塊并連的室外籃球場內(nèi)進(jìn)行（場地長約130 m，寬約80 m），用2根標(biāo)志桿提醒拍攝區(qū)域。要求受試者穿著運(yùn)動服裝、輪滑鞋，戴輪滑帽。2臺攝像機(jī)（日本松下，型號為NV-MX300EN/A）分別從運(yùn)動員運(yùn)動方向的側(cè)面和正面，拍攝運(yùn)動員完成雙蹬技術(shù)時一個完整的復(fù)步動作。2臺攝像機(jī)的主光軸夾角為75 °，拍攝頻率為50 Hz，具體擺放位置如圖1a所示。以2臺攝像機(jī)同時捕捉網(wǎng)球擊打彩色平板的方法實(shí)現(xiàn)影像同步，以便后期影像的采集處理。運(yùn)動員滑行前和滑行后分別在運(yùn)動員滑行區(qū)域中央進(jìn)行2次三維標(biāo)定拍攝，如圖1a陰影區(qū)與圖1b所示。

選擇符合受試者鞋內(nèi)底尺碼的測試鞋墊，確保鞋墊邊緣無折痕，鞋墊大小與鞋底邊緣吻合，配戴測試設(shè)備后，連接與調(diào)試Foot Scan足底壓力分布系統(tǒng)（比利時產(chǎn)，每只鞋墊共325個傳感器，密度為4個/cm2，采樣頻率500 Hz）。確保受試者配戴的測試設(shè)備不影響動作技術(shù)的完成，受試者進(jìn)行3 min左右的適應(yīng)性練習(xí)，正式測試時要求受試者采用雙蹬技術(shù)按照規(guī)定的路線直道滑行，以慢速和快速各完成一次滑行。受試者進(jìn)入影像拍攝區(qū)域前，足底壓力分布系統(tǒng)即開始采集數(shù)據(jù)，采集卡數(shù)據(jù)記錄時間8 s，每人次滑行后及時把數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦儲存，以備分析。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理與分析

1.2.2.1 動作階段劃分

以右腿為例，雙蹬技術(shù)一個完整的單步為（如圖2a所示）：右腳用外刃從后位中心位置向身體左側(cè)蹬至最遠(yuǎn)處，隨后從左側(cè)最遠(yuǎn)處向后位中心位置拉；過后位中心位置時左腳著地，右腳開始用內(nèi)刃向右側(cè)推。兩替滑進(jìn)，滑行路線呈正弦曲線式，且前進(jìn)方向與中線吻合。據(jù)影像資料中運(yùn)動員動作變化特征與足底壓力的時間變化特征，以右腳為例，將一個單步分為5個時相（如圖2b所示）：右腳平刃滑行雙支撐階段（右平雙，RGD，right foot glide double support）、右腳外刃蹬地單支撐階段（右外單，ROS， right foot outside blade single support）、右腳平刃滑行單腳支撐（右平單，RGS， right foot glide single support），右腳內(nèi)刃蹬地單支撐階段（右內(nèi)單，RIS， right goot inside blade single support）和右腳內(nèi)刃蹬地雙支撐階段（右內(nèi)雙，RID， right foot inside blade double support）。其中，右平雙和左內(nèi)雙同屬一階段，右外單、右平單、右內(nèi)單與左腳浮動擺腿階段（左浮擺，LFW， left foot float wiggle）同屬一階段，右內(nèi)雙和左外雙同屬一階段[2]。

1.2.2.2 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計學(xué)分析

實(shí)驗測試所得影像資料，經(jīng)艾利爾（Ariel）影像解析系統(tǒng)進(jìn)行影像的捕獲、同步等一系列影像轉(zhuǎn)化數(shù)字處理，模型選用松井秀志人體模型。數(shù)據(jù)平滑采用低通濾波法，截斷頻率6 Hz。提取每位受試者快速和慢速滑行條件下，一個單步5個時相的滑行時間、路程，位移，速度及P節(jié)角度等運(yùn)動學(xué)參數(shù)。足底壓力數(shù)據(jù)經(jīng)Footscan Software7.00軟件處理，導(dǎo)出足底壓力的時間變化、中心位移變化、足底各區(qū)著地與離地時間等動力學(xué)參數(shù)。

應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)的正態(tài)性檢驗應(yīng)用單樣本K-S檢驗，連續(xù)性變量以均數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)差）或中位數(shù)[四分位差（25%～75%）]表示；采用雙向分類方差分析（Two-Way Classification ANOVA）對速率（高速、低速）與性別兩因素（男、女）及兩者的交互作用進(jìn)行分析。組間比較采用SNK-q檢驗，并參考Bonferroni法與Tukey法檢驗結(jié)果，統(tǒng)計學(xué)顯著性水平定為P

2 研究結(jié)果

2.1 雙蹬技術(shù)動作的運(yùn)動學(xué)測試結(jié)果

2.1.1 雙蹬技術(shù)一個單步時間、路程及速率的運(yùn)動學(xué)參數(shù)結(jié)果

在Ariel解析系統(tǒng)中，以時間、位移和速度等作為關(guān)鍵詞提取X軸方向，即運(yùn)動員滑行前進(jìn)方向的一個右單步的時間，路程和速率等運(yùn)動學(xué)參數(shù)，之后對每名運(yùn)動員每個時相對應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理，結(jié)果見表2。從各時相占整個單步滑行時間的比例關(guān)系來看，低速與高速滑行時，均以右外單最高，右內(nèi)單最低。低速滑行時，男、女單腳支撐時間占整個單步滑行時間的61.3%、57.1%，平刃滑行時間占整個單步滑行時間的41.9%、40.9%，內(nèi)外刃單腳蹬地時間占整個單步滑行時間的40.9%、38.1%。高速滑行時，男、女單腳支撐時間占整個單步滑行時間的56.4%、52.8%，平刃滑行時間占整個單步滑行時間的33.3%、34.1%，內(nèi)外刃單腳蹬地時間占整個單步滑行時間的43.6%、40.3%。即隨著滑行速率的提高，單腳支撐時間變短，平刃滑行時間比例降低，但內(nèi)外刃動力推進(jìn)時相所占的時間比例則大幅度提高（P

從各時相滑行路程占整個單步滑行路程的比例關(guān)系來看，低速與高速滑行時，均以右外單最高，右內(nèi)單最低。低速滑行時，男、女單腳支撐滑行路程占整個單步滑行路程的65.2%、62.9%，平刃滑行路程占整個單步滑行路程的42.0%、44.4%，內(nèi)外刃單腳蹬地滑行路程占整個單步滑行路程的43.6%、39.4%。高速滑行時，男、女單腳滑行路程占整個單步滑行路程的58.9%、55.0%，平刃滑行路程占整個單步滑行路程的32.2%、33.1%，內(nèi)外刃單腳蹬地滑行路程占整個單步滑行路程的46.2%、42.5%。即隨著滑行速率的提高，單腳支撐滑行時間變短，平刃滑行路程比例降低；但內(nèi)外刃動力推進(jìn)滑行路程所占的比例則有大幅度提高（P

從各時相內(nèi)的平均速率來看，低速與高速滑行時，男女各時相平均速率從大至小的順序皆為右內(nèi)單、右外單、右平單、右平雙、右內(nèi)雙，即內(nèi)刃動力推進(jìn)階段的平均速率要高于外刃動力推進(jìn)階段，且單腳支撐階段的平均速率要高于雙腳支撐階段；但從整體看，各時相的平均速率變化不大。另外，低速與高速滑行時皆為男性大于女性，且具有顯著性差異（P

2.1.2 雙蹬技術(shù)滑行腿一個單步髖、膝、踝3個關(guān)節(jié)的角度變化軌跡

慢速狀態(tài)下支撐腿關(guān)節(jié)角度變化的數(shù)據(jù)能夠較好地分析雙蹬技術(shù)的身體姿態(tài)情況。圖3中3條線分別代表男女支撐腿踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)變化軌跡。從所測數(shù)據(jù)可知，男子踝關(guān)節(jié)最小角度為65.1 °，最大角度為113.9 °，女子踝關(guān)節(jié)最小角度為64.9 °，最大角度為114.6 °，都出現(xiàn)在右內(nèi)雙階段；男子膝關(guān)節(jié)角度最大為153.2 °，女子最大為154.6 °，均出現(xiàn)在右內(nèi)雙階段，男子最小膝關(guān)節(jié)角度為99.8 °，出現(xiàn)在右平雙階段。女子最小膝關(guān)節(jié)角度為100.1 °，出現(xiàn)在右外單階段；男子髖關(guān)節(jié)最小角度為67.0 °，最大角度160.0 °，分別出現(xiàn)在右內(nèi)始時刻和結(jié)束時刻。女子最小角度為66.1 °，出現(xiàn)在右內(nèi)單時相的前部，最大角度為150.2 °，同樣出現(xiàn)在右內(nèi)單階段的結(jié)束部分。

2.2 雙蹬技術(shù)動作的動力學(xué)測試結(jié)果

2.2.1 足底壓力的時間變化規(guī)律

受試者慢速與快速滑行時足底壓力的時間變化曲線如圖4所示。由圖可知，不同滑速下足底壓力時間變化曲線的形狀大致相同，且均呈雙峰形。從一個完整的單步5個時相來看，首先，第1個波峰之前的一段時間內(nèi)，足底壓力隨時間延長呈現(xiàn)較小的增幅，此為右平雙階段。接著，足底壓力時間變化曲線出現(xiàn)第1個波峰，且波峰的形成時間較長，為右外單階段。其次，足底壓力在較短的時間內(nèi)由波峰快速降至波谷，為右平單階段，此時足底壓力的波谷值出現(xiàn)低于受試者體重的現(xiàn)象。隨后，足底壓力在較短的時間內(nèi)由波谷值快速升至第2次波峰值，為右內(nèi)單階段。尤其是受試者快速滑行時，足底壓力時間曲線的第2次波峰值明顯高于第1波峰值（右內(nèi)單階段）。最后，足底壓力由第2波峰值又迅速下降至腳部剛觸地時水平，此為右內(nèi)雙階段，且此時恰好對應(yīng)左平雙階段。即一個完整的單步滑行動作包括內(nèi)外刃的2次蹬動動作，由此獲得了2次推進(jìn)力。而且，由外刃主導(dǎo)的第1次蹬動動作的作用時間較長，起到維持現(xiàn)有速度與延長單腳支撐時間的作用；由內(nèi)刃主導(dǎo)的第2次蹬動動作的作用時間較短，下肢運(yùn)動環(huán)節(jié)爆發(fā)用力，因而獲得了更大的前進(jìn)速度。受試者足底壓力的時間變化曲線與雙蹬技術(shù)的動作結(jié)構(gòu)相符。

2.2.2 足底壓力中心位移變化

足底壓力中心（center of foot pressure，CFP）隨支撐時間變化往復(fù)移動會在支撐期形成一條足底壓力中心（如圖5所示），足底壓力中心變化規(guī)律可反映不同運(yùn)動狀態(tài)下足底受力的位置變化與壓力分布特征[3]。

受試者低速與高速滑行時足底壓力中心的位移距離（X軸與Y軸位移）變化見表3。由表3可知，男女受試者右單步與五時相的足底壓力中心X軸、Y軸位移距離，低速滑行時均大于高速滑行時，且具有顯著性差異（P0.05）。各時相足底壓力中心位移距離相比，男女受試者X軸與Y軸位移變化幅度從大至小的順序皆為右內(nèi)單、右平單、右外單、右平雙、右內(nèi)雙，即足底壓力中心位移距離單腳支撐階段大于雙腳支撐階段，內(nèi)刃滑行階段大于外刃滑行階段。

2.2.3 足底壓力各區(qū)的著離地時間特征

為便于研究足底壓力的分布與傳導(dǎo)特征，通常將足底分為前、中、后3個區(qū)。進(jìn)一步細(xì)分為：足后區(qū)外側(cè)（1區(qū)）與內(nèi)側(cè)（2區(qū)），代表足跟部；足中區(qū)（3區(qū)），代表足弓部；足前區(qū)外側(cè)（4區(qū)，代表第4、5跖趾關(guān)節(jié)部）、中部（5區(qū)，代表第2、3跖趾關(guān)節(jié)部）與內(nèi)側(cè)（6區(qū)，代表第一跖趾關(guān)節(jié)部）。反映足底不同區(qū)域著地與離地順序的足底特定區(qū)域著地與離地時間測量值見表4。由表4可知，低速與高速滑行時，男、女受試者足底各區(qū)開始著地時間，以1區(qū)測量值最小，2區(qū)測量值其次，3區(qū)測量值與4、5、6三區(qū)中某兩區(qū)的測量值接近。男、女受試者足底各區(qū)開始離地時間，以2、3區(qū)測量值最小，1、4區(qū)測量值接近且居中， 5、6區(qū)測量值最大。即速度輪滑一個完整的單步首先是足跟部著地，之后由足中區(qū)過渡至全足；離地時足部先內(nèi)翻，前腳掌外側(cè)離地，之后內(nèi)側(cè)離地。

3 分析與討論

3.1 雙蹬技術(shù)動作的運(yùn)動學(xué)特征分析

3.1.1 雙蹬技術(shù)動作的技術(shù)特征分析

由圖4可見，支撐腿關(guān)節(jié)角度變化規(guī)律基本接近。在右平雙和右外單階段，運(yùn)動員長時間基本維持身體姿態(tài)，各關(guān)節(jié)角度變化不大，此時運(yùn)動員需要很好的保持各關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。在右外單結(jié)束時刻，各關(guān)節(jié)角度開始產(chǎn)生變化，進(jìn)入右內(nèi)單階段，各關(guān)節(jié)角度迅速變小，繼而在進(jìn)入右內(nèi)雙階段出現(xiàn)最大的轉(zhuǎn)折，各關(guān)節(jié)角度迅速變大，直到達(dá)到最大值。尤其是髖關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)變化最為明顯。右內(nèi)單和右外單2個時相中，各關(guān)節(jié)角度劇烈變化說明，此時運(yùn)動員為主要產(chǎn)生動力階段。右外單階段，各關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)也出現(xiàn)明顯變化，但相比之下，變化較小。

滑行類運(yùn)動項目均強(qiáng)調(diào)運(yùn)動員合理地利用體重來完成技術(shù)動作[4-5]。傳統(tǒng)滑冰運(yùn)動員任何有效的動作均是通過冰刀刀刃與光滑冰面的相互作用得以實(shí)現(xiàn)，在技術(shù)使用時要求滑行腿著地后按照一個方向一直蹬下去，直至離開地面，強(qiáng)調(diào)“極限”效果，即深蹲遠(yuǎn)蹬，從右內(nèi)雙階段的各關(guān)節(jié)變化曲線也能看到此趨勢；但速度輪滑的滑輪在摩擦力很大的地面上滑行時，這種可能性就會受到限制。原因在于：深蹲遠(yuǎn)蹬至一定程度時，運(yùn)動員無法獲得類似冰刀蹬冰一樣的理想動力，反而會增加無用功的比例。另外，與傳統(tǒng)滑行技術(shù)相比，雙蹬技術(shù)滑行時支撐腿不僅要支撐身體，它還增加了一個外刃蹬地的動作，滑行腿在右外單階段腳落地后經(jīng)外刃向另一條腿方向蹬后，又有一個向內(nèi)拖拽的階段，以便經(jīng)平刃滑行轉(zhuǎn)至內(nèi)刃蹬地，再離開地面。這個向另一條腿蹬的動作產(chǎn)生一個更靠近或超過身體中線的推力（此腿的反方向）直至最大位移處，彌補(bǔ)了輪滑滑行很難完成的、傳統(tǒng)的、較為費(fèi)力的低膝屈曲動作，因而提升了滑行效率。這種下肢各關(guān)節(jié)角度“非極限性”的蹬伸做功能較好地調(diào)控身體姿態(tài)，以應(yīng)變變化性極大的輪滑比賽，從而做出符合輪滑鞋這種特殊器械下做出最大限度地蹬動幅度和滑行位移。運(yùn)動員在不用有意進(jìn)行深蹲遠(yuǎn)蹬的情況下，就能有效地增加蹬動距離，進(jìn)而把消極的自由滑行階段變成積極的加速階段[3，6]。

3.1.2 雙蹬技術(shù)動作的時空參數(shù)變化分析

隨著滑行速度的提高，單腳支撐時間與滑行時間均變短，平刃滑行時間比例降低，但內(nèi)外刃動力推進(jìn)時相所占的時間與路程比例均大幅度地提高，尤其是內(nèi)刃蹬地的增加幅度更為明顯。單腳支撐時間的縮短和雙腳支撐時間的相對延長，能夠在某種程度上說明為了追求更快的速度，雙腳需要提高步頻來實(shí)現(xiàn)更多的動力形成時間，自然導(dǎo)致雙腳支撐時間比例相對增大。傳統(tǒng)思想認(rèn)為右平單階段是一個非?？焖俚赜赏馊谢邢騼?nèi)刃滑行過渡的階段[7]，但從本研究的測試結(jié)果來看，這一階段所占的時間比例并不小。尤其是當(dāng)運(yùn)動員運(yùn)動速度較低時，此時相占整個單步的時間比例會更大。分析認(rèn)為，應(yīng)該是運(yùn)動員為了維持身體平衡，轉(zhuǎn)換身體重心，合理利用體重蹬地造成的，而且，當(dāng)運(yùn)動員想要滑得更快時，需要外刃快速變內(nèi)刃，以便快速形成身體對地面的更大的推力，這樣就自然減少了平刃滑行這一非動力獲得階段的時間比例。低速狀態(tài)下單腳支撐外刃變內(nèi)刃時，運(yùn)動員外刃蹬地階段略長于內(nèi)刃蹬地階段，且隨著速度的提高，雙蹬技術(shù)對內(nèi)刃蹬地技術(shù)的應(yīng)用則在提高，即內(nèi)刃蹬地（push）在滑行技術(shù)中越來越重要，外刃蹬地（under push）這一技術(shù)環(huán)節(jié)則在提高速度時較內(nèi)刃蹬地起到的作用小。前人研究也認(rèn)為，在強(qiáng)調(diào)提高速度時，傳統(tǒng)蹬地動作在滑行技術(shù)中發(fā)揮著主導(dǎo)作用，而外刃推地則對滑行速度的保持起到一定作用。即其一方面維持發(fā)力，一方面對肌肉放松和協(xié)調(diào)整個身體起一定作用[8]；另外，右內(nèi)單時間在慢速狀態(tài)下和快速狀態(tài)下的鮮明對比能夠說明，單腳支撐更有利于運(yùn)動員的肌肉放松，而在高速狀態(tài)下右內(nèi)單時間的顯著延長，進(jìn)一步證明了內(nèi)刃蹬地是雙蹬技術(shù)的主要動力來源[9]。

通過對運(yùn)動員各時相的速度變化分析，內(nèi)刃動力推進(jìn)階段的平均速度要高于外刃動力推進(jìn)階段，且單腳支撐階段的平均速度要高于雙腳支撐階段。整體來看，各時相平均速度的變化不大，說明與傳統(tǒng)滑行技術(shù)的速度化相比，雙蹬技術(shù)表現(xiàn)出相對較小的振幅[10]。雙蹬技術(shù)中支撐腿在滑行時外刃和內(nèi)刃的2次蹬地能使身體獲得相對均勻的推進(jìn)力，有利于保持和增加速度，并且速度相對穩(wěn)定，從而有利于運(yùn)動員保持身體動態(tài)平衡狀態(tài)，便于根據(jù)比賽情況的變化調(diào)整相應(yīng)的滑行方案[11]。

3.2 雙蹬技術(shù)動作的動力學(xué)特征分析

3.2.1 雙蹬技術(shù)動作的力學(xué)分析

輪滑運(yùn)動員滑行時，盡管身體總的前進(jìn)方向是固定的，但身體重心即刻速度方向是動態(tài)變化的。即輪滑的技術(shù)特性決定了浮足著地后的滑行方向是可以選擇的[12]。對速度輪滑雙蹬技術(shù)進(jìn)行力的分解與合成研究，有利于將該項目動態(tài)復(fù)雜的技術(shù)動作簡化。由圖6可知，右腳外刃靜摩擦力f右外1與左腳靜摩擦力f左內(nèi)1的方向相同，是f左內(nèi)的延續(xù)。這個動作相當(dāng)于彎道的開步動作，只是不連接交叉步，滑行的主要動力是f左內(nèi)。從右腳的滑行軌跡上看，從右平雙到右外單階段，身體在f左內(nèi)和f右外的連續(xù)作用后相對于滑足向右移動，而右腳則向左后方蹬地。這2個階段是輪滑雙蹬技術(shù)動作與傳統(tǒng)輪滑技術(shù)動作的最大區(qū)別階段，即右腳外刃向左偏后方向蹬地階段。此時的身體重心在外刃蹬地靜摩擦力的作用下，由右腳的上方相對于右腳向右移動，同時推動身體向右側(cè)前方做加速運(yùn)動[13]，然后，身體獲得的動能在右平單階段進(jìn)行釋放。盡管f右外數(shù)值較小，但它的存在改變了右腳著地后只能做減速慣性滑行的局面，這也是雙蹬技術(shù)的優(yōu)勢與合理性的關(guān)鍵所在。右平蹬階段是外刃轉(zhuǎn)平刃克服阻力慣性滑行階段，即2次蹬地后的慣性滑進(jìn)階段，此時身體重心從右腳的右方相對移動到右腳的上方。此階段與傳統(tǒng)滑法的外刃著地后向平刃轉(zhuǎn)換并克服阻力滑行是一樣的。右平單階段，由于右腿肌群的彈收，使輪子對地面的壓力減少。右內(nèi)單和右內(nèi)雙階段，身體重心從之前的右腳上方向左移動，此時和傳統(tǒng)滑法的平刃轉(zhuǎn)內(nèi)刃蹬地動作是一樣的。由于右腿肌群的彈蹬，使輪子對地面的壓力增加。f右內(nèi)和f左內(nèi)是左右腳對稱的內(nèi)刃蹬地時對應(yīng)的靜摩擦力。

3.2.2 雙蹬技術(shù)動作的足底壓力變化分析

速度輪滑項目中復(fù)雜多變的技術(shù)動作的改變，是經(jīng)受試者足部與地面間相互作用力的改變而得以實(shí)現(xiàn)的[14]。在足底壓力時間曲線上，第1波峰與第2個波峰時間差為受試者的單腳支撐時間長度，這一時間長短可反映受試者滑行步頻的快慢。通過對圖6中2個速度下2條曲線的分析可知，同一名運(yùn)動員隨著滑行速度的增加，峰值壓力減小，單支撐時間縮短，步頻增加，說明與步長這一因素相比，步頻是提高速度輪滑雙蹬技術(shù)滑行速度的主要因素。另一方面，“一蹬（外刃蹬地）”作用的時間較長，主要起到維持現(xiàn)有滑行速度的作用，并延長單腳支撐的時間；“二蹬（內(nèi)刃蹬地）”作用時間較短，能充分發(fā)揮下肢肌群的爆發(fā)力，進(jìn)而獲得比“一蹬”更大的加速。由此說明，雙蹬技術(shù)以“二蹬”為主[5]。在“一蹬”與“二蹬”之間有一個低于體重的力值波谷，這種低谷式的體重壓力減少了地面的摩擦力，有利于降低“一蹬”與“二蹬”之間的速度損失，維持已有的滑行速度，同時也是運(yùn)動員輪滑變?nèi)械闹匾{(diào)整階段。此時，需要運(yùn)動員合理地利用腰腹力量，產(chǎn)生類似身體輕微“滯空”的滑行狀態(tài)，這也可以解釋在速度輪滑訓(xùn)練中體重蹬地這一技術(shù)的重要性。即在蹬動結(jié)束時要迅速降低體重壓力，開始蹬動時又要迅速增加體重壓力。在單支撐階段，人體各部分既處于用力蹬地的絕對運(yùn)動狀態(tài)，又處于調(diào)整身體重心的相對運(yùn)動狀態(tài)[15]。

運(yùn)動員滑行速度越快，足底壓力中心的變化幅度越小，身體重心越趨于穩(wěn)定，且足底壓力中心的前移趨勢越明顯。說明運(yùn)動員在追求速度時，不是通過更多的遠(yuǎn)蹬，而是依靠頻繁的變換內(nèi)外刃蹬地來完成，這完全符合雙蹬技術(shù)的特點(diǎn)，也為輪滑項目提高速度時不必深蹲遠(yuǎn)蹬找到了好的解決方案，從而驗證了雙蹬技術(shù)在輪滑項目中的合理性[16]。另外，由各時相內(nèi)足底壓力中心X軸與Y軸位移變化幅度可知，運(yùn)動員單腳支撐時變化幅度相對較大，有利于運(yùn)動員快速蹬地，形成動力；然而，在雙腳支撐時，運(yùn)動員身體重心不便轉(zhuǎn)化太快，自然蹬地幅度也會相對變小。內(nèi)刃滑行時壓力中心變化位移較外刃滑行時大，說明內(nèi)刃滑行時身體能夠做出更大幅度的動作變化，有利于產(chǎn)生更大的身體推進(jìn)力。足底各區(qū)著、離地時間特征表明著地時，首先是足跟部，之后由足中區(qū)過渡至全足，離地時足部先內(nèi)翻，前腳掌外側(cè)離地，之后內(nèi)側(cè)離地。這驗證了雙蹬技術(shù)動作時相劃分的科學(xué)性，也為輪滑運(yùn)動員學(xué)習(xí)雙蹬技術(shù)提供了理論參考。

3.3 雙蹬技術(shù)動作的生物學(xué)特征分析

傳統(tǒng)技術(shù)的自由滑行時，下肢肌群不僅為推動身體前進(jìn)提供動力源，而且過多地處于支撐體重的靜力緊張狀態(tài)下，這種肌群的等長收縮會在不提升滑行速度的情況下進(jìn)行代謝，過早地消耗很多的能量，并導(dǎo)致乳酸的堆積，從而產(chǎn)生疲勞[13]。通過對下肢關(guān)節(jié)角度變化分析可知雙蹬滑行時下肢靜力支撐的時間比例相對較小，運(yùn)動員下肢肌群進(jìn)行有規(guī)律的，收縮與舒張交替放松的動態(tài)工作，從而能夠延遲肌肉疲勞的產(chǎn)生。同時，雙蹬技術(shù)延長了浮動擺腿的時間，可以使部分肌群，尤其是大腿部肌群做功后有相對更長的放松時間，從而能有效地緩解肌肉疲勞[17]。當(dāng)然，這也要求運(yùn)動員具備良好的協(xié)調(diào)和控制能力，使沿運(yùn)動軸呈對稱分布的肌群做快速的、要求相對力量較高的收縮。由于完成2次蹬動，使用雙蹬技術(shù)時參與做功的腿部肌群要比使用傳統(tǒng)滑行技術(shù)時多。由外刃蹬地經(jīng)平刃自由滑行到內(nèi)刃蹬地，下肢小腿和大腿部要做一個內(nèi)收再到外展的過程，而傳統(tǒng)的滑行在滑行腳著地后很少會做踝部內(nèi)收和大腿內(nèi)收的動作。這就要求運(yùn)動員下肢除了做傳統(tǒng)滑行時的屈伸和外展，踝部和大腿部內(nèi)收肌群也要提高參與主動做功的比例。肌肉的這種工作方式不僅有利于肌肉彈性能量的發(fā)揮，還會發(fā)生類似肌肉牽張反射的生理學(xué)效應(yīng)，有利于神經(jīng)肌肉系統(tǒng)興奮與抑制的轉(zhuǎn)換，對運(yùn)動員肌群的隨意放松起到很好的調(diào)節(jié)作用[18]。綜上所述，雙蹬技術(shù)在要求運(yùn)動員具備很高的身體協(xié)調(diào)能力的基礎(chǔ)上，能夠使運(yùn)動員有效地發(fā)揮體重蹬地技術(shù)產(chǎn)生動力，并能充分利用動能勢能良性轉(zhuǎn)化和共振原理，用較少的能量擺動，保持與獲得更快的滑行速度。

4 結(jié)論

速度輪滑雙蹬技術(shù)具有明顯的2次蹬動技術(shù)特征，與傳統(tǒng)滑行技術(shù)相比，盡管內(nèi)刃蹬地使運(yùn)動員獲得加速度的效果更加明顯，但額外的外刃蹬地不僅能使運(yùn)動員克服傳統(tǒng)技術(shù)慣性滑行時的身體降速現(xiàn)象，還能夠產(chǎn)生有效的動力加速。另外，運(yùn)動員通過提高內(nèi)外刃滑行時間占單步滑行總時間的比例和增加步頻來更好地利用體重產(chǎn)生蹬地動力，從而節(jié)省體能消耗，延緩疲勞的產(chǎn)生，因此，雙蹬技術(shù)是一種既高效又節(jié)能的滑行技術(shù)，其它滑行類項目訓(xùn)練時可從中尋求借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1] 常莉彬.對速度輪滑雙蹬技術(shù)結(jié)構(gòu)的分析[J].吉林體育學(xué)院學(xué)報，2006，22（1）：58.

[2] 孫顯墀，孫一.對速度輪滑直道雙蹬技術(shù)的探討[J]. 冰雪運(yùn)動，2006（6）：29.

[3] BOBBERT M F， SCHAMHARDT H C， NIGG B M. Calculation of vertical ground reaction force estimates during running from positional data[J]. J Biomech，1991，24（12）：1095.

[4] BOER R W D ，SCHERMERHORN P ，GADEMAN J ，et al. Characteristic stroke mechanics of elite and trained male speed skaters[J].International Journal of Sport Biomechanics，1986，2（3）：175.

[5] o仲秋，姜桂萍，王小虹. 短道速度滑冰技術(shù)動作分析[J]. 中國體育科技，2002，38（2）：56.

[6] 程國慶，陳民盛，王小虹. 速滑直道滑行技術(shù)：滑跑時間的生物力學(xué)分析[J]. 冰雪運(yùn)動，1988（3）：53.

[7] BARRY PUBLOW. Double-push Skating[M]. CAN： The Mystery Revealed， 1998：32-56.

[8]孫一. 2009年世界速度輪滑錦標(biāo)賽場地比賽的關(guān)鍵滑跑技術(shù)分析[J]. 體育學(xué)刊，2010，17（7）：72.

[9] 王海，牛立學(xué)，梁軍等. 速度輪滑運(yùn)動員下肢支撐能力的訓(xùn)練方法[J]. 冰雪運(yùn)動，2007，29（1）：37.

[10] 陶玉晶，張強(qiáng). 第9～11屆全運(yùn)會速滑比賽成績的比較研究[J]. 體育學(xué)刊，2011，18（2）：112.

[11] 王義智，楊春媛.速度輪滑訓(xùn)練對速度滑冰項目的影響及作用[J]. 冰雪運(yùn)動，2009，31（3）：46.

[12] SRINIVASAN J， BALASUBRAMANIAN V. Low back pain and muscle fatigue due to road cycling：An SEMG study[J]. Journal of Bodywork and Movement Therapies， 2007， 11（3）： 260.

[13] 張洪順，王今越.離合式輪滑鞋替代固定式輪滑鞋的可能性研究[J]. 天津體育學(xué)院學(xué)報，2005，20（3）：57.

[14] 李巧玲. 速度滑冰與速度輪滑技術(shù)及訓(xùn)練相互借鑒的思考[J]. 冰雪運(yùn)動，2008，30（4）：5.

[15]費(fèi)瑛，常青. 速度輪滑雙蹬技術(shù)的分析與訓(xùn)練[J]. 遼寧體育科技，2008，30（5）：58.

[16] 李春雷，楊中軍，馮毛弟.中國國家蹦床隊運(yùn)動員髖、膝關(guān)節(jié)屈伸肌群力量特征分析[J]. 北京體育大學(xué)學(xué)報，2012，35（6）：113.

運(yùn)動生物力學(xué)研究范文第3篇

1、科普知識（Science knowledge）是一種用通俗易懂的語言，來解釋種種科學(xué)現(xiàn)象和理論的知識文字。用以普及科學(xué)知識為目的。

2、現(xiàn)代生物力學(xué)大約起源于20世紀(jì)60年代末，生物力學(xué)和運(yùn)動生物力學(xué)發(fā)展進(jìn)入了形成和發(fā)展時期。在這一時期專家們對于人和動物運(yùn)動的生物力學(xué)特性進(jìn)行了積極的研究。

3、亞歷山大1970年的《生物力學(xué)》；1974年武科布羅多維奇對于動物運(yùn)動進(jìn)行了數(shù)學(xué)模擬，并因此促進(jìn)了機(jī)器人制造技術(shù)的發(fā)展；1968年希利杰博蘭德創(chuàng)建了有關(guān)動物以均勻步法進(jìn)行運(yùn)動的理論；1968年蘇霍諾夫創(chuàng)建了陸地脊椎動物運(yùn)動的一般體系；哈頓有關(guān)人支撐運(yùn)動體系調(diào)控機(jī)制的研究；米勒有關(guān)人運(yùn)動生物力學(xué)問題的研究。1967年召開了第一次國際生物力學(xué)學(xué)術(shù)討論會。1973年正式成立了國際生物力學(xué)學(xué)會（International Society of Biomechanics,ISB）,這標(biāo)志著生物力學(xué)學(xué)科的正式建立。這一時期在蘇聯(lián)運(yùn)動訓(xùn)練學(xué)作為一門獨(dú)立學(xué)科形成了，而在此之前它只是在體育教育學(xué)的范疇內(nèi)發(fā)展的。

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運(yùn)動生物力學(xué)研究范文第4篇

自1969年Hamdi首次報道L2漿細(xì)胞瘤和轉(zhuǎn)移性腺癌行椎體腫瘤切除、假體替代以來，經(jīng)過近四十年的發(fā)展，人工椎體作為一類有效的椎體替代物在臨床上得到廣泛應(yīng)用，目前報道的人工椎體模型，經(jīng)過一系列生物力學(xué)測試和臨床應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，對不同脊柱節(jié)段的椎體骨折、不同類型的人工椎體的選擇、術(shù)中放置人工椎置的差異〔1〕，乃至輔加不同類型的內(nèi)固定物，均可對脊柱重建術(shù)后的穩(wěn)定性產(chǎn)生不同的影響。因此本文對近年來生物力學(xué)應(yīng)用在人工椎體上的研究進(jìn)行如下的綜述。

1 生物力學(xué)在人工椎體置換術(shù)評價中的應(yīng)用

1.1 人工椎體置換術(shù)的應(yīng)用

人工椎體目前運(yùn)用最廣泛的是脊柱轉(zhuǎn)移性腫瘤病灶切除后的重建，童元等認(rèn)為椎體腫瘤的手術(shù)適應(yīng)證應(yīng)該綜合考慮患者全身的情況、手術(shù)能否解決主要問題以及病程發(fā)展的快慢等因素。王新偉等〔2〕運(yùn)用可調(diào)式中空人工椎體治療脊柱嚴(yán)重粉碎性骨折（附9例報告），認(rèn)為對嚴(yán)重粉碎的椎體骨折，無法行自體骨重建者，人工椎體不失為一種選擇，但應(yīng)嚴(yán)格掌握適應(yīng)證。近來，王群波等〔3〕運(yùn)用納米羥基磷灰石／聚酰胺66復(fù)合人工椎體治療胸腰椎椎體腫瘤14例，結(jié)果顯示復(fù)合人工椎體具有良好的生物相容性，植入融合率高，牢固可靠，是理想的骨移植替代材料。

1.2 人工椎體置換的生物學(xué)設(shè)計要求

脊柱椎體次全切除術(shù)至少破壞2個脊柱功能單元的完整性，起支撐、承載及緩沖功能的前柱連續(xù)性中斷，同樣導(dǎo)致后柱結(jié)構(gòu)不穩(wěn)，極易造成損傷。因而，行椎體切除術(shù)后無一例外的都要進(jìn)行重建前柱的結(jié)構(gòu)及生物力學(xué)的穩(wěn)定性。故人工椎體的生物學(xué)設(shè)計是否合理對術(shù)后融合有著重要的影響，楊明亮等〔4〕從外科技術(shù)角度評價內(nèi)鎖式人工頸椎間體，認(rèn)為其設(shè)計符合頸椎的解剖學(xué)特點(diǎn)，生物力學(xué)上能有效穩(wěn)定頸椎。特別適合陳舊的屈曲壓縮骨折及頸椎后突畸形矯形。楊瑞甫等〔5〕采用六鋁四釩鈦合金（Ti6Al4V）為材料，設(shè)計一種中空可調(diào)式、自固定式的人工椎體，用于治療脊柱腫瘤和椎體爆裂性骨折，實(shí)驗證明該人工椎體具有良好的即時穩(wěn)定性和遠(yuǎn)期穩(wěn)定性，且勿需聯(lián)合使用前路或后路內(nèi)固定器。綜上述，生物力學(xué)設(shè)計必須考慮以下幾個方面：（1）術(shù)后即刻穩(wěn)定性與脊柱生理曲度的恢復(fù)程度;（2）與椎體遠(yuǎn)期融合率;（3）有良好的生物相容性;（4）植入方便。

2 人工椎體生物力學(xué)測試的方法

2.1 屈服強(qiáng)度試驗

采用軸向壓縮荷載或屈曲壓縮荷載，加載至失穩(wěn)，目的在于研究人工椎體在某種載荷下的承載強(qiáng)度，強(qiáng)度試驗需要加載直至材料破壞為止，通過荷載-位移曲線獲得生物力學(xué)參數(shù)。

2.2 內(nèi)置椎體疲勞試驗

對內(nèi)置人工椎體施加周期性的荷載（cyclic loading），觀察其疲勞強(qiáng)度，以失敗的周期數(shù)定義疲勞強(qiáng)度。

2.3 內(nèi)固定物穩(wěn)定性試驗

與前面兩種破壞性試驗不同，穩(wěn)定性試驗是非破壞性的。目的在于研究內(nèi)置物在非破壞性的載荷下的內(nèi)固定強(qiáng)度與各種生理載荷的相關(guān)關(guān)系。

3 生物力學(xué)測試實(shí)驗?zāi)Ｐ偷倪x擇

3.1 生物模型

目前常用的生物模型有尸體標(biāo)本、活體及犬、牛、豬、猴、羊等動物模型，這幾種生物模型各有其優(yōu)缺點(diǎn)。人尸體標(biāo)本廣泛運(yùn)用于生物力學(xué)測試的離體研究，其優(yōu)點(diǎn)是能直接、精確測量脊柱各節(jié)段的運(yùn)動，缺點(diǎn)在于新鮮的尸體受數(shù)量的限制，且其離體標(biāo)本的測試亦在一定程度上改變了生理狀態(tài)下脊柱的力學(xué)特點(diǎn)；人的活體研究主要運(yùn)用于臨床脊柱功能檢測，還需考慮很多社會因素。目前對于在幾種動物模型，是否與人類脊柱具有共性尚需進(jìn)一步探索，Kumar等〔6〕研究發(fā)現(xiàn)四足動物脊柱的解剖學(xué)和形態(tài)學(xué)與人相似，他認(rèn)為從四足動物的標(biāo)本上得出的結(jié)論可運(yùn)用到人的標(biāo)本上。Goel等利用有限元模型分析比較肯定了狗作為脊柱腰段生物力學(xué)研究模型的可靠性。牛椎體雖偏大，但因其與人椎體具有相同的運(yùn)動學(xué)特征，故其運(yùn)用較多〔7〕。

3.2 非生物模型

3.2.1 有限元模型

1974年Belytschko首先將有限元分析方法應(yīng)用于脊柱力學(xué)研究，使脊柱有限元模型成為最早建立的脊柱非生物模型。通過對有限元法的生物力學(xué)研究與實(shí)體的生物力學(xué)實(shí)驗進(jìn)行比較分析發(fā)現(xiàn)，其結(jié)果是可靠、有效的。具有能夠獲得實(shí)體實(shí)驗中無法得到的許多重要參數(shù)，能任意改變某一參數(shù)以觀察其產(chǎn)生的影響，能進(jìn)行前瞻性研究并直接指導(dǎo)臨床實(shí)踐。隨著人們對組織力學(xué)特性的認(rèn)識，有限元分析軟件在國內(nèi)外不斷開發(fā)與應(yīng)用，不但促進(jìn)了有限元技術(shù)的發(fā)展，而且推動著脊柱生物力學(xué)更深入的發(fā)展。

3.2.2 數(shù)學(xué)相關(guān)模型

隨著Chu等將數(shù)學(xué)相關(guān)方法運(yùn)用到力學(xué)研究中，近年來，數(shù)學(xué)相關(guān)模型已成為未來生物力學(xué)發(fā)展的一大方向〔8〕。其實(shí)質(zhì)上是采用先進(jìn)的圖像處理技術(shù)與設(shè)備，通過被測對象的原始圖像字灰度進(jìn)行直接的數(shù)字處理，由計算機(jī)控制整個系統(tǒng)的工作和一些圖像處理運(yùn)算，再把圖像信息轉(zhuǎn)變成電信號，實(shí)現(xiàn)物體變形場的測量。對采集對象、測量環(huán)境要求較低。具有自動、非接觸式的、運(yùn)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

4 穩(wěn)定性實(shí)驗的設(shè)計及其測試方法

4.1 穩(wěn)定性實(shí)驗的設(shè)計

主要要解決離體脊柱標(biāo)本測試時的運(yùn)動必須模擬脊柱的自然運(yùn)動和任意脊柱結(jié)構(gòu)平面負(fù)載的均衡性這兩個方面的問題。Panjabi提出的穩(wěn)定性試驗?zāi)Ｐ褪且环N非損傷性生理載荷模式，通過加載夾具對試驗對象分別施加6對大小相等、方向相反、互為平行的“純力矩”，產(chǎn)生相應(yīng)的前屈、后伸，左右側(cè)屈，左右旋轉(zhuǎn)6種運(yùn)動方式。Niosi等〔9〕在此基礎(chǔ)上，測量時加用光電子照相技術(shù)，使結(jié)果更精確。

4.2 穩(wěn)定性實(shí)驗的測試方法

4.2.1 光學(xué)測量法

光學(xué)測量法包括光干涉效應(yīng)直接測量法、光學(xué)杠桿延伸擴(kuò)大位移法和光學(xué)遙測法〔10〕。立體的光學(xué)系統(tǒng)由2個互成角度的平面光學(xué)測量系統(tǒng)構(gòu)成的，利用動作分析系統(tǒng)記錄受試者運(yùn)動時的皮表標(biāo)記坐標(biāo)，經(jīng)過計算機(jī)重建三維運(yùn)動，確定脊柱的空間坐標(biāo)位置。其優(yōu)點(diǎn)是立體重建、定位精確、可以非接觸多節(jié)段測量。Pflugmacher等〔11〕對成人尸體胸腰椎標(biāo)本用4種可調(diào)節(jié)與不可調(diào)的人工椎體附加內(nèi)固定后進(jìn)行生物力學(xué)性能測試，利用的是光學(xué)系統(tǒng)，分別在T12和L2椎體上安裝非線性二極管，通過PCReflex運(yùn)動分析系統(tǒng)，得出載荷-位移曲線，試驗顯示：可調(diào)節(jié)人工椎體與不可調(diào)節(jié)椎體在體外的力學(xué)性能方面沒有顯著差異，但聯(lián)合前后路內(nèi)固定后，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性最大。

激光全息-散斑干涉法是將激光全息干涉與散斑干涉結(jié)合在一起的一種三維位移測量技術(shù)，對人工椎體和椎間盤均能獲得高質(zhì)量的全息干涉條紋圖和散斑條紋圖，通過圖像可計算出椎體和椎間盤的剛性位移和應(yīng)變。Vahldiek等〔12〕對新鮮冰凍尸體脊柱（T12~L4）行T2椎體切除后，用碳纖維材料的人工椎體代替，并分別附加前路固定、后路固定及前后路聯(lián)合固定，加載不同的負(fù)荷，用一個帶有可發(fā)射非線性紅外線二極管的光電測量系統(tǒng)，記錄載荷-位移曲線，得出結(jié)果示椎體替代物植入后僅附加前路內(nèi)固定與完整的椎體相比移動度較大，特別是軸向扭轉(zhuǎn)。

4.2.2 電應(yīng)變法

電應(yīng)變式傳感器可通過電子儀器直接轉(zhuǎn)化為位移〔13〕，Lowe等〔15〕運(yùn)用MTS 809雙軸液壓隨動生物力學(xué)測試系統(tǒng)（biaxial servohydraulic biomechanical testing system）測量其可以承受的最大加載載荷大小，研究終板的抗壓縮強(qiáng)度。實(shí)驗表明:終板后外側(cè)抗壓縮強(qiáng)度最大，中間部分最小，抗中空植入物臨界壓縮強(qiáng)度明顯高于抗實(shí)體植入物的裝置。對臨床上人工椎體的類型及放置位置的選擇具有一定的指導(dǎo)意義。

4.2.3 影像學(xué)法

影像學(xué)檢測手段已經(jīng)從早期簡單的靜態(tài)平片發(fā)展到雙平片及三維動態(tài)X線檢測。靜態(tài)片因其片子質(zhì)量、標(biāo)定不一等因素，誤差較大。Lee等〔16〕描述了一種用于腰椎三維運(yùn)動實(shí)時測量旋轉(zhuǎn)式X線照相裝置。該系統(tǒng)通過整合獲得三維方向的角度率。所獲數(shù)據(jù)和實(shí)時展示通過與計算機(jī)相連的電子單元加工處理。能提供脊柱位置的實(shí)時信息，有利于及時做出臨床檢測和評價。Wang等〔16〕采用的Zebirs CMS 70P系統(tǒng)是一種運(yùn)動分析脊柱的三維分析儀，利用了超聲反射定位的原理，測定脊柱的三維空間位置，具有無創(chuàng)性、立體性、可靠和可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)。

5 生物力學(xué)評價指標(biāo)

5.1 載荷-位移曲線

反映了內(nèi)固定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性隨載荷變化的趨勢。Glazer等以6~8個樣本測量值進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理及相關(guān)分析；由載荷-位移曲線可以得到以下指標(biāo)（參數(shù)）：

運(yùn)動范圍（range of motion，ROM）：指在載荷最大時脊柱運(yùn)動的節(jié)段間的角度變化和節(jié)段間的位移量。由于每個標(biāo)本的生物力學(xué)性質(zhì)不同，為了直接進(jìn)行定量的比較，把各試驗組的運(yùn)動范圍均與同一完整脊柱標(biāo)本的運(yùn)動范圍作比較，得出相對運(yùn)動范圍（relative range of motion，RROM）。

硬度／穩(wěn)定性和柔韌度／不穩(wěn)定性：可用硬度系數(shù)／穩(wěn)定性系數(shù)和柔韌系數(shù)／不穩(wěn)定性系數(shù)表示，是所施加的載荷除以椎體間所產(chǎn)生的運(yùn)動大小。

伸展-屈曲中性區(qū)（NZ）：為中性區(qū)到實(shí)際加載荷時的位移，伸展中性區(qū)用-NZ表示，屈曲中性區(qū)用+NZ表示。

伸展-屈曲彈性區(qū)：是彈性位移階段，從0載荷時的位移到最大載荷位移。伸展彈性區(qū)用-EZ表示，屈曲彈性區(qū)用+EZ表示。

5.2 載荷-圈數(shù)疲勞曲線

屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度試驗樣本量小，常以個體值或中位數(shù)加以比較。Huang等〔17〕選擇幾個大小不同的載荷量重復(fù)實(shí)驗，獲得載荷-圈數(shù)疲勞曲線。

以上2個指標(biāo)均適用于離體標(biāo)本的測量使用。對于在體的人工椎體的生物力學(xué)評價指標(biāo)，可運(yùn)用運(yùn)動測量方法，利用光學(xué)原理或者影像學(xué)方法，立體重建、定位精確，并結(jié)合神經(jīng)功能恢復(fù)情況（Frankel分級），綜合得到人工椎體移位及重建節(jié)段骨融合情況。

6 生物力學(xué)評價促進(jìn)了人工椎體在脊柱重建術(shù)中的應(yīng)用及發(fā)展前景

一種新的脊柱內(nèi)固定裝置在運(yùn)用之前，除了要對器械本身的材料學(xué)測試外，大部分的器械還均以非破壞性試驗進(jìn)行生物力學(xué)評價，生物力學(xué)研究的發(fā)展，大大縮短了內(nèi)固定器械應(yīng)用于臨床的周期，因而在近20年來，脊柱新器械包括人工椎體的發(fā)展速度空前提高。有很多學(xué)者認(rèn)為目前的人工椎體置換既應(yīng)具有術(shù)后的即刻穩(wěn)定性，亦應(yīng)注重其對脊柱生理曲度的恢復(fù)以及兼顧遠(yuǎn)期的融合功能。王新偉等〔18〕應(yīng)用萬能力學(xué)試驗機(jī)對牛胸腰椎進(jìn)行力學(xué)測試，得出結(jié)果顯示任何內(nèi)固定都不能替代人體骨骼本身行使脊柱的力學(xué)性能。從遠(yuǎn)期效果看，人工椎體的作用是融合而不是支撐。因此生物力學(xué)的評價已經(jīng)成為人工椎體置換術(shù)適應(yīng)證及手術(shù)后效果評估不可或缺的一部分。

【參考文獻(xiàn)】

〔1〕 王新偉，陳德玉，趙定麟，等.人工椎體置換行脊柱重建術(shù)［J］.中國矯形外科雜志，2004，12（7）：488491.

〔2〕 王新偉，趙定麟，陳玉德，等.可調(diào)式中空鈦合金人工椎體的生物力學(xué)評價［J］.中華試驗外科雜志，2003，20（6）：550552.

〔3〕 王群波，蔣電明，李智，等.納米羥基磷灰石／聚酰胺66復(fù)合人工椎體治療胸腰椎椎體腫瘤的效果［J］.第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報，2006，28（3）：263265.

〔4〕 楊明亮，李建軍，王蘭.從外科技術(shù)及生物力學(xué)角度評價內(nèi)鎖式人工頸椎間體系統(tǒng)［J］.中國矯形外科雜志，2005，13（9）：673676.

〔5〕 楊瑞甫，王臻，李滌塵，等.自固定式人工椎體的設(shè)計及生物力學(xué)分析［J］.中國矯形外科雜志，2003，11（12）：817820.

〔6〕 Kumar N，Kukreti S，Ishaque M，et al.Functional anatomy of the deer spine:an appropriate biomechanical model for the human spine［J］.Anal Rec，2002，266（2）:108117.

〔7〕 Riley LH 3rd，Eck JC，Yoshida H，et al.A biomechanical comparison of calf versus cadaver lumbar spine models［J］.Spine，2004，29（11）:217220.

〔8〕 Isaksson H，van Donkelaar CC，Huiskes R，et al.Corroboration of mechanomgulatory algorithms for tissue differentiation during fracture healing:comparison with in vive results［J］.J Orthop Res，2006，24（5）:898907.

〔9〕 Niosi CA，Zhu QA，Wilson DC，et al.Biomechanical characterization of the threedimensional kinematic behaviour of the dynesys dynamic stabilization system:an in vitro study［J］.Eur Spine J，2006，15（6）:913922.

〔10〕 Sahni IV，Hipp JA，Kirking BC.Use of pemutaneous transpedicular external fixation pins to measure intervertebral motion ［J］.Spine，1999，24（18）:18901893.

〔11〕 Pflugmacher R，Schleicher P，Schaefer J，et al.Biomechanical comparison of expandable cages for vertebral body replacement in the thoracolumbar spine［J］.Spine，2004，29（13）:14131419.

〔12〕 Vahldiek M，Gosse F，Panjabi MM.Stability of ventral，dorsal and combined spondylodesis in vertebral body prosthesis implantation［J］.Orthopade，2002，31（5）:508513.

〔13〕 Lu WW，Luk KD，Holmes AD，et al.Pure shear properties of lumbar spinal joints and the effect of tissue sectioning on lead sharing［J］.Spine，2005，30（8）:204209.

〔14〕 Lowe TG，Hashim S，Wilson LA，et al.A biomechanical study of regional endplate strength and cage morphology as it relates to stuctural interbody support［J］.Spine，2004，29（21）:23892394.

〔15〕 Lee RY，Laprade J，F(xiàn)ung EH.A realtime gyroscopic system for threedimesional measurement of lumbar spine motion［J］.Med Eng Phys，2003，25（10）:817824.

〔16〕 Wang SF，Teng CC，Lin KH.Measurement of cervical range of motion pattern during cyclic neck movement by an ultrasoundbased motion system［J］.Man Ther，2005，10(1）:6872.

運(yùn)動生物力學(xué)研究范文第5篇

【關(guān)鍵詞】乒乓球；運(yùn)動學(xué)；發(fā)展；高速攝影

一、前言

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，運(yùn)動生物力學(xué)研究方法越來越多的應(yīng)用在了競技體育上。它研究人體的各類動作技術(shù)，幫助建立動作技術(shù)的原理及模型，以助于指導(dǎo)教學(xué)與訓(xùn)練。而運(yùn)動學(xué)作為運(yùn)動生物力學(xué)的主要組成部分，則廣泛的使用在了乒乓球技術(shù)動作的研究當(dāng)中。

二、乒乓球技術(shù)動作的運(yùn)動學(xué)研究發(fā)展現(xiàn)狀

吳煥群（1981）采用比較連續(xù)照片的方法，即人手工對連續(xù)相片上的關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，再將同一關(guān)節(jié)點(diǎn)的軌跡用曲線描述出來的方法，較詳細(xì)地對郭躍華的弧圈球技術(shù)進(jìn)行了全面的剖析，雖然運(yùn)動學(xué)的特征量未給出，精確度不高，但這個研究應(yīng)該是開創(chuàng)了運(yùn)動生物力學(xué)方法在乒乓球運(yùn)動研究中的先河。

許紹發(fā)等[1] （1987）用兩臺EPL高速攝影機(jī)以100格/s同頻同步對北京隊1名運(yùn)動員的直拍反面、直拍正面擊球的技術(shù)動作（關(guān)節(jié)運(yùn)動幅度、球拍傾角及最大球速）進(jìn)行了拍攝，得出直拍反面擊球技術(shù)的可行性。

這項實(shí)驗結(jié)果為當(dāng)時極具爭議性的話題“是否應(yīng)該推廣直拍反面進(jìn)攻”做出了明確量化的論證，為“直拍橫打”的普及與發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

西安體育學(xué)院董樹英[2] （1988）等采用加速度傳感器、高速攝影的方法，調(diào)查了四個省市發(fā)球較好的運(yùn)動員，通過獲取高低拋發(fā)球的揮拍加速度、揮拍動作各時相的時值，定量比較得出高低拋發(fā)球的差異。

這是運(yùn)動生物力學(xué)技術(shù)第一次使用在發(fā)球動作技術(shù)的研究上，為高拋球技術(shù)的推廣以及數(shù)十年的“長春”打下了堅實(shí)理論基礎(chǔ)。

張輝[3] （1995）采用三維高速錄像分析法，第一次對四名優(yōu)秀直拍快攻運(yùn)動員的創(chuàng)新技術(shù)“直拍反面拉弧圈球”進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析。

其中值得注意的是，實(shí)驗中的4名運(yùn)動員均為健將級，其動作具有極大的學(xué)習(xí)價值。但4名運(yùn)動員在反面拉過程中，各環(huán)節(jié)（肩、肘、腕、拍）達(dá)最大速度的時間順序卻有3種方式，并不符合鞭打動作中關(guān)節(jié)發(fā)力順序的要求。

柳天揚(yáng)[4][5] （1995）對劉國梁、孔令輝等正手近臺攻打前沖弧圈球技術(shù)的運(yùn)動學(xué)特征進(jìn)行了分析與研究。第一次較完整地闡述了優(yōu)秀乒乓球選手正手近臺攻打前沖弧圈球技術(shù)的生物力學(xué)特點(diǎn)與規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)正手近臺反沖前沖弧圈球技術(shù)相對于純粹的前沖弧圈球技術(shù)本身（從下旋到前沖） 具有絕對的速度優(yōu)勢。

這一測量結(jié)果為攻打前沖弧圈球的技術(shù)動作進(jìn)行了理論上的肯定。

陳潔等（2001） [6]對10名體校運(yùn)動員的直拍四面攻技術(shù)的擊球速度、旋轉(zhuǎn)、力量作了實(shí)驗研究，并對其主要技術(shù)在比賽中的運(yùn)用情況進(jìn)行了統(tǒng)計和分析，以了解直拍四面攻技術(shù)的可行性及其特點(diǎn)。研究表明： 直拍四面攻可以用正手正、反面和反手正、反面的四個擊球進(jìn)攻，各個面都具有各自不同的功能和作用，擊球速度、旋轉(zhuǎn)、力量以及主要技術(shù)在比賽綜合運(yùn)用上沒有技術(shù)死角。

但不足的是，由于沒有相關(guān)的動力儀器設(shè)備測試，文章中所得正面、反面攻球力量大小是以飛行距離的長短比較進(jìn)行的。嚴(yán)格來說，只有保證在球出手角度一致的情況下，才能做出準(zhǔn)確的判斷。

黃誠 [7] （2004）采用MotionAnalysis系統(tǒng)對兩名上海體院運(yùn)動員的直拍橫打和橫拍反手回?fù)艋∪η騼煞N技術(shù)動作進(jìn)行了拍攝。結(jié)果顯示：直拍橫打和橫拍反手位回?fù)艋∪ο啾龋迸臋M打技術(shù)各階段的揮拍速率都比橫拍的小，遠(yuǎn)臺時比較明顯，近臺相差不大，直拍橫打技術(shù)比較適合在近臺、時回?fù)艋∪η颉５珵槭裁粗迸臋M打速率較小，文章并沒有進(jìn)行深入的研究。

徐大鵬[8] （2005）在其《乒乓球直拍橫打四項技術(shù)上肢動作原理的運(yùn)動學(xué)比較研究》一文中，通過對六名參加遼寧省冬訓(xùn)的優(yōu)秀直拍運(yùn)動員進(jìn)行的三維攝影解析及其數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論：直拍橫打技術(shù)符合人體關(guān)節(jié)活動順序性原理，符合人體鞭打動作的要求。

孟杰[9] （2005）采用三維錄像分析方法，比較了在比賽場上兩名優(yōu)秀運(yùn)動的直拍橫打拉弧圈技術(shù)與橫拍反手弧圈技術(shù)的異同，并首次對技術(shù)動作的完成質(zhì)量制定了運(yùn)動學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。

肖丹丹[10] （2006）《乒乓球正手快攻、弧圈球技術(shù)的生物力學(xué)研究及步法墊測試系統(tǒng)的研制與實(shí)驗》應(yīng)用瑞典產(chǎn)QUALISYS-MCU500紅外遠(yuǎn)射測試系統(tǒng)（6個鏡頭）對乒乓球運(yùn)動員正手快攻、弧圈球技術(shù)進(jìn)行測試。

文章的創(chuàng)新點(diǎn)在于，首次將運(yùn)動學(xué)和動作力學(xué)兩種研究方法結(jié)合，對乒乓球技術(shù)動作的運(yùn)動學(xué)特征、動力學(xué)特征進(jìn)行了更加全面的測量。同時，自主研發(fā)的步法墊測試系統(tǒng)作為專門針對乒乓球的實(shí)驗儀器，將乒乓球技術(shù)動作的運(yùn)動學(xué)研究發(fā)展推進(jìn)一步。

向祖兵[11] （2009）運(yùn)用ARIEL/APAS三維圖像解析系統(tǒng)對我國優(yōu)秀乒乓球運(yùn)動員余世欽、朱文濤的反手臺內(nèi)側(cè)擰技術(shù)動作進(jìn)行了三維立體拍攝和解析獲得了技術(shù)動作過程相關(guān)運(yùn)動學(xué)參數(shù)。

臺內(nèi)側(cè)擰作為新出現(xiàn)的技術(shù)，自然引起了研究者的注意。這篇文章是首次將側(cè)擰技術(shù)的運(yùn)動學(xué)參數(shù)測量出來。

徐括[12] （2010）運(yùn)用紅外光點(diǎn)采集系統(tǒng)對王浩、馬琳直拍橫打中的拉下旋技術(shù)動作進(jìn)行了拍攝和解析。

紅外光點(diǎn)采集系統(tǒng)是迄今最先進(jìn)的人體運(yùn)動捕獲系統(tǒng)，它具有自動識別標(biāo)志功能，能快速、準(zhǔn)確的捕獲人體關(guān)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡。

崔先友（2013） [13]運(yùn)用兩臺高速攝像機(jī)同時對削球運(yùn)動員正手削弧圈球技術(shù)和正手前沖弧圈球技術(shù)動作進(jìn)行錄制，采用愛里爾運(yùn)動圖像解析系統(tǒng)進(jìn)行后期的解析與制作，分析比較發(fā)現(xiàn)正手削高吊和前沖弧圈球技術(shù)的異同。這篇文章首次涉及了向下?lián)]拍的技術(shù)動作。

三、小結(jié)

從使用的儀器來看，從最初始的普通照相機(jī)，到普通精度的攝影機(jī)，再發(fā)展到如今的高精度的高速攝像測量系統(tǒng)。測試手段也從二維錄像轉(zhuǎn)入三維錄像，圖像解析手段也由人工逐點(diǎn)逐幀解析的方法發(fā)展至更準(zhǔn)確快速的圖像自動識別（如：紅外遠(yuǎn)射測試系統(tǒng)）。從研究的內(nèi)容來看，主要集中在當(dāng)時新出現(xiàn)的技術(shù)上，如：直拍橫打技術(shù)、弧圈技術(shù)、側(cè)擰技術(shù)等。

新技術(shù)的出現(xiàn)帶來的往往是新舊觀念的沖突，此時迫切需要一個科學(xué)可靠的數(shù)據(jù)來進(jìn)行可行性論證及優(yōu)劣性的比較論證。運(yùn)動學(xué)測試方法從定量的角度出發(fā)，以數(shù)據(jù)取代經(jīng)驗，為乒乓球新技術(shù)的發(fā)展研究做出了重要貢獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]許紹發(fā)，吳煥群.直拍反面進(jìn)攻技術(shù)的可行性研究[J].體育科學(xué)，1987（2）.

[2]董樹英.乒乓球高低拋發(fā)球揮拍加速度的測定與生物力學(xué)分析_定量分析高低拋發(fā)球差異[J].西安體育學(xué)院院報，1988（1）.

[3]張輝.對我國部分男子優(yōu)秀乒乓球直拍運(yùn)動員反面拉弧圈球技術(shù)的研究[D].北京體育大學(xué)，1995.

[4]柳天楊.劉國梁正手近臺攻打前沖弧圈球技術(shù)的運(yùn)動學(xué)特征分析與研究[J].廣州體育學(xué)院學(xué)報，2002（3）.

[5]柳天楊，王新，王家正.孔令輝正手近臺反沖前沖弧圈球技術(shù)的運(yùn)動學(xué)分析[J].體育學(xué)刊，2003（2）.

[6]陳潔.直拍四面攻打法的可行及其技術(shù)特點(diǎn)的研究[J].北京體育大學(xué)學(xué)報，2001（2）.

[7]黃誠.乒乓球直拍橫打攻弧圈球技術(shù)動作的運(yùn)動學(xué)參數(shù)研究[J].運(yùn)動訓(xùn)練專題研究，2004

[8]徐大鵬.乒乓球直拍橫打四項技術(shù)上肢動作原理的運(yùn)動學(xué)比較研究[D].沈陽體育學(xué)院，2005.

[9]孟杰.乒乓球比賽中王皓與唐鵬的正反手弧圈球技術(shù)技術(shù)動作的生物力學(xué)分析[D].北京體育大學(xué)，2005.

[10]肖丹丹.乒乓球正手快攻、弧圈球技術(shù)的生物力學(xué)研究及步法墊測試系統(tǒng)的研制與實(shí)驗[D].北京體育大學(xué)，2006.