撑竿跳高三维运动技术分析平台的搭建和机械能计算研究

发布时间：2020-08-11 11:46

【摘要】：研究目的:尝试搭建撑竿跳高三维运动技术分析的生物力学研究平台,探究三维动作捕捉技术在撑竿跳高运动研究的可行性;在三维动作捕捉技术的基础上进行数据采集,设计和编写基于该数据结构的撑竿跳高能量计算程序,实现撑竿跳高运动的能量计算和分析。研究方法:根据撑竿跳高三维运动技术分析的需要,设计测试场地建设的方案。在该方案的基础上完成运动技术分析平台的建设和测试,将收集的运动学和动力学数据导入生物力学分析软件进行验证。并且,基于撑竿跳高的能量转化理论,对运动中的能量转化进行编程计算。采用Python语言实现数据的读取、计算和可视化,并与文献中的能量曲线结果进行对比验证。研究结果:基于Qualysis三维红外捕捉设备和Kistler测力装置的撑竿跳高三维运动技术分析平台方案可行,其采集数据可导入至生物力学软件进行建模分析;通过与文献中的能量曲线对比,证明基于该动作采集结果的能量计算对于撑竿跳高运动真实可靠,可帮助教练员进行撑竿跳高运动的能量转化分析。结论:本研究对撑竿跳高三维运动分析的场地搭建方案进行了探索,提出了有效可行的搭建方法,可为相关研究提供参考。此外,本研究基于三维动作捕捉采集数据开发的撑竿跳高三维能量计算程序,计算结果真实可靠,其能量转化曲线对教练员的技术诊断具有一定积极意义。
【学位授予单位】：上海体育学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：G823.2;TP391.41
【图文】：

撑竿跳高,平台设计,三维运动,技术分析

图 3-1. 撑竿跳高三维运动技术分析平台设计图为实现测力台在助跑后三步范围内的移动，本团队设计在坑道内安装轨道，可满足最少 1/4 个测力台的位置移动。同时，定制了与测力台等高的不同大小的填充物，用于填充两个测力台之间的空间。测力台表面低于地平面，铺设同种材质地胶。测力穴斗的坑位内同样安装了固定框架，用于后期测力穴斗的安装。除

撑竿跳高,三维运动,技术分析,运动学

图 3-2. 撑竿跳高三维运动技术分析平台场地建设图3.2. 三维运动技术分析环境搭建本研究选取 Qualisys 运动捕捉系统(Qualisys；Qualisys AB., G teborg,Sweden)搭建运动学采集平台。根据教练员建议以及当前研究的现状，选取撑竿跳高运动员助跑后三步至过竿下落过程进行运动学采集，使用 22 个 QTM 红外摄

布置图,撑竿跳高,三维运动,技术分析

图 3-3. 撑竿跳高三维运动技术分析平台摄像头布置图撑竿的地面反作用力采用 Kistler 公司定制的测力穴斗(Z20903-01e,60×110cm, Kistler Instruments Ltd., Winterthur, Switzerland)进行采集（如图 3-4）。该穴斗安装于前期建设好的穴斗坑位中，与坑位边缘间距为 5 毫米，以保证测力穴斗不会受到坑壁的影响，保证动力学数据采集的准确性。

【相似文献】