跨栏起跨腿跟腱生物力学仿真分析

发布时间：2021-06-24 23:08

　　研究目的：本研究利用结合运动追踪技术和肌肉骨骼模型的OpenSim生物力学仿真方法,建立下肢肌肉-骨骼模型，并采用基于动态优化的方法来计算下肢肌肉的即时受力，对跟腱负荷和肌肉-跟腱单位的拉伸进行生物力学分析。实验并参考短跑运动员跟腱在相应着地缓冲蹬地时期的相应数据指标进行对比，研究分析跟腱组织的机械特性，分析可能引起跟腱损伤的机制。该研究可以为跨栏运动跟腱伤病的预防提供科学依据，为教练员改进训练方法提供理论依据，也为进一步的跟腱损伤研究奠定基础。研究方法：使用VICON红外高速摄影系统、KISTLER三维测力台和表面肌电仪对10名运动员在完成起跨攻栏时期的起跨腿腿和短跑运动中的同侧腿的着地缓冲蹬伸离地时期数据进行采集，运用Workstation和Bodybuilder软件进行建模和数据处理分析，使用Opensim软件进行跟腱数据仿真处理，主要数据分析指标包括关节角度（JOINT ANGLE）、关节力矩（JOINT MOMENT）、地面反作用力（GRF）、肌肉跟腱单位拉伸（MUSCLE-TENDON UNITE STRAIN），肌肉跟腱负荷（MUSCLE TEDONLOADING）和肌肉... 

【文章来源】：上海体育学院上海市

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 研究背景
    1.2 研究的目的意义
    1.3 研究内容与关键问题
2 文献综述
    2.1 跟腱损伤机制的研究
        2.1.1 跟腱的解剖学特点和生物力学特性
        2.1.2 跟腱损伤的生物力学因素研究
    2.2 跨栏起跨动作的研究
        2.2.1 跨栏起跨动作的生物力学研究研究
        2.2.2 跨栏起跨动作与跟腱伤病的研究
    2.3 人体运动计算机仿真研究
        2.3.1 人体运动计算机仿真概述
        2.3.2 基于 Opensim 技术的人体生物力学运动仿真工作流程
        2.3.3 计算机仿真在体育领域中的运用
        2.3.4 计算机仿真方法的前景与局限
    2.4 总结
3 研究对象与方法
    3.1 研究对象
    3.2 研究方法
        3.2.1 文献资料法
        3.2.2 实验法
        3.2.3 数理统计法
    3.3 数据处理
        3.3.1 动作定义
        3.3.2 运动学、动力学数据处理分析
        3.3.3 仿真数据处理
4 结果与分析
    4.1 跨栏起跨动作仿真结果及其准确性验证分析
    4.2 关节运动统计学数据结果与分析
        4.2.1 踝关节膝关节角度、力矩统计学结果
        4.2.2 踝关节膝关节角度、力矩统计学数据分析
    4.3 地面反作用力结果与分析
    4.4 跟腱仿真结果与分析
        4.4.1 肌肉-肌腱单位拉伸的长度变化
        4.4.2 跟腱负荷仿真结果,
        4.4.3 肌肉对重心加速度贡献率结果
        4.4.4 跟腱损伤机制分析
    4.5 仿真方法优劣性分析
        4.5.1 与传统方法比较分析
        4.5.2 基于 Opensim 软件的计算机仿真方法分析
5 结论
6 局限与展望
    6.1 局限
    6.2 展望
7.参考文献
8.声明
9.致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]预防短跨运动员足、踝关节劳损的体会[J]. 杨健.  科教文汇(下旬刊). 2011(12)
[2]人体运动的生物力学建模与计算机仿真进展[J]. 郝卫亚.  医用生物力学. 2011(02)
[3]人体运动仿真综述[J]. 夏时洪,魏毅,王兆其.  计算机研究与发展. 2010(08)
[4]从刘翔无奈退赛谈止点性跟腱炎[J]. 沈松坡.  双足与保健. 2008(05)
[5]人体运动计算机仿真建模方法的研究进展[J]. 古福明.  成都体育学院学报. 2007(03)
[6]体育训练三维人体运动模拟与视频分析系统[J]. 王兆其,张勇东,夏时洪.  计算机研究与发展. 2005(02)
[7]运动生物力学学科定义辨正[J]. 潘慧炬,李建设,杨丹.  北京体育大学学报. 1999(04)
[8]跨栏步技术的生物力学分析[J]. 王晓琳.  成都大学学报(自然科学版). 1997(04)
[9]110米栏跨栏步技术的生物力学分析[J]. 马里奥·A·拉福琼,王学锋.  山东体育学院学报. 1989(01)



本文编号：3247996