闭合与开放运动链动作生物力学特征分析

摘要

人体动作是肌肉、关节、骨三者在神经系统的支配和协调下，通过肌肉的收缩与舒张牵动被关节连接的环节，使其按照人的意志共同准确地产生环节链式活动来实现的。由于人体的姿势不同、动作不同，则参与的环节数量和环节的运动形式不同，加上人体运动系统具有整体性和独立性的特点。因此，本研究试图从人体运动链的整体性出发，一方面通过文献资料法定性研究人体动作，另一方面通过实验法利用BTS FREEEMG300便携式无表面肌电系统和motion三维动作捕捉分析系统定量研究人体动作生物力学特征，其意义在于进一步完善人体运动链理论和研究方法，同时为运动训练与康复训练方法的设计和认识运动性损伤机制提供指导。
　　本文主体部分包括:
　　(1)人体闭合链实验—双腿落地缓冲实验研究
　　在本研究中，8名受试者自愿参加实验，在同一高度上进行三种不同重心位置的双足落地缓冲动作，在过程中测量受试者的下肢关节运动和下肢16块肌肉肌电图。对数据进行统计学分析，探讨重心位置和体侧偏利性因素对人体闭合链生物力学参数的影响。研究得到结论:
　　1)人体闭合链重心位置不同会影响肌肉群动员情况，重心落在垂直轴上，由膝关节伸肌控制动作;重心落在垂直轴后面，则更多的压力作用由髋关节伸肌来控制动作;重心落在垂直轴前方，则要由踝关节伸肌来控制动作;
　　2)膝关节屈曲时，优势腿与非优势腿存在非对称性特点，非优势腿远端处屈肌比优势腿有显著较大的肌电均方根振幅值(RMS)。这个发现解释了落地缓冲动作优势腿比非优势腿踝关节易于扭伤的现象。
　　3)双腿落地缓冲动作中核心区肌群最先被激活，该发现也许可以成为核心区是人体运动的“发力源”有力证据。
　　4)在髋关节、膝关节和踝关节中，踝关节和髋关节灵活性占主导，膝关节稳定性占主导。
　　(2)人体开放链实验—网球正手击球实验研究
　　在本研究中，6名较高水平网球运动员自愿参加实验，进行原地正手挥拍击球动作和原地跳起正手挥拍击球动作。在此过程中测量受试者的握拍手侧肢体运动和其18块肌肉肌电图。对数据进行分析，探讨不同环节和跳起因素对人体开放链生物力学参数的影响。研究得到结论:
　　1)人体开放运动链末端环节输出速度随着环节数量的增多而增大，始端环节的速度到末端环节的速度依次达到最大，当某环节的速度在不断增加时与其相邻的前一环节的速度则在逐渐下降。
　　2)整个开放链上各肌群的贡献率较均衡，开放链动作和闭合链动作类似，最先被激活的肌群可能是核心区肌群，而不是其他肌群。

目录

声明

摘要

引言

1 文献综述

1．1 人体动作的相关研究

1．2 人体运动链的概念和分类

1．3 双腿落地缓冲动作相关研究

1．3．1 在不同材料运动鞋和运动表面方面的研究

1．3．2 在不同的着地方式方面的研究

1．3．3 不同高度方面的研究

1．3．4 不同受试者方面的研究

1．4 网球正手挥拍击球动作相关研究

1．4．1 国内对网球正手击球动作研究现状

1．4．2 国外对网球正手击球动作研究现状

1．4．3 目前国内网球正手击球动作研究的不足

1．4．4 基于人体运动链分析研究网球正手击球动作的可行性

1．5 本论文研究思路路线设计和预期结果和意义

1．5．1 本论文研究思路

1．5．3 研究路线设计

1．5．4 预期结果和意义

2 研究对象与研究方法

2．1 研究对象

2．2 研究方法

2．2．1 文献资料法

2．2．2 实验法

2．2．3 数理统计法

3 研究结果与分析

3．1 闭合链实验结果分析

3．1．1 运动学指标

3．1．2 肌电图指标

3．2 开放链实验结果分析

3．2．1 运动学指标

3．2．2 肌电图指标

3．3 讨论

3．3．1 闭合链实验讨论

3．3．2 开放链实验讨论

3．3．3 闭合链动作和开放链动作对比讨论

3．3．4 本研究的创新点

3．3．5 本研究的局限和不足

结论

研究展望

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的科研成果清单