篮球运动膝关节防护性研究及其功能防护服开发

摘要

篮球运动是兼具团体性、竞争性的体育活动，以其独特的方式深受大学生的喜爱。但是许多篮球动作往往会很激烈，肌肉长时间处于强烈震动状态，容易造成肌肉酸痛，引起肌肉拉伤;而且篮球运动需要频繁用膝关节进行起跳和落地、突然加速、急停急转等动作，很容易造成难以意料的关节损伤。随着人们自我保护意识的提高，逐渐认识到佩戴护膝可防止或减轻膝关节的损伤，一定服装压的紧身的设置会减轻肌肉的颤动，增强运动效果。
　　平时对篮球运动服的研究，多是关于其面料的热湿舒适性，而对于其防护性和功能性的研究是非常少的，本文主要应用三维动态捕捉系统，探究不同护膝对膝关节屈曲角、外展角、内旋角的防护作用，找到防护效果最佳的护膝结构，并应用表面肌电仪测量篮球动作时肌肉运动的强烈程度，寻找主要发力肌肉进行加压，最后开发出集防护性、功能性和舒适性于一体的篮球运动服。
　　首先通过文献研究、市场调研和问卷调查，选取市场上三款不同的护具，分别是绷带护膝、弹性护膝和半刚性护膝。通过文献研究和专家访谈选取两个篮球动作，分别是急停跳投和争抢篮板球。
　　通过三维动作捕捉实验探究在急停跳投和争抢篮板球情况下各膝关节角度的变化情况，并把不同防护状态下得到的膝关节最大屈曲角、最大外展角和最大外旋角进行单因素方差分析，确定三种护膝的防护性能，然后采用多重比较确定不同护膝间的防护差异。结果显示:(1)在急停跳投和抢篮板球整个过程中，相对于无护膝防护，半刚性护膝防护的膝关节屈曲角、外展角、外旋角的变化都是明显减小的。(2)膝关节最大屈曲角，无论是急停跳投还是争抢篮板球，相对于无护膝防护，弹性护膝防护、绷带护膝防护、半刚性护膝防护均有明显的减小，其中半刚性护膝防护的减小非常显著。(3)膝关节最大外展角和膝关节最大外旋角，在急停跳投和争抢篮板球动作中，相对于无护膝防护，绷带护膝防护、半刚性护膝防护下的角度明显减小，其中半刚性护膝防护下角度的减小更为显著;半刚性护膝防护和绷带护膝防护相比无统计学意义。
　　通过文献阅读选取腓肠肌内测头、胫骨前肌、腓肠肌外侧头、股直肌、股二头肌五块肌肉，应用表面肌电仪测量在急停跳投和争抢篮板球情况下五块肌肉的运动情况，选取均方根振幅值RMS进行分析，结果显示:(1)在进行急停跳投动作时，肌肉活动程度为腓肠肌外测头＞股直肌＞腓肠肌内侧头＞胫骨前肌＞股二头肌;(2)在进行争抢篮板球动作时，肌肉活动程度为腓肠肌外测头＞腓肠肌内测头＞胫骨前肌＞股直肌＞股二头肌。
　　根据市场调研，选择三种常见的护膝面料以及常用做运动服的四种面料，分别测试它们的服用性能;根据防护结构设计、热湿和肌肉加压的功能性分区设计，选取合适的面料进行制作，最后开发出集舒适性和防护性于一体的功能性篮球防护服。
　　通过主观评价和客观评价，证明开发的功能性篮球防护服的舒适性和防护性较好，具有实用性。本论文弥补了篮球运动服功能性和防护性研究的空缺，同时为篮球运动的安全性提供了参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．2．1 篮球运动损伤研究现状

1．2．2 护具防护性研究现状

1．2．3 表面肌电研究现状

1．3 研究内容、目的及意义

1．3．1 研究的目的和意义

1．3．2 研究内容

1．4 研究方法

1．5 研究的创新点

第二章 问卷调查与分析

2．1 网络问卷调查

2．2 访谈问卷调查

2．3 本章小结

第三章 动态实验

3．1 实验设计

3．1．1 实验对象

3．1．2 篮球动作选择

3．1．3 测试用护具

3．2 主要仪器与软件

3．3 实验流程与操作

3．4 数据提取及计算分析

3．5 三维动态捕捉实验结果分析

3．5．1 急停跳投动作下护膝防护性分析

3．5．2 争抢篮板球动作下护膝防护性分析

3．5．3 结果讨论

3．6 护膝舒适性评价

3．7 护膝防护性和舒适性综合讨论

3．8 表面肌电实验结果分析

3．8．1 急停跳投动作下RMS数值分析

3．8．2 争抢篮板球动作下RMS数值分析

3．8．3 表面肌电实验结果讨论

3．9 本章小结

第四章 织物服用性能测试

4．1 面料芯吸能力测试

4．2 面料透气性测试

4．3 面料的拉伸弹性测试

4．4 面料塑性变形率测试

4．5 面料抗起球起毛性测试

4．6 面料速干性能测试

4．7 本章小结

第五章 功能性篮球紧身防护服设计开发

5．1 功能性篮球紧身防护服的功能分区

5．1．1 基于人体热湿舒适性的功能设计

5．1．2 基于表面肌电特征的功能设计

5．1．3 基于三维动态捕捉的膝盖处防护设计

5．3 功能性篮球紧身防护服成品展示

5．4 本章小结

第六章 功能性篮球紧身防护服的评价

6．1 主观评价

6．1．1 主观评价设置

6．1．2 主观评价结果

6．2 客观评价

6．3 小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 不足与展望

参考文献

附录

攻读学位期间的研究成果

致谢