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击剑原地弓步刺动作中摆动腿膝关节的生物力学特征分析

作　者: 吴铭
导　师: 成万祥
学　校: 上海体育学院
专　业: 体育教育训练学
关键词: 击剑原地弓步刺膝关节地面反作用力关节反作用力关节力矩
分类号: G804.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 5次
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内容摘要

研究目的：本研究通过对6名上海男子击剑运动员原地弓步刺摆动腿的生物力学指标进行测试与分析,并参考60cm高台无初速度自然下落的动力学指标进行对比,以了解击剑运动员原地弓步刺摆动在落地缓冲过程中膝关节所承受的力与力矩的程度,分析可能造成膝关节损伤的原因,完善与丰富我国击剑运动的训练理论,预防运动损伤,为击剑的教练员们提高训练效果,为击剑运动研究和教练员的理论与实践上提供有价值的参考。研究方法：使用VICON红外高速摄影系统和KISTLER三维测力台对6名运动员在完成原地弓步刺时的摆动腿和60里面高台下落时的同侧腿数据进行采集,运用Nexus和Visual3D软件进行建模和数据处理分析,主要数据分析指标包括地面反作用力(GRF)、关节力矩(JOINT MOMENT)、关节反作用力(JOINT FORCE),最后应用Excel2010和Origin7.0对数据进行统计并作图。研究结果：1)原地弓步刺摆动腿在落地缓冲过程中产生了接近于60cm高台下落时所产生的地面反作用力,甚至有超过的现象；2)在着地瞬间膝关节产生的负力矩,其方向与地面反作用力方向相反形成对抗,且此时都正处于最大值；3)摆动腿着地缓冲整个过程中膝关节持续承受巨大的压缩力,力的方向不同于周围韧带保护动作吸收应力的方向,主要作用在骨头与软骨上,使骨与骨之间被迫挤压；4)着地瞬间膝关节产生高水平的负方向的剪切力,使胫骨后移,后交叉韧带吸收一部分的力来抑制胫骨过分后移；5)两个对比动作在着地瞬间所产生的地面反作用力方向变化不同、力矩方向、剪切力方向都相反。研究结论：1)原地弓步刺摆动腿在着地瞬间容易造成膝关节损伤；2)股后肌群可能是击剑运动员比较常见的肌肉损伤部位；3)巨大的压缩力可能导致髌骨关节的软骨炎症甚至发生应力性骨折；4)巨大的负方向剪切力使后交叉韧带存在损伤的高风险；5)两个落地动作的落地模式存在着很大的差异性。

全文目录

中文摘要  4-5
abstract  5-10
1 前言  10-11
  1.1 研究背景  10
  1.2 研究目的  10-11
  1.3 研究假设  11
2 文献综述  11-18
  2.1 运动生物力学在运动项目中的研究现状  11-13
    2.1.1 运动学在运动项目中的相关研究  11-12
    2.1.2 动力学在运动项目中的相关研究  12
    2.1.3 表面肌电在运动项目中的相关研究  12-13
  2.2 国内外关于击剑方面的相关研究现状  13-17
    2.2.1 从运动人体科学的角度分析  13-14
    2.2.2 从肌肉力量方面的角度分析  14-15
    2.2.3 从运动生物力学角度分析  15-16
    2.2.4 运动损伤方面的研究  16-17
  2.3 落地支撑时膝关节生物力学特征的相关研究现状  17-18
  小结  18
3 研究对象与方法  18-25
  3.1 实验对象  18-19
  3.2 实验方法  19-23
    3.2.1 实验时间及地点  19
    3.2.2 实验仪器设备及软件  19-20
    3.2.3 实验步骤及流程  20-23
  3.3 数据处理分析  23-25
    3.3.1 动作分析定义  23
    3.3.2 运动学、动力学数据处理分析  23-25
    3.3.3 统计学处理  25
4 研究结果  25-31
  4.1 膝关节角度的分析结果  25
  4.2 地面反作用力数据分析结果  25-27
    4.2.1 垂直方向上的地面反作用力分析  25-26
    4.2.2 前后方向上的地面反作用力分析  26
    4.2.3 地面反作用力的方向变化分析  26-27
  4.3 膝关节力矩分析结果  27-29
  4.4 膝关节反作用力的分析结果  29-31
5 分析与讨论  31-33
6 研究结论  33
7 建议与展望  33-34
  7.1 建议  33
  7.2 展望  33-34
参考文献  34-37
致谢  37

击剑原地弓步刺动作中摆动腿膝关节的生物力学特征分析

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