不同速度跑步时各关节角度的大小及变化探究,运动生物力学论文.docx

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1、不同速度跑步时各关节角度的大小及变化探究,运动生物力学论文内容摘要：运用运动生物力学实验方式方法, 在坡度为4、跑步速度分别为4m/s、5m/s、6. 5m/s的跑步机上进行健身跑运动试验, 对受试者的踝、膝、髋关节角度以及重心等参数进行研究分析。研究结果表示清楚:跑步速度为4m/s, 右脚踝关节运动角度一直远远大于左脚踝关节;左右膝关节角度折线变化都非常明显;左右髋关节角度折线变化都有一定的变化但不明显;重心运动长度变化幅度相对较大。跑步速度为5m/s, 左右踝关节运动角度的变化幅度相对较小;左膝关节运动角度变化相对较小, 右膝关节角度幅度变化幅度较大;左髋关节运动角度远远大于右髋关节角度;

2、重心运动长度变化与4m/s相比变化幅度减小。跑步速度为6m/s, 左右踝关节运动角度的变化幅度相对较小;左右膝关节运动角度变化幅度差距不大;左右髋关节的角度都有一定的变化幅度但不明显;重心运动长度变化幅度趋于稳定。 本文关键词语：跑步机坡度; 跑步速度; 关节角度; 作者简介： 袁雪雪 (1993-) , 女, 河南安阳人, 在读研究生, 研究方向:体质测量与评价研究。; Comparative Analysis of Joint Angles at Different Running Speeds under Treadmill Slope 4 Yuan Xuexue Sport Colle

3、ge of Shanxi Normal University Abstract：Using the method of exercise biomechanics, the fitness running test was carried out on a treadmill with a slope of 4 m/s and a running speed of 5 m/s or 6. 5 m/s, respectively. The ankle, knee, hip joint angle and center of gravity of the subjects were studied

4、 and analyzed. The results show that the running speed of 4 m/s, the motion angle of the right ankle joint is much larger than that of the left ankle joint, the angle of the left and right knee joint is obviously changed, the angle of the left and right hip joint has some changes, but the change of

5、the angle of the left and right hip joint is not obvious. The variation of the length of gravity center motion is relatively large. Running at a speed of 5 m/s, changes in the angle of motion of the left and right ankle joints, and the range of motion angle of left knee joint is relatively small, th

6、at of right knee joint is relatively small, that of left hip joint is much larger than that of right hip joint, and that of the length of center of gravity is smaller than that of 4 m/s. Under the running speed of 6 m/s, the range of motion angle of left and right ankle joint is relatively small, th

7、e range of motion angle of right and left knee joint is small, the angle of left and right hip joint has certain change range but is not obvious. The variation of the length of gravity center motion tends to be stable. Keyword：treadmill slope; running speed; joint angle; 1 前言 运动生物力学的主要研究方向就是运用力学等知识对

8、人体在运动方面进行解剖研究, 并找出最合适最有效的运动轨迹或方式方法来提高人的运动技术, 规范人的运动轨迹。当前很多国内外着名专家、学者开场并进行利用生物力学的知识来研究体育运动的动作, 找出普遍的运动规律和提高运动机能与技术, 使体育项目得到更好更合理的发展和推进。本文主要通太多种科学有效的研究方式方法, 利用生物力学的相关知识控制一样坡度、对不同速度跑步时各关节角度的大小及变化发动进行实验研究, 并得出随速度的增加左右关节角度运动曲线越来越类似, 希望本次研究为将来相关体育动作的研究奠定一定研究基础。 2 研究对象与方式方法 2.1 研究对象 本次研究是以我校研究生学院2021级体育研究生

9、的某个学生为研究对象。该学生身体素质良好, 身高168cm、体重61kg、心率为70次/min、肺活量3564ml, 并无任何疾病或疾病史。 2.2 研究方式方法 2.2.1 文献资料法 通过在图书馆查阅有关跑步速度与角度的相关书籍、期刊等资料, 并在中国知网、力学相关网站以及其他网站查阅相关论文、视频等资料。了解最近几年国内诸多学者对力学和体育方面的研究, 研究力学对体育动作分析的重要作用, 为以后力学在体育的研究提供一定的研究基础。 2.2.2 个案研究法 以我校研究生学院17级体育研究生的某个同学为研究对象, 将其在运动经过中的关节角度变化记录, 并进行分析。 2.2.3 实验法 选取进

10、行实验的研究生在坡度为4的跑步机上进行实验。进行实验时, 实验者的跑步速度分别为4m/s、5m/s、6.5m/s, 进行实验时实验者如今跑步机上进行跑步, 直到跑步速度为匀速后, 在进行拍摄视频工作。然后运动数据软件进行处理分析。 2.2.4 数理统计法 将实验所得到的视频运用APAS进行处理并得到有关数据运用EXCLE进行统计分析。 2.2.5 逻辑分析法 把实验所得的数据进行分析后和了解到的文献资料进行逻辑分析, 撰写有关研究的论文。 3 研究结果与分析 此次试验是在坡度为4度的跑步机上共分为3种不同的速度进行实验研究, 并对每一种跑步速度的踝关节角度、膝关节角度和髋关节角度分别进行研究。

11、 3.1 坡度为4、速度为4m/s时各关节的比照分析 在坡度为4、速度为4m/s时, 运用APAS软件提取踝关节角度、膝关节角度和髋关节角度的相关数据, 运用EXCLE处理相关数据制作成表格, 并进行比照分析, 见图1。 图1 坡度为4、速度为4m/s时各关节的比照分析表 由图1分析得出, 在坡度为4、速度为4m/s的条件下, 研究踝关节角度、膝关节角度、髋关节角度以及重心的变化。左踝关节和右踝关节的折线进行比照, 右踝关节角度折线变化比左踝关节角度折线变化较为明显, 讲明跑步时右脚踝关节运动角度比左脚踝关节运动角度变化的比拟明显, 并且右脚踝关节运动角度一直远远大于左脚踝关节运动角度, 以及

12、右脚踝关角度的最小值也大于左脚踝最大值;左膝关节角度和右膝关节的折线进行比照, 左膝关节角度折线变化与右膝关节角度折线变化都非常明显, 讲明跑步时左膝关节运动角度与右膝关节运动角度变化也是都比拟大, 左右膝关节在运动经过中存在着两个穿插点讲明两个膝关节的运动是交替进行的, 这也符合人体跑步时膝关节交替进行的原则;左髋关节角度和右髋关节的折线进行比照, 左髋关节角度折线变化与右髋关节角度折线变化都有一定的变化但不非常明显, 讲明跑步时左髋关节运动角度与右髋关节运动角度变化都是比拟小, 运动幅度不大, 左髋关节运动角度大于右髋关节在运动角度, 且左右髋关节运动角度在一个运动周期中存在着穿插点;重心

13、运动长度变化幅度相对较小。 3.2 坡度为4、速度为5m/s时各关节的比照分析 在坡度为4、速度为5m/s时, 运用APAS软件提取踝关节角度、膝关节角度和髋关节角度的相关数据, 运用EXCLE处理相关数据制作成表格, 并进行比照分析, 见图2。 由图2分析得出, 在坡度为4、速度为5m/s的条件下, 研究踝关节角度、膝关节角度、髋关节角度以及重心的变化。左踝关节和右踝关节的折线进行比照, 左右踝关节运动角度的变化幅度相对较小, 但左踝关节角度与左髋关节关节角度有4次的穿插点, 与图1相比左踝关节运动角度有所减小但不是特别明显, 而右踝关节与图1相比角度变化比拟明显, 角度有了明显的减小, 能

14、够理解为跑步速度的加快能够较小踝关节的运动角度;左膝关节运动角度与右膝关节运动角度相比, 左膝关节运动角度变化相对较小, 右膝关节运动角度变化幅度非常明显, 但左右膝关节运动角度变化曲线发生了小部分重叠现象, 与图1相比左膝关节角度有了明显的增高且变化幅度减小, 右膝关节角度幅度变化幅度较大, 与图1相比变化角度有所较小;左髋关节角度和右髋关节的折线进行比照, 左髋关节角度折线变化与右髋关节角度折线变化都有一定的变化幅度但不非常明显, 左髋关节运动角度远远大于右髋关节角度, 与图1相比左款关节运动角度有了明显的增加, 右髋关节运动角度有了微微有了提高, 但提高幅度不大;重心运动长度变化幅度相对

15、较小, 与图1相比变化幅度减小。 图2 坡度为4、速度为5m/s时各关节的比照分析表 3.3 坡度为4、速度为6.5m/s时各关节的比照分析 在坡度为4、速度为6.5m/s时, 运用APAS软件提取踝关节角度、膝关节角度和髋关节角度的相关数据, 运用EXCLE处理相关数据制作成表格, 并进行比照分析, 见图3。 图3 坡度为4、速度为6.5m/s时各关节的比照分析表 由图3分析得出, 在坡度为4、速度为6.5m/s的条件下, 研究踝关节角度、膝关节角度、髋关节角度以及重心的变化。左踝关节和右踝关节的折线进行比照, 左右踝关节运动角度的变化幅度相对较小, 同时左踝关节角度与右踝关节关节角度有2次

16、的穿插点, 与图1相比左踝关节运动角度有所增加但不是特别明显, 而右踝关节与图1相比角度变化比拟下降特别明显, 角度有了明显的减小, 左踝关节角度和有踝关节角度随速度的增加变化幅度也来越相近;左膝关节运动角度与右膝关节运动角度相比, 左膝关节运动角度变化与右踝关节运动角度变化幅度差距不大, 同时左右膝关节运动角度变化曲线出现了2次的穿插点, 与图1相比左膝关节角度有了较为明显的减少但变化幅度没有非常明显的变化, 与图1相比右膝关节角度幅度变化幅度不大, 变化角度有所较小;左髋关节角度和右髋关节的折线进行比照, 左髋关节角度折线变化与右髋关节角度折线变化都有一定的变化幅度但不非常明显, 且左髋关

17、节角度变化折线与右髋关节角度变化这些有4次的穿插点, 同时左髋关节运动角度略大于右髋关节角度, 与图1相比左款关节运动角度有了明显的减小, 右髋关节运动角度有了微微有了减小, 但提高幅度不大;重心运动长度变化幅度相对较小, 与图1相比变化幅度减小。 3.4 坡度为4、速度为4m/s、5m/s、6.5m/s重心长度比照分析 在坡度为4、速度为4m/s、5m/s、6.5m/s时, 运用APAS软件提取相关数据, 运用EXCLE处理相关数据制作成表格, 并进行比照分析, 见图4。 图4 坡度为4、速度为4m/s、5m/s、6.5m/s时重心的比照分析表 由图4得知, 在坡度为4速度分别为4m/s、5

18、m/s、6.5m/s时, 重心长度的也在不断的变化之中, 由图的外表不难看出, 在一样的坡度上, 随着速度的增加重心长度的变化会不断地减小。 4 结论与建议 4.1 结论 通过实验得出在一样的坡度上, 随着速度的加快左右踝关节运动角度、左右膝关节角度以及左右髋关节运动角度变化左右幅度越来越类似, 左右差距越来越小;重心随着速度的加快越来越趋于稳定。 4.2 建议 由于研究的是按个体没有极大的讲服性, 下一步研究更多群体, 为将来的研究提供一定的研究价值。 以下为参考文献 1张彦龙, 马志君, 于潇.跑步机坡度与运动时膝关节力学关系分析J.牡丹江师范学院学报 (自然科学版) , 2018 (01) :52-54. 2 (运动生物力学编写组.运动生物力学M.北京:人民体育出版社, 1990:288-290. 3Victor H.Frankel Margareta Nordin.骨骼系统的生物力学基础M.戴尅戎, 王以进, 译.上海:学林出版社, 1985:167-181. 4郑绣瑷.运动生物力学进展M.北京:国防工业出版社, 1998:104-108.