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第1章 绪论 1

第2章 运动生物力学基本参数的采集与处理方法 7

2.1 运动生物力学常用的基本参数 7

2.2 测量运动学参数的方法 8

2.2.1 运动图像采集与分析 8

2.2.2 光电运动检测分析系统 35

2.3 运动生物力学常用的非电量测量原理与传感器 45

2.3.1 非电量电测法的工作原理 45

2.3.2 传感器和传感元件的作用与技术条件 46

2.3.3 测角仪 52

2.3.4 惯性式传感器 58

2.3.5 加速度计 59

2.3.6 位移传感器 67

2.3.7 力传感器 68

2.4 数据采集与数据处理 86

2.4.1 国内数据采集与数据处理系统的现状 87

2.4.2 国外数据采集系统的现状 90

2.4.3 国内外静态测试仪器的比较 91

2.4.4 国内外动态测试仪器的比较 92

2.5 可编程控制器在生物力学中的应用 93

2.5.1 概论 93

2.5.2 水上牵引训练系统的组成和功能 94

2.5.3 传动系统和可编程控制系统 95

2.5.4 可编程控制系统设计 95

参考文献 98

3.1 人体的基本参数 100

第3章 人体基本参数测试和应用 100

3.1.1 中国人体的基本参数 101

3.1.2 人体惯性参数实测的新方法 111

3.2 中国形体假人设计 145

3.2.1 提供设计假人参数的依据 145

3.2.2 人体各环节的质量分布和质心位置回归方程的选择 146

3.2.3 人体各环节的长度及围度的确定 146

3.2.4 人体各环节的断面形状 147

3.3.1 测二维质心的三支点电子秤显示的重心板 148

3.3 人体整体质心测量 148

3.3.2 测一维或二维质心的四支点电子秤显示的重心板 149

3.4 人体转动惯量测量 151

3.4.1 三线摆测量人体环节转动惯量的方法与实验设备 151

3.4.2 研究样本的选取 154

3.4.3 测量结果 156

3.4.4 对CT法确定的计算转动惯量回归方程与三线摆测试的转动惯量的评价 157

参考文献 163

4.1.1 近年来理论方法的发展状况 165

第4章 运动生物力学的理论分析方法 165

4.1 理论方法的产生和发展 165

4.1.2 运动生物力学理论方法的研究 166

4.1.3 理论分析的基本特征概述 168

4.2 理论分析的方法和步骤 170

4.2.1 具体运动动作的简化和建立人体模型 170

4.2.2 确定目标函数，将运动作数学化描述 171

4.2.3 系统约束条件的分析和假定 172

4.2.4 建立系统动力学方程并求解 173

4.2.5 结论解释和误差分析 174

4.3 理论方法解题实例 175

4.3.1 原地垂直跳 175

4.3.2 步行运动 177

4.3.3 单杠振浪 180

4.3.4 赛艇运动 183

4.4 建立各种人体动力学方程方法简介 187

4.4.1 动力学普遍定理 187

4.4.2 拉格朗日方程 189

4.4.3 Kane方法 193

4.4.4 Roberson Wittenburg方法(R/W方法) 196

4.4.5 Hazte方法 202

4.5 能量法 203

4.5.1 能量法的理论 203

4.5.2 能量法的应用 204

4.5.3 能量分配问题 206

参考文献 208

5.1.1 概述 210

第5章 运动生物力学中的计算机数值仿真 210

5.1 计算机数值仿真的介绍 210

5.1.2 现有商用软件介绍 211

5.1.3 仿真处理的主要步骤 216

5.2 体操运动员单杠回环运动的仿真 218

5.2.1 研究体操运动员单杠回环运动的意义 218

5.2.2 动力学方程建立 219

5.2.3 仿真结果 226

5.3 飞机弹射救生中飞行员上肢甩打运动的仿真 232

5.3.1 研究上肢甩打运动的意义 232

5.3.2 动力学模型建立 235

5.3.3 数值仿真结果 250

5.4 数据处理方法 256

5.4.1 概述 256

5.4.2 数据前处理中的一些算法 257

5.4.3 微分方程组求解算法 266

5.4.4 计算结果验证方法 267

5.4.5 数据的图形显示 270

参考文献 274

第6章 人脑颅骨及运动系统的生物力学 277

6.1 脑颅骨的生物力学 278

6.1.1 脑颅骨的生物力学模型 278

6.1.2 脑颅骨的粘弹性 289

6.1.3 脑颅骨受冲击力的实验研究 291

6.2 肩、髋关节的力学模型 294

6.2.1 肩部关节力学模型 294

6.2.2 髋关节力学模型 301

6.3 膝关节力学模型 314

6.3.1 膝关节现象模型 316

6.3.2 膝关节运动模型 317

6.3.3 膝关节静力和准静力模型 318

6.3.4 膝关节动力模型 320

6.4 其他关节力学模型 329

6.4.1 肘和腕关节模型 329

6.4.2 足跖趾骨关节模型 333

6.4.3 踝关节模型 339

6.4.4 脊柱关节模型 342

6.5 骨的力电性质 347

6.5.1 骨的压电效应 348

6.5.2 骨内动电现象 353

6.5.3 骨重建 359

6.6 人体主要关节的运动学参数 363

6.6.1 肩关节 363

6.6.2 肘关节 366

6.6.3 腕关节 366

6.6.4 髋关节 366

6.6.5 膝关节 367

6.6.6 踝关节 368

6.6.7 脊柱 368

参考文献 369

第7章 运动生物力学中的几个特例 374

7.1 航空、航天中的超重问题 374

7.1.1 正超重 375

7.1.2 负超重 379

7.1.3 横向超重 380

7.2 航空、航天中的失重问题 381

7.2.1 失重对人体的影响 382

7.2.2 航天运动病 385

7.2.3 人工重力 386

7.3 人体受冲击力的研究 389

7.3.1 冲击载荷对人体的作用 389

7.3.2 人从高处跳落或坠落 390

7.3.3 撞击伤害和耐力 392

7.4 步态分析及步态测试系统 398

7.4.1 步态分析研究 399

7.4.2 步态测试仪器发展概况 407

7.5 其他方面的运动生物力学问题 415

7.5.1 空气对铁饼的作用 415

7.5.2 现代射箭运动中弓的减振分析 421

参考文献 425