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 录像检测分析系统 8
2.2.2 光电运动检测分析系统 54
2.3 运动生物力学常用的非电量测量原理与传感器 65
2.3.1 非电量电测法的工作原理 65
2.3.2 传感器和传感元件的作用与技术条件 65
2.3.3 测角仪 70
2.3.4 惯性式传感器 75
2.3.5 加速度传感器 75
2.3.6 位移传感器 82
2.3.7 力传感器 83
2.4 人体整体质心与转动惯量测量 104
2.4.1 测二维质心的三支点电子秤显示的质心仪 105
2.4.2 测一维或二维质心的四支点电子秤显示的质心仪 106
2.4.3 人体转动惯量测量 108
2.5 数据采集与数据处理 110
2.5.1 国内数据采集与数据处理系统的现状 110
2.5.2 国外数据采集系统的现状 114
2.5.3 国内外静态测试仪器的比较 114
2.5.4 国内外动态测试仪器的比较 115
2.6 可编程控制器在生物力学中的应用 116
2.6.1 概论 116
2.6.2 水上牵引训练系统的组成和功能 118
2.6.3 传动系统和可编程控制系统 119
2.6.4 可编程控制系统设计 119
参考文献 121
第3章 数字人体在人体科学研究中的应用 124
3.1 数字人在医学中研究概况 125
3.1.1 国外研究概况 125
3.1.2 国内研究进展 127
3.1.3 数字人在医学领域的发展趋势 129
3.1.4 数字人运动对生物力学发展的影响 131
3.2 用CT图像及磁共振图像实现人体惯性参数数字化的方法 131
3.2.1 人体的基本参数 132
3.2.2 中国形体假人设计 187
3.2.3 用磁共振法确定人体惯性参数 191
3.3 用磁共振图像实现人体体成分数字化的方法 191
3.3.1 体成分模型 191
3.3.2 体成分测量方法国内外情况 192
3.3.3 生物电阻抗法测量中国人体成分的研究 200
3.3.4 磁共振测试人体成分 207
3.4 初探用磁共振图像和计算机三维重建技术对扁平足形态的研究 218
3.4.1 研究方法 218
3.4.2 结果与分析 220
3.4.3 讨论 222
3.5 对数字人数据精度要求和建立数据库提出几点看法 223
参考文献 225
第4章 运动生物力学中的计算机数值仿真 228
4.1 理论分析的基本方法和步骤 228
4.1.1 运动生物力学理论方法的研究 229
4.1.2 理论分析的步骤 232
4.1.3 建立系统动力学方程的方法 237
4.2 计算机数值仿真的介绍 252
4.2.1 概述 252
4.2.2 现有商用软件介绍 253
4.2.3 仿真处理的主要步骤 257
4.3 体操运动员单杠回环运动的仿真 259
4.3.1 研究体操运动员单杠回环运动的意义 259
4.3.2 动力学方程建立 260
4.3.3 数值仿真结果 266
4.4 跳水运动员三维空中运动的仿真 272
4.4.1 跳水运动员的三维空中运动 272
4.4.2 身体各环节转角的分析 274
4.4.3 身体各环节的受力分析 280
4.5 飞机弹射救生中飞行员上肢甩打运动的仿真 294
4.5.1 研究上肢甩打运动的意义 294
4.5.2 动力学模型建立 297
4.5.3 数值仿真结果 311
4.6 数据处理方法 317
4.6.1 概述 317
4.6.2 数据前处理中的一些算法 318
4.6.3 微分方程组求解算法 325
4.6.4 计算结果验证方法 326
4.6.5 数据的图形显示 329
参考文献 332
第5章 人脑颅骨及运动系统的生物力学 336
5.1 脑颅骨的生物力学 337
5.1.1 脑颅骨的生物力学模型 337
5.1.2 脑颅骨的黏弹性 346
5.1.3 脑颅骨受冲击力的实验研究 349
5.2 脊柱关节模型 352
5.2.1 脊柱的运动学方程 352
5.2.2 脊柱的应变关系式 353
5.2.3 脊柱的本构关系 353
5.2.4 脊柱的多自由度模型 354
5.2.5 脊柱的有限元模型 355
5.3 肩、肘、腕关节的力学模型 357
5.3.1 肩部关节力学模型 357
5.3.2 肘和腕关节力学模型 364
5.4 髋、膝、踝、踝关节力学模型 371
5.4.1 髋关节力学模型 371
5.4.2 膝关节力学模型 381
5.4.3 踝关节力学模型 394
5.4.4 足跖趾骨关节力学模型 397
5.5 骨的力电性质 400
5.5.1 骨的压电效应 400
5.5.2 骨内动电现象 405
5.5.3 骨重建 411
5.6 人体主要关节的运动学参数 415
5.6.1 肩关节 415
5.6.2 肘关节 415
5.6.3 腕关节 418
5.6.4 髋关节 418
5.6.5 膝关节 419
5.6.6 踝关节 420
5.6.7 脊柱 420
参考文献 421
第6章 运动生物力学中的几个特例 426
6.1 航空、航天中的超重问题 426
6.1.1 正超重 427
6.1.2 负超重 431
6.1.3 横向超重 432
6.2 航空、航天中的失重问题 433
6.2.1 失重对人体的影响 433
6.2.2 航天运动病 436
6.2.3 人工重力 438
6.3 人体受冲击力的研究 441
6.3.1 冲击载荷对人体的作用 441
6.3.2 人从高处跳落或坠落 442
6.3.3 撞击伤害和耐力 444
6.4 步态分析及步态测试系统 450
6.4.1 步态分析研究 450
6.4.2 步态测试仪器发展概况 459
6.5 其他方面的运动生物力学问题 466
6.5.1 空气对铁饼的作用 467
6.5.2 现代射箭运动中弓的减振分析 472
参考文献 475