1、第二章 人体生物力学参数教学目标：1、掌握人体惯性参数、运动学参数、动力学参数的基本特征以及各类参数的采集方法。2、理解运动生物力学参数特征。第一节 人体惯性参数包括人体整体以及环节的质量、质心（重心）位置、转动惯量及转动半径。一、人体惯性参数特征（一）、人体惯性参数特征量1、质量：用以描述物体保持原有运动状态的物理量。人体各环节的质量叫做各环节的绝对质量，各环节绝对质量与人体质量之比叫做各环节的相对质量。2、重量：环节绝对重量 /相对重量。G=mg3、人体质心（重心）： 在生物力学上多用质心。质心：是物体的质量中心；重心：是物体各部分所受重力合力作用点。人体重心可分别用绝对值和 相对值 来表
2、示，后者是前者与身高的比值。绝对重心与身高有关，相对重心与人体的体型有关，可以作为运动选材的指标。4、环节质心（重心）位置：描述人体环节质心（重心）位置，一般采用 环节质心（重心）半径系数 的概念，即近侧关节中心至环节质心（重心）的距离与环节长度的比值。5、转动惯量：是衡量物体（人体）转动惯性大小的物理量，用以描述物体保持原有转动状态的能力。J= miri2思考：用体育实例说明影响因素。6、回转半径（转动半径）：假设绕某转动轴的物体全部集中在离轴某距离的一点上，即用这一点来代表整个物体的质量，这时它的转动惯量如果恰好与原物体相对此轴的转动惯量相等，则称这个距离为回转半径（ R）。思考：1、我们
3、刚才讲的是求质点的转动惯量，它是很简单的，如果让我们求人体或者一个物体的转动惯量，如何求 ？J= miri22、如果物体的转动轴发生了平移，距离为 d，在已知原转动轴（绕过质心）的转动惯量，如何求平移后转动轴的转动惯量？J1=J0 md2这就是转动的平行轴定理。通过物体质心的转动惯量最小。（二）人体惯性参数的标准化：在人体惯性参数测量时，人体环节的划分和人体环节关节的判定是参数测量中的基础性技术环节，所以确定环节的划分方法十分重要。1、人体环节的划分：目前有两种划分依据：一种是以功能为依据，即以关节转动中心分界，并以两关节中心间的连线确定环节长度（德国、美国）。一种是以尸体解剖为依据，即以骨性
4、标志把人体分为若干环节（日本、前苏联、中国）。各有优缺点。2、人体环节关节点的判定： 、确定关节转动中心的 原则 ：关节点应是关节瞬时转动中心；关节中心必须位于两环节纵轴的交界点，使得环节两端与关节纵轴接触；参考骨性体表标志；关节点的位置应与所引用的环节环节惯性参数测量方法相一致。 、关节转动中心位置的确定方法： 、手：腕关节中心至手质心的连线为手环节的纵轴。 、腕关节：腕横纹的中点。 、肘关节：肘横纹中点（前面观）；尺骨鹰嘴中心（后面观）。 、肩关节：肩部中心。 、髋关节：腹股沟线中点（正面观）。 、躯干：两肩关节连线中点与两髋关节连线中点的连线。 、膝关节：髌骨中点。 、踝关节：腓骨外踝隆
5、起处（外侧观）；胫骨内踝下缘（内侧观）。 、足纵轴：跟结节与中趾的连线。3、人体惯性参数模型（ 刚体模型 ）：根据我们刚才所述依据和原则，建立的人体惯性参数模型。 、汉纳范模型：将人体分为 15个环节。头、上躯干、下躯干、臂、前臂、手 （ 2 ） 、大腿、小腿、足（ 2 ）。 、苏联模型：将人体分为 16个环节。头、上躯干、中躯干、下躯干、臂、前臂、手（ 2 ） 、大腿、小腿、足（ 2 ）。 、中国人模型：将人体分为 16个环节。头、颈、上躯干、下躯干、臂、前臂、手（ 2 ） 、大腿、小腿、足（ 2 ）。 、目前国际上常用的模型：将人体分为 14个环节。头颈、躯干、臂、前臂、手（ 2 ） 、大腿、小腿、足（ 2 ）。（三）、人体惯性参数的特性：1、人体重心的位置：影响人体总重心的因素有六个： 、性别：总体上女性比男性的相对高度低 0.5%-2%。 、年龄：一般来说儿童比成年人约高 10%-15%，随着年龄的增长会下降。 、运动专项： 、体型： 、姿势：重心不一定要在人体上（前倾或者后屈）。 、生理与心理：主要是内脏位置和血液的影响。
