运动康复生物力学

❖ 2、力系 ❖ 1）力系基本定义
❖ 力学中把作用于一个物体上的一群力称为 力系。若物体受到一个力系的作用而处于 平衡态，则该力系称为平衡力系。
❖ 等效力系
❖ 若一个力系和另外一个力等效，则这个力 是该力系的合力
❖ 2）基本公理 ❖ （1）二力平衡
❖ （2）加减平衡力系原理
“力的可传递性”
❖ （3）力的平行四边形法则 ❖ （4）作用和反作用定律
❖ ④时间（力作用的持续时间）
❖ ⑤频率（力作用的频繁程度）
❖ ⑥可变性（在作用过程中力的大 小是稳定的还是变化的）
❖ ⑦速度（力以何种速度作用于身 体）
❖ 2、负荷方式 ❖ ◆急性负负荷方
式
❖ ◆慢性负荷方式
❖ （二）运动康复生物力学的人体模型 ❖ 1、质点、刚体 ❖ 2、人体模型
❖ 第二讲 数学基础 ❖ 板书讲
❖ 1、共线力系的简化和平衡 ❖ 力系F1、F2、…. Fi 、Fn中，各力的作用
力在同一直线上的力系称为共线力系。
❖
共线力系的平衡方程 是：
❖ 2、平面汇交（共点）力系的简化和平衡
❖ 所谓平面汇交力系是指各个力的作用力都 位于同一平面内，且都相交于同一点的力 系。
❖ 平面汇交力系的平衡，必须满足基本条件：
❖ 闭锁链，关节要比环节多一个，即K=N+1， 则有：
❖ （四）力的平移定理
G mg
❖ （五）人体整体与环节受力分析中基本力
❖ 1、重力： G mg
❖ 人体平衡与控制，主要是对人体重力作用 点即重心的调整与控制。
❖ 2、弹性力： Fe = -K△X
对于弹性力的认识，不能仅限于生活中习以为常的弹性体的认识。
四、基本观点与人体模型理论
❖ “伤为力所致，愈亦力所为”。 （一）运动损伤的力学观
四、运动损伤的力学观
❖ 1、损伤的力学因素 ❖ 对所有与损伤有关的力来说，决定损伤性
质和程度的因素可总结为如下7个方面： ❖ ①大小（作用的力有多大？） ❖ ②位置（力施加于身体的哪个部位？） ❖ ③方向（力的方向）
运动生物力学
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康复医学
运动康复生物力学
研究人体机械运动的基本规律与特征，分析运动 损伤发生的力学机制与原理，探讨运动康复治疗 的力学方案与措施以及伤后功能性康复的力学评 价体系为范畴的一门新兴学科
❖ 二、运动康复生物力学的任务 ❖ （一）人体运动的基本力学原理与控制
❖ （二）人体组织、器官的生物力学特性及 其运动适应性
❖ 合力F的作用线与y轴的距离x，可用力矩 原理求得：
❖ （2）合力偶
❖ 如果合力，而此力系仍不平衡，则简化结 果必是一个力偶，其效应只有转动，没有 平动。
❖ 其力偶矩大小为：
❖ 平面平行力系的平衡方程：
A 、B 是平面内任意点，但通过点A 与B 的 直线不得与原有各力平行。
❖ 4、平面一般力系的简化与平衡
❖ 作用力和反作用力相互对立，相互依存， 同时出现，同时消失。
❖ 3)力系的分类
❖ （二）力矩，力偶、力偶矩
❖ 同轴力矩的合成遵循代数加法，即： ❖ ∑M＝M1＋M2＋…＋Mn ❖ 不同轴的力矩不可加。
❖ 2、力偶，力偶矩，力偶系的合 成。
❖ 性质
❖ (1)力偶无合力。即力偶不能一个 力来代替。
❖ （三）运动损伤预防与诊断 ❖ （四）运动康复、矫形与健康促进
❖ （五）设计、改进运动训练、康复训练器 械及运动护具
❖ 三、运动康复生物力学教学内容 ❖ （一）绪论 ❖ （二）人体平衡与控制 ❖ （三）人体运动学 ❖ （四）人体动力学 ❖ （五）生物材料力学基础 ❖ （六）人体运动器系生物力学与损伤
对于弹性力的认识，不能仅限于生 活中习以为常的弹性体的认识。
❖ 3、摩擦力
摩擦力在人体平衡与运动中的力学效应根据 人体的运动与受力情况而分析。
❖ 4、支撑反作用力
静态 、动态问题
❖ 5、肌力
神经系统根据人体的 姿态、方位及其运动 的需要，来调整肌肉 的紧张程度及其肌力 的大小。
(六) 力系的简化和平衡
❖ 2）环节相对质量
❖ （教材讲解）
四 、人体平衡动作分类
❖ 1、根据身体重心与支撑点之间的位置关系 分类
2、根据平衡动作的稳定程度
❖ 稳定平衡、有限稳定平衡、不稳定平衡和 随遇平衡四类。
❖ (2)只要保持力偶矩不变，可以相 应的改变其力和力偶臂的大小， 而对物体作用效应不变。
❖ (3)力偶对物体的作用与矩心无关， 即它对平面 上任一点的矩保持不 变，并且就等于力偶矩，故可以 在不改变力偶矩的条件下，可将 力偶在平面内任意移动。
❖ (三)自由度与约束 约束是指限制物体某些运动的条件。
3、平面平行力系的简化与平衡 平面内各力的作用线相互平行的力系 称为平面平行力系。
❖ 合力矩原理：在平面平行力系中，所有各 力对于其平面内任一点力矩的代数和，等 于这个力系的合力对于该点的力矩。
❖ 一个不平衡平面平行力系简化的结果是一 个合力或一个合力偶。
❖ （1）合力：这个合力F必与原有力系平行， 它的大小是：
❖ 无约束物体称为自由体. ❖ 有约束物体则称为非自由体。
❖
❖ 身体内的约束 ❖ 关节 ❖ 肌肉 ❖ 韧带
❖ 多个环节由关节连接而成运动链。一个运 动链中的全部自由度叫做运动链的活动度。
❖
运动链的空间活动度可以用下式 计算：格鲁伯勒方程
k
n 6(N k) ni
i 1
❖ 一个开放链，关节的数目与环节数目相同， 则有：
运动康复生物力学
❖第一章 绪论
一、运动康复生物力学概述
生物力学是应用力学原理和方法 研究生物学问题的一门多学科交 叉的边缘学科，隶属应用力学的 范畴。
❖ 研究内涵不断拓展；多学科有机 融合
❖
子学科的产生
生物材料力学、软组织生物力学、 医用生物力学、临床生物力学、
骨－关节生物力学、血液流变学、 运动生物力学、器官生物力学、 运动康复生物力学
❖ 一个不平衡的平面一般力系的平衡方程同 平面平行力系。
(七) 受力分析
❖ 1、隔离体
❖
❖ 受力分析的基本步骤可总结为：①确定研 究对象，画隔离体。②标记所受的各种外 力。③列出平衡方程并求解未知参量。
三、 人体重心测量
❖ 一、重心的概念
❖ 二、人体重心测量 ❖ 1、一维重心板的测定
❖ 2.相片上测定人体重心的原理和方法 ❖ 两个基本模型参数 ❖ 1）环节半径系数