运动学测量方法

各位同学，大家早上好，今天我们来继续学习运动技术分析与诊断这门课程，在学习本节课之前，我们先来回顾一下，上节课学习的人体运动的运动学分析的主要内容。

复习：一、人体关节的相关概念

二、人体关节运动的基本形式

三、人体运动链的分类

四、人体运动的自由度

一、人体关节的相关概念

关节：骨与骨以结缔组织相连结构成关节。根据连结组织的性质和活动情况，关节可分为不动关节（韧带联合、软骨结合和骨性结合）、动关节（肩、肘、腕、髋、膝、踝关节）和半关节（耻骨联合）。

二、人体关节运动的基本形式

1）角度运动

邻近两骨间产生角度改变的相对转动，称为角度运动。通常有屈、伸和收、展两种运动形态。

2）旋转运动

骨绕垂直轴的运动称为旋转运动，由前向内的旋转称为旋内，由前向外的旋转称之旋外。

三、人体运动链的分类

开放运动链末端呈游离状态，它的某一关节固定，其余各关节产生运动。

如果运动链首尾相连，形成闭合状态，末端无游离的环节，称为闭合运动链。

四、人体运动的自由度

假如物体不受任何限制(约束)，它可以在三度空间运动，也既是相对于三个相互垂直轴的平动及绕三个轴的转动，物体有六个自由度。

当把物体某一点固定时，其自由度为三个，这时不能产生平动，只能以三个坐标轴为轴发生转动（可把原点放在固定点）。

当物体的某两点固定时，只有一个自由度，既以两点的连线为轴的转动。

当物体上任意三点固定时，则自由度为零，不产生任何方向的平动和转动。

在前面运动技术分析与诊断中我们所讲的是一些运动学、动力学和肌肉力学的一些理论知识，通过上半程的学习对技术分析有个理论上的知识，在后面的学习中将主要进行的是一些实际的应用操作。那么，今天所要学习的就是运动技术分析与诊断的工作环节以及现场数据采集。

第六章运动技术分析与诊断的工作环节及现场数据采集

第一节运动技术数据的意义

运动技术数据是指从人体运动过程中采集到得能够准确描述其运动状态的相关性息。人体运动与时间、空间相关的信息称之为运动学数据；人体运动与作用力、时间相关的信息称之为动力学数据。

一、运动学数据对运动技术的意义

运动学数据包括关节位置和关节角度、位移和角位移、速度和角速度、加速度和角加速度。

1）关节位置和关节角度

人体关节位置和关节角度数据可以准确描述人体运动的姿势。

A.关节位置

人体运动系统的支架是由骨骼和关节组成的一种链状结构，当这种链状结构的枢纽位置（关节位置）发生变化时，便会引起整个支架的形态发生变化。因此，人体运动时身体姿势可以看成是由各个关节在空间位置决定的。

图中显示了关节位置与动作姿态相关的情况。从图中可以看出，当人体任何一个关节点的位置发生变化时，都必然会引起动作姿态发生变化；反之，当人体动作姿态发生变化时，也必然会伴随关节位置的变化。

B.关节角度

人体每个关节的角度决定相邻两个运动环节之间的相互关系，关节角度数据直接描述动作姿态中每个关节的伸展和弯曲状况。在分析评价运动技术姿势时，关节角度也是一个重要的指标。

2）位移和角位移

A.位移

人体动态运动过程可以看成是由一系列有序的静态姿势所组成，当人体从一个姿势连续变化到另一个姿势时，肢体各部位的位置会发生一系列的连续变化，位置变化的距离称之为位移。

我们以100米途中跑时人体总重心的位移情况为例，通过运动员途中跑的影像资料求出途中跑每个瞬时的总重心位置坐标，便可以在坐标中做出途中跑人体

总重心的运动轨迹。

100米途中跑总重心的位移变化情况可以分为左右水平方向上的位移和垂直方向上的位移，以此来了解运动员的技术水平。

当垂直位移数据较大时说明运动员跑动时身体重心在垂直方向起伏较大，当左右位移数据较大时说明运动员跑时身体重心在左右方向摇摆较大。因此，左右水平摆动太大和垂直方向上起伏太大都表明运动员技术上存在一定的缺陷。

B.角位移

当肢体各部位的位置会发生一系列的连续变化时，各个关节角度的大小也会相应变化，关节角度变化的幅度称之为角位移。

髋关节角度是衡量短跑运动员大腿摆动时的重要技术指标。大腿前摆时髋关节角位移可以帮助我们了解运动员大腿摆动技术的情况。

膝关节角度是衡量短跑运动员小腿折叠时的重要技术指标。小腿折叠时膝关节角位移的大小可以帮助我们了解运动员小腿折叠技术的情况。

3）速度和角速度

A速度

速度是指位移量与时间的比值。速度反应了在单位时间内肢体某点位置移动距离的大小。

在日常的生活中，我们习惯于使用平均速度，但是平均速度指标用于分析运动技术时，是远远不够的。例如100米跑的成绩为10秒，如果按平均速度我们就认为该运动员的速度为10m/s，我们可以将其在直角坐标系上作出速度-距离曲线。

经验告诉我们：100m跑的速度实际上是非匀速的。在起跑阶段速度是逐步增加的，在途中跑和终点冲刺阶段，其速度应该相对较大，应该超过其平均速度，而且有一定幅度的波动，从图中可以看出三名运动员在起跑加速阶段、途中跑阶段和终点冲刺阶段的速度变化情况。相比之下，这种瞬时类型的速度-距离曲线