运动生物力学实验报告

实验报吿

课程名称：运动生物力学试验名称：人体影像的重心计算

班级：体教11001班姓名: 彭文豪

学号：201000290 实验时间: 2013年4月28日

试验地点：长江大学新体育馆

一、试验目的

对运动中的人体进行图像采集和分析，掌握力矩合成的计算方法。

二、试验原理

既然人体重心是人体各环节所受重力的合力作用点，那么知道了人体

各环节的相对重量和重心位置，就可以利用下式计算出人体重心的坐标。

并且我们还根据布拉温—菲舍尔人体模型，可知人体各个环节的相对重

量。人体各环节重心在各环节中，几乎都有一个固定的位置。在画出的人

体运动简图上，可根据各环节的长度和各环节的相对重量的乘积之和，之

后就可以在坐标纸上读出各环节重心店的二维坐标。

三、试验器材

手机、直尺、笔、纸

四、试验对象

彭文豪，长江大学体育学院大三学生；性别：男；年龄：23；专项：网球

五、试验注意事项

1、注意所选动作的难度性，注意安全性。

2、在分析是要把力矩的分析按照要求做好。

3、要找准索要分析的重点。

六、试验步骤

1、拍摄索要分析的图像标本。

2、在拍摄相邻两关节的运动人体图片上确定出每个关节的中心。

3、连接相邻两关节的中心，用直尺测量个环节的长度。

4、计算出个环节的重心位置，在图片上标出来，提示：将人体各环节视为刚体，则有对y轴力矩平衡,如下图:

5、在图片的平面内任意建立直角坐标系，测量出个环节的重心坐标。

6、算出各环节对x轴、y轴的那相对力矩

7、计算各环节对x轴、y轴的的合力距，最后在图片上标明人体重心的位置。

注：

1，用铅笔找出各个点，并在坐标上确定相应的位子，找到相应的X、Y轴如上图所示。

2、所需设的参数：质量用M表示，横坐标用X i表示，纵坐标用Y i表示（i表示相应环节的名称）

七、计算

根据力矩平衡的计算原理，可以由以下公式推导我们所要计算的公式：

对X轴的力矩平衡：M1X1+M2X2=(M1+M2)X

对Y轴力矩平衡：m1y1+m2y2=(m1+m2)y

所以：X=m1x1+m2x2/m1+m2, y=m1y1+m2y2/m1+m2

据以上公式，我们可以计算15个环节的用力情况，如下表所示：

环节名称环节长

度相对环节体

重ai

相对重心坐标

环节相对力矩

x i y i a i x i a i y i

头颅0.07 上躯干0.43

下躯干0.43

上臂左

0.03 右

前臂左

0.02 右

手左

0.01 右

大腿左

0.12 右

八、试验结果

根据上表和相关数据填写上表算出X、Y值。则X、Y即为我们最终所要求

出的重心值（）

右小腿

穖

左小腿

x

左小腿

穖

右大腿

x

右大腿

穖

左大腿

x

左大腿

穖

右手

x

右手

穖

左手

x

左手

穖

右前臂

x

右前臂

小腿左0.05 右

足左0.01 右

合计