同步技术在运动生物力学测试中的应用

人体运动是一个复杂的过程。要全面准确分析运动技术,了解运动规律。必须实现各种运动生物力学测试手段的同步检测。本文介绍了这方面的研究内容,包括同步信号的产生、接收、传输、转换和控制的实用技术。阐述了运用计算机技术实现运动生物力学测试同步控制方法。     

运动生物力学多参数同步测试系统的研究与开发

对众多的运动生物力学检测手段实现同步的统一处理,已经成为运动生物力学研究方法的一个重要方面,对提高运动生物力学科学研究能力和水平,促进运动生物力学学科发展具有举足轻重的意义.但由于测试仪器的生产厂商不同,造成信号规格和同步方式不统一,给这些仪器测得数据的同步造成困难.结合运动生物力学科研的实践,在应用现有运动生物力学测试仪器基础上开发出一套集视频、表面肌电、足底压力、三维测力台、激光测速于一体的同步测试系统.该系统首次将各仪器的相对延迟时间考虑到同步处理中,具有同步精度高,系统硬件传输距离远、稳定、可靠,系统软件界面友好、数据显示直现等特点,具有较好的应用与推广价值.此外,对其他测试仪器数据的同步处理也可提供一些思路.     

运动遥测肌电图数据采集与处理系统及其应用

针对目前运动EMG测试与处理中存在的难题,我们在借鉴其他学者常用的EMG分析方法的基础上,并充分考虑到当代体育科学研究中跨学科、多指标的综合性研究的需要,开发出一套可与多台仪器联机同步测试的运动遥测EMG数据采集与处理系统。该系统实现了运动EMG信号的现场采集,解决了遥测EMG与其它测试仪器的同步测试问题,从而能够将由运动EMG信号中提取出的结果参量与其它变量进行综合分析,为评定训练效果、分析与改进技术动作提供了一种精确的测试方法。     

人体运动参数摄影、肌电、力的同步测定

一、前言对人体运动规律的探讨常需要对人体运动过程中的肌肉活动、力的作用和动作规律进行对应分析。为此很多生物力学学者,从不同方面探讨了上述参数的同步测定方法,并取得不少研究成果。但从目前已出现的同步测定方法看,大部分仍属于在一个信号下同时启动摄影机、肌电图机、测力系统的方法,如美国加州大学用在同一电信号开始记录肌肉收缩中肌电与力的瞬时对应关系;我国王云德用在同一信号下启动摄影机、测力系统记录举重运动过程     

速滑运动分析中多台摄像机视频同步问题的研究

在速滑运动分析中处理多角度视频信息时,需要首先解决的是多台摄像机同步问题。提出单脉冲触发同步方式,外部脉冲发生器同步方式,时钟同步方式等几种多台摄像机同步方式。并针对多角度视频信息处理常见的外同步、电源同步和控制中心模拟方式同步等问题提出相应的处理方式与解决方案,为实现多台摄像机高度同步作业提供参考依据。     

运动性肌肉疲劳的表面肌电非线性信号特征

研究目的在于探讨不同强度等长运动诱发肌肉疲劳过程中s EMG非线性信号变化特征及其与肌肉运动耐力的关系。10名青年大学生志愿者参加本次实验。采用4 0 %、6 0 %和80 %MVC强度的等长运动试验诱发肱二头肌疲劳,同步采集该肌肉s EMG信号并进行非线性C(n)和% DET和线性MPF分析。研究发现1)肌肉疲劳过程中s EMG信号的MPF和C(n)呈单调递减型变化,而% DET呈单调递增型变化;2 )不同强度运动负荷诱发肌肉疲劳过程中MPF、C(n)和% DET变化率具有明显的运动强度依赖性并与肌肉耐力运动成绩高度相关;3)以% DET变化率反映运动性肌肉疲劳的敏感度明显高于MPF和C(n)。     

体育科研中多台测试仪器的同步方法——同步信号发生器的设计、制作及使用方法

本同步信号发生器(简称同步器)是为体育科研专门设计和制作的。它是由三块Cmos电路和一块时基电路,外加少量元件构成。其整机可靠性高,工作速度快,耗电极省,故可用干电池做工作电源。误差仅在0.2/1000秒内。同步器有五路信号输出端和一个信号输入端,最多可使六台仪器同步工作。基本工作过程是这样:当输入端获得一个同步命令信号后,五个输出端即刻各自发出一个同步单脉冲信号,分别使被同步仪器同时工     

运动生物力学的同步检测

发展运动生物力学的同步测试技术,探讨综合同步的研究方法,对全面分析和判断运动技术的协调性,研究动作技术特征的相互关系及动作过程的时项划分,有重要意义。本文阐述了运动生物力学同步测试的概念和作用,总结了同步测试的基本方法,简要介绍了本实验室在这方面的研究和应用,提出了一些观点,供生物力学界同仁参考。     

对肌电记录与频闪摄影同步装置法的探讨

<正> 一、前言肌电纪录分析法与摄影纪录分析法,是体育科研中用来分析肌肉工作状态与运动技术常用的方法。单做肌电纪录,只能看到运动员做动作的有关肌群的工作状态,不能准确判断肌肉工作时各时相的人体形态;连续摄影的图片,可以看出运动员怎样做运动,无法准确地了解各时相的有关肌群的工作状态。为使肌电纪录与人体形态摄影做到同步纪录,藉以科学地分析技术,这是本文要探讨的问题。二、同步装置的方法这套装置包括:肌电纪录仪,频闪摄影和同步信号输入三个部分(图一)。它对运     

张坤和TOM的横踢技术运动生物力学比较分析

设置靶模具和信号灯,运用两台CASIO-EXFH25摄像机对两名国际级散打和泰拳选手后横踢动作进行同步拍摄,采用APAS系统（美国）进行三维视频图像解析,用Megwin Me6000表面肌电同步肌肉活动信号,对中泰横踢技术各运动环节支撑腿和进攻腿髋、膝、踝关节速度和角度变化特征,肌肉动员顺序、肌电特征进行对比分析,寻找差距,揭示技术动作内在规律,以期为鞭腿技术动作的教学、训练提供科学依据。     

运动性肌肉疲劳的肌电图特征及其机制探讨

本文通过文献综述法简要总结了运动导致肌肉疲劳的表面肌电图特征,介绍了表面肌电图主要测量指标及其影响因素,同时对指标的特异性做了小结:MPF对于反映肌肉疲劳较MF更具敏感性;MPF在反映肌肉功能水平差异方面具有良好的特异性和敏感性;IEMG则是反映肌肉随时间而延长出现疲劳的1个良好指标。并对可能导致表面肌电图特征改变的机制作了探讨,最后对其应用在肌肉疲劳领域的前景进行了展望。     

我国高水平女子链球运动员张文秀和王峥投掷技术特征研究

通过专家访谈、运动学测试、动力学测试和肌电测试等方法对我国高水平女子链球运动员张文秀和王峥投掷技术进行研究,得出以下结论:链球的旋转助跑技术表现出"转动+平动"的技术特征,摆动腿SEMG具有积极主动着地运动特征;中国高水平女子链球运动员转换技术具有"低、平、快"技术特征,最后用力阶段具有右腿"快着地"技术特征.     

不同走步姿态的运动生物力学对比分析

通过录像、测力台和八通道无线表面肌电仪同步的方法,对9名受试者进行不同走步姿态(内八走、正常走、外八走)的测试,运用录像解析系统、三维测力平台软件(版本V5.2)和肌电数据处理软件获得运动学、动力学和肌电学数据。结果显示:(1)外八X方向的力值是最大的,正常走在Y方向和Z方向的力值是最大的。(2)在正常步态中,半腱肌平均肌电的值是最大的,半腱肌的主要作用是使大腿在髋关节处旋内.对抗骨盆的扭转。内八步态中半腱肌和腓肠肌内侧平均肌电的值都比较大,导致用来对抗骨盆扭转的内回旋程度超过了骨盆扭转程度,从而形成了内八的走步姿势。外八步态中股二头肌和腓肠肌外侧平均肌电的值是最大的,使得骨盆的外回旋程度加大,从而造成了外八的走步姿势。(3)在正常步态中原动肌的积分肌电比较高,说明肌肉用力比较大,在此过程中人体给地面以较大的作用力,同时地面给人体以较大的支撑反作用力。     

优秀武术运动员无氧强度运动时肌电图指标变化特征及其与血乳酸的相关性

研究优秀武术运动员无氧运动强度时肌电信号特征及其与血乳酸指标之间的相关性。研究对象为12名一级武术运动员和12名二级武术运动员。研究方法:肌电指标测试:两组受试对象负重体重的7.5%,在功率自行车上持续运动60s后记录运动中和运动后30s内肌电指标MPF、MF和IEMG;血乳酸测试:采集运动中(20s一次)和运动后3min内的血乳酸浓度。结论:两组受试对象的MPF和MF均呈线性下降,但是对照组下降的斜率始终大于试验组,表明对照组比试验组更容易疲劳;IEMG呈线性上升,随着时间的延长,斜率加大,并且试验组斜率始终大于对照组,表明实验组肌纤维的募集能力要强于对照组;各肌电图指标与血乳酸之间存在着高度的负相关,但是血乳酸的积累并不是引起肌电图指标变化的直接原因。     

振动与非振动力量练习时肌电图变化的比较研究

采用芬兰的MuscleTesterME3000P8肌电图仪和MegaWin软件系统,让受试者在振动和非振动条件下,分别以动力性和静力性两种不同方式的进行屈肘练习,练习时施加不同的负荷,通过对受试者的肱二头肌、屈腕肌和对抗肌肱三头肌、伸腕肌的肌电图测试。结果表明,当负荷与肌肉收缩的方式相同时,振动条件下主动肌的肌电IEMG/s值都比非振动时大,而动力性收缩时,振动轻负荷与非振动重负荷时IEMG/s值相差不大。这说明,在振动条件下进行力量训练,能够募集更多的运动单位参与收缩,提高肌肉的兴奋水平。     

杨式太极拳竞赛套路的运动生物力学特征分析

借助先进的测试仪器和运动解析系统，以运动生物力学和相关运动生理学指标测试的方法，获取整体套路动作的时间、位移、速率、肌电、心率及能耗等指标，以此初步探析优秀太极拳选手演练杨式太极拳竞赛套路的运动生物力学特征和生理学特征，结果认为：练习杨式太极拳竞赛套路时身体总重心在x轴方向上的移动距离要明显大于在Y轴方向的移动距离，在Z轴方向上保持了良好的平稳状态，身体总重心的三维合速率平均值为0．18米／秒，上肢各环节间的角度变化较大，下肢各环节间的角度变化具有反向对称性的特征；左右腿的负荷之比接近4：6；心率变化及能量消耗数据显示练习时能耗比较稳定。     

优秀乒乓球运动员肘关节等动屈伸运动时拮抗肌共激活现象研究

目的:研究优秀乒乓球运动员和普通在校大学生肘关节拮抗肌活动在等动屈伸过程中的差异。方法:以8名优秀乒乓球运动员和8名普通高校大学生为研究对象,利用Biodex等动测试仪和Noraxon表面肌电仪记录上肢肘关节等动屈伸过程中作为拮抗肌的肱二头肌和肱三头肌的力量特征和表面肌电信号特征。肘关节伸肌和屈肌分别在最大等长收缩、15°/s、30°/s、60°/s、120°/s、180°/s、240°/s条件下进行3次最大等动离心屈伸运动。以标准化的均方根振幅(RMS)和标准化的峰值力矩作为评价指标。结果:对于大学生和优秀乒乓球运动员来说,随着肘关节速度的增加,两组受试者的屈伸肌力矩都呈下降趋势,大学生表现为速度大于60°/s时伸肌力矩大于屈肌力矩(P<0.05),优秀乒乓球运动员表现为伸肌力矩低于屈肌力矩,但没有统计学差别(P>0.05)。大学生和优秀乒乓球运动员都表现为在向心收缩时不同速度下随着主动肌力矩下降,拮抗肌激活水平表现为逐渐增高,且所有线性拟合系数r2>0.7。优秀乒乓球运动员拮抗肌肱三头肌的激活水平(在MVC时:10.1%±5.2%,240°/s时:15.1%±6.6%)要显著低于普通高校大学生(MVC时:29.3%±8.8%,240°/s时:38.0%±15.1%)。而作为拮抗肌的肱二头肌激活水平在普通大学生和优秀乒乓球运动员之间没有统计学差异(P>0.05)。优秀乒乓球运动员拮抗肌/主动肌肌电活动比要显著低于普通大学生(P<0.05)。结论:与普通大学生相比,优秀乒乓球运动员肘关节拮抗肌肱三头肌的激活水平要更低,这可能是优秀乒乓球运动员对肘关节周围肌肉进行长期训练的结果。而两者拮抗肌肱二头肌激活水平没有统计学差异,其原因可能是由于两者在日常活动中肱二头肌作为拮抗肌经常为了克服地心引力受到同样的刺激造成的。     

阻力训练及超等长阻力训练对下肢肌肉活性和力量的影响

目的:观察阻力训练和超等长阻力训练后下肢肌肉力量变化,比较肌肉激活模式的不同.方法:将16名男性篮球运动员随机分成两组,分别实施8周下肢阻力训练和超等长阻力训练.采用3-D测力台测试训练前、后最大随意收缩值,用表面肌电记录训练前、后6次重复训练动作的胫骨前肌、腓肠肌外侧头、股直肌、股外侧肌、股二头肌的激活信号,计算积分肌电值和髋、膝、踝关节周围拮抗肌共激活.结果:两组下肢肌肉力量均显著提高,阻力训练组效果较明显.超等长阻力训练组肌肉活性显著高于阻力训练组.训练后超等长阻力训练组肌肉活性出现适应性变化,髋、踝关节拮抗肌共激活显著升高,膝关节拮抗肌共激活训练前、后没有显著性差异.阻力训练组训练前、后肌肉活性及拮抗肌共激活没有显著变化.结论:超等长阻力训练有助于提高肌肉间协调性,可以优化肌肉动作的运动策略.     

排球运动员膝关节镜术后康复治疗力-电变化的初步研究

利用等速肌力测定、表面肌电等评定方法,对排球运动员膝关节镜术后进行定向、周期性的康复治疗,并对治疗前后的力-电特征值进行了系统监测研究,结果表明:经采用多点等长、短、长弧等速训练结合平衡能力练习的治疗方案以及定向诊断结果表示,两运动员膝关节镜术后在短时间有较好的康复效果,在康复体能训练中加强协同肌群的功能锻炼对运动员膝关节镜术后韧带预防再损伤有重要的意义。     

三维测力台数据采集和处理自动化系统的研制

本文研制一套三维测力台数据采集和处理的自动化系统，数据采集和处理全部由紫金Ⅱ（ＡＰＰＬＥⅡ）微机控制完成，每次采样共得到１５３６个点．Ｚ、Ｘ、Ｙ三个方向各５１２个点，将采得数据存入磁盘、通过对数据的处理可得到Ｚ、Ｘ、Ｙ三个方向力值与时间的对应值，Ｚ、Ｘ、Ｙ三个方的冲量值以及原地纵跳人体重心腾起的初速度和高度并打印、绘图输出结果。本研究改进了运动生物力学测试手段，比较准确、快速地获得多项力学指标，为运动技术的生物力学分析和教学提供依据。