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第1章 绪论1

第2章 运动生物力学基本参数的采集与处理方法7

2.1 运动生物力学常用的基本参数7

2.2 测量运动学参数的方法8

2.2.1 运动图像采集与分析8

2.2.2 光电运动检测分析系统35

2.3 运动生物力学常用的非电量测量原理与传感器45

2.3.1 非电量电测法的工作原理45

2.3.2 传感器和传感元件的作用与技术条件46

2.3.3 测角仪52

2.3.4 惯性式传感器58

2.3.5 加速度计59

2.3.6 位移传感器67

2.3.7 力传感器68

2.4 数据采集与数据处理86

2.4.1 国内数据采集与数据处理系统的现状87

2.4.2 国外数据采集系统的现状90

2.4.3 国内外静态测试仪器的比较91

2.4.4 国内外动态测试仪器的比较92

2.5 可编程控制器在生物力学中的应用93

2.5.1 概论93

2.5.2 水上牵引训练系统的组成和功能94

2.5.3 传动系统和可编程控制系统95

2.5.4 可编程控制系统设计95

参考文献98

3.1 人体的基本参数100

第3章 人体基本参数测试和应用100

3.1.1 中国人体的基本参数101

3.1.2 人体惯性参数实测的新方法111

3.2 中国形体假人设计145

3.2.1 提供设计假人参数的依据145

3.2.2 人体各环节的质量分布和质心位置回归方程的选择146

3.2.3 人体各环节的长度及围度的确定146

3.2.4 人体各环节的断面形状147

3.3.1 测二维质心的三支点电子秤显示的重心板148

3.3 人体整体质心测量148

3.3.2 测一维或二维质心的四支点电子秤显示的重心板149

3.4 人体转动惯量测量151

3.4.1 三线摆测量人体环节转动惯量的方法与实验设备151

3.4.2 研究样本的选取154

3.4.3 测量结果156

3.4.4 对CT法确定的计算转动惯量回归方程与三线摆测试的转动惯量的评价157

参考文献163

4.1.1 近年来理论方法的发展状况165

第4章 运动生物力学的理论分析方法165

4.1 理论方法的产生和发展165

4.1.2 运动生物力学理论方法的研究166

4.1.3 理论分析的基本特征概述168

4.2 理论分析的方法和步骤170

4.2.1 具体运动动作的简化和建立人体模型170

4.2.2 确定目标函数，将运动作数学化描述171

4.2.3 系统约束条件的分析和假定172

4.2.4 建立系统动力学方程并求解173

4.2.5 结论解释和误差分析174

4.3 理论方法解题实例175

4.3.1 原地垂直跳175

4.3.2 步行运动177

4.3.3 单杠振浪180

4.3.4 赛艇运动183

4.4 建立各种人体动力学方程方法简介187

4.4.1 动力学普遍定理187

4.4.2 拉格朗日方程189

4.4.3 Kane方法193

4.4.4 Roberson Wittenburg方法(R/W方法)196

4.4.5 Hazte方法202

4.5 能量法203

4.5.1 能量法的理论203

4.5.2 能量法的应用204

4.5.3 能量分配问题206

参考文献208

5.1.1 概述210

第5章 运动生物力学中的计算机数值仿真210

5.1 计算机数值仿真的介绍210

5.1.2 现有商用软件介绍211

5.1.3 仿真处理的主要步骤216

5.2 体操运动员单杠回环运动的仿真218

5.2.1 研究体操运动员单杠回环运动的意义218

5.2.2 动力学方程建立219

5.2.3 仿真结果226

5.3 飞机弹射救生中飞行员上肢甩打运动的仿真232

5.3.1 研究上肢甩打运动的意义232

5.3.2 动力学模型建立235

5.3.3 数值仿真结果250

5.4 数据处理方法256

5.4.1 概述256

5.4.2 数据前处理中的一些算法257

5.4.3 微分方程组求解算法266

5.4.4 计算结果验证方法267

5.4.5 数据的图形显示270

参考文献274

第6章 人脑颅骨及运动系统的生物力学277

6.1 脑颅骨的生物力学278

6.1.1 脑颅骨的生物力学模型278

6.1.2 脑颅骨的粘弹性289

6.1.3 脑颅骨受冲击力的实验研究291

6.2 肩、髋关节的力学模型294

6.2.1 肩部关节力学模型294

6.2.2 髋关节力学模型301

6.3 膝关节力学模型314

6.3.1 膝关节现象模型316

6.3.2 膝关节运动模型317

6.3.3 膝关节静力和准静力模型318

6.3.4 膝关节动力模型320

6.4 其他关节力学模型329

6.4.1 肘和腕关节模型329

6.4.2 足跖趾骨关节模型333

6.4.3 踝关节模型339

6.4.4 脊柱关节模型342

6.5 骨的力电性质347

6.5.1 骨的压电效应348

6.5.2 骨内动电现象353

6.5.3 骨重建359

6.6 人体主要关节的运动学参数363

6.6.1 肩关节363

6.6.2 肘关节366

6.6.3 腕关节366

6.6.4 髋关节366

6.6.5 膝关节367

6.6.6 踝关节368

6.6.7 脊柱368

参考文献369

第7章 运动生物力学中的几个特例374

7.1 航空、航天中的超重问题374

7.1.1 正超重375

7.1.2 负超重379

7.1.3 横向超重380

7.2 航空、航天中的失重问题381

7.2.1 失重对人体的影响382

7.2.2 航天运动病385

7.2.3 人工重力386

7.3 人体受冲击力的研究389

7.3.1 冲击载荷对人体的作用389

7.3.2 人从高处跳落或坠落390

7.3.3 撞击伤害和耐力392

7.4 步态分析及步态测试系统398

7.4.1 步态分析研究399

7.4.2 步态测试仪器发展概况407

7.5 其他方面的运动生物力学问题415

7.5.1 空气对铁饼的作用415

7.5.2 现代射箭运动中弓的减振分析421

参考文献425