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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 录像检测分析系统8

2.2.2 光电运动检测分析系统54

2.3　运动生物力学常用的非电量测量原理与传感器65

2.3.1 非电量电测法的工作原理65

2.3.2　传感器和传感元件的作用与技术条件65

2.3.3 测角仪70

2.3.4　惯性式传感器75

2.3.5　加速度传感器75

2.3.6　位移传感器82

2.3.7 力传感器83

2.4　人体整体质心与转动惯量测量104

2.4.1 测二维质心的三支点电子秤显示的质心仪105

2.4.2 测一维或二维质心的四支点电子秤显示的质心仪106

2.4.3 人体转动惯量测量108

2.5　数据采集与数据处理110

2.5.1 国内数据采集与数据处理系统的现状110

2.5.2 国外数据采集系统的现状114

2.5.3 国内外静态测试仪器的比较114

2.5.4 国内外动态测试仪器的比较115

2.6　可编程控制器在生物力学中的应用116

2.6.1 概论116

2.6.2 水上牵引训练系统的组成和功能118

2.6.3 传动系统和可编程控制系统119

2.6.4 可编程控制系统设计119

参考文献121

第3章　数字人体在人体科学研究中的应用124

3.1 数字人在医学中研究概况125

3.1.1 国外研究概况125

3.1.2 国内研究进展127

3.1.3 数字人在医学领域的发展趋势129

3.1.4　数字人运动对生物力学发展的影响131

3.2　用CT图像及磁共振图像实现人体惯性参数数字化的方法131

3.2.1 人体的基本参数132

3.2.2 中国形体假人设计187

3.2.3 用磁共振法确定人体惯性参数191

3.3　用磁共振图像实现人体体成分数字化的方法191

3.3.1　体成分模型191

3.3.2　体成分测量方法国内外情况192

3.3.3 生物电阻抗法测量中国人体成分的研究200

3.3.4　磁共振测试人体成分207

3.4　初探用磁共振图像和计算机三维重建技术对扁平足形态的研究218

3.4.1 研究方法218

3.4.2 结果与分析220

3.4.3 讨论222

3.5　对数字人数据精度要求和建立数据库提出几点看法223

参考文献225

第4章　运动生物力学中的计算机数值仿真228

4.1　理论分析的基本方法和步骤228

4.1.1 运动生物力学理论方法的研究229

4.1.2　理论分析的步骤232

4.1.3 建立系统动力学方程的方法237

4.2　计算机数值仿真的介绍252

4.2.1 概述252

4.2.2 现有商用软件介绍253

4.2.3 仿真处理的主要步骤257

4.3　体操运动员单杠回环运动的仿真259

4.3.1 研究体操运动员单杠回环运动的意义259

4.3.2 动力学方程建立260

4.3.3　数值仿真结果266

4.4　跳水运动员三维空中运动的仿真272

4.4.1 跳水运动员的三维空中运动272

4.4.2 身体各环节转角的分析274

4.4.3 身体各环节的受力分析280

4.5 飞机弹射救生中飞行员上肢甩打运动的仿真294

4.5.1 研究上肢甩打运动的意义294

4.5.2　动力学模型建立297

4.5.3 数值仿真结果311

4.6　数据处理方法317

4.6.1 概述317

4.6.2　数据前处理中的一些算法318

4.6.3　微分方程组求解算法325

4.6.4 计算结果验证方法326

4.6.5 数据的图形显示329

参考文献332

第5章　人脑颅骨及运动系统的生物力学336

5.1　脑颅骨的生物力学337

5.1.1 脑颅骨的生物力学模型337

5.1.2 脑颅骨的黏弹性346

5.1.3 脑颅骨受冲击力的实验研究349

5.2　脊柱关节模型352

5.2.1 脊柱的运动学方程352

5.2.2　脊柱的应变关系式353

5.2.3 脊柱的本构关系353

5.2.4　脊柱的多自由度模型354

5.2.5 脊柱的有限元模型355

5.3　肩、肘、腕关节的力学模型357

5.3.1 肩部关节力学模型357

5.3.2 肘和腕关节力学模型364

5.4　髋、膝、踝、踝关节力学模型371

5.4.1 髋关节力学模型371

5.4.2 膝关节力学模型381

5.4.3 踝关节力学模型394

5.4.4 足跖趾骨关节力学模型397

5.5　骨的力电性质400

5.5.1 骨的压电效应400

5.5.2 骨内动电现象405

5.5.3 骨重建411

5.6　人体主要关节的运动学参数415

5.6.1 肩关节415

5.6.2 肘关节415

5.6.3 腕关节418

5.6.4 髋关节418

5.6.5 膝关节419

5.6.6 踝关节420

5.6.7　脊柱420

参考文献421

第6章　运动生物力学中的几个特例426

6.1　航空、航天中的超重问题426

6.1.1 正超重427

6.1.2 负超重431

6.1.3 横向超重432

6.2　航空、航天中的失重问题433

6.2.1 失重对人体的影响433

6.2.2　航天运动病436

6.2.3 人工重力438

6.3　人体受冲击力的研究441

6.3.1 冲击载荷对人体的作用441

6.3.2 人从高处跳落或坠落442

6.3.3　撞击伤害和耐力444

6.4　步态分析及步态测试系统450

6.4.1 步态分析研究450

6.4.2 步态测试仪器发展概况459

6.5　其他方面的运动生物力学问题466

6.5.1 空气对铁饼的作用467

6.5.2 现代射箭运动中弓的减振分析472

参考文献475