运动康复生物力学.ppt
运动康复生物力学,第一章 绪论,一、运动康复生物力学概述,生物力学是应用力学原理和方法研究生物学问题的一门多学科交叉的边缘学科，隶属应用力学的范畴。,研究内涵不断拓展；多学科有机融合 子学科的产生,生物材料力学、软组织生物力学、医用生物力学、临床生物力学、骨关节生物力学、血液流变学、运动生物力学、器官生物力学、运动康复生物力学,运动生物力学,康复医学,运动康复生物力学,研究人体机械运动的基本规律与特征，分析运动损伤发生的力学机制与原理，探讨运动康复治疗的力学方案与措施以及伤后功能性康复的力学评价体系为范畴的一门新兴学科,二、运动康复生物力学的任务（一）人体运动的基本力学原理与控制（二）人体组织、器官的生物力学特性及其运动适应性（三）运动损伤预防与诊断（四）运动康复、矫形与健康促进（五）设计、改进运动训练、康复训练器械及运动护具,三、运动康复生物力学教学内容（一）绪论（二）人体平衡与控制（三）人体运动学（四）人体动力学（五）生物材料力学基础（六）人体运动器系生物力学与损伤,四、基本观点与人体模型理论,“伤为力所致，愈亦力所为”。（一）运动损伤的力学观,四、运动损伤的力学观,1、损伤的力学因素对所有与损伤有关的力来说，决定损伤性质和程度的因素可总结为如下7个方面：大小（作用的力有多大？）位置（力施加于身体的哪个部位？）方向（力的方向）,时间（力作用的持续时间）频率（力作用的频繁程度）可变性（在作用过程中力的大小是稳定的还是变化的）速度（力以何种速度作用于身体）,2、负荷方式急性负负荷方式慢性负荷方式,（二）运动康复生物力学的人体模型1、质点、刚体2、人体模型,第二讲 数学基础板书讲,2、力系1）力系基本定义力学中把作用于一个物体上的一群力称为力系。若物体受到一个力系的作用而处于平衡态，则该力系称为平衡力系。等效力系 若一个力系和另外一个力等效，则这个力是该力系的合力,2）基本公理（1）二力平衡,（2）加减平衡力系原理,“力的可传递性”,（3）力的平行四边形法则（4）作用和反作用定律作用力和反作用力相互对立，相互依存，同时出现，同时消失。,3)力系的分类,（二）力矩，力偶、力偶矩同轴力矩的合成遵循代数加法，即：MM1M2Mn 不同轴的力矩不可加。,2、力偶，力偶矩，力偶系的合成。性质(1)力偶无合力。即力偶不能一个力来代替。(2)只要保持力偶矩不变，可以相应的改变其力和力偶臂的大小，而对物体作用效应不变。(3)力偶对物体的作用与矩心无关，即它对平面 上任一点的矩保持不变，并且就等于力偶矩，故可以在不改变力偶矩的条件下，可将力偶在平面内任意移动。,(三)自由度与约束,自由度指确定一个力学系统在给定时刻的状态所需要的独立变量的个数。,约束是指限制物体某些运动的条件。,无约束物体称为自由体.有约束物体则称为非自由体。身体内的约束关节肌肉韧带,多个环节由关节连接而成运动链。一个运动链中的全部自由度叫做运动链的活动度。,运动链的空间活动度可以用下式计算：格鲁伯勒方程,一个开放链，关节的数目与环节数目相同，则有：闭锁链，关节要比环节多一个，即K=N+1，则有：,（四）力的平移定理,（五）人体整体与环节受力分析中基本力1、重力：人体平衡与控制，主要是对人体重力作用点即重心的调整与控制。2、弹性力：Fe=-KX,对于弹性力的认识，不能仅限于生活中习以为常的弹性体的认识。,对于弹性力的认识，不能仅限于生活中习以为常的弹性体的认识。,摩擦力在人体平衡与运动中的力学效应根据人体的运动与受力情况而分析。,3、摩擦力,静态、动态问题,4、支撑反作用力,5、肌力,神经系统根据人体的姿态、方位及其运动的需要，来调整肌肉的紧张程度及其肌力的大小。,(六)力系的简化和平衡,1、共线力系的简化和平衡 力系F1、F2、.Fi、Fn中，各力的作用力在同一直线上的力系称为共线力系。,共线力系的平衡方程是：,2、平面汇交（共点）力系的简化和平衡所谓平面汇交力系是指各个力的作用力都位于同一平面内，且都相交于同一点的力系。,平面汇交力系的平衡，必须满足基本条件：,3、平面平行力系的简化与平衡 平面内各力的作用线相互平行的力系称为平面平行力系。,合力矩原理：在平面平行力系中，所有各力对于其平面内任一点力矩的代数和，等于这个力系的合力对于该点的力矩。,一个不平衡平面平行力系简化的结果是一个合力或一个合力偶。（1）合力：这个合力F必与原有力系平行，它的大小是：合力F的作用线与y轴的距离x，可用力矩原理求得：,（2）合力偶 如果合力，而此力系仍不平衡，则简化结果必是一个力偶，其效应只有转动，没有平动。其力偶矩大小为：,平面平行力系的平衡方程：,A、B 是平面内任意点，但通过点A 与B 的直线不得与原有各力平行。,4、平面一般力系的简化与平衡一个不平衡的平面一般力系的平衡方程同平面平行力系。,(七)受力分析,1、隔离体 受力分析的基本步骤可总结为：确定研究对象，画隔离体。标记所受的各种外力。列出平衡方程并求解未知参量。,三、人体重心测量,一、重心的概念 二、人体重心测量1、一维重心板的测定,2.相片上测定人体重心的原理和方法两个基本模型参数1）环节半径系数2）环节相对质量（教材讲解）,四、人体平衡动作分类,1、根据身体重心与支撑点之间的位置关系分类,2、根据平衡动作的稳定程度,稳定平衡、有限稳定平衡、不稳定平衡和随遇平衡四类。,五、影响人体稳定性的因素,1、支撑面大小,2、重心的高度,3、稳定角,4、平衡角,5、稳定系数,
