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国家自然科学基金(10972062): 作品数：11 被引量：66H指数：6; 相关作者：郝卫亚吴成亮肖晓飞李旭鸿于佳彬更多>>; 相关机构：国家体育总局体育科学研究所重庆三峡学院上海体育学院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家体育总局体育科学研究所基本科研业务经费中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>; 相关领域：文化科学医药卫生自动化与计算机技术更多>>

基于LifeMoD对体操运动员踏跳过程的仿真研究被引量：4: 2015年; 目的:探讨人-器械相互作用过程中的动力学关系,为后期优化踏板技术提供理论基础。方法:在Life Mo D中建立19个环节的多体动力学模型和助跳板,并展开助跳板力学特性的仿真研究。结果:踏跳过程中体操运动员受到的踏板反作用力峰值随着助跳板弹簧的刚度、阻尼以及板面体刚度的增加而增大,而随着板面体阻尼的增加而减小;增加助跳板弹簧的刚度能有效地提高体操运动员踏板后的垂直起跳速度,而改变助跳板弹簧的阻尼以及板面体的刚度和阻尼则影响不明显;增加助跳板面体的阻尼虽能减小踏板反作用力的峰值,但其负载率也明显增大。建议在满足人体肌骨系统能够承载的生理范围内,适当增加助跳板的刚度有助于完成更高难度的技术动作。; 李旭鸿郝卫亚肖晓飞吴成亮娄彦涛; 关键词：起跳速度计算机仿真

体操运动员前手翻类跳马踏板阶段的运动学分析: <正>目的:踏板是整个跳马动作中非常关键的环节,踏板技术的好坏直接影响到跳马动作的完成质量。本文拟通过前手翻类跳马动作踏板阶段相关数据的对比分析,探讨优秀运动员这类不同难度跳马动作在踏板阶段的运动学特征,以期为该类跳马动...; 吴成亮郝卫亚李旭鸿; 文献传递

纵跳落地动作地面反作用力计算机仿真方法的研究被引量：7: 2013年; 研究高水平运动员落地时人体所受负荷对于评价训练效果以及预防损伤的意义。通过仿真方法可以获取无法通过测力台测试得到的地面反作用力,但数据准确性有待确认。通过对不同高度台阶纵跳动作进行仿真得到的力值曲线,与测力台测得的力值曲线进行相似度与特征时刻值的对比,验证Lifemod仿真的准确性与可靠性。结果:仿真得到的地面反作用力(GRF)曲线与测力台实测曲线之间的复相关系数(CMC)均在0.90左右,为高度相关;GRF最大值差值占测力台实测GRF最大值的1.4%,达到GRF最大值时间的差值为0.002 s。结论:仿真能得到准确的数据,Lifemod仿真能够很好地与实际情况相匹配,用它对国家高水平运动员训练或者比赛时的GRF进行推导是可行的,且相对准确的。; 于佳彬郝卫亚周兴龙

平衡木屈体前空翻转体180°起跳动作的计算机仿真研究被引量：6: 2016年; 目的:平衡木木上起跳是高难度分值空翻动作的关键技术,本文旨在揭示平衡木屈体前空翻转体180°(简称"F180")起跳阶段运动技术及下肢动力学特征。方法:使用3台高速摄像机(300Hz)对世界冠军眭禄F180起跳动作进行拍摄及三维运动学分析,基于Life Mod建立19个环节个性化人体模型和平衡木模型,仿真F180的起跳动作。通过比较实际运动和仿真结果,验证所建模型的有效性。最后分析人体下肢发力特点及承受的内外负荷。结果:F180起跳阶段,运动员下肢髋、膝和踝关节反作用力依次增大,踝关节负载最大;下肢木上反作用力、关节反作用力和关节力矩均是右侧大于左侧;矢状面和额状面内关节力矩均为髋大于膝,踝最小;平衡木水平反作用力左右方向相反、大小接近。结论:平衡木F180,运动员为了保证起跳效果和稳定性,双脚必须同时起跳,且都应向正中矢状面发力,大小接近。髋关节力矩在F180起跳中起主要作用,右腿为主要发力腿。下肢关节力及力矩的有效协调配合,提供了F180起跳垂直动量及向左转体角动量。; 吴成亮郝卫亚肖晓飞李旭鸿娄彦涛; 关键词：平衡木起跳计算机仿真

体操跳马落地垫力学特性和落地动作对运动员落地冲击的影响: <正>目的:体操项目中超过82%的损伤是急性的,且大多发生在下肢,其主要原因是冲击力的负荷超过人体肌肉骨骼系统的承载范围、错误的落地技术、落地垫的不稳定性。比较其他项目,体操运动员不能利用运动鞋的缓冲减震来抵抗较高的冲击...; 李旭鸿郝卫亚; 文献传递

跳马落地速度与角度对落地稳定性影响的仿真研究被引量：3: 2015年; 对2名世界高水平体操运动员的跳马落地动作进行建模与仿真实验,从落地速度和角度2方面探讨它们与落地稳定性的关系,旨在为跳马落地稳定性提供科学的依据。方法:首先对2名体操运动员完成的"踺子转体180°前手翻接直体前空翻转体180°"跳马动作进行三维运动学分析,再采用MSC.ADAMS/LifeMod软件建立19环节的人体模型,并建立与人体相接触的体操落地垫。将人体三维运动坐标赋予人体模型并驱动模型的运动,然后改变推离马时的水平速度和垂直速度,观察人体仿真模型落地瞬间的水平速度和身体姿态角对落地稳定性的影响。结果显示:当只增加推离马的水平速度时,落地的水平速度相应增加,人体落地姿态角先增加后下降;当只增加推离马的垂直速度时,落地的水平速度没有增加,人体落地姿态角变化未显示规律性;当同时增加推离马的水平速度和垂直速度时,落地时的水平速度和人体落地姿态角都相应增加。得出结论:在保持推离马时人体重心水平速度不减小的情况下,增加其垂直速度,能有更多的时间和空间完成第二腾空动作;在准备落地前,身体要做一定的伸展,以减小落地时的角速度,增加落地的稳定性。; 吴成亮向家俊徐波李旭鸿肖晓飞刘建宇刘铮史东林; 关键词：跳马计算机仿真

基于LifeMod对跳马运动员推手动作动力学的仿真研究被引量：9: 2014年; 基于LifeMod建立体操运动员个性化人体模型和跳桌,其中,人体模型包括19个环节和50个自由度。通过仿真和实际运动之间的运动学和动力学参数比较,完成体操运动员-跳桌系统模型的可行性验证,随后量化推手过程人体上肢承受的内、外冲击负荷,并对跳桌的力学特性展开仿真研究。结果表明,基于LifeMod建立的人-器械系统模型具有较好的重复性和可靠性,优秀女子体操运动员在完成冢原直体后空翻转体720°的技术动作时,左、右手受到的撑马反作用力峰值分别为1.37BW和1.40BW,且推手过程中上肢的腕、肘和肩关节反作用力峰值依次减小,同时肩关节左侧的屈力矩和右侧的伸力矩起主导作用。无论跳桌的刚度如何变化,推手过程左侧肘关节到达关节反作用力峰值的时间最短且关节负载率最大。另外,增大跳桌的阻尼系数虽能减小外载负荷,却导致左侧上肢的内载负荷明显增大。; 李旭鸿郝卫亚吴成亮肖晓飞; 关键词：体操运动员计算机仿真

体操跳马助跳板的动力学特征被引量：4: 2013年; 目的对国际体操联合会指定的正式比赛用助跳板进行动力学分析,建立监测跳马踏板相互作用力的新方法,为诊断踏板技术提供科学的理论依据。方法应用材料力学理论推导GYMNOVA软、硬两种助跳板弹簧弹性系数,并对助跳板进行静力学、动力学测试和计算机仿真实验验证。静力学测试:采用成90°夹角的2台摄像机,对助跳板在160、180、210和230 kg重物作用下的变形进行拍摄,采样频率600 Hz;动力学测试:1名受试者从高为1.25 m的平台上分别对两种助跳板进行落地反跳(drop jump,DJ)实验,1台摄像机对DJ动作进行拍摄,采样频率300 Hz,助跳板变形情况拍摄与静力学测试方法相同。3台摄像机都用二维框架标定,由SIMI MOTION软件解析获得助跳板不同载荷条件下的高度和速度变化以及DJ实验中人体重心的垂直加速度变化。计算机仿真:对动力学测试中助跳板DJ实验进行计算机建模与仿真。结果获得两种助跳板力—位移方程F=kx+cx。静力学实验时不同重物作用下助跳板下压高度与方程计算值相近。采用力—位移方程所得DJ过程中踏板垂直反作用力曲线与通过人体重心加速度获得的踏板垂直反作用力曲线高度相关,复相关系数>0.86。结论建立了基于高速摄像获得助跳板下压高度和速度的踏板垂直反作用力的测量方法,该方法可快速简便地监测跳马踏板过程中运动员与助跳板相互作用力,为跳马技术动作科学保障提供新手段,对跳马运动损伤预防具有积极作用。; 吴成亮郝卫亚李旭鸿于佳彬辛振芳; 关键词：跳马动力学仿真

基于不同刚体模型的体操落地冲击动力学比较研究被引量：6: 2015年; 目的:对比不同刚体模型的仿真精度,探讨不同刚体模型的体操落地冲击动力学差异。方法:创建19(模型1)、16(模型2)、14(模型3)、13(模型4)、12(模型5)环节的人体多刚体模型和体操落地垫模型,进行自由操落地动力学仿真。结果:除模型4外,其余模型仿真获取的膝关节角度曲线与运动学解析结果非常接近。综合对比髋、膝、踝关节角度、GRF及到达时间,模型3最适用于重现自由操落地实际运动表现。右膝关节伸肌力矩峰值从模型1到模型5依次降低,模型1最大(281 N·m);屈肌力矩峰值从模型1到模型5依次增大,模型5最大(48 N·m)。结论:模型3仿真精度最高,完全可以重现实际运动学表现。膝关节屈曲角度对伸肌、屈肌力矩峰值影响较大。; 肖晓飞郝卫亚李旭鸿何卫娄彦涛吴成亮; 关键词：冲击动力学

基于LifeMod对跳马过程中体操运动员-落地垫动力学关系的计算机仿真被引量：26: 2013年; 体操运动员跳马落地时下肢受到较大的冲击负荷,通常会导致关节损伤,探寻运动员落地垫力学特性的改变对下肢关节负荷的影响,旨在为下肢关节损伤的预防提供科学依据。首先,通过人体运动仿真软件LifeMod/ADAMS构建19个环节的个性化人体模型,之后,通过受试者落地过程的动作捕捉、高速摄像和测力台实验对模型加以验证,证明所建立模型的有效性。利用所建的模型,对高水平运动员在实际比赛中完成跳马技术动作进行捕捉,随后改变跳马落地垫的力学参数进行仿真研究。结果发现,人体落地冲击分为冲击和平衡两个阶段,人体肌肉骨骼系统具有缓冲减震的功能,踝、膝和髋关节分别延迟15 ms、17ms和19ms达到关节反作用力峰值。另外,落地过程中膝关节的伸肌力矩和髋关节的外展力矩分别在矢状面、额状面内起主导作用。当增加落地垫的阻尼导致踝关节在矢状面内受到的负荷明显增大,但增加刚度对体操运动员负荷的影响相对较小。而在额状面内,增加落地垫的刚度和阻尼导致下肢各关节的力矩明显增大,将增加下肢损伤的风险。; 李旭鸿郝卫亚于佳彬吴成亮; 关键词：体操跳马运动员仿真生物力学

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