生物力學的定義精選(九篇)

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第1篇：生物力學的定義范文

論文關鍵詞:運動生物力學;教學;影響因素

論文摘要:本文根據運動生物力學學科自身的特點以及該門學科在高校開展的情況，從不同專業學生特點出發，論述了影響高校運動生物力學教學的因素。

前言運動生物力學是一門交叉學科，自20世紀90年代開始，現代的運動生物力學開始朝著系統綜合和微型微觀兩個方向發展。運動生物力學又是一門理論性和實踐性都很強的科學。它是解剖學、生理學、力學的理論與體育運動實踐相互交叉、融合后產生的一門新的綜合性學科。作為高校開展的運動生物力學課程也在我國實行新課標的大背景下也作出了很大的改革和創新，但是總的看來，高校運動生物力學在教學方面還是比較落后，我們不能盲目的追求別人的先進教育，我們更應該結合本國運動生物力學發展現狀和我國高校學生特點，不斷改進教學手段和方法，找到適合我國高校學生的教學體系，提高學生學習效率。

1.在運動生物力學教材的編制中需注意的問題

隨著運動生物力學學科的發展，運動生物力學教材也在不斷的進行改編，開設運動生物力學的高校普遍使用運動生物力學通用教材，高校通用教材比較適合解決問題式的學習，但缺少了學生提出問題式的能力培養，其原因是缺少創新意識和方法論的導引。教材在一定程度上已成為影響學科發展的瓶頸，出版不同對象的運動生物力學書籍和著作應不同，應該倡導學術自由和流派爭鳴，鼓勵并支持編寫出版和翻譯出版不同風格、不同流派的運動生物力學專著和教材，以滿足不同層次的教學和科研需求。

2.教師在基礎教學中應該注意的問題

從一定程度來說，教師的教學水平直接影響學生的學習效果，尤其是運動生物力學這門邏輯性和實驗性都很強的學科，在加上各體育院校招收學生的標準不同，同一個院校學生不同專業文化知識有差異性，所以教師在選擇教學方法和教學內容上要不能按部就班的模仿其他院校，也不能以一種教學內容一種教學方法針對不同專業的學生。影響學生學習效果的除了教師的教學水平以外還有諸多因素，比如教師向學生傳授的課程思想等等。

2.1 教師在運動生物力學教學內容的選取上應注意的問題

由于我國體育院校辦學的根本任務不同，因此就導致了招生標準不同，學生的來源不同，因此特別是學生人學時的物理、數學基礎差異較大。體育院校專業多，各專業學生知識深淺程度不同，但是目前卻采用同一種教材進行教學，雖然教師在教學過程中有適當的調整，但教學過程基本是按照同一教學大綱的內容和進度進行的。因此，教師在教學內容的選取中要考慮到本學校學生的知識結構，調整各專業內容、進度，并詳細了解本專業學生感興趣的章節。在者由于學生畢業后的教育對象主要是青少年，因此，對于有些專業的學生在教學中要適當的補充青少年方面的材料豐富教學內容。

2.2教師在教學方法上應注意的問題

教師在運動生物力學的教學中應以專業施教，進行針對性的教學方法進行教學，如“直觀法”、“導學法”、“答辯法”和“程序框圖法”等教法，徹底破除一本教材、一種教法的模式。所期望的目標是調動學生學習的積極性和創造性，促使學生開動腦筋想問題，鍛煉學生的形象思維、抽象思維及邏輯推理以優化教學效果。多方法解決難點和重點既應講得準確、恰當、簡明、科學性強，又應講得生動、形象、通俗易懂，從而使學生掌握嚴格的定義、公式及原理，又能用其分析問題，實現培養學生分析問題、解決問題能力的總目標。

2.3 教師在教學中應關注學生的學習思想

關注學生學習思想，就是減輕學生學習該門學科的心理負擔，增強學生學習興趣，教學的過程中不應把運動生物力學向學生夸大成難學難懂的學科，避免高年級學生向低年級學生講述該門學科難學的惡劣影響，造成學生從未接觸該門學科就抵觸的消極心理。要打消學生的畏懼心理。同時教師要使學生認識到運動生物力學在工作、學習、生活等領域的重要作用，從而使學生對其產生濃厚的興趣，積極主動地學習并加強綜合性練習。要鼓勵學生開動腦筋大膽質疑，互相討論，互相補充，提示學生在這一過程中應首先提出具體動作，并對動作進行簡要表述，然后闡述相關理論，再將理論聯系實際得出結論。

3.運動生物力學師資隊伍建設

所謂師資隊伍建設，系指通過脫產學習或在職進修，集中培訓或個人進修等多種途徑、多種形式，拓寬、加深教師的專業知識，增強業務能力和綜合素質，提高教書育人和科學研究水平，以適應教育教學改革與建設的需要。只有搞好師資隊伍建設，才能為學校的各項改革與建設。

小結:運動生物力學是一門綜合性、應用性很強的學科。我們想要在有限的學時內和教學條件下講授大量的、濃縮了的科學理論，并教會學生做到理論聯系實際不容易。如何以最優的形式傳遞信息，還需在教材體系和教學內容的改革方面作大量的探索。為了使運動生物力學教學適應當前科學技術發展和教育發展的形勢，并趕上外域的發展水平，我們希望能夠關注現有教學中出現的相關問題，建立一套適合中國國情的運動生物里學教學體系。

參考文獻:

[1]徐玉明.“理論聯系實際原則”在運動生物力學教學中的應用[J]南京體育學報.1994.第2期

[2]李齊茹.對不同專業生物力學教學的調查研究[J]成都體育學報.2001.第一期

[3]張健，王宇.改革運動生物力學教材體系的設想[J]首都體育學院學報.2005.第二期

[4]李世明，部義峰.淺談運動生物力學的學科性質[J].安徽體育科技.2006，27(3)

[5]陳建民.體育學院不同專業《運動生物力學》教學實踐的區別[J].體育科學研究.2008，12(4)

第2篇：生物力學的定義范文

【關鍵詞】24式太極拳；傳統楊式太極拳；生物力學對比

A Biomechanical Comparative Study between 24-Posture and Traditional Yangs Style Tai Chi

HU Yan-bin1, HU Xiao-chen2, ZHANG Xiu-juan1, ZHANG Xiao-di1, YU Xiaoyan1

(1. Department of Physical Education, Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100029;

2. Department of Physical Education, Beijing Language and Culture University, Beijing 100083)

【Abstract】 The research, employing research methods of biomechanics and advanced instrument (QUALISYS-MCU500 infrared radioactive testing system), makes a biomechanical analysis into the 24-posture Tai Chi movements of three excellent Tai Chi players. It also compares the morphological date of the typical motions of 24-posture Tai Chi and traditional Yangs Style Tai Chi. We hope to provide some experimental ground for the study of the similarities and differences between the two styles of Tai Chi in their forms and their value functions.

【Keywords】 24-posture Tai Chi, Traditional Yangs Style Tai Chi, Biomechanical Comparation

1研究對象與方法

1.1研究對象

研究對象為三位亞洲武術錦標賽、全國武術錦標賽以及全國太極拳、劍錦標賽冠軍。運動員基本情況見表1。

1.2研究方法

1.2.1文獻資料法

查尋了全國中文體育期刊的13個核心期刊近十年關于太極拳在運動生物力學方面研究的文獻，以及相關論文、著作。

1.2.2專家訪談法

咨詢了北京體育大學武術系和運動生物力學教研室的老師和專家，向其請教有關論文實驗設計、數據分析等方面的問題。

1.2.3三維運動學測試與分析

應用紅外遠射測試系統對24式太極拳的主要動作進行三維生物力學分析。

1.2.3.1QUALISYS―MCU500紅外遠射測試系統簡介

應用瑞典產QUALISYS―MCU500紅外遠射測試系統（六個鏡頭）對24式太極拳的全套動作進行拍攝，拍攝頻率為20幅/秒和40幅/秒。

下面對QUALISYS系統進行簡單的介紹。QUALISYS系統即紅外光點測試系統。它有六個鏡頭對準研究對象可對其運動的全過程進行測試。與傳統的高速攝影（錄像）與解析方法相比，紅外光點測試系統省卻了人工解析的繁重工作，不但可以對測試結果進行快速反饋，而且避免了人工判讀測試點所產生的人為誤差。QUALISYS系統由MCU(Motion Capture Unit)、反射標志物、計算機及相關軟件組成。其基本工作原理為：將反射物置于紅外光環境中，鏡頭將捕捉由標志物反射的紅外光線，計算反射標志物在空間的位置。紅外光線由MCU的紅外發光二極管發射。反射標志物表面是一種特殊的反光材料，如果有一束光向標志物射去，其反射光中相當大的部分將沿著入射的方向發射回來。MCU集紅外光線發射、圖象獲取、圖象處理和數據傳輸功能為一體，是該系統的核心部分。一個MCU可以獲取圖象的2維坐標，兩個以上的MCU獲取的2維坐標經過合成就可以得到圖象的3維數據。本系統配備6臺MCU，他們依次串聯就可進行同步測量。在進行測量過程中，只要某個反射標志物反射的紅外光在某個瞬間能夠被2個以上的MCU捕捉，該標志物的三維坐標就可準確地獲得。因此，該系統能夠方便、快捷、準確地獲得復雜運動的三維運動信息。

實驗現場布置及系統工作原理如圖1所示。

圖1 實驗現場布置圖

1.2.3.2標志點的設置

共26個紅外反射標志點固定在受試運動員身體上。固定位置如表2所示。

1.2.3.3實驗過程

（1）架設測試系統

對六個鏡頭的高度、俯仰角度和焦距進行調整，使坐標框架在每個鏡頭中的位置在中間靠下，且光點大小合適。

（2）對測試空間進行標定

標定時，實驗人員在運動員技術動作可能會達到的空間內不斷晃動手中標定桿對測試空間進行標定。標定時間為10秒，共200個和400個畫面。系統自動計算六個鏡頭的標定參數，并對是否通過標定進行判定。

（3）動作技術測試

受試運動員進行一定的準備活動后在其身體測試部位貼置反射標志點。為減少系統誤差，所有項目運動員標志點的設置均由一人完成。身貼標志點的運動員在測試范圍內完成一套動作，每個被測試者演練3－4次，取測試效果最好的一次進行分析。

測試效果如圖2所示

圖2QUALISYS測試太極拳效果

（4）數據處理方法

測試完畢后，對畫面中各點進行定義，系統自動計算并給出各標志點相對于空間標定坐標系的三維坐標。

應用QUALISYS系統中的QTools軟件和Excel軟件對一些基本運動學指標進行計算，這些指標包括：各點運動速度、膝關節角度、肘關節角度、重心變化趨勢以及胸椎曲率的變化趨勢。其中膝關節角度定義為同側膝―踝連線與髖―膝連線的夾角，肘關節角度定義為同側腕―肘連線與肘―肩連線間的夾角。

2結果與分析

本文將一套24式太極拳的主要動作按定式動作進行分組研究。其中定式動作一類主要按步型分類（見表3）。將三個受試者24式太極拳的主要動作進行形態學數據統計并和傳統楊式大架太極拳的主要動作進行比較，找出異同。從而為太極拳的拳理提出一定的科學的依據和補充。

2.1定式動作的形態學數據分析

對三個受試者24式太極拳中的主要動作的測量數據進行統計，所得結果見表4、表5、表6。

三個受試者主要定式動形態學數據統計，見表7。

武冬等通過對楊澄甫所著《太極拳體用全書》中104張拳照進行照片解析，從生物力學的角度揭示了楊式大架太極拳的技術特征〔1〕，所得統計數據見表8。

2.1.1弓步、虛步、仆步

傳統楊式大架太極拳中弓步的承重腿膝角在128°左右，非承重腿為164°左右。虛步的承重腿膝角在133°左右，非承重腿為151°左右。仆步的承重腿膝角在106°左右，非承重腿為178°左右。左右肘角在148°左右（見表8）。

在24式太極拳中，三個受試者所完成的60個弓步中，有37個左弓步23個右弓步。兩側弓步的承重腿膝角平均為98°左右，非承重腿為160°左右，左右肘角為140°左右。4個虛步的承重腿膝角平均為105°左右，非承重腿為146°左右，左右肘角為134°左右。2個仆步的承重腿膝角平均為40°左右，非承重腿為172°左右，左右肘角為139°左右。

將兩者進行比較發現，無論是傳統楊式大架太極拳還是24式太極拳，弓步、虛步、仆步三種步型的非承重腿的角度在165°左右，這說明，非承重腿并沒有完全伸直，充分體現了太極拳“屈蓄有余”的特點。而就承重腿而言，24式太極拳中三種步型的承重腿膝角比傳統楊式大架太極拳的承重腿膝角小了30°，尤其是仆步小了60°。武冬等在《楊式大架太極拳主要動作的生物力學特征分析》一文中指出，傳統楊式大架太極拳弓步動作的這一特點是由其技擊性決定的，這一角度可使支撐腿發揮最佳的登地效果，有利于蓄勁發力和借勁發力之間攻守的轉換。而在24式太極拳的演練中，弓步、虛步承重腿膝角平均為100°左右，承重腿接近于水平。由運動生物力學原理可知，承重腿的膝角越小（承重腿的膝關節不能超過前腳的腳尖），大腿肌群的承重力越大。因此，24式太極拳的練習對提高練習者腿部肌肉尤其是股四頭肌、半鍵肌、半膜肌和股二頭肌的力量具有良好的作用。對中老年人來說，良好的下肢力量，是提高身體平衡能力減少摔跤幾率的關鍵。通過練習24式太極拳，可以增加下肢的肌力，提高平衡能力，從而具有良好的健身價值。

2.1.2獨立步類（金雞獨立）

傳統楊式大架太極拳中獨立步的支撐腿膝角在170°左右，而非支撐腿為135°左右。在24式太極拳中，支撐腿膝角在160°左右，而非支撐腿為65°左右。

將兩者進行比較，他們的支撐腿的角度在165°左右，這說明，，支撐腿并沒有完全伸直，也體現了太極拳“屈蓄有余”的特點。而非支撐腿兩者的差別很大。相差70°左右。這就說明了傳統楊式大架太極拳的非支撐腿提膝時并沒有完全收緊，將其進攻和放手的雙重含義充分的體現出來。而24式太極拳的非支撐腿提膝時膝角只有65°左右，因此動作具有很好的觀賞性。

在各類動作中左右肘關節角度都保持在140°左右。這就體現了太極拳處處帶有弧形、帶有勁的特點。

3結論與建議

通過以上對傳統楊式大架太極拳與24式太極拳主要定式動作的形態學特征的比較我們可以看出，傳統楊式大架太極拳無論是動作的高低還是動作幅度均小于24式太極拳。當然，這里也應考慮到比較對象的年紀問題，楊澄甫先生留下來的拳照都是在他年紀較大的時候所拍攝的。而24式太極拳的受試者的年齡在30歲左右。但是，就目前太極拳的發展現狀來看，傳統太極拳與競技太極拳確實存在著較大的差異。傳統的太極拳比較注重其技擊性，這也就決定了它的一切動作都要以技擊性和實用性為目的，所以動作幅度較小，有利于用力和動作的收放自如。所以說，傳統楊式大架太極拳的技術特點是以其技擊性為核心的。而在其基礎上發展而來的24式太極拳，其目的是為了更好地修身和健身，經過不斷的演變和發展，其動作的技術特點是在保留其技擊性的基礎上，朝著觀賞性和健身性的方向發展。所以其動作的幅度較大，更注重美觀和健身的效果。

參考文獻

第3篇：生物力學的定義范文

摘 要 本文通過對競技健美操難度動作研究現狀的歸納分析，從運動生物力學的角度對完成跳躍類難度動作的三個階段：起跳、騰空和落地階段進行分析，通過分析得出競技健美操跳躍類難度動作三個階段的完成，即起跳、騰空和落地是相互影響和相互制約的，運動員對每個階段的技術動作的控制都對整個動作的最后完成產生重要影響。

關鍵詞 競技健美操 難度 跳躍 運動生物力學

當前健美操套路中難度動作編排的發展趨勢傾向于分值最高的C組跳躍類難度動作，因此對跳躍類難度動作的研究也逐漸成為競技健美操難度動作的研究重心。本文從生物力學學科的角度對競技健美操跳躍類難度動作進行審視，對整個跳躍類難度動作完成的過程進行生物力學概述，以期給競技健美操的實踐訓練提供科學理論依據。

一、競技健美操難度動作分類

競技健美操難度動作作為表現難美性項群類競賽項目的核心，不僅是比賽取得勝利的關鍵也是健美操運動員體能和技術的表現，更是裁判員對成套動作進行評分的重要因素。根據2005年國際健美操對于難度動作的最新規定，健美操的難度動作可以分為下列四組。A組――動力性力量：俯臥撐類，文森撐類和俯臥撐騰起類，提臀起與分切類，旋腿與直升飛機類開普類；B組――靜力性力量：分腿支撐類，直角支撐類，高直角支撐類，水平支撐類，文森支撐類；C組――跳與躍：直體類（垂直、自由倒地、給納、燕式平衡塔馬諾、團身、跳成俯撐）；屈體分腿類（科薩克、跳與成劈腿、躍成俯撐、跳成俯撐）；屈體類（跳與成劈腿、跳成俯撐），劈腿類（跨跳、縱劈腿跳、橫劈腿跳與躍）；D組――平衡與柔韌：轉體類，平衡與高踢腿類，劈腿與依柳辛類。

二、競技健美操跳躍類難度動作的特點類型

（一）特點

縱觀競技健美操跳躍類難度動作技術，有以下幾個特點：1.整個動作在空中完成；2.有一個或多個空中造型動作：3.空中造型保持的時間長，占騰空過程的大部分時間；4.空中轉體的度數不同決定著同一難度動作的分值高低；5.起跳過程是單腳或雙腳起跳，落地動作有明顯的造型，分為四種：單腳落地、雙腳落地、成俯臥撐落地、成劈叉落地。

（二）類型

對2005-2008年國際競技健美操競賽規則難度評分標準進行分類統計，按各動作在規則中首次出現進行排序，分為兩種類型：1.單一型難度動作：團身跳、屈體分腿跳、科薩克跳、屈體跳、跨跳、劈腿跳、踢劈腿、帕克、交換腿跳、彈踢、剪踢、剪式變身跳、跳轉、擊足跳；2.復合型難度動作：空中有轉體動作或兩個（包括兩個）以上造型動作。如：轉體180度團身跳再轉體180度、側跨跳成分腿屈體跳等。

三、競技健美操跳躍類難度動作技術原理分析

（一）起跳階段

決定跳躍類難度動作的三個重要力學因素是跳躍的高度、時間和轉動力矩，而體現這三個因素的是騰空階段。作為騰空前的準備階段―起跳過程，在整個跳躍過程中有著舉足輕重的作用。研究認為上肢擺動對原地縱跳起著積極的作用，跳躍的高度可以因起跳階段的擺動動作而提高30%。以此類推，正確、合理的起跳過程是完美完成騰空階段的先決條件，這為騰空中獲得足夠的高度和充分的騰空時間作了鋪墊。

（二）騰空階段

從復合型難度動作的騰空階段分析，迅速有力的起跳和起跳時獲得的充分的轉動能量為完成騰空階段動作提供了前提條件。騰空階段作為跳躍類難度最重要的環節，在騰空高度和騰空時間一定的情況下，轉動力矩的獲得成為另一個重要的力學因素，這是運動員在騰空后完成轉動動作的基本條件。對于整個跳躍類難度動作來看，空中造型的保持尤為重要，如果運動員空中造型的保持時間未達到要求，進而使裁判員無法判別該動作的空中造型，終將導致運動員該動作的減分或動作失敗。因此，該階段對運動員的技術要求為：快速騰空到最高點且迅速達到不同跳躍動作的造型要求，接著放慢姿態變化的速度以此鞏固其視覺效果，最后迅速成各種落地造型。

（三）落地階段

落地階段作為整個跳躍類難度的后續過程，起跳階段和騰空階段的完成好壞直接影響著落地造型的穩定性，同時人體對落地技術動作控制程度的好壞直接影響著整個跳躍類難度動作的完成效果。根據規則對“跳躍”詞語的定義――垂直起跳并且落回原地的跳躍類動作。該定義的引申意思即是對“跳躍類”難度動作起跳和落地動作所要求的標準規格的確定。為此，我們可以把起跳和騰空階段看成是理想水平，可以把前兩個階段的完成理想化。從生物力學角度來看，當完成落地階段具備的各種條件理想化以后，身體內力對動作的控制和整個動作的完成至關重要。這一階段對運動員的要求為：加強有關跳躍類難度動作的理論學習，在大腦中形成“標準規格”的動作表象，在訓練中盡量用意志去控制動作練習，同時用“完美完成動作”的思想進行反復的練習，最終達到動作完成的最佳效果。

第4篇：生物力學的定義范文

摘 要 運用生物力學原理與方法，對跆拳道后踢、橫踢動作生物力學特征進行了對比，并對后踢克橫踢攻防技術進行了深入分析，研究表明：橫踢在進攻的時候，不能有效地進行防御；后踢腿動作路線長而造成動作時間長，但其防中有攻的技術特點對橫踢動作起到了克制作用。

關鍵詞：跆拳道；后踢；橫踢

橫踢技術是跆拳道最基本的技術動作之一，也是運動員比賽中最主要的得分手段。據統計，跆拳道比賽中有80%以上的得分由橫踢動作及其相關動作來完成，其余得分大多由后踢或側踢等動作完成。在跆拳道比賽中，我們也發現，后踢在對橫踢的技戰術過程中得分率比較高，是克制橫踢的有效技術之一。因此，對后踢腿技術與橫踢腿技術的對比研究，能夠幫助我們探討跆拳道技術之間的博弈關系，通過基本動作過程的分析，更清楚地了解攻防轉換的時機和運動規律，為我國跆拳道競技的訓練和提高提供科學依據。

一、研究對象與方法

利用生物力學的動力學原理對跆拳道橫踢和后踢技術動作進行對比研究。

二、研究結果與分析

（一）橫踢、后踢攻擊距離的比較

橫踢時上體側傾，支撐腿豎直，擺動腿以髖關節為軸，大腿肌群帶動小腿鞭打，以腳面繃直完成攻擊，攻擊距離取決于腿長和攻擊的高度。

后踢時上體前附，抬頭立腰，支撐腿豎直，擺動腿髖關節展髖，大腿后蹬將小腿向后推壓，以腳跟完成攻擊。距離取決于腿長和攻擊的高度。

當在做空中動作時，人體處于動態平衡，可將人體作為質點進行分析。以A攻擊B為例（A、B看作質心），當進攻者腿長L和 H一定時，S值決定著動作的有效性：當C點在B身體上時，適合攻擊；當C點偏移于B身體之外時，攻擊無效。

（二）橫踢、后踢攻擊方向的比較

橫踢最后的發力在相對固定的平面內，對攻擊者有效部位進行平掃，垂直于目標的軀干，橫向攻擊至攻擊腿髖角達到最大值時攻擊腿力度達到最大值，此后攻擊力量隨著屈髖逐漸減小，攻擊力度減弱失去威脅。上體方向要求立腰前傾以有利于發力。腳的運動軌跡為弧線 ，上體制動的同時，給了對方攻擊的可能。后踢以身體前后軸為方向進行攻擊。轉體后，上體前傾骨盆后送，大腿推送小腿直線蹬向攻擊目標。腿的運動軌跡為直線B1B2，如圖2所示。

（三）兩種腿法攻擊力度的比較

動量是用物體的質量和運動速度來反映物體在外力的作用下，物體運動量大小的物理量。動量的大小等于物體的質量和運動速度的乘積，即K=mV0。要使物體（人體）的動量發生一定的變化，作用于物體（人體）的力和此力的作用時間是兩個同樣重要的因素。沖量能反映物體（人體）在受到外力持續作用時，即力在一定時間間隔內的累積效應。力學上，將作用于物體上的外力和外力的作用時間的乘積定義為力的沖量，即I=ft，此力可以是變力，所以對人體來說很實用。在一定時間內物體或人體所受的沖量等于該物體或人體動量的變化量。準確地說，物體（人體）在運動過程中，某段時間內動量的改變K等于該物體（人體）所受合外力在這段時間內的沖量I，即K=I或Ft=mV1-mV0。物體（人體）動量的變化只取決于外界沖量的大小，兩個不同的外力，盡管它們的變化情況不同，但只要它們所產生的沖量值一樣，無須深究力在作用過程中變化的具體細節。

橫踢腿在蹬轉發力后，支撐腿蹬直，上肢制動，髖部帶動發力促使小腿鞭打，力達腳面，攻擊時以腰腿力量為主；后踢腿下肢支撐，展髖立腰定肩，將重心前傾的速度和身體轉動后的慣量傳遞到攻擊腿完成動作，攻擊時在腰腿發力的同時，增加了身體轉動后制動時的慣量，同時由圖2可知，支撐腿的發力與擺動腿的發力在一個平面內，更有利于攻擊力量的傳達。

（四）兩種腿法攻擊時間的比較

任何動作的進行都需要時間：橫踢的單個動作時間一般為0.1-0.24s，后踢單個動作時間為0.12-0.26s，兩者相比沒有很大差異，后踢腿動作路線長造成了時間的差異，從數據上看橫踢發力減少了旋轉動作快于后踢。跆拳道比賽場上的情況變化莫測，運動員比拼技術的同時更在較量計謀。有研究表明，運動員由于神經高度緊張，容易出現注意瞬脫現象：在對方做出佯攻動作時條件反射地采取行動，造成后續動作的遲緩，導致瞬間反應時降低而被攻擊。后踢的動作特點，決定了其在躲避對方橫踢的同時，能夠轉體獲得轉動慣量，并對對方發起進攻，這樣一舉兩得，防守的同時發動進攻，達到后發制人的效果。

三、結論

橫踢和后踢攻擊距離均取決于進攻者的身高和擊打點的高度；橫踢擊打路線為弧線，其切線方向平行于對方冠狀軸，而后踢擊打路線為直線且方向為平行于對方軀干的垂直軸；轉動慣量和支撐腿的作用使得后踢腿法力度大于橫踢；后踢腿動作路線長而造成動作時間長，但其防中有攻的技術特點對橫踢動作起到了克制作用。

參考文獻：

第5篇：生物力學的定義范文

【關鍵詞】 頸肌勞損；頸肌改變；頸椎病；研究進展

隨著社會、經濟的發展，人們的生活工作方式的改變，頸椎病的發病率呈現出年輕化、普遍化的趨勢，越來越受到廣大醫務工作者的重視，真正意識到頸椎病研究的重要性了。人們對頸椎病的認識是一個漫長的過程，從單一的認為與骨性改變和軟組織改變轉變為與頸部肌群的改變有密切關系。頸椎病其原因和機制尚未明確，但一般認為是多因素造成的結果，也有不少研究認為頸椎病是由于頸椎相關肌肉損傷或病變后痙攣導致頸椎的椎間盤和頸椎的相鄰組織相對位置發生改變引起的綜合征，頸部肌肉的發展和治療對頸椎病的發展都有密切關系。針灸學的研究為頸肌改變與頸椎病的關系研究提供了客觀證據。筆者通過學習有關文獻，對頸肌改變和頸椎病的關系研究做如下綜述。

1 頸椎病的認識

1.1 頸椎病的定義和發病原因 頸椎病的病因有外傷、勞損及解剖變異等，勞損是其主要原因。首先，頸椎病的發病與頸椎長期受到異常應力有十分密切關系。因頸椎間盤變性、頸椎骨質增生所引起的臨近組織受繼發性改變多的刺激或壓迫，而引發的一系列癥狀和體征，臨床表現有頸肩臂背痛，頭暈頭痛，上肢麻木，惡心，耳聾耳鳴，視物不清，四肢活動不良，麻木不適，胸悶，心慌，血壓升高，椎動脈扭曲實驗征均陽性。頭枕部或上肢痙攣，嚴重者出現雙下肢痙攣，行走困難，甚至四肢癱瘓[1]。發病機制復雜，以椎間盤及椎間關節的退變為基礎，軟組織和骨組織的損傷退變、生物力學和生物化學平衡失調有關，彼此相互聯系，互為因果。頸椎病的發生常因工作姿勢、睡眠姿勢不良、頸部風寒，導致頸部肌群斜方肌、提肩胛肌、菱形肌等不同程度的靜力性損傷，頸椎靜力平衡失調，導致頸椎與椎間盤錯位，如果椎間盤纖維環破裂，髓核突出，則直接引發頸椎病[2]。

1.2 頸椎病的發病機制

1.2.1 傳統認識-骨性學說 眾所周知，傳統觀點認為頸椎病屬于退行性的疾病，從椎間盤退變到椎間隙變窄、椎結失穩，導致椎間隙內部壓力升高和分布均勻，髓核發生移位、突出甚至脫出，從而壓迫了脊髓、脊神經根、竇椎神經、椎骨內血管，引發各種癥狀，椎間韌帶損傷、松弛，引起椎體不穩，椎體骨膜受到牽拉和擠壓，產生局部微血管破裂與出血、血腫，隨著血腫的激化和鈣鹽沉著，最終形成骨贅，產生對交感神經、脊髓、竇椎神經等的壓迫和刺激[3]。總之，傳統觀點認為是椎間盤的退變、椎體移位、椎間隙變窄、骨贅形成等骨性改變有關，故稱之為“骨性學說”。

1.2.2 現代認識-頸肌學說 近年來，學者逐漸發現骨性學說難以解釋頸椎病發病率低齡化的趨勢、頸椎病的臨床表現與影像學表現不符、頸型頸椎病等現象，然而軟組織和頸肌角度卻解釋的很通暢。因此，學者認識逐漸轉變，認為頸椎病與椎周圍的肌肉改變關系密切。脊柱的平衡依靠椎體、椎間盤、附件及韌帶的內源性靜力，但也需要周圍肌肉的外源性動力來維持。通常情況下脊柱的動態平衡和靜態平衡都是由肌肉的收縮和松弛來達到的，肌肉的適應性變位來完成人體日常活動和工作所需要的姿勢和的平衡及穩定[4]。靜力平衡和動力平衡始終處于動態平衡，任何一方失衡均可導致脊柱受力不均，破壞脊柱結構的穩定性。生物力學研究也認為生物力學的失衡是頸椎病發生的直接原因和關鍵因素，生活方式的改變，增加了曲頸的頻率和時間，是頸椎動靜力失衡，引發頸椎病變[5]。

2 對頸肌的醫學認識

解剖學認為椎體與椎間盤間是沒有主動力學關系的，頸肌才是其運動的動力，頸椎的運動和姿勢需要肌群的支持。頸肌分為頭-頸肌、頭-肩肌、-頸肌、頸-肩肌四部分組成，不同部位有不同的肌肉群，具體功能也不盡相同[6]。頸肌的高度復雜、協調而靈活的肌群，具有典型的生理特性。①靈活而耐力差：頸肌因其腹長，肌腱短，且缺乏有力的致密肌肌腱，但其機動靈活，收縮自如，但耐力差，不可長時間的超負荷工作。②靈敏而肌力小：頸肌的肌束小而薄，對風濕炎癥卻反應敏感。③協同但易失衡：頸肌分布呈多層次立體交叉式，任何動作均需靠兩側的屈肌和伸肌的協調完成，任何局部損傷，都可導致失衡[7]。④多重神經支配：頸肌受脊髓神經、竇椎神經、交感神經多重神經共同支配，頸肌的改變可直接壓迫鄰近的神經和血管，影響神經功能[8]。

3 頸肌改變與頸椎病發病中的作用

3.1 頸肌改變 頸肌改變主要分為頸肌勞損和頸肌退變，頸肌勞損是一種慢性損傷，主要由日常超負荷地學習與工作有關，引起肌肉收縮蛋白分解，導致肌肉收縮結構改變，引發肌肉的慢性或急性勞損。頸肌勞損可導致出血、滲液、肌纖維斷裂，釋放致痛物質，刺激肌肉痙攣，引起骨骼移位。頸肌退變是指隨著人體的發育成熟，椎間盤開始退變，維持人體頸椎的肌肉退變，頸肌體積縮小，肌肉纖維萎縮，脂肪含量增加，運動效力下降，肌肉收縮力量和速度均降低，肌肉呈現松弛狀態。頸肌退變的有關因素可能包括[9]：一是肌肉持續收縮，鈣離子吸收不完全；二是肌肉松弛狀態局部血液供氧、供血不足；三是肌肉收縮致使氧自由基及脂質過氧物等聚集。

3.2 頸肌改變與頸椎病的關系 有研究顯示，頸肌的退變或損失，可引起頸椎動力平衡失調，引起頸椎影像學出現不同程度的彎曲，且陳立君[10]等使用家兔試驗也證明頸椎動力失衡可導致椎間隙狹窄、椎間孔變小、關節面硬化等變化。頸肌改變可致使椎間盤間的膠原酶活性提高，絲氨酸酶活性升高，椎間盤中蛋白多糖的含量減少，也可破壞椎間盤的生理結構[11]。此外，頸肌改變致使頸椎動力失衡，關節突的關節應力會重新分布，牽拉關節囊，致使松弛，然后異常增生，鈣化軟骨層增厚，移行層完整性丟失。頸肌改變的動力失衡會導致韌帶呈玻璃樣的變性，韌帶纖維變細，粘連，失去功能結構，反復牽扯韌帶可能是韌帶間隙出血、滲液、硬化形成骨贅，引發頸椎病。通過對頸椎病的頸肌變化研究發現，頸椎病患者的頸肌多呈現肌纖維邊界模糊，纖維萎縮，粗細不均，間隙變寬，肌節模糊，明暗帶消失，頸肌的血流量和頸肌細胞的酶活性也有所改變[13]，血流量顯著減少，自由基清除酶降低，鈣離子-ATP酶活性也降低[12]。大部分頸椎病患者的頸肌發生了生物力學變化，收縮力下降，失去動力平衡。

4 小結與展望

綜述所述，頸肌改變可能在頸椎病的發病過程中起關鍵作用，頸椎病的頸肌變化也推知頸肌改變與頸椎病存在密切關系。目前研究主要集中在頸肌的生物力學性能的改變、頸肌血流量、纖維變化、細胞酶活性等改變，且肌肉的整體性能是由肌細胞和細胞外的結締組織共同影響，尚未發現與肌肉結締組織相關的頸椎病研究。頸椎病的機制研究為頸椎病的治療和預防提供有利的客觀依據，也為臨床研究指明方向。通過閱讀文獻綜述發現，在工作中定時改變姿勢，作頸部輕柔活動及上肢運動，有利于頸、肩肌肉弛張的調節和改善血循環。在睡眠時，宜于平板床，枕頭高度適當，不讓頸部過伸或過屈。只有人們合理安排生活與工作，避免超負荷工作，養成健康的生活習慣，才可有效的避免頸肌勞損，降低頸椎病的發病率，減緩頸椎病低齡化的趨勢。

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第6篇：生物力學的定義范文

1 資料與方法

1.1 一般資料 95例頸性頭痛患者中，男41例，女54例，年齡16~72歲，平均43歲。每個病人均拍攝頸椎正側位和張口位X光片，本組患者的X光片均有異常顯示，其解剖形態學也有不同程度的改變，先天性發育異常的1例。

1.2 拍片要求

1.2.1 頸椎正側位片 必須采用站立位拍攝，并注明左右。要求患者自然無負重站直，腳跟對齊、倆腳尖分開約15度，X光片上緣包括眼眶下沿，下緣包括胸4、5椎體；側位片要求咬合線與地平行，肩膀輕貼片盒。

1.2.2 頸椎張口正位 頭擺正兩乳突與雙側下頜骨對稱重疊，鼻中隔居中，投射中心在頸1橫軸中心線上。最佳的結果：應能看到兩側枕骨髁的尖部及枕寰關節和寰樞關節。

1.3 頸椎形態學改變的X光片特點 枕骨大孔中心線：以兩側枕骨髁的頂點為中心，用圓規分別劃出相交的兩點，這兩點的連接線就是枕骨大孔中心線，又叫顱骨正中線。通過寰樞椎與該線之間位置改變來判斷C1、2的側移；并采用Moe’s［2］法來判定椎體的旋轉；同時根據各椎體排列的平面線，來判斷哪個椎體出現傾斜及前上或后下移位；在頸椎椎體后緣可劃出平滑延續的弧線，并符合脊柱測量尺的正常測量范圍（脊柱測量尺專利號：ZL200430046855.5唐勇）。一般傾斜或楔形開口及骨質增生明顯的椎體易發生或已發生移位；而生理曲度反凸的頂椎或拔臺后移的椎體則易出現錯位。

1.4 頸椎形態學改變的評判

1.4.1 錯位 當椎體上下關節面不平行，兩側關節間隙不對稱，椎體外側緣連線不連續，我們稱之為錯動［3］或移位。也就是說錯動或移位的椎體，其軸中心坐標出現明顯的差異，即：橫軸中心線不平行（傾斜）、偏歪、旋轉；縱軸成角、分離、拔臺等形態位置改變時，我們定義為錯位。

1.4.2 半脫位 長時間錯位可引起椎骨局部的炎性癥狀及退變，表現出脊椎骨關節炎的特點，即在錯位椎體局部出現活動受限、皮溫升高、軟組織壓痛及某些神經、血管卡壓綜合征時，我們稱之為半脫位，或者說是有癥狀的錯位（這與骨科臨床定義的半脫位有所不同）。

1.5 治療方法以正常脊柱解剖形態學為基礎，根據醫學影象資料及臨床資料確定半脫位的椎體，并明確矯正方向和部位，采用脊柱手法矯治術予以整復。即在專用矯治床上，病人水平仰臥位躺好、放松，醫生立于患者的頭頂床頭前，先放松患者頸項部的肌肉，再用拇指或一手食指抵住半脫位的椎體，將出現錯位的脊椎關節矯正復位，并根據Moe’s法對旋轉錯位的椎體予以反方向旋轉復位。

2 結果

由表1我們得知其頸椎均存在著形態位置的改變，而寰樞關節幾乎同時存在著側移或旋轉半脫位，這主要是因為寰樞椎的運動特點所決定［4］。頸椎生理曲度改變的有75例，其中變直38例、反張31例、過彎6例；存在側彎的有55例，側彎的頂椎多集中在C4、C6、C5；椎體拔臺后移的有28例，常見于C5、C3、C4；頸椎半脫位出現率從高到低分別是C1、C2、C5、C6、C4、C3、C7。通過上述分析，我們發現寰樞關節側移、傾斜及旋轉錯位，是引發頸性頭痛的主要原因。經過手法矯治1~6次，有43例癥狀立即消失；7~12次治療，42例癥狀明顯好轉；經13次以上的矯治，有10例病人逐步好轉；無加重病例。

3 討論

3.1 頸椎解剖形態學特點 頸椎形態學改變，可通過各椎體軸中心線（三維坐標）的位置變化來說明，也就是說其錯位有前后移位、左右側移和左右旋轉六個方向三種類型［5］。頸椎是平行、有序象壘積木一樣羅列在胸椎上，并通過環枕關節與頭顱相連，其各椎體的軸中心線與枕骨髁中心線，在X光正位片上應該重合；側位片上符合正常的生理彎曲。正常脊柱的穩定，靠內源性穩定系統及外源性穩定系統來加固和維持，當頸椎任何一節段受到破壞，都可以誘發或造成其正常生物力學失衡［6］，導致頸椎形態學改變。

3.2 頸椎形態學改變與頭痛的關系及發病機制 在人類的生長、發育過程中，常因運動、外傷、超負荷尤其是少兒時期的磕摔碰傷等，導致脊柱某一部位的急性損傷，造成脊柱力學結構和椎體形態異常，致使椎節不穩［7］繼而出現錯位，這種損傷或錯位也會影響并刺激到它周圍的肌肉、韌帶、血管、神經等組織，逐漸出現骨質增生、神經血管嵌壓、肌肉韌帶攣縮、纖維化、粘連等慢性病理改變，久而久之就形成了頑固性病灶，這個頑固性病灶又會因脊柱的任何一次傷害而加重。反之，頑固性病灶局部形成的代償性應力，又會促進脊椎錯位的發展與發生，并通過脊柱鏈將這個內在的力上傳到寰樞關節，從而影響整個脊柱的力學平衡。寰樞椎是脊柱的起始部，也是活動范圍、運用頻率最多的關節之一，亦是最容易受到傷害并發生錯位的部位，它在調控脊柱力學平衡方面起著舉足輕重的作用，這于我們統計觀測的結果是相符的。以往文獻報道多認為頸椎骨質增生、椎間盤病變，尤其是鉤突關節增生、頸部軟組織病或損傷等，是頸性頭痛的主要致病因素。但在臨床工作中，我們發現頸椎形態學改變越多越重，其頭痛及頸性癥狀也越多越重，也就是說：頸椎椎體間排列異常及骨性錯位，才是引發頸性頭痛并促使其進一步發展的根本原因；其椎體錯位與頸性頭痛是呈正相關系。

3.3 治療結果支持上述論斷 頸椎的骨性錯位，對脊神經、交感神經節及椎動脈顱外段的影響更直接且遠大于骨質增生，而錯位導致的頸項部軟組織病變，亦是引發頸性癥狀的附屬原因之一。根據這一原理，我們在治療時只采用糾正骨性錯位的唐氏正脊術，重點放在C1、2的矯正復位上，平均治療一療程，其臨床癥狀在短時間內即得到明顯控制或好轉，X光片復診其椎體半脫位也得到不同程度的糾正，治療優良率達到94%。因此我們認為：頸椎形態位置的改變，如椎體的側移、旋轉、傾斜等骨性錯位，才是導致頸性眩暈的主要原因。

參 考 文 獻

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第7篇：生物力學的定義范文

[關鍵詞] 頸椎小關節；不對稱性；頸椎退變程度；關系

[中圖分類號] R681.5 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2013）07（b）-0046-02

在臨床上，頸椎病是一種常見的疾病，脊柱手術是主要治療方法，其發病機制的研究尚需更加完善[1]。發病機制的研究在頸椎病研究中的重要性不可忽略。本文通過測量正常成人頸椎聯合角方向特征，進一步理解頸椎小關節不對稱性特征與頸椎病發病的關系，對于探討頸椎病的發病機制具有重要的臨床意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料

從茂名市人民醫院2000年1月～2011年12月病案室中查找到60例住院治療的C4～5椎體滑脫患者作為觀察組，入選標準為均經頸椎MRI檢查和詳細查體并結合臨床癥狀體征而確診為C4～5椎體滑脫患者，其中男36例，女24例。年齡32～70歲，平均52.6歲。從體檢資料庫中尋查到與觀察組年齡、性別相匹配的體檢無頸椎疾患的人員66名作為對照組，入選要求為臨床及影像學檢查后明確除外頸椎先天性畸形、頸部腫瘤等病變的患者。其中男40例，女26例，年齡為33～72歲，平均年齡51.9歲。

1.2 方法

1.2.1 掃描方法 所有患者進行CT、MRI的掃描診斷，型號為美國GE公司SIGNAL.OT超導磁共振成像系統和西門子3.0T。取各節段下位椎體的上終板平面且與之平行的MRI或者CT的橫切面，掃描間隙為C2～C7[2]。

1.2.2 測量方法 頸椎小關節形態是復雜的，小關節角可以作為定量參數來反映形態特征[3]。在CT或MRI的截面，根據頸椎的形態特征，在一個或兩個最高頸椎椎體邊緣標注，通過標簽尾礦點畫線，水平線代表冠狀或椎體面，垂直的線標志代表從刺點頂點到基線的冠狀面。連接各關節前后的內點外點，角之間的線和椎體冠被定義為頸椎小關節角。所有選中的圖像通過數碼相機輸入計算機。第一次測量的測量工具為手動測量在MRI芯片。為了控制誤差所有樣品在大約1周后第一個測量由同一人員再次測量：輸入圖像的測量由Adobe。Photoshop圖像處理軟件分析的核磁共振圖像處理，用Mb.ruler專用測量角度軟件對所有頸椎小關節角進行測量，精確至0.01[4]。

1.3 統計學方法

本組的數據均采取SPSS 16.0統計軟件處理，計量資料數據以均數±標準差（x±s）表示，比較采用t檢驗。以P < 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 觀察組兩側頸椎小關節角度比較

通過對觀察組內滑脫的C4～5椎體與相鄰椎體的小關節角度的比較，C4和C5椎體右側和左側的小關節角度比較差異有統計學意義（P < 0.05）。見表1。

3 討論

3.1 正常成人頸椎形態

頸椎有7頸椎椎體、5個椎間盤（頸1、2部沒有椎間盤）和韌帶組成。上面連頭骨，然后下接第l胸椎，然后是頸部肌肉、血管、神經和周圍的皮膚組織。除了第一、第二頸椎結構特殊外，其他的頸椎和胸椎、腰椎結構相似，是由椎體、椎弓、突起（包括橫突、關節突、棘突的基本結構）等組成[5]。各椎孔上下相連構成椎管，其中容納脊髓。頸椎鉤狀的過程和相鄰的一個椎體下緣邊坡對合，聯合可以限制頸椎過度運動對雙方和旋轉方向，以確保穩定，防止閥瓣的兩邊向后移。在脊柱除接頭骨外，所有的關節，它是三重裝置的結構和功能單位的脊柱。在脊椎壓力下，椎間盤能緩解沖擊能量，從而大大提高相鄰椎體表面的應力分布。一般來說，在椎間盤的厚部分，緩沖效果是顯著的，在椎間盤薄弱部分，鉤狀的過程成為集中區域的應力分布，這是一個常見的引起的骨質增生的鉤狀的過程。關節退行性變化出現較早，由于在椎間關節邊緣，在頸椎旋轉運動，更大程度的增加活動，二者的鉤狀部位是一個斜面，此處椎間空間狹窄（緩沖能力弱、跳躍、影響，破壞程度）、壓力和剪切引起的頸椎活動常會引起早期退化的發生[6]。

3.2 頸椎病的病變與小關節角的關系

從生物力學的角度對頸椎病的解讀，頸椎為了適應正常的人類視覺，聽覺和嗅覺刺激，需要大型和敏捷的機動性[7]。頸椎的運動幅度比胸、腰椎要大得多，如彎曲或伸展，左右側屈、旋轉和運動合成形成環轉運動。存在的生理盛度，可以增加彈性，緩解頸椎緩沖重力沖擊，防止脊髓和大腦損傷[8]。一般隨著年齡的增加，加上長期坐姿、姿勢和椎間盤髓核脫水變性，頸椎退化，頸椎活動逐步限制[9]。不同節段病變包括椎間盤變性，面關節退行性變，韌帶變性和椎間盤髓核脫水關節退行性變、頸椎、軸向旋轉和橫向彎曲程度不同，在頸2、3側方橫向彎曲成軸向旋轉2°。在7、7.5頸軸向旋轉、側旋1°，從上到下逐漸降低趨勢。下位頸椎的力學耦合作用表現在背柱側彎時，棘突向側彎的相反方向移動[10]。觀察組中C4和C5椎體右側和左側的小關節角度比較差異有統計學意義（P < 0.05）。觀察組和對照組C4、C5小關節角度比較差異有統計學意義（P < 0.05）；觀察組和對照組C3、C6小關節角度比較無統計學意義（P > 0.05）。說明頸椎小關節不對稱性對頸椎退變程度有明顯影響，其對臨床診治具有重要意義。

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第8篇：生物力學的定義范文

關鍵詞：汽車座椅；抗疲勞；舒適

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.187

1 駕駛疲勞的成因

汽車駕駛是一項考驗腦力和體力的勞動。在汽車駕駛過程中，駕駛員不但需要大量的體力勞動來保持汽車的正常運轉和行駛，同時還需要保持足夠清醒的頭腦和集中的注意力，以應對駕駛過程中可能會出現的各種情況。長時間處于這種狀態下，神經系統高度緊張，身體姿勢長期保持，駕駛員很容易產生一定的疲勞感，從而造成疲勞駕駛。在疲勞駕駛狀態下，駕駛員的注意力容易被分散，意志也會被削弱，反應速度隨之減慢，對外界信息的接收能力下降。這種情況下，駕駛員極易產生操作上的失誤，導致交通事故的發生。

2 汽車座椅的人體工程學分析

2.1 人體坐姿生理特性

不理想的坐姿，會形成駕駛員不合理的脊柱形態，在這種狀態下長期駕駛，容易造成腰椎負荷和肌肉負荷的加大，從而使駕駛員產生疲勞感。探索研究合適的座椅結構并進行尺寸設計，能使駕駛員保持合理的脊柱形態，有效緩解疲勞感。

駕駛員處于坐姿狀態下，其身體重量所產生的壓力由坐墊和靠背分擔。如果體壓分布不合理，集中對肩胛骨和腰椎部位施以壓力，就會導致駕駛員背部不適，同樣會產生較大的疲勞感。

2.2 環境分析

振動會對駕駛員產生較大影響。振動所造成的影響主要體現為局部的生物動力學反應、生理反應以及人體機能的減退等，這對于駕駛員而言是非常嚴重的。如果外界所產生的振動接近器官的共振頻率，振幅就會迅速增大，此時駕駛員自身的器官生理反應將會達到最大，極易出F視覺作業效率下降和動作準確度下降等現象。

此外，溫濕度也會對駕駛員疲勞感造成一定影響。人體處于高溫、高濕環境中時，會感受到不適，具體表現為四肢乏力、精力不集中等。在駕駛過程中，如果座椅無法提供舒適的溫度和濕度環境，那么人體可能會產生不適感，從而加劇疲勞。

3 汽車座椅抗疲勞設計思路及方法

3.1 結構參數

汽車座椅的結構參數，需要從振動、坐姿、操作舒適度等幾個方面分析：首先，汽車座椅尺寸，決定了駕駛員的坐姿和操作舒適度。汽車座椅的尺寸設計參數主要包括椅面高度、寬度、深度等。椅面的高度定義為椅面前緣到駕駛員踵點的垂直距離。從駕駛員的駕駛姿勢來看，設計中必須要考慮座椅角度對腿部肌肉的影響。在座椅寬度方面，一般認為在車內空間允許的情況下，座椅應該越寬越好，這樣更有利于駕駛員調整和變換姿勢。椅面深度，是指椅面前緣到靠背前面的水平距離。座椅深度決定了人體腰部所受到的靠背支撐度，以及腿部的彎曲舒適度。靠背高度和寬度，與駕駛員的坐姿肩高和肩寬有關。在設計過程中，應該綜合考慮駕駛員的個體差異，并盡量采取高靠背的設計。

3.2 靜態舒適性設計

座椅靜態舒適性設計需要堅持以下幾個原則：

（1）座椅的結構和尺寸與其功用有關；（2）座椅的尺寸必須參照人體測量學數據；（3）座椅可適當調節，以滿足駕駛坐姿的調整；（4）座椅所應用的材料應該滿足人體舒適度需求；（5）座椅的位置要與其駕駛空間相匹配。

在座椅的靜態舒適性設計中，應進行生物坐姿力學分析，研究表明，坐姿時將臀部稍離靠背往前移，使上體向后微微傾斜是最為舒適的姿勢。同時，軀體的大腿、小腿和腳掌也應保持一定的角度。（如圖1所示）

與此同時，座椅的靜態舒適性設計還應考慮駕駛者的心理空間感，一般來說，駕駛者希望有較大的空間感，狹窄的空間會使駕駛者產生回避反應，加快心理疲勞，故通常座椅空間要大于操作空間。最后，座椅的靜態舒適性設計還要考慮溫濕度、材質。例如使用透氣性較好的材料，增強座椅透氣性；使用主動通風式座椅，消除駕駛者產生的熱量，減輕駕駛疲勞。

3.3 動態舒適性設計

在駕駛過程中，駕駛員主要受到橫向、縱向及垂直方向的振動力，這些振動通過座椅傳遞給駕駛員，引起其全身性振動，因此，汽車座椅的動態舒適性設計必須減輕駕駛者受到的振動。在設計中，主要可以采取以下措施：

（1）降低座椅共振頻率，尤其是降低對人體影響最大的高頻區；

（2）降低共振的傳遞率，主要是彈簧以下的共振，以及來自靠背的振動；（3）將路面―輪胎、懸架、座椅―駕駛者看作一個整體力學系統，在協調各方的情況下使駕駛員不易感受到疲勞。最后，汽車座椅要與汽車其他減振系統相匹配，使駕駛員處于最合適的減振環境中，從而減少駕駛員的疲勞感。

4 結束語

汽車座椅的舒適性是關系到駕駛員駕駛體驗的關鍵因素，也是汽車產品人體工程學設計的重要方面，在設計中，設計者要熟練應用人機工程學理論和生物力學理論，最大化地提高汽車座椅的舒適性與安全性，提高設計水平，創造出更適合人類使用的汽車，將座椅的人機效能發揮到最高水平。

參考文獻：

第9篇：生物力學的定義范文

關鍵詞：職業性肌肉骨骼疾患；病因；運動療法

一、職業性肌肉骨骼疾患概述

1.概念

職業性肌肉骨骼疾患（occupationalmusculoskeletal

disor-ders，OMD）是一類主要的、常見的職業性疾病或與工作有關疾病，是指在職業活動中因重復操作、不良姿勢、靜態負荷、體力負荷、振動和舉物頻率等引起的肌肉或骨骼的損傷。主要表現有下背痛、肩痛、頸痛、前臂痛、手痛、僵硬、痙攣、麻木等。

2.分類

依據發生損傷的部位，OMD大致可分為職業性下背痛（occupational lowback pain，OLBP）和上肢肌肉骨骼疾患（musculoskeletal dis-order of the upper extremity，UEMSD）兩大類，上肢肌肉骨骼疾患又包括頸肩腕綜合征、腕管綜合征、肌腱炎和手臂振動征等。

3.影響

國內外大量職業流行病學調查顯示，OMD幾乎可發生于各個行業，不僅影響勞動者的工作效率和健康，也給國家經濟發展造成了巨大的直接、間接損失，尤其是在發展中國家。在我國，職業性肌肉骨骼疾患已成為主要的職業健康問題，在職業性疾病的發生中占第二位，已嚴重地威脅著廣大職業工作人員的健康。因而關于OMD的好發職業人群、危險因素、干預措施等備受國內外學者的關注。

二、OMD的病因學分析

OMD的產生與很多因素有關，概括起來可分為下列兩大類。

1.職業因素

（1）勞動負荷。也稱外部負荷。許多工種需要勞動者承受身體以外的一定的重量或力。例如，搬舉重物、攜帶物品、手持工具等重力或者諸如扭緊螺絲等需克服一定的阻力。一般說來，勞動負荷越大，越容易造成肌肉骨骼損傷。

（2）靜態負荷。即姿勢負荷。指勞動者在生產過程中需經常處于某一種姿勢，機體為了保持該姿勢需克服自身某些部位的重力所承受的負荷。

（3）反復操作。近些年來，隨著生產機械化和自動化程度的不斷提高，許多行業已建成了先進的流水線作業方式，極大地減輕了操作者的勞動負荷，但卻使作業方式變成了極為單調的一種快速重復動作，這極容易導致肌肉疲勞。國內外近來許多研究表明，反復操作是造成反復緊張性損傷的主要危險因素。

（4）不良。又稱強迫。指某些工種需勞動者經常處于其特需的非自然。在這種狀況下，機體有許多肌肉處于靜態緊張狀態。此時，有關肌肉血液循環會因這種靜態用力的大小而不同程度地受阻，同樣這也很容易導致肌肉疲勞甚至損傷。

（5）其他。在實際生產過程中，機械振動、作業環境的溫度、作業活動空間等也往往同時存在，這些均為OMD的共同致病因素。

2.非職業性因素

例如，一般認為隨年齡增長OMD的發病率也增高，但也有報道認為腰背痛的高發年齡在35-50歲之間。

三、運動療法

1.運動療法的意義及機制

越來越多的證據表明，運動療法對于預防和治療職業性肌肉骨骼疾患具有較好的效果。丁獻軍等研究發現，在職業性下背痛的治療中，運動療法顯示出其優越性，不僅療效優于非甾體類抗炎藥，而且無胃腸道和腎損害等副作用，可作為首選治療方法。Donzelli［1］等通過43例隨機對照試驗觀察，結果提示普拉提療法對慢性非特異性下背痛患者改善殘疾程度和減輕疼痛具有積極效果。南登昆［2］認為，運動療法治療下背痛的目的在于促進受傷組織的愈合，糾正脊柱的力學改變。其作用機制主要是：通過神經反射、神經體液因素和物力學作用，提高人體中樞神經系統和自主神經系統的調節能力；提高機體的代謝能力，改善心肺功能；維持與恢復運動器官的形態和功能；促進患者相應代償機制的形成和發展。劉二地［3］研究發現運動療法對腕管綜合癥患者有特別重要的意義，包括促進血液循環；增加關節活動度、肌力、關節穩定性。王曉玲［4］認為頸椎病的運動療法是一種方便而有效的物理替代療法，維持生物力學和生物化學的平衡是頸椎功能正常運轉的基礎，同時也是頸椎病預防和治療的關鍵。無論從臨床實踐還是實驗研究中均顯示運動療法對頸椎病的防治作用是尤為重要的。

2.運動治療的方法

（1）有氧運動。所謂有氧運動，就是以糖和脂肪的有氧代謝方式提供能量的運動。運動時心率在120-150次/min，大強度的有氧心率也會超過150次/min，而且會有無氧代謝參與部分供能［5］。邱淑敏［6］等研究發現，久坐不動生活方式的健康人群通過有氧鍛煉可以提高其最大攝氧量水平，增強身體功能。步行、跑步、游泳、自行車、登山、健身操、跳繩、太極拳等項目均是可以考慮采取的，但應根據個人特點，量力而行，循序漸進，貴在堅持。

（2）肌力訓練。通過訓練腹部的腹直肌及腹斜肌、背部深層的多裂肌及淺層豎脊肌，能夠增進局部肌肉之爆發力與耐力。較佳的肌肉爆發力可減少肌肉扭傷的發生，并可增加反應速度以保護脊椎的關節及韌帶。較佳的肌耐力則可延緩肌肉疲乏的速度，減少關節及韌帶的壓力。訓練腹肌與背肌有助脊柱穩定，并能提供適當的運動功能，訓練臀部及髖部肌肉則有助于避免骨盆前傾，并可減少由地面的沖擊力傳至脊柱。采用仰臥起坐、負重轉體、仰臥剪腿等動作可發展腹部屈肌的力量，采用俯臥體屈伸、側臥抱頭起、負重體側屈等動作可發展伸肌的力量，采用直立負重體側屈可發展同側半屈肌及伸肌的力量［7］。注意訓練應在不痛的脊椎運動范圍內進行。如腰椎前凸過小宜偏重伸肌訓練；前凸過大，需著重屈肌訓練。

目前對于防治頸椎病的運動療法多依據頸部、肩部生理活動范圍進行相應多個關節方向的運動，可以有效改善頸椎椎間關節功能，增強頸部肌肉、韌帶、關節囊等組織的緊張力，恢復及增強頸肩部及上肢等肌肉的力量，平衡頸肩背部兩側的肌力，減輕肌肉痙攣等，加強頸椎關節的穩定性，矯正不良的身體姿勢，改善頭頸部的血液循環和活動功能，起到防治頸椎病的功效。具體方法可衍分為前伸探海、抬頭望月、左顧右盼、與項爭力、抱頭前俯、伸肩引頸、墜肩拔頂、伸頸拔背、聳肩環繞、縮脖聳肩等動作。進行頸肩部功能鍛煉不需要特殊的時間和場地，可隨時隨地進行，貴在持之以恒，以獲得遠期療效。

（3）柔韌練習。伸展運動可以增加肌肉及韌帶之柔軟度，使脊柱能有較大活動度，減少肌肉韌帶的扭傷。采用下橋、直立扭腰、仰臥體側轉髖等動作可發展腹肌的伸展性；采用直腿體前屈、仰臥舉腿過頭等動作可發展背肌的伸展性，采用側屈振腰可發展對側屈肌及伸肌的伸展性。注意伸展前可先做輕微暖身運動或熱敷，練習動作要緩慢，伸展至肌肉拉緊時靜止不動持續10秒后再復原，伸展時保持緩和且有規律的呼吸且不宜憋氣，避免過度的伸展造成肌肉韌帶傷害。

四、小結與展望

目前有越來越多的證據表明，運動療法對于預防和治療OMD具有較好的效果，但對于其機制、不同類型的患者的治療模式、各種運動療法的量效關系等一系列理論和實踐問題還需要進行深入和系統的研究。

參考文獻：

［1］ Donzelli，等.Two different techniques in the rehabilitationtreatment of low back pain：a randomized controlled trial［J］.Europa Medicophysica，2006，42（3）：205-210.

［2］ 南登昆，郭正成.臨床醫師診療叢書：康復醫學臨床指南［M］.北京：科學出版社，1999：111-306.

［3］ 劉二地.推拿配合運動療法及ADL指導治療腕管綜合癥［J］.中國科技信息，2009，5：192.

［4］ 王曉玲.頸椎病運動療法及現代醫學技術診評［J］.吉林體育學院學報2009，25（4）：80-81.

［5］ Brian J，Sharkey.Fitness and Health［M］.Human Kinetics，1997.