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长距离跑步着地模式运动生物力学特征的可视化分析
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作者 杨俊聪 黄睿 伍勰 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2024年第32期5159-5166,共8页
背景:近年来,随着长距离健身跑的热度持续上升,相关的科学问题也有了更多的研究进展,其中长距离跑的着地模式在跑步技术层面上是一个重要的生物力学研究热点。目的:借助CiteSpace对相关文献进行可视化分析,对近10年来足着地模式为主题... 背景:近年来,随着长距离健身跑的热度持续上升,相关的科学问题也有了更多的研究进展,其中长距离跑的着地模式在跑步技术层面上是一个重要的生物力学研究热点。目的:借助CiteSpace对相关文献进行可视化分析,对近10年来足着地模式为主题的文献进行梳理,明晰足着地模式的现状、热点和趋势。在此基础上,从生物力学角度对足着地模式的主要研究热点进行进一步讨论。方法:以“Foot strike pattern,Rearfoot strike,non-Rearfoot strike,Forefoot strike,Midfoot strike”作为英文关键词,在Web of Science核心集数据库中检索,对纳入文献采用CiteSpace软件进行可视化分析。结果与结论:①最终纳入896篇相关文献。年发文量总体呈上升趋势,发文量Top 3国家依次为美国、中国和英国;Top 3机构依次为哈佛大学、上海体育大学和马萨诸塞大学;Top 3作者依次为Davis Irene S,Hamill Joseph和傅维杰教授。②研究关键词以“裸足跑、跑者、损伤、足着地模式、运动学”出现频次较高,关键词聚类以“能量成本、负载率、足着地模式、危险因素、步态分析”研究至今仍持续火热。③详细分析上述数据后发现,近年来足着地模式整体研究热度保持稳定,热点主要集中于足着地模式的生物力学研究,此类研究趋势集中于不同着地模式(前足着地和后足着地)对于长距离跑者(裸足、穿鞋、距离、速度、损伤风险、跑步经济性和能量消耗等方面)的影响和适应性。④因此,目前研究提示,并无所谓“标准化最佳着地模式”,但可能存在“个性化最佳着地模式”,建议研究者未来要根据自己习惯方式、动作模式特征、运动水平以及任务属性进行有针对性的选择最优的着地模式和跑步技术策略,切勿生搬硬套。 展开更多
关键词 着地模式 可视化 跑步距离 马拉松 步速 跑步经济性 损伤 疲劳 跑步
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基于CenterNet的跑步姿态鉴别系统的设计
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作者 周万珍 袁志鑫 王建霞 《河北工业科技》 CAS 2024年第1期10-16,共7页
为了改善目前大众跑步姿势普遍不规范的现状,提出了一种基于CenterNet的跑步姿态鉴别系统。首先,通过截图、拍照的方式自制数据集,并对数据集进行清洗、标注和分析,消除数据无关信息与简化数据。其次,引入多尺度通道注意力机制与添加十... 为了改善目前大众跑步姿势普遍不规范的现状,提出了一种基于CenterNet的跑步姿态鉴别系统。首先,通过截图、拍照的方式自制数据集,并对数据集进行清洗、标注和分析,消除数据无关信息与简化数据。其次,引入多尺度通道注意力机制与添加十字星变形卷积2种方式改进CenterNet算法模型,将动作图像转化为数字信息和特征向量,并以此为基础,利用KNN(K-nearest neighbors)算法对跑步姿态类型进行分类。最后,与经典模型方案进行对比,验证改进CenterNet算法鉴别系统的有效性。结果表明:改进的CenterNet模型的精确率与召回率都有所提升,其参数量与计算量降低。所提算法模型能够对大多数不良姿势作出及时、准确反馈,有效帮助跑步爱好者发现问题,从而改善跑步姿态、提高运动效率、预防伤病。 展开更多
关键词 计算机图像处理 人体行为识别 跑步姿态 CenterNet 人体关节 注意力机制
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跑步会伤膝盖吗?
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作者 汪芳 《保健医苑》 2024年第6期26-27,共2页
周大姐今年54岁,两年前因来门诊看病而与我结识。我嘱吋她积极改善生活习惯,还特别强调了运动的重要意义。此后,周大姐便一直跑步健身,风雨无阻,甚至有轻微不舒服也都咬牙坚持。两年过去了,周大姐的血压和血脂等指标倒是控制得不错,可... 周大姐今年54岁,两年前因来门诊看病而与我结识。我嘱吋她积极改善生活习惯,还特别强调了运动的重要意义。此后,周大姐便一直跑步健身,风雨无阻,甚至有轻微不舒服也都咬牙坚持。两年过去了,周大姐的血压和血脂等指标倒是控制得不错,可是膝盖时不时隐隐作痛,特别怕冷,于是去医院检查,结果发现膝盖里软骨有磨损,长出了骨赘,隐约有些畸形。周大姐不解:跑步还会伤膝盖?可我又不是专业运动员…… 展开更多
关键词 医院检查 专业运动员 跑步 膝盖 生活习惯
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大众跑者跑步相关损伤危险因素的前瞻性研究 被引量:1
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作者 李瑞杰 魏心怡 +3 位作者 戴剑松 赵彦 周志鹏 杨辰 《体育科研》 2024年第2期48-59,共12页
目的:通过前瞻性研究调查大众跑者跑步相关损伤(RRI)的危险因素,为RRI的预防和治疗提供理论依据。方法:采集95名健康大众跑者的生理和跑步训练等基本信息、人体测量学因素、身体能力因素和跑步生物力学因素,随后进行4个月的跟踪随访,依... 目的:通过前瞻性研究调查大众跑者跑步相关损伤(RRI)的危险因素,为RRI的预防和治疗提供理论依据。方法:采集95名健康大众跑者的生理和跑步训练等基本信息、人体测量学因素、身体能力因素和跑步生物力学因素,随后进行4个月的跟踪随访,依据观察期内的损伤情况将受试者分为损伤组和健康组。通过卡方检验或独立样本t检验确认两组间基线指标的差异,将有统计学意义(P<0.05)的变量纳入Logistic回归模型进行分析。结果:36名跑者在观察期内报告了46例RRI,损伤发生率为38%,其中膝关节损伤最为常见(26.7%);与健康组相比,损伤组存在较小的静态Q角(健康组7.42°±6.90°,损伤组11.03°±10.17°,P=0.042)、跑步着地时刻躯干前倾角(健康组94.24°±4.52°,损伤组91.89°±4.55°,P=0.016)和小腿地面夹角(健康组100.94°±3.44°,损伤组99.41°±3.33°,P=0.037),以及更大的跑步离地时刻小腿地面夹角(健康组53.23°±3.19°,损伤组54.70°±3.09°,P=0.031);Logistic回归分析显示跑步着地时刻小腿地面夹角减小(OR=0.853,P=0.039)和离地时刻小腿地面夹角增大(OR=1.222,P=0.014)可能增加RRI的损伤发生风险。结论:(1)在大众跑者中,RRI发生率较高,损伤部位以下肢膝、踝关节和足部为主。跑步着地时刻和离地时刻小腿更加垂直于地面可能是导致大众跑者RRI损伤风险增加的潜在因素;(2)静态Q角和跑步着地时刻躯干前倾角度在损伤组和健康组之间存在差异,但未发现其与损伤风险之间的关系,因此可能不是导致大众跑者RRI风险增加的潜在因素。 展开更多
关键词 跑步相关损伤 下肢关节 危险因素 预防
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基于Alphapose的跑步动作识别设备 被引量:2
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作者 王甬 魏少文 +1 位作者 伍程成 李腾 《物联网技术》 2024年第3期8-11,共4页
近年人们的健康意识不断提高,全民健身热潮也随之来临,然而大量因运动姿势和运动习惯不当引起的损伤令人担忧。临床研究表明,不合理的健身动作会造成关节磨损、肌肉拉伤,甚至跟腱永久性损伤。因此开发一款能够帮助人们进行运动姿态辅助... 近年人们的健康意识不断提高,全民健身热潮也随之来临,然而大量因运动姿势和运动习惯不当引起的损伤令人担忧。临床研究表明,不合理的健身动作会造成关节磨损、肌肉拉伤,甚至跟腱永久性损伤。因此开发一款能够帮助人们进行运动姿态辅助识别的设备具有深远意义。该设备通过Retinaface技术识别使用者身份,并通过Alphapose姿态识别技术和DTW技术,利用“设备+手机+服务器”的架构模式,将跑者的运动姿态与数据库中标准姿态进行对比,实时监测运动状态并给予对应的语音提示和建议。 展开更多
关键词 Alphapose姿态识别 DTW算法 跑步运动 机器人设备 人像识别技术 运动健康
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自主跑步运动对APP/PS1小鼠内侧前额叶皮质少突胶质细胞的作用
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作者 熊瑶 周春妮 +9 位作者 蒋林 张钐钐 朱琳 郭一静 周宇宁 黄杜娟 李静 祝佩林 刘梅 唐勇 《重庆医科大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期967-977,共11页
目的:研究自主跑步运动对APP/PS1双转基因AD(Alzheimer’s disease,AD)模型小鼠内侧前额叶皮质(medial prefrontal cortex,mPFC)内少突胶质细胞数量,少突胶质细胞分化、成熟以及髓鞘形成的作用。方法:将10月龄雄性转基因AD模型小鼠随机... 目的:研究自主跑步运动对APP/PS1双转基因AD(Alzheimer’s disease,AD)模型小鼠内侧前额叶皮质(medial prefrontal cortex,mPFC)内少突胶质细胞数量,少突胶质细胞分化、成熟以及髓鞘形成的作用。方法:将10月龄雄性转基因AD模型小鼠随机分为AD组和AD跑步(AD+RUN)组,另外将同月龄同窝生野生型小鼠随机分为正常(WT)组和正常跑步(WT+RUN)组。其中跑步组于跑步笼内给予3个月自主跑步锻炼,AD组和WT组不做处理。跑步锻炼结束后4组小鼠同时给予行为学测试,用Morris水迷宫检测小鼠空间学习、记忆能力;用Y迷宫检测小鼠工作记忆能力;用新物体识别实验检测小鼠的认知记忆功能;利用无偏体视学技术和免疫组化技术相结合精确定量小鼠大脑mPFC内成熟少突胶质细胞(CC1^(+))总数量;同时分析小鼠mPFC内边缘皮层、Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅵ层成熟少突胶质细胞密度;利用免疫荧光和激光共聚焦显微镜分析小鼠mPFC内未成熟少突胶质细胞(PDGFα^(+)/Olig2^(+))密度、髓鞘标志物髓鞘碱性蛋白(myelin basic protein,MBP)荧光强度。结果:AD+RUN组和WT组在Morris水迷宫、Y迷宫以及新物体识别实验中的表现优于AD组,AD组mPFC内MBP荧光强度明显低于WT组(P<0.05),而AD+RUN组mPFC内MBP荧光强度明显大于AD组(P<0.001)。AD+RUN组mPFC内CC1^(+)细胞总数较AD组明显增加(P<0.05)。AD+RUN组mPFC内第Ⅲ层和第Ⅴ层CC1^(+)细胞密度较AD组明显增高(P<0.05),AD组mPFC内第Ⅴ层和第Ⅵ层CC1^(+)细胞密度较WT组明显降低(P<0.05)。AD组mPFC内PDGFα^(+)/Olig2^(+)细胞密度明显大于WT组,而AD+RUN组mPFC内PDGFα^(+)/Olig2^(+)细胞密度明显小于AD组(P<0.05)。结论:自主跑步运动能促进AD小鼠少突胶质细胞分化和髓鞘形成,这可能与运动能改善APP/PS1转基因AD小鼠的学习记忆能力有关。 展开更多
关键词 阿尔茨海默病 自主跑步运动 内侧前额叶皮质 少突胶质细胞 髓鞘
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不同跑步速度对大鼠股骨皮质骨组织失效应变的影响 被引量:2
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作者 范若寻 王伟军 贾政斌 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期62-68,共7页
目的 预测皮质骨组织失效应变,探究不同跑步速度对大鼠股骨皮质骨力学性能的影响。方法 设定皮质骨材料失效应变阈值,针对大鼠股骨有限元模型进行三点弯曲下的断裂模拟,将每次预测所得载荷-位移曲线与同一样本实验曲线进行比较拟合,以... 目的 预测皮质骨组织失效应变,探究不同跑步速度对大鼠股骨皮质骨力学性能的影响。方法 设定皮质骨材料失效应变阈值,针对大鼠股骨有限元模型进行三点弯曲下的断裂模拟,将每次预测所得载荷-位移曲线与同一样本实验曲线进行比较拟合,以此反演预测组织失效应变。结果 皮质骨组织失效应变在不同跑步速度下存在显著差异,说明不同跑步速度对皮质骨结构微观力学性能产生一定影响。其中组织失效应变在以12 m/min速度跑步中最大,在以20 m/min速度跑步中最小。结论 通过观测组织失效应变变化趋势,并结合皮质骨结构的宏观断裂载荷与纳观组织弹性模量变化趋势,探讨不同跑步速度对皮质骨结构力学性能的综合影响,并找到有利于提升皮质骨力学性能的跑步速度,为通过跑步锻炼提高骨强度提供理论依据。 展开更多
关键词 皮质骨 跑步速度 三点弯曲 断裂 组织失效应变
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跑步站立阶段肢体优势导致肢体不对称的生物力学影响
8
作者 尤心慈 顾耀东 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期477-477,共1页
目的本研究探讨站立阶段下肢关节位移的差异,以检验肢体优势对不对称性的影响。方法共招募了32名健康男性业余马拉松运动员(年龄35.33±6.90岁,身高174.17±3.34 cm,体重63.92±4.53 kg)。该实验采用与AMTI测力板同步的Vico... 目的本研究探讨站立阶段下肢关节位移的差异,以检验肢体优势对不对称性的影响。方法共招募了32名健康男性业余马拉松运动员(年龄35.33±6.90岁,身高174.17±3.34 cm,体重63.92±4.53 kg)。该实验采用与AMTI测力板同步的Vicon八摄像头动作捕捉系统来记录从脚后跟撞击到脚趾脱落的阶段。使用独立样本t检验评估优势肢体和非优势肢体之间的连续相对相位(CRP)。结果优势肢体髋膝关节的最大CRP值(t=1.104,P>0.05),最小CRP值较小(t=-2.672,P<0.05),平均绝对相对相位(MARF)(t=3.275,P<0.05)和偏差相位(DP)(t=7.582,P<0.001)较大。将膝踝关节优势肢体与非优势肢体进行比较,最大CRP值较小(t=-0.422,P>0.05),DP值较小(t=-7.237,P<0.001),最小CRP值较大(t=7.909,P<0.001)和较大的MARF值(t=0.355,P>0.05)。结论在站立阶段下肢关节移位的矢状面存在不对称性。与非优势肢体相比,优势肢体的协调模式变化较大,运动变异性大,同相和反相位协调模式更少。因此,在计划运动训练或物理治疗时,通过识别和利用这种不对称性,优化非优势肢体的摆动动作,增强优势肢体产生的推进力,将稳定跑步姿势,提高马拉松跑步过程中的运动效率,降低因不对称引起的运动改变而受伤的风险。 展开更多
关键词 膝踝关节 相对相位 生物力学 跑步 不对称性 推进力 物理治疗 反相位
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跑步疲劳进程中人体下肢肌肉协同模式变化
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作者 魏梦力 钟亚平 +3 位作者 吴倩 桂辉贤 周易文 余绍华 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1295-1303,1315,共10页
目的:探究跑步疲劳进程中人体下肢肌肉协同模式变化,以揭示人体中枢系统调节下肢动作以适应疲劳积累的机制。方法:11例男性跑者接受恒定速度跑疲劳干预,并全程采集干预过程时其下肢肌电数据。运用非负矩阵分解算法提取不同干预时刻受试... 目的:探究跑步疲劳进程中人体下肢肌肉协同模式变化,以揭示人体中枢系统调节下肢动作以适应疲劳积累的机制。方法:11例男性跑者接受恒定速度跑疲劳干预,并全程采集干预过程时其下肢肌电数据。运用非负矩阵分解算法提取不同干预时刻受试下肢肌肉协同元参与数量、肌肉协同元峰值激活用时、肌肉相对权重等分析指标。结果:(1)在肌肉协同元参与数量方面,在整个跑步疲劳干预过程中,共解析出6类肌肉协同元主导人体下肢关节活动,每位受试者平均会从中随机调动4—5类肌肉协同元参与跑步活动,且随着疲劳积累肌肉协同元参与数量无显著变化(P>0.05)。(2)在肌肉协同元峰值激活用时变化方面,协同元1的峰值激活用时在33%、100%时刻显著降低(P<0.05)。(3)在肌肉相对权重变化方面,协同元1的半腱肌的相对权重在33%、67%、100%时刻显著降低(P<0.05)。协同元2的股直肌的相对权重在33%时刻显著降低(P<0.05)。协同元4的股二头肌的相对权重在67%时刻显著降低(P<0.05),但在100%时刻显著回升(P<0.05)。结论:跑步疲劳进程中人体中枢系统会调控下肢肌肉协同模式,以适应疲劳累积,降低下肢损伤风险。该调控过程具体表现:稳定下肢肌肉协同元参与数量,减少早期支撑阶段的肌肉协同元峰值激活用时,动态调节跑步早期支撑阶段的股直肌与半腱肌,中期摆动阶段股二头肌的相对权重。 展开更多
关键词 跑步 运动疲劳 无线表面肌电 神经肌肉控制
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跑步过程中佩戴双向带对下肢肌肉协同的影响研究
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作者 张雪英 任韦燕 +1 位作者 王星月 蒲放 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期630-630,共1页
目的探究跑步时佩戴双向带对下肢肌肉协同的影响,阐明双向带对胫骨结节骨骺炎的防护效果。方法16名参与者分别在佩戴和不佩戴双向带的情况下以自选速度跑步,使用具有10个摄像头的运动捕捉系统、两个嵌入地板的测力平台和表面肌电采集系... 目的探究跑步时佩戴双向带对下肢肌肉协同的影响,阐明双向带对胫骨结节骨骺炎的防护效果。方法16名参与者分别在佩戴和不佩戴双向带的情况下以自选速度跑步,使用具有10个摄像头的运动捕捉系统、两个嵌入地板的测力平台和表面肌电采集系统记录参与者跑步时的运动学、地面反作用力以及下肢主要肌肉表面肌电数据。使用非负矩阵分解从肌电数据中提取肌肉协同,分析肌肉协同个数和肌肉激活权重。Open Sim用于仿真计算关节角度和关节力矩。配对t检验用于探究双向带是否会对关节角度和关节力矩产生影响,肌肉协同个数以及肌肉权重之间的比较使用符号秩和检验完成。结果参与者在佩戴和不佩戴双向带跑步时,肌肉协同个数没有显著差异(P=0.083),肌肉激活权重则随着双向带的使用而改变。佩戴双向带时,负责站立相推进阶段肌肉协同中的膝关节伸肌激活权重显著降低,膝关节伸膝力矩峰值也显著降低(P=0.001),两种情况下的膝关节伸展角度没有显著差异(P=0.501)。结论胫骨结节骨骺炎的发生、发展与胫骨结节所受负荷相关,研究结果表明佩戴双向带能够通过调整跑步过程中基本的肌肉协同作用降低胫骨结节处所受负荷,有利于胫骨结节骨骺炎的防护。 展开更多
关键词 地面反作用力 下肢肌肉 非负矩阵分解 跑步 关节角度 关节力矩 表面肌电 显著差异
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智能跑步机异步电机变频调速直接转矩控制 被引量:1
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作者 曾建航 赵德成 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第1期280-284,共5页
因智能跑步机控制系统存在延时的问题,导致跑步机的运行损耗高、效率低。为此,提出智能跑步机异步电机变频调速直接转矩控制方法。分析异步电机的变频调速效果,构建跑步机控制约束,将模型预测直接转矩控制算法作为非线性内部控制器的控... 因智能跑步机控制系统存在延时的问题,导致跑步机的运行损耗高、效率低。为此,提出智能跑步机异步电机变频调速直接转矩控制方法。分析异步电机的变频调速效果,构建跑步机控制约束,将模型预测直接转矩控制算法作为非线性内部控制器的控制算法,估计定子磁链后预测定子磁链和电磁转矩,建立合适的目标函数,并采用末端输出控制法获取定子磁链和电磁转矩参考值,对跑步机系统延时加以补偿,完成智能跑步机异步电机变频调速直接转矩控制。实验结果表明,所提方法控制下的智能跑步机振幅曲线波动最小,电磁转矩在(0.5~1.5)N·m之间,稳定后的运行损耗和运行效率控制在67 W和0.77%左右,可有效减小跑步机的电磁转矩脉动,降低运行损耗,提高运行效率,且具有良好的平稳性。 展开更多
关键词 智能跑步 直接转矩控制 定子磁链 电磁转矩 模型预测控制
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长距离跑步中人体关节角度的最优控制与运动表现探析
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作者 张鹏权 王新 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期513-513,共1页
目的通过综合国内、外文献分析优秀中、长跑、马拉松运动员在长距离跑步过程中的肢体姿态控制研究,以初步探讨人体跑步过程中躯干、上肢、下肢关节的协调运动与运动表现之间的关联。方法通过计算机检索Pub Med、Web of Science、The Coc... 目的通过综合国内、外文献分析优秀中、长跑、马拉松运动员在长距离跑步过程中的肢体姿态控制研究,以初步探讨人体跑步过程中躯干、上肢、下肢关节的协调运动与运动表现之间的关联。方法通过计算机检索Pub Med、Web of Science、The Cochrane Library、Embase CNKI、万方、维普数据库中有关分析优秀中、长跑、马拉松运动员在长距离跑步过程中的肢体姿态控制研究,经过2轮筛选最终纳入42篇文献。结果长距离跑步中,上肢关节(肩、肘)的协调运动对运动成绩和效率至关重要。肩关节在触地瞬间、缓冲结束和摆动前期的协调运动范围发挥重要作用,肘关节的角度协调运动也显著影响跑步速度和疲劳程度。髋关节的协调运动对步幅和跑步效率具有直接影响,而膝关节的屈曲峰值在支撑期是影响速度的主要因素。踝关节的协调运动范围同样对速度和地面反作用力产生显著影响。此外,躯干和骨盆的协调运动角度也在跑步速度和效率方面发挥重要作用,尤其是躯干倾斜对速度适应性至关重要。结论(1)跑步运动中关节角度的协调性至关重要,有助于提高跑步效率、减轻疲劳、预防损伤和改善比赛成绩。(2)不同关节的角度控制可通过优化姿势和稳定性来实现,从而提高长距离跑步的表现。 展开更多
关键词 计算机检索 地面反作用力 维普数据库 关节角度 跑步 疲劳程度 预防损伤 角度控制
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不同速度跑步着地缓冲时下肢关节角度与地面反作用力的关系
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作者 孙悦 王虹 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期145-145,共1页
目的本研究旨在探讨跑步着地缓冲阶段下肢关节角度变化与垂直地面反作用力(v GRF)之间的关系,比较不同跑速下人体肌肉骨骼负荷和冲击强度。方法招募1名受试者在慢速(2.23±0.2 m/s)、中速(3.34±0.2 m/s)、快速(4.45±0.2 m... 目的本研究旨在探讨跑步着地缓冲阶段下肢关节角度变化与垂直地面反作用力(v GRF)之间的关系,比较不同跑速下人体肌肉骨骼负荷和冲击强度。方法招募1名受试者在慢速(2.23±0.2 m/s)、中速(3.34±0.2 m/s)、快速(4.45±0.2 m/s)3种状态下跑步,采集后的数据经Visual 3D软件计算,得到矢状面上下肢三关节角度、关节力矩、v GRF和胫骨加速度,以评估肌肉骨骼负荷和冲击强度。采用SPSS 27.0软件进行单因素方差分析对比3种跑速下各变量的差异,再通过一元线性回归分析分别建立下肢三关节角度与地面反作用力之间的关系。结果在慢速跑下,v GRF(F)与髋关节角度(θ1)、膝关节角度(θ2)、踝关节角度(θ3)之间的回归方程分别为F=13.739+17.812·θ1、F=-2143.512+62.724·θ2、F=-1836.541+33.285·θ3;在中速跑下分别为F=-70.806+19.887·θ1、F=-1649.415+50.316·θ2、F=-737.243+21.812·θ3;在快速跑下分别为F=179.662+17.878·θ1、F=-2448.669+58.746·θ2、F=-1485.809+32.185·θ3。结论了解不同速度下跑步着地缓冲时v GRF与髋、膝、踝关节屈曲角度之间的关系,可以为应对跑步冲击力对人体运动损伤提供策略。 展开更多
关键词 地面反作用力 一元线性回归分析 跑速 关节角度 单因素方差分析 跑步 运动损伤 关节力矩
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矫形鞋垫对扁平足大学生跑步疲劳前后足底压力分布的影响
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作者 王月萍 王疆娜 孙威 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期464-464,共1页
目的通过比较疲劳前后扁平足者穿整体多功能设计的矫形鞋垫和普通鞋垫跑步时的足底压力分布,对矫形鞋垫的作用效果进行分析。方法以27名扁平足者(足弓指数:29.62±2.17,男/女:17/10)为实验对象,在10米的实验场地以3.0±0.3 m/s... 目的通过比较疲劳前后扁平足者穿整体多功能设计的矫形鞋垫和普通鞋垫跑步时的足底压力分布,对矫形鞋垫的作用效果进行分析。方法以27名扁平足者(足弓指数:29.62±2.17,男/女:17/10)为实验对象,在10米的实验场地以3.0±0.3 m/s速度进行疲劳前和疲劳后跑步测试。使用跑步机逐级递增疲劳方案诱导疲劳,当心率>最大心率的90%或RPE指数>17时2 min后终止疲劳方案。用Pedar足底压力鞋垫对扁平足足底8个分区大脚趾(H)、其他脚趾(LT)、前足内侧(Med FF)、前足中部(Mid FF)、前足外侧(Lat FF)、中足内侧(Med MF)、中足外侧(Lat MF)、足跟(RF)压力数据进行采集与分析,采用双因素重复测量方差分析法比较两种鞋垫在疲劳前后的足底压力分布特征差异。结果与疲劳前相比,疲劳后受试者穿着普通鞋垫跑步时Med FF(P=0.019)和RF(P=0.003)区域峰值压力显著增大,Med FF(P=0.005)和Med MF(P<0.001)区域的峰值压强显著增大,Lat FF(P=0.002)、Lat MF(P=0.004)区域的压力时间积分显著减小;而穿着矫形鞋垫以上区域指标无显著性差异。与穿着平鞋垫相比,受试者在穿着矫形鞋垫跑步时RF区域的峰值压力均显著低于平鞋垫(P=0.002)。结论矫形鞋垫降低了前足内侧和后足过大的受力,使足底各区域压力分布均匀,有助于扁平足跑步爱好者实现健康跑。 展开更多
关键词 扁平足 重复测量方差分析 足底压力分布 最大心率 跑步 峰值压力 多功能设计 矫形鞋垫
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优秀马拉松运动员不同跑步阶段中跑步姿态及其特征的相关性研究
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作者 高杰 陈莉娜 王新 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期512-512,共1页
目的马拉松运动近几年引起了广泛的关注,损伤发生率逐年增加。本研究试图通过运用生物力学手段对运动员的运动学数据进行测量,得出优秀马拉松运动员在跑步过程中不同阶段的姿态变化规律并总结变化特征。为广大马拉松爱好者提供姿态上的... 目的马拉松运动近几年引起了广泛的关注,损伤发生率逐年增加。本研究试图通过运用生物力学手段对运动员的运动学数据进行测量,得出优秀马拉松运动员在跑步过程中不同阶段的姿态变化规律并总结变化特征。为广大马拉松爱好者提供姿态上的指导。方法以60名沈阳体育学院马拉松运动员为研究对象,设备采用Vicon红外摄像头,三维测力跑台和Footscan足底压力步态分析系统,提取跑步不同阶段头部、肩、躯干、髋、膝、踝关节运动学数据,将跑步阶进行分解,对运动学指标进行相关性分析,分析各部位在运动各阶段的相关性。结果受试者在跑步触地时刻阶段,髋关节屈伸角度与跑姿呈正相关(r=0.607),踝关节屈伸角度与跑姿呈负相关(r=-0.489);在跑步缓冲结束阶段,踝关节屈伸角度与跑姿呈负相关(r=-0.465);蹬离时刻受试者肩关节屈伸角度存在差异性(P<0.05),触地时刻髋关节屈伸角度存在显著性差异(P<0.001),触地时刻与缓冲结束踝关节屈伸角度均存在显著性差异(P<0.01,P<0.01)。结论跑步姿态的不同主要表现在触地时刻髋关节屈伸角度的不同,以及触地时刻和缓冲结束时刻踝关节屈伸角度不同,跑步动作的差异可能是产生损伤率差异的原因之一。大众跑者需通过调整和优化运动技术和姿势,从而减少受伤风险并提高跑步效果。 展开更多
关键词 马拉松运动员 沈阳体育学院 跑步 损伤发生率 踝关节 足底压力 生物力学 步态分析系统
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智能跑步机跟随速度自适应控制方法研究
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作者 王伟伟 张高阳 +1 位作者 张永刚 陈鹏 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第1期195-199,共5页
当前跑步机都是外部速度跟随机器完成控制,在变速过程中智能化程度较低,导致变频调速精度和稳定性控制过程很被动,影响了整体的智能化效果。为此,提出智能跑步机跟随速度自适应控制方法。通过设备完成人体静止及运动状态实时数据采集,... 当前跑步机都是外部速度跟随机器完成控制,在变速过程中智能化程度较低,导致变频调速精度和稳定性控制过程很被动,影响了整体的智能化效果。为此,提出智能跑步机跟随速度自适应控制方法。通过设备完成人体静止及运动状态实时数据采集,利用卡尔曼滤波算法结合采集的数据,实现用户加速度预测,根据预测结合用户在跑步机上的受力情况,带入跑步机速度控制器,实现其跟随速度的自适应控制。实验结果表明:所提方法在接近0.2s时达到理想速度,变频调速精度高于95%,证明该方法的稳定性好、响应速度快且调节精度高,整体控制效果好,更能满足用户对于智能跑步机的自适应变速要求。 展开更多
关键词 智能跑步 跟随速度 自适应控制 数据采集 卡尔曼滤波算法
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下肢刚度对跑步经济性影响的研究进展
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作者 叶伟帅 马勇 《体育科技文献通报》 2024年第8期267-270,共4页
跑步经济性是指在给定的亚极限跑速下的能量消耗,被认为是影响长跑成绩的关键因素之一。下肢刚度是指在外力作用时,抵抗其阻力的能力。本文采用文献资料法、逻辑分析法等研究方法,对垂直刚度、腿刚度以及关节刚度对跑步经济性的影响进... 跑步经济性是指在给定的亚极限跑速下的能量消耗,被认为是影响长跑成绩的关键因素之一。下肢刚度是指在外力作用时,抵抗其阻力的能力。本文采用文献资料法、逻辑分析法等研究方法,对垂直刚度、腿刚度以及关节刚度对跑步经济性的影响进行综述。结果发现:垂直刚度、腿刚度与能量消耗呈负相关关系,垂直刚度随着跑速的加快而增加,腿刚度在跑步时变化较小;关节刚度,尤其是髋、膝、踝关节的刚度,直接影响步态稳定性、能量传递效率,其变化影响跑步的经济性和效率。 展开更多
关键词 刚度 跑步经济性 弹性能量
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激励大学生跑步的影响因素识别研究
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作者 黄璐妍 王亮 《福建开放大学学报》 2024年第5期76-79,共4页
针对现阶段大学生面临学业、就业压力而通过依赖网络消遣放松,导致疏于体育锻炼的普遍现象,现以大学生跑步这一易于实现的大众化体育锻炼为研究对象,探究激励大学生跑步的影响因素,为高校制定相关激励政策提供参考意见。根据已有文献和... 针对现阶段大学生面临学业、就业压力而通过依赖网络消遣放松,导致疏于体育锻炼的普遍现象,现以大学生跑步这一易于实现的大众化体育锻炼为研究对象,探究激励大学生跑步的影响因素,为高校制定相关激励政策提供参考意见。根据已有文献和随机访谈等方式构建了12个影响因素,采用基于Alpha水平集的模糊DEMATEL方法识别出6个关键影响因素。高校可以根据识别出的关键影响因素制定相应的激励政策和措施,以提高大学生参加跑步运动的积极性。 展开更多
关键词 关键影响因素识别 模糊DEMATEL 大学生跑步
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跑步机对儿童伤害的缺陷调查与标准研究
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作者 黄永强 李斌 应楚楚 《质量与标准化》 2024年第3期53-56,共4页
近年来,儿童被跑步机卷入的伤害现象日益突出.本文针对此状况展开深入调查,通过案例、现行国内外相关标准分析和缺陷调查结果发现,现行跑步机标准主要基于成人健身需求设计,大多未考虑到儿童在使用过程中存在潜在风险,故提出相应的解决... 近年来,儿童被跑步机卷入的伤害现象日益突出.本文针对此状况展开深入调查,通过案例、现行国内外相关标准分析和缺陷调查结果发现,现行跑步机标准主要基于成人健身需求设计,大多未考虑到儿童在使用过程中存在潜在风险,故提出相应的解决方案,希望该研究结果能为降低儿童在使用跑步机时的安全风险和相关标准的修订提供参考. 展开更多
关键词 跑步 儿童 伤害风险
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正常足跑者在跑步与步行时足部关节的运动学差异
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作者 刘浩言 叶笛 张燊 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期179-179,共1页
目的在不同步态负荷下,例如从走过渡到跑时,触地冲击力的提高会改变足部骨骼的空间移动,从而影响足部关节的运动学特点。因此,本研究旨在比较正常足跑者在跑步与走路时足部关节的运动学特性,为厘清足部运动特点提供理论参考。方法选取... 目的在不同步态负荷下,例如从走过渡到跑时,触地冲击力的提高会改变足部骨骼的空间移动,从而影响足部关节的运动学特点。因此,本研究旨在比较正常足跑者在跑步与走路时足部关节的运动学特性,为厘清足部运动特点提供理论参考。方法选取了14名足弓高度正常的健康男性跑者(年龄21.5±2.2岁;身高1.75±0.03 m)。所有受试者均以3.33±10%m/s的速度进行后跟跑,以1.25±10%m/s的速度行走,并用优势脚接触力板。采用Qualisys采集系统(200 Hz)采集步行和跑步试验时足部关节的运动学数据。将IOR模型作为受试者足贴上的反射标记,足模型定义为跖骨、中足和跟骨。采用Visual3D软件进行各关节角度的计算。结果在矢状面上,跑步过程中跗中关节的背屈峰值角度更大(跑步:40.68°±17.91°vs.走路:38.44°±10.9°);跗跖关节的跖屈峰值角度更小(跑步:-80.31°±1.62°vs.走路:-81.63°±1.54°);第一跖趾关节的背屈峰值角度更小(跑步:90.19°±4.52°vs.走路:93.66°±5.04°)。在冠状面上,跑步过程中3个关节的内翻峰值角度均小于走路。结论跑步时,在足中部观察到了更大的背屈峰值角度,但是3个关节在冠状面上的内翻峰值角度均小于走路。本研究为进一步理解足部关节在不同步态负荷下的运动特点提供了理论参考。 展开更多
关键词 跑步 关节角度 运动学特性 3D软件 背屈 步态
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