下肢关节刚度对自由操落地冲击负荷的影响

目的:探讨下肢关节刚度对运动员下肢关节负荷的影响,为降低下肢损伤风险提供依据。方法:通过2台高速摄像机(300 Hz)采集男子自由操团身后空翻两周转体720°(后团720旋)落地站稳动作,利用SIMI解析(8 Hz)获取三维运动学数据,使用BRG.Life MODTM分别创建14环节人体刚体模型和自由操落地垫模型,模拟了人体不同下肢关节刚度条件下落地动作。结果:后团720旋落地,水平GRF分量约为2.5 BW,且膝、踝关节外展/外翻角速度较大,峰值负荷率约219.5 BW/s,峰值负荷率衰减为88.6 BW/s;膝、踝关节刚度增加40%,膝关节伸肌力矩峰值增加11.6%,屈肌力矩峰值降低5.2%;膝、踝关节刚度降低40%,膝关节伸肌力矩峰值降低21.9%。结论:后团720旋落地施加于膝、踝关节较大的横向作用力,冠状面关节力矩较大。增加膝、踝关节刚度,会增加膝关节伸肌力矩峰值,降低外展力矩峰值。