人体运动学参数采集与测量方法 贾谊 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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贾谊 著

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出版社： 科学技术文献出版社

ISBN：9787518928170

商品编码：29770267105

包装：平装-胶订

出版时间：2017-10-01

基本信息

书名:人体运动学参数采集与测量方法

定价：58.00元

售价：37.7元,便宜20.3元,折扣65

作者:贾谊

出版社：科学技术文献出版社

出版日期：2017-10-01

ISBN：9787518928170

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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目录

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章绪论第二章人体运动影像测量的拍摄设备

作者介绍

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文摘

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序言

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《运动生物力学：原理、实践与技术》 一、 著作概述 《运动生物力学：原理、实践与技术》是一部深入探讨运动表现背后力学规律的专业著作。本书聚焦于运动过程中人体承受的力、力的作用以及这些力如何影响运动效率、损伤风险及训练优化。不同于侧重于具体运动项目技术动作解析的教材，本书将视角拔高到更为基础的生物力学原理层面，辅以先进的测量技术和分析方法，为读者构建一个理解人体运动的系统性知识框架。本书旨在满足运动科学、体育教育、康复治疗、运动训练等领域专业人士的需求，同时也为对人体运动机制充满好奇的普通读者提供深入的科普解读。 二、 内容框架与深度解析 本书内容涵盖了运动生物力学的核心概念、研究方法、数据分析以及在实践中的应用。全书结构严谨，逻辑清晰，由浅入深，循序渐进。 第一部分：运动生物力学基础理论 1. 运动生物力学概述与发展历程： 定义与范畴： 明确运动生物力学的定义，它是一门研究人体在运动过程中受到的力、力的产生以及力对人体组织和功能影响的交叉学科。重点阐述其跨学科性，融合了力学、生理学、解剖学、生物学、工程学等。 研究目的： 阐述运动生物力学研究的主要目标，包括但不限于：提高运动表现、预防运动损伤、设计更优的运动器械、优化康复训练方案、理解人体运动控制机制等。 发展简史： 回顾运动生物力学的发展脉络，从早期的经典力学应用到现代精密测量技术的引入，以及计算机模拟在其中的作用。介绍几位对该领域做出杰出贡献的代表性学者及其主要理论贡献。 与其他学科的关联： 详细分析运动生物力学与运动生理学、运动解剖学、运动训练学、运动康复学、生物医学工程等学科之间的相互依存和促进关系。 2. 人体骨骼肌系统与力产生机制： 骨骼与关节的力学特性： 介绍骨骼的结构和力学性质（如弹性、强度、刚度），以及骨骼在承受负荷时的应力-应变关系。探讨关节的生物力学特征，包括关节面的形态、关节囊、韧带的约束作用，以及关节活动度的力学限制。 肌肉的收缩原理与力学输出： 深入解析肌纤维的结构和功能，详细阐述肌肉收缩（等长收缩、等张收缩、等速收缩）的生理学与力学过程。讲解肌肉的长度-张力关系、速度-张力关系，以及肌肉的联合作用（如协同肌、拮抗肌、固定肌）如何协同发力。 力偶与力矩： 解释力偶在维持姿势和产生运动中的作用，以及力矩的概念及其在人体运动中的重要性。例如，上肢举重时，肩关节的力矩是如何被肌肉产生的力矩克服的。 3. 运动中的受力分析： 内力与外力： 区分人体内部产生的力（肌肉收缩力、关节间压力等）和外部施加的力（重力、地反作用力、空气阻力、水阻力、器械作用力等）。 力的性质与方向： 深入分析不同类型外力（推力、拉力、摩擦力、冲击力等）在运动中的表现及其对人体的影响。强调力的方向、大小和作用点在运动学分析中的关键作用。 牛顿运动定律在人体运动中的应用： 第一定律（惯性定律）： 解释物体在不受外力作用时保持静止或匀速直线运动状态的原理，以及惯性如何在起跑、变向等运动环节中体现。 第二定律（加速度定律）： 详细阐述合力等于质量乘以加速度（F=ma）的公式，说明力的作用是改变物体的运动状态（产生加速度）。举例说明，蹬地产生的地反作用力如何产生向前运动的加速度。 第三定律（作用力与反作用力定律）： 强调力的相互性，例如，运动员蹬地产生的力与地面施加的反作用力是运动产生的基础。 功、能与功率： 定义功、动能、势能、机械能守恒定律，并解释它们在人体运动中的体现。引入功率的概念，强调其在评估运动能力和训练效果中的重要性。 4. 运动过程中的运动学参数： 位移、速度与加速度： 详细定义这些基本运动学参数，并阐述它们之间的关系。在运动过程中，如何描述和量化身体各部分的运动轨迹、快慢变化。 角位移、角速度与角加速度： 引入旋转运动的描述，例如，手臂挥动、腿部摆动时的角速度和角加速度。 运动学参数的时空分析： 强调运动学参数在时间和空间上的变化规律，以及它们如何反映运动的协调性和效率。 第二部分：运动生物力学测量技术与方法 1. 运动学测量技术： 视频分析技术： 原理与设备： 介绍基于光学原理的二维（2D）和三维（3D）视频运动捕捉系统。包括摄像机类型（高清、高速）、标点技术（可见标记、无标记）、空间标定方法。 数据采集流程： 详细描述从视频采集、标点跟踪、运动学参数提取的整个过程。 优缺点与适用场景： 分析视频分析技术的优势（非侵入性、成本相对较低）和局限性（环境光照影响、标记物丢失、准确性受限），以及其在不同运动项目中的应用。 惯性测量单元（IMU）技术： 原理与组成： 介绍IMU（包括加速度计、陀螺仪、磁力计）的工作原理，如何感知和测量物体的线性加速度和角速度。 传感器融合算法： 解释如何通过卡尔曼滤波、互补滤波等算法将IMU数据融合，以获得更准确的姿态、速度和位置信息。 优势与局限： 强调IMU的优点（便携性、无线传输、不受环境光照限制）和缺点（累积误差、漂移问题），以及其在远程监测、田径、球类运动中的应用。 全球定位系统（GPS）技术： 原理与应用： 介绍GPS如何在户外运动中提供位置、速度、距离等信息。 在运动科学中的应用： 讨论GPS在耐力运动、团队运动中的应用，尤其是在评估跑动距离、速度变化、能量消耗等方面。 电测角器与测力踏板： 电测角器： 介绍如何测量关节的角度变化，以及其在评估关节活动度、运动范围中的应用。 测力踏板/台： 详述测力台的工作原理，如何测量地面反作用力（大小、方向、作用点），以及其在步态分析、跳跃测试、力量输出评估中的关键作用。 2. 生物力学测量技术： 肌电图（EMG）技术： 原理与类型： 介绍表面肌电图（sEMG）和针极肌电图（iEMG）的原理，以及如何通过测量肌肉的电活动来推断肌肉的激活程度和时序。 信号处理与分析： 讲解EMG信号的采集、滤波、整流、平滑等预处理步骤，以及如何计算EMG的均方根值（RMS）、平均绝对值（MAV）等参数。 在运动中的应用： 阐述EMG在研究肌肉协同作用、疲劳监测、运动损伤机制、训练效果评估中的重要作用。 测力传感器与力链分析： 各种力传感器的类型与应用： 介绍应变片式传感器、压电式传感器等，以及它们如何集成到器械（如杠铃、球拍）或身体表面，用于测量接触力、拉力、压力等。 力链概念： 解释从地面到身体各部分的能量传递和力传递过程，如何通过分析不同环节的受力情况来评估运动效率和损伤风险。 压力分布测量技术： 足底压力测量： 介绍足底压力垫和压力传感器鞋垫的工作原理，如何测量足部各个区域的压力分布、峰值压力、接触时间等。 在步态与损伤研究中的应用： 阐述压力分布数据如何用于分析步态异常、评估足部健康、指导矫形鞋垫设计。 3. 数据采集与集成： 同步采集的重要性： 强调同步采集不同类型数据（如运动学、动力学、EMG）的重要性，以获得全面、一致的运动分析结果。 数据处理与管理： 讨论大数据时代下的数据存储、清洗、管理和共享问题。 先进的集成平台： 介绍集成了多种测量设备和数据分析软件的专业平台，如何实现一体化的运动生物力学研究。 第三部分：运动生物力学的数据分析与应用 1. 运动学数据分析： 描述性统计分析： 如何计算运动学参数的均值、标准差、极值、变化范围，以及绘制轨迹图、速度-时间图等。 时空参数分析： 深入分析步频、步幅、腾空时间、触地时间等时空参数，及其在不同运动项目中的差异。 角度与力矩分析： 绘制关节角度-时间曲线、关节力矩-时间曲线，以及分析这些曲线的特征。 动力学参数计算： 逆动力学分析（Inverse Dynamics）： 详细阐述如何利用已知的运动学数据和人体动力学模型，计算作用于关节的力矩和反作用力。这是研究运动损伤和训练负荷的关键工具。 正向动力学分析（Forward Dynamics）： 介绍如何通过已知的作用力来预测运动学响应，常用于计算机模拟和运动控制研究。 2. 动力学与EMG数据分析： 地面反作用力分析： 分析垂直反作用力、前后方向反作用力、侧向反作用力的大小、方向、作用点在不同运动阶段的变化。 EMG信号与运动事件的关联： 如何通过EMG信号的峰值、持续时间、激活模式来理解肌肉在运动中的作用。 EMG-力（EMG-Force）关系： 讨论EMG信号与肌肉产生的力之间的线性或非线性关系，以及其在评估肌肉力量和疲劳时的应用。 协同肌与拮抗肌分析： 通过EMG数据分析不同肌肉群在运动中的相互作用。 3. 运动生物力学在实践中的应用： 提高运动表现： 技术动作优化： 通过生物力学分析，找出动作中的浪费环节或效率低下的部位，提出改进建议，例如，如何调整起跳角度以获得更高的跳跃高度，或如何优化挥拍轨迹以提高击球力量。 力量与速度训练设计： 基于动力学分析，科学设计训练计划，针对性地训练特定肌肉群或发展特定运动能力（如爆发力、耐力）。 预防与康复运动损伤： 损伤风险评估： 分析异常的运动学或动力学参数，识别可能导致损伤的风险因素，例如，过大的关节力矩、不当的着地方式。 康复训练指导： 制定个体化的康复方案，通过生物力学测量监控康复进展，评估训练效果，确保患者安全有效地恢复。 运动器械设计与评估： 基于人体工学和生物力学原理，设计更安全、更有效的运动器械、防护装备，如跑鞋、护具、训练设备。 人体工程学与工作设计： 评估工作姿势与动作： 分析职业性运动损伤（如腰背部劳损、腕管综合征）的生物力学因素，优化工作流程和操作方式。 改进工作环境： 设计更符合人体工学的工具、设备和工作站。 运动鞋服与装备的研发： 分析装备对运动表现的影响： 评估不同材料、结构设计的鞋服装备如何改变身体的受力、运动效率。 个性化装备定制： 基于个体生物力学特征，提供个性化的装备选择和设计建议。 4. 未来发展趋势与挑战： 人工智能与大数据在运动生物力学中的应用： 预测性分析、智能训练反馈、个性化运动建议。 虚拟现实（VR）与增强现实（AR）技术在运动训练和康复中的整合： 提供沉浸式的训练环境和实时的生物力学反馈。 非侵入性、低成本、便携式测量技术的发展： 使生物力学研究更加普及和便捷。 跨学科合作的深化： 进一步加强与医学、材料科学、人工智能等领域的融合。 三、 目标读者群 运动科学与体育教育专业学生： 作为核心教材或参考书，帮助理解人体运动的力学基础。 运动训练师与教练员： 学习如何运用生物力学原理指导训练，提高运动员表现，预防损伤。 运动康复师与物理治疗师： 掌握生物力学评估方法，为患者制定科学的康复计划。 运动生物力学研究人员： 提供深入的理论指导和前沿技术介绍。 体育用品设计师与工程师： 了解人体工学和生物力学原理，设计更优的运动装备。 对人体运动机制感兴趣的普通读者： 了解运动背后科学的严谨性和趣味性。 四、 独特价值与贡献 《运动生物力学：原理、实践与技术》不仅是一本知识的汇集，更是一座连接理论与实践的桥梁。本书通过详尽的原理阐述，辅以最新的测量技术和丰富的应用案例，帮助读者构建对人体运动的深刻理解，并将其转化为解决实际问题的能力。它强调了量化分析在运动科学中的重要性，鼓励读者用科学的眼光审视运动，用严谨的方法解决问题，从而在提升运动表现、保障运动健康、推动运动科学发展等方面做出贡献。本书的出版，将为运动生物力学领域的研究和应用提供坚实的理论基础和实践指导。

评分☆☆☆☆☆

我原本以为这本《人体运动学参数采集与测量方法（贾谊）》可能会是枯燥的技术手册，但实际阅读下来，却发现它充满了智慧的闪光点。作者在讲解各项测量技术时，总能巧妙地融入一些跨学科的思考。例如，在讨论生物力学测量时，书中不仅涉及了力板、肌电图等传统设备，还引入了人工智能在运动分析中的应用，比如如何利用深度学习算法自动识别运动模式，预测运动损伤风险等。这种将传统测量与人工智能技术相结合的视角，为我打开了全新的思路。另外，书中对于数据采集过程中的伦理问题和社会影响也有所提及，这让我意识到，科学研究不仅仅是技术层面的突破，更需要关注其对社会和他人的影响。作者用一种非常温和而深刻的方式，提醒读者在进行人体运动学研究时，要始终将人的尊严和福祉放在首位。我特别喜欢书中关于“个性化运动方案设计”的章节，作者通过对个体运动特征的精准分析，探讨了如何为不同人群量身定制训练计划，这对于提高运动训练效果、预防运动损伤具有重要的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

阅读《人体运动学参数采集与测量方法（贾谊）》这本书，我感受到一种严谨求实的科学精神贯穿始终。作者在论述过程中，始终坚持用事实说话，用数据支撑观点。在介绍各种测量方法的有效性和局限性时，书中引用了大量的国内外研究成果和实际案例，这使得本书的论证更加充分，也更具说服力。我特别注意到书中关于“运动姿态估计”的章节，作者详细对比了基于模型的方法和基于数据驱动的方法，并分析了它们在不同应用场景下的优势和劣势。他不仅给出了具体的算法实现思路，还对算法的鲁棒性和计算复杂度进行了评估。此外，书中还探讨了如何将采集到的运动学参数应用于运动技能的评估和训练，例如，通过分析运动员的运动轨迹和发力模式，找出技术动作中的不足之处，并提出改进建议。这种理论与实践紧密结合的方式，让我对本书的实用价值有了更深刻的认识。这本书绝对是人体运动学领域研究者和从业者不可或缺的参考书。

评分☆☆☆☆☆

读《人体运动学参数采集与测量方法（贾谊）》这本书，我首先被它严谨的科学态度和扎实的理论基础所折服。书本开篇就对人体运动学的定义、研究范畴以及其在各个领域的应用进行了梳理，这为读者构建了一个清晰的研究框架。随后，作者深入浅出地讲解了各种运动学参数的采集方法，从最基础的运动轨迹、速度、加速度，到更复杂的力、力矩、生物力学模型等，都做了详尽的介绍。我特别欣赏的是作者在介绍每种方法时，不仅列出了其原理和步骤，还详细分析了不同方法的优缺点、适用范围以及可能存在的误差来源，并给出了相应的优化建议。例如，在讨论光学追踪系统时，作者不仅介绍了标记点的选择、相机标定等关键步骤，还对不同类型的标记物（主动式、被动式）的优劣做了深入对比，并结合实际应用场景，提出了在复杂环境下如何提高追踪精度的Practical tips。另外，书中还穿插了大量的案例分析，这些案例涵盖了体育运动、康复医疗、人机工程等多个领域，通过对真实数据的解读和分析，让抽象的理论变得生动具体，也让我对运动学参数在实际问题解决中的重要性有了更深刻的认识。读完这些案例，我感觉自己仿佛置身于研究现场，与作者一同探索人体运动的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，在拿到《人体运动学参数采集与测量方法（贾谊）》这本书之前，我对于人体运动学的了解仅停留在非常浅显的层面。这本书就像一位循循善诱的老师，将我一步步带入了运动学研究的殿堂。作者并没有一开始就抛出复杂的概念，而是从最基础的人体解剖学和生理学知识开始，回顾了运动过程中肌肉、骨骼、关节等是如何协同工作的。这为理解后续的运动学参数采集奠定了坚实的基础。接着，作者详细介绍了各种测量设备的原理、结构和使用方法，从最常见的运动摄像机、测力台，到一些更为专业的设备，都做了详尽的介绍。我尤其欣赏书中对于各种传感器（如编码器、加速度计、陀螺仪）的详细讲解，它们在捕捉细微运动变化方面的作用被清晰地描绘出来。同时，书中还探讨了如何通过多传感器融合来提高测量精度和可靠性，以及如何利用统计学方法对采集到的数据进行降噪和滤波。这些内容对于想要深入研究运动学领域的读者来说，无疑是宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本《人体运动学参数采集与测量方法（贾谊）》给我最大的感受是其系统性和前沿性。它并非简单地罗列各种测量技术，而是将这些技术置于人体运动学研究的宏大背景下进行审视。书中对运动学模型的建立、不同坐标系的选择以及数据的后处理方法都有非常深入的探讨。我印象深刻的是关于惯性测量单元（IMU）应用的章节，作者详细阐述了IMU的工作原理，包括加速度计和陀螺仪的数据融合，以及如何利用算法补偿漂移误差。对于初学者而言，这部分内容可能会有些挑战，但作者通过清晰的逻辑和详细的数学推导，将复杂的算法原理分解开来，并配以图示，使得理解起来更加容易。更重要的是，书中还讨论了运动捕捉技术在虚拟现实、增强现实以及机器人学等新兴领域的应用，这表明作者紧跟时代步伐，将最前沿的研究动态融入书中。我尤其对书中关于“智能传感器网络”在分布式运动监测中的应用介绍感到兴奋，这为未来大规模、无创的运动健康监测提供了新的思路。总的来说，这本书不仅是一本操作手册，更是一本启迪思想的研究指南，它让我看到了人体运动学研究的无限可能。