页码:1 第三章 人体运动学 人体运动学是从几何学的角度来观察人体的运动规律与特征,即通过位置、速度、加速度等物理量描述和研究人体位置随时间变化的规律,而不考虑导致人体或器械位置和运动状态改变的原因 人体运动模型可分为质点模型、刚体模型和多刚体模型三类 质点模型:即把人体看成一个具有一定质量,而忽略其大小形态的几何点。 刚体模型:即把人体看作一个不可变形的直杆刚体结构 多刚体模型:根据人体的自然环节的组合,把人体看作各环节不可变形的多刚体系统 一、人体运动学的基本概念与理论 (一)定标 1.参考系与坐标系 参考系:描述物体运动时选作为参考的物体或物体群 坐标系:在参考系上标定的尺度,可分为一维、二维、三维坐标系 2. 时间参考系:以时间为单位的一维数轴 瞬时(t):某个特定的时刻,为时间参考系上的一个点 时间间隔(∆t):两个瞬时之间的一段时间,为时间参考系上的一个区间 (二)点运动的描述— — 质点运动学 1.矢量法描述点的位置 2.点的运动的直角坐标法 O r M (1)点的运动方程 (2)点的速度 O r M M' r ' ∆r (3)点的加速度 O M M (1)点的运动方程 tzztyytxxi,j,k 分别为沿三个坐标轴单位常矢量 页码:2 3 .点做匀变速运动的基本运动方程 4 . 点的特殊运动形式 (1 )自由落体运动:如悬崖跳水运动 (2 )竖直下抛 (3 )竖直上抛 (4 )抛射体运动 用一定的初速度使物体与水平方向成一角度斜向上方或下方抛出的运动叫做斜抛物体的运动,又称抛射体运动 (2)点的速度 (3)点的加速度 页码:3 (5 )点的圆周运动 (二)体运动的描述——刚体运动学 1 .刚体的定义:相互间距离始终保持不变的许多质点组成的连续体(运动过程中,刚体内任意两点距离始终保持不变) 2 .刚体的运动(平动、转动、复合运动) 3 .基本力学参量 (1 )角位移:力学计算中常用弧度(rad)作为角位移单位 1 弧度角=长度与半径相等的圆弧所对的圆心角(57 ° 18') 1 周(360°)对应的弧度为 2π( 2π R/R= 2π ) (2 )角速度和线速度 线速度:质点绕一点转动或一物体绕某轴转动时,质点或物体上各点的速度 (3 )角加速度 二、人体运动的描述 1.人体的多刚体模型及人体棍图的绘制 ᵆ1 ᵆ2 θ ᵆ1 ᵆ2 ∆ᵆ 角速度:物体在单位时间内转过的角度 角速度的单位:弧度/秒 角加速度 切向加速度...