Методика определения биомеханических показателей с использованием персонального компьютера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Методика определения биомеханических показателей с использованием персонального компьютера
• Список литературы

Методика определения биомеханических показателей с использованием персонального компьютера

Цель: научиться определять некоторые биомеханические характеристики.

С помощью цифровой фотокамеры было отснято соревнование по баскетболу. Измерили рост, вес и расстояние между центрами тазобедренного и коленного суставов.

Рост H =167 см, вес Р = 63 кг, расстояние между центрами тазобедренного и коленного суставов L = 39,2 cм.

Через компьютер выбрали из видеоматериала наиболее значимую для результата упражнения позу исполнителя и распечатали изображение в виде фотографии (рисунок 1).

На фотографии приблизительно отметили 19 основных точек тела человека и провели прямоугольную систему координат. Далее определили с помощью линейки координаты отмеченных точек в мм и записали в таблицу 1.

Рисунок 1 - Фотография исполнителя для определения биомеханических показателей

Таблица 1 - Основные точки тела и их координаты

По формулам 1- 4 определяем координаты центров тяжести ног и центры тяжести всего тела исполнителя в данной позе и отмечаем их на фото. Значения координат берем из таблицы 1.

Центр тяжести ноги:

Хцтн = (6,72*Х10 + 8,18*Х11 + 2,1*Х12 + 1,12*Х13 + 0,88*Х14 ) /19 (1)

Хцтн = (6,72*17 + 8,18*26 + 2,1*32 + 1,12*33 + 0,88*7 ) /19 = 23,01 мм

Yцтн = (6,72*Y10 + 8,18*Y11 + 2,1*Y12 + 1,12*Y13 + 0,88*Y14 ) /19 (2)

Yцтн = (6,72*46 + 8,18*31+ 2,1*13 + 1,12*10 + 0,88*36) /19 = 35,52 мм

Центр тяжести всего тела:

Хoцт = [7*Х1 + 13,63*(Х2 + Х6 ) + 2,57*(Х3 + Х7 ) + 0,84*(Х4 + Х8 ) + X5 + X9 + 16,18* (Х10 + + Х15 ) + 8,18*(Х11 + Х16 ) + 2,1*(Х12 + Х17 ) + 1,12*(Х13 + Х18 ) + 0,88*(Х14 + Х19 )] /100 (3)

Хoцт = [7*24 + 13,63*(12+ 29) + 2,57*(10 + 36) + 0,84*(13+ 41) + 11 + 41+ 16,18*(17 +23)+ + 8,18*(26 + 17) + 2,1*(32 + 9) + 1,12*(33 + 7) + 0,88*(7 + 8 )] /100 = 20,77 мм

Yoцт = [7*Y1 + 13,63*(Y2 + Y6 ) + 2,57*(Y3 + Y7 ) + 0,84*(Y4 + Y8 ) + Y5 + Y9 + 16,18* (Y10 + + Y15 ) + 8,18*(Y11 + Y16 ) + 2,1*(Y12 + Y17 ) + 1,12*(Y13 + Y18 ) + 0,88*(Y14 + Y19 )] /100 (4)

Yoцт = [7*78 + 13,63*(68 + 72) + 2,57*(55+ 63 ) + 0,84*(43 + 56) + 39 + 55 + 16,18* (46 + 45) + 8,18*(31 + 34) + 2,1*(13 + 26) + 1,12*(10 + 28 ) + 0,88*(36 + 16)] /100 = 51,09 мм

где X и Y - абциссы и ординаты следующих точек тела человека:

1 - центра головы;

2, 6 - центры правого и левого плечевых суставов;

3, 7 - центры правого и левого локтевых суставов;

4, 8 - центры правого и левого лучезапястных суставов;

5, 9 - центры правой и левой кистей;

10, 15 - центры правого и левого тазобедренных суставов;

11, 16 - центры правого и левого коленных суставов;

12,17 - центры правого и левого голеностопных суставов;

13, 18 - правого и левого пяточных бугров;

14, 19 - правого и левого кончиков стоп.

Измерив линейкой рост исполнителя на фотографии (h = 85 мм), определим ее масштаб М=H/h = 1670/85 =19,65, показывающий, во сколько раз расстояние между точками на изображении исполнителя меньше расстояний этими же точками в действительности. Измерив расстояние между центрами тазобедренного и коленного суставов исполнителя на фотографии Дл=2,1 см, умножив его на М и полученное произведение М*Дл сравним с действительным расстоянием между этими точками.

М*Дл = 2,1 * 19,65 = 41,3 см

Разница между М*Дл и истиной длиной будет иллюстрировать точность определения размеров частей тела исполнителя данным методом.

М*Дл - L = 41,3 -- 39,2 = 1,9 см,

погрешность незначительная (менее 5 %).

Далее с помощью транспортира измерили в градусах угол в в коленном суставе правой ноги. В =143 градуса, что соответствует данной позе исполнителя. биомеханический показатель человек компьютер

По формулам 5-9 найдем вес ноги исполнителя и определим, какой процент ее вес составляет от веса всего тела.

Р бедра = - 2,649 +0,1463*Р + 0,0137*Н (5)

Р голени = - 1,592 +0,03616*Р + 0,0121*Н (6)

Р стопы = -0,829 + 0,0077*Р + 0,0073*Н (7)

Р ноги = Р бедра + Р голени + Р стопы (8)

Р ноги % = Р ноги / Р*100 % , где (9)

Р и Н, - вес и рост исполнителя

Р = 63 кг, Н = 167 см

Р бедра = - 2,649 +0,1463*63 + 0,0137*167 = 8,86 кг

Р голени = - 1,592 +0,03616*63 + 0,0121*167 = 2,71 кг

Р стопы = -0,829 + 0,0077*63 + 0,0073*167 = 0,876 кг

Р ноги = 8,86 + 2,71 + 0,8752 = 12,45 кг

Р ноги % = 12,45 / 63*100 % = 19,8 %

Выводы: в ходе данной лабораторной работы научились определять биомеханические характеристики человека. Определили координаты центра тяжести человека, а также рассчитали вес ноги и определили, какой процент составляет от общего веса тела человека. Погрешность при измерениях была незначительная, менее 5 %.

Список литературы

1. Auto Cad. Практическое руководство / Э.Т. Романычева, Т.М. Сидорова, С.Ю. Сидоров. - М., 1997. - 480 с.

2. Биомеханика / В.Р. Дановский, Г.А Коновалов. - Омск, 1989. - 24 с.

3. Годик М.А. Спортивная метрология. - М., 1988. - 192 с.

4. Колесников А. Excel 97. - Киев, 1997. - 528 с.

5. Практикум по биомеханике / Под ред. И.М. Козлова. - М., 1980. - 120 с.

6. Роуз К. Adobe Photoshop 5 / Пер. с англ. - М., 1999. - 400 с.

7. Селуянов В.Н., Аиед Берхаием. Биомеханизм как основа развития теоретической биомеханики двигательной деятельности человека. - М., 1997. - 82 с.

Размещено на Allbest.ru