裤子弹性及运动速度对人体膝关节角的影响

发布时间：2022-02-08 19:15

　　为研究裤子弹性及运动速度对膝关节角的影响,文章选取身材相近的5名受试者和3条裤子,利用三维动作捕捉仪获取受试者在3种运动速度下的膝关节角。结果表明:裤子弹性对人体膝关节角有显著影响,正常行走和慢跑时,穿弹力裤时的膝关节角比穿宽松裤在腾空期可减小7.87°;运动速度对支撑期和后腾空期的膝关节角有较大影响,即对于宽松裤,速度越大,膝关节角越小;裤子弹性及运动速度对平均单步周期都有显著影响,即在运动速度相同、且较高时,弹力裤的平均单步周期明显小于宽松裤。研究表明:穿弹性裤子对膝关节具有明显的保护作用,建议在运动时尽量穿弹力紧身服。 

【文章来源】：丝绸. 2020,57(12)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

行走与慢跑周期变化过程

通过三维动作捕捉仪得出各标记点的三维坐标:髋关节点RGT(x1,y1,z1)，膝关节点RLK(x2,y2,z2)，踝关节点RLA与RMA的中心点坐标(x3,y3,z3)，如图2所示。得到各标记点的空间向量坐标后，按照空间向量夹角公式计算膝关节角α，如下式所示:

由图3(a)可知，在正常行走(4 km/h的运动速度为正常行走状态)时，对于0～20帧的前腾空期，膝关节角由大到小依次是3#、2#和1#;对于支撑期(20帧左右)，膝关节角相差不大;对于后腾空期(20帧以后)，以最小值为例，膝关节角由大到小依次是3#、2#和1#。其中3#的步态周期明显小于1#和2#，也就是说比起1#宽松裤，2#和3#弹力裤的前后腾空期膝关节角都有明显提高。此外，图中还显示2条紧身裤的最大膝关节角也比宽松裤有所减小。换句话说，弹力裤可以减少膝关节的屈曲运动[9]，使膝关节活动幅度减小[10]，对膝盖具有明显的保护作用。虽然文献[9]和[10]得出了看似与本文相似的结论，但是本文利用三维动作捕捉仪，对人体在不同运动速度下的前腾空期、支撑期和后腾空期的膝关节角进行分解，将不同速度时弹力裤对膝盖的保护作用通过精准和科学的数据进行了量化。进一步对多个步态周期的数据加以分析发现:1#、2#和3#腾空期的膝关节角依次为107.44°±4.73°、115.96°±3.62°、126.58°±2.59°，即弹力裤的腾空期膝关节角比宽松裤提高了至少8°，3条裤子在支撑期的膝关节角相差不大(≤2.87°)。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维动态捕捉技术的无缝护膝防护性能研究[J]. 谢亮玉,阎玉秀,陶建伟,金子敏.  浙江理工大学学报(自然科学版). 2018(04)
[2]基于三维运动捕捉的篮球护膝防护性能研究[J]. 刘青青,阎玉秀.  现代纺织技术. 2019(02)
[3]健身长跑爱好者的膝关节养护[J]. 丛林,朱静华.  田径. 2015(10)
[4]行走和慢跑状态下护膝的防护效果[J]. 姚瑞祥,王燕珍.  纺织学报. 2015(06)



本文编号：3615601