上海交通大学：《力学仿生——启示与探索》课程教学资源_教学课件_12_行走与奔跑

上浒充鱼大漫 Shanshal gina Tans Untuirsity 上海交通大学通识教育课程 力学仿生一启示与探索 第四章行走、奔跑和跳跃 教师： 陈俐 电话： 13916681363 地址：木兰楼B629 Email: li.h.chen@sjtu.edu.cn 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院

上海交通大学通识教育课程 力学仿生 —— 启示与探索 第四章 行走、奔跑和跳跃 教师： 陈俐 电话： 13916681363 地址： 木兰楼B629 Email： li.h.chen@sjtu.edu.cn 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院

本课时内容 ·理解步法的变化和影响因素 ● 理解行走、奔跑的力学原理 ·行走、奔跑的仿生启示

本课时内容 • 理解步法的变化和影响因素 • 理解行走、奔跑的力学原理 • 行走、奔跑的仿生启示

步法的变化 ·马可以缓步前进，以后变成快步，再发展成为慢 跑和疾奔 慢跑的马 疾奔的马

步法的变化 • 马可以缓步前进，以后变成快步，再发展成为慢 跑和疾奔 慢跑的马 疾奔的马

步法的变化 。 步法：四肢运动的模式 一跨步的频率 一跨步的长度 一左右两边前后肢向前伸展的顺序不同 一接触地面时间的长短和承担体重的分量不同，即负 荷因子的差别 胸雅助骨 马的构造 奔跑的马步法的变化

步法的变化 • 步法：四肢运动的模式 – 跨步的频率 – 跨步的长度 – 左右两边前后肢向前伸展的顺序不同 – 接触地面时间的长短和承担体重的分量不同，即负 荷因子的差别 马的构造 奔跑的马步法的变化

步法的变化 ·假设一个跨步的负荷因子是1 -以常速走路时左右脚的负荷各为06，那就是每脚 负荷体重的60%，其中有10%的时间是双脚共同负 荷体重的 b 跑步时，每脚的负荷因子为03，那就是说，在每 一跨步中有40%的时间双脚都不接触地面 ·行走：每脚负荷因子大于0.5的步法 ·奔跑：每脚负荷因子小于0.5的步法 一马的快步、慢跑和疾奔都应列入奔跑之列

步法的变化 • 假设一个跨步的负荷因子是1 – 以常速走路时左右脚的负荷各为0.6，那就是每脚 负荷体重的60%，其中有10%的时间是双脚共同负 荷体重的 – 跑步时，每脚的负荷因子为0.3，那就是说，在每 一跨步中有40%的时间双脚都不接触地面 • 行走：每脚负荷因子大于0.5的步法 • 奔跑：每脚负荷因子小于0.5的步法 – 马的快步、慢跑和疾奔都应列入奔跑之列

四肢行走 ·用四肢行走的动物，为了在运动中使身体重心位 于适当位置以维持平衡，当先举起一腿时，重心 便会落在由其余三条腿所组成的三角形内 一举起腿就使脚离开地面，负荷因子变为零 一体重落在其他三只脚上，这三只脚的负荷因子各不 相同

四肢行走 • 用四肢行走的动物，为了在运动中使身体重心位 于适当位置以维持平衡，当先举起一腿时，重心 便会落在由其余三条腿所组成的三角形内 – 举起腿就使脚离开地面，负荷因子变为零 – 体重落在其他三只脚上，这三只脚的负荷因子各不 相同

双腿行走 ·人和鸟类以双腿行走，体重由双腿交替负担 (b (a) 人行走时腿的用力方向 力矢量的分析：重心约在臀部稍上处， 腿对躯体所用的力等于脚对地面所用 的力

双腿行走 • 人和鸟类以双腿行走，体重由双腿交替负担 人行走时腿的用力方向 力矢量的分析：重心约在臀部稍上处， 腿对躯体所用的力等于脚对地面所用 的力

双腿行走 oE 四肢行走或双腿行走，脚的负荷因子是不同的 ·设计一种带有电功率转送器的踏板，当人或动物 在上面走过时可记录脚在不同方向力的组成，这 对研究步法很有帮助

双腿行走 • 四肢行走或双腿行走，脚的负荷因子是不同的 • 设计一种带有电功率转送器的踏板，当人或动物 在上面走过时可记录脚在不同方向力的组成，这 对研究步法很有帮助

步法的影响因素 ·动物的步法受到多种因素的影响 一跨步的频率和长度，影响身体的稳定性 一地面的情况和坡度 冰雪弯道、坡道

步法的影响因素 • 动物的步法受到多种因素的影响 – 跨步的频率和长度，影响身体的稳定性 – 地面的情况和坡度 冰雪弯道、坡道

哺乳动物四肢形态的特点 of 哺乳动物按照四肢形态的特点，分为蹠行类、趾 行类和蹄形类 一蹠行类：例如熊和人类，它们与地面接触的包括从 跟骨向前的中后足骨和指骨或趾骨，这说明躯体的 重量全部由脚支撑 远节趾骨 中节趾骨 近节趾骨 跖骨 中间楔骨 内侧楔骨 外侧楔骨 足舟学 散骨 距骨 跟骨 熊 熊掌 置学加 脚掌 足骨上面观

哺乳动物四肢形态的特点 • 哺乳动物按照四肢形态的特点，分为蹠行类、趾 行类和蹄形类 – 蹠行类：例如熊和人类，它们与地面接触的包括从 跟骨向前的中后足骨和指骨或趾骨，这说明躯体的 重量全部由脚支撑 熊 熊掌 脚掌