西安交通大学：《康复工程导论》研究生课程教学课件（PPT讲稿）03 人体运动的生物力学基础

学习内容生物力学的定义与基本概念与辅助技术相关的人体运动生物力学基础人体的运动面上肢生物力学下肢生物力学脊柱生物力学分析人体站立和步行功能分析人体坐姿时软组织生物力学基础

学习内容 ◆ 生物力学的定义与基本概念 ◆ 与辅助技术相关的人体运动生物力学基础 ◆ 人体的运动面 ◆ 上肢生物力学 ◆ 下肢生物力学 ◆ 脊柱生物力学分析 ◆ 人体站立和步行功能分析 ◆ 人体坐姿时软组织生物力学基础

西安交通大学大XIAN JIAOTONGUNIVERSITYI.生物力学的定义与基本概念1896

I. 生物力学的 定义与基本概念

西安交通大学XIAN JIAOTONGUNIVERSITY1-1.人体运动生物力学定义：人体运动生物力学（Biomechanics是对人体所产生的ofhumanmovement)机械作用与特性，包括人体关节的转动能力、所产生的动力及其他方面引起的作用力的分析、应用、转移等1896

I-1. 人体运动生物力学 ◆ 定义：人体运动生物力学（Biomechanics of human movement）是对人体所产生的 机械作用与特性，包括人体关节的转动 能力、所产生的动力及其他方面引起的 作用力的分析、应用、转移等

1-2.主要研究内容运动学：研究人体在空间的位置变化与时间的关系动力学运动与所受的力之间的关系，即：分析人体运动中最重要的力有由重力作用所引起的力丁（外力）及由肌肉收缩所引起的力（内力）之间的相互关系关注重点运动生物力学基础脊柱生物力学基础人体坐姿时软组织生物力学基础

I-2. 主要研究内容 ◆ 运动学： ◆ 研究人体在空间的位置变化与时间的关系 ◆ 动力学 ◆ 运动与所受的力之间的关系，即：分析人体运动中最 重要的力有由重力作用所引起的力（外力）及由肌肉 收缩所引起的力（内力）之间的相互关系 ◆ 关注重点 ◆ 运动生物力学基础 ◆ 脊柱生物力学基础 ◆ 人体坐姿时软组织生物力学基础

西安交通大学大XIANJIAOTONGUNIVERSITY(Kinematics)I-3.运动学移动 (Displacement)定义：3-D空间中位置的变化直线运动（TranslationalMovement旋转运动(Rotational Movement)速度（Velocity）加速度（Acceleration)重力（Gravity）1896

I-3. 运动学 (Kinematics) ◆移动 (Displacement) ◆ 定义：3-D空间中位置的变化 ◆ 直线运动 (Translational Movement) ◆ 旋转运动 (Rotational Movement) ◆速度 (Velocity) ◆加速度 (Acceleration) ◆重力 (Gravity)

西安交通大学大XIANJIAOTONGUNIVERSITY(1)I-4.动力学(Kinetics)力(Force)◆力的特性(PropertiesofForce)◆大小（Magnitude)方向(Direction）受力线（LineofApplication）受力点（PointofApplication）力的类型（TypeofForces)重力线和重心（GravitationalLine，CenterofGravity）张力(TensionForce)：◆压缩（Compression）★?剪切(Shearing)1896

I-4. 动力学 (Kinetics) （1） ◆力 (Force) ◆力的特性 (Properties of Force) ◆大小 (Magnitude) ◆方向 (Direction) ◆受力线 (Line of Application) ◆受力点 (Point of Application) ◆力的类型 (Type of Forces) ◆重力线和重心 (Gravitational Line, Center of Gravity) ◆张力 (Tension Force)： ◆压缩 (Compression) ◆剪切 (Shearing)

西安交通大学大XIANJIAOTONGUNIVERSITY(2)I-5.动力学(Kinetics)应力(Stress)定义：生物体或非生物体分子结构上改变的结果张力(TensionForce)压缩 (Compression)剪切(Shearing)表面压力（Pressure)定义：单位面积上的压力，或称压强磨擦力（(FrictionalForce)静磨擦力（StaticFriction)：克服身体运动的起点动磨擦力(Dynamic Friction)：运动中的磨擦力

I-5. 动力学 (Kinetics) （2） ◆ 应力 (Stress) ◆ 定义：生物体或非生物体分子结构上改变的结果 ◆ 张力 (Tension Force) ◆ 压缩 (Compression) ◆ 剪切 (Shearing) ◆ 表面压力 (Pressure) ◆ 定义：单位面积上的压力，或称压强 ◆ 磨擦力 (Frictional Force) ◆ 静磨擦力 (Static Friction)：克服身体运动的起点 ◆ 动磨擦力 (Dynamic Friction)：运动中的磨擦力

西安交通大学XIAN JIAOTONGUNIVERSITY(3)I-6.动力学(Kinetics)牛顿定律（Newton'sLawofMotion）惯性(Inertia);F= mXa作用力=反作用力平衡(Equilibrium)：静平衡（StaticEquilibrium)）：静止状态下，内部力和外部力被平衡动平衡(DynamicEquilibrium)：恒速运动时，身体达到动平衡0

I-6. 动力学 (Kinetics) （3） ◆牛顿定律 (Newton’s Law of Motion) ◆ 惯性（Inertia); ◆ F= m×a ◆ 作用力=反作用力 ◆ 平衡 (Equilibrium)： ◆静平衡 (Static Equilibrium): 静止状态下，内部力 和外部力被平衡 ◆动平衡 (Dynamic Equilibrium)：恒速运动时，身 体达到动平衡

西安交通大学XIAN JIAOTONGUNIVERSITY(4)I-7.动力学 (Kinetics)转矩或力矩(Torque）（旋转运or Moment)MD动时，力的支点很重.MF支点要）：PD转矩=力X力臂:PD>MD一PF支点肌肉产生的内力MF>在鞍头施加的外力PF1896

I-7. 动力学 (Kinetics) （4） ◆ 转矩或力矩 (Torque or Moment)（旋转运 动时，力的支点很重 要）： ◆ 转矩=力×力臂 ◆ ∵PD＞MD ◆ ∴肌肉产生的内力MF ＞在鞍头施加的外力 PF 支点 支点

西安交通大学大XIANJIAOTONGUNIVERSITY.与辅助技术相关的人体运动生物力学基础1896

II. 与辅助技术相关的 人体运动生物力学基础