多功能人体重心动态位置丈量仪开发及运用探讨

人体重心位置是人体的一个基本参数,它能在一定程度上反映出人体环节的质量分布和体型特征,一直以来都是值得探索的人类奥秘之一。他不仅对人的日常生活有很大的影响,同时又与人体的运动紧密相关,能在一定程度上反映运动能力。对它进行快速正确的检测对运动员选材、运动练习、技术动作的创新、体育科研、全民健身和医疗康复等有着重要的意义。曾经被广泛使用的一维、二维测力板法已经不能满足快速测试的需要,基于电子传感器和计算机的人体重心丈量|教学论文网|设备因测试速度快,正确性高等优点而受到人们的欢迎。但目前常用的人体重心丈量|教学论文网|设备有些存在着应用范围狭窄,功能单一的缺点,有些则体积庞大,不方便携带运输。本文具体分析了各种人体重心测试方法的优缺点,并针对目前人体重心丈量|教学论文网|设备所存在的问题进行改进,设计出了可折叠式多功能人体重心动态位置丈量|教学论文网|仪。丈量|教学论文网|仪由测试平台和计算机构成,其中测试平台包括主体部分、辅助部分和附加板,各部分可以拆装折叠,方便运输。主体部分下面安置四个压力传感器,可以单独使用,用来丈量|教学论文网|人体站姿或坐势的人体重心位置变化情况,并且可以根据“重心位置-时间”曲线间接推测人体平衡能力。辅助部分不含任何电子设备,在使用的时候一端和主体部分相连,另一端依靠一个普通支点支撑。它的作用是加长丈量|教学论文网|仪的长度,以方便丈量|教学论文网|人体仰、卧等姿势下的人体重心位置。附加板安插在主体和辅助部分上,其目的是拓宽丈量|教学论文网|仪的宽度,使丈量|教学论文网|仪能够丈量|教学论文网|手臂和双腿外展时人体重心动态位置的变化情况。本研究专门为丈量|教学论文网|仪设计了一套重心测试软件。软件包含一个连接底层硬件和上层应用软件的接口层,当传感器或A/D转换卡更换的时候,只需要更改接口层配置,上层应用可以不做任何改变,增强了软件的适用性。在测试指标方面,对常用的指标进行了优化和扩充,为包络面积、上风动摇方向及程度等指标设计了新的算法,添加了动摇最适合椭圆、动摇周期等指标。在数据存储方面,不仅为用户提供了二进制的文件存储格式,还利用了国际上流行的XML格式,把数据存储成既可以让其他软件识别,又方便用户直接阅读的XML文件。在软件界面方面,利用VC6.0设计了一个能够即时直观显示受试者重心轨迹变化,随时查看各种统计指标,操纵方便的图形用户接口。对丈量|教学论文网|仪的硬件和软件在功能性、可靠性和正确性等方面进行了严格的测试。测试表明:系统软硬件性能可靠、运行稳定,主体部分误差在2mm左右,辅助部分误差在3mm左右,能够满足站姿、坐姿、卧姿等各种姿态的重心位置测试的要求,可以为体育教学与练习、运动员选材、全民体质监测、医疗康复等方面服务。最后利用新式丈量|教学论文网|仪进行了一些人体重心动态位置和平衡能力方面的研究,探索了人体重心及平衡能力方面的规律,得到了一些有价值的结论。【关键词】：人体重心平衡能力折叠式多功能
【论文提纲】：中文摘要6-8Abstract8-101引言10-141.1选题的意义及依据10-121.1.1运动员选材101.1.2运动练习10-111.1.3为新动作的创新提供理论依据111.1.4体育科研111.1.5全民健身111.1.6推断人体平衡能力111.1.7医疗康复11-121.2人体重心检测的研究现状12-141.2.1估算法121.2.2“一维重心板”法121.2.3“二维重心板”法12-131.2.4“录像解析”法13-142研究内容和研究方法14-182.1研究内容14-162.1.1重心检测理论研究142.1.2丈量|教学论文网|仪的硬件设计142.1.3丈量|教学论文网|仪的软件设计14-152.1.4设备测试152.1.5应用实践15-162.1.6研究目标162.2研究方法16-182.2.1专家访谈法162.2.2文献资料法162.2.3数理统计法16-172.2.4实验法17-183研究结果18-593.1人体重心测试理论研究18-273.1.1一维重心板测试原理18-193.1.2二维重心板测试原理19-213.1.3折叠式多功能人体重心丈量|教学论文网|仪测试原理21-253.1.4六支点人体重心丈量|教学论文网|仪测试原理25-273.1.5小结273.2丈量|教学论文网|仪的硬件部分设计27-323.2.1测试平台的加工制作27-293.2.2电子部分的选配29-323.3丈量|教学论文网|仪的软件部分设计32-513.3.1软件部分设计要求323.3.2软件设计流程概述32-353.3.3信号采集接口的设计353.3.4数据存储35-383.3.5统计分析38-473.3.6数字滤波47-503.3.7小结50-513.4设备测试51-543.4.1软件测试51-523.4.2丈量|教学论文网|仪的精度校验52-543.4.3小结543.5丈量|教学论文网|仪的应用实践54-593.5.1人体卧姿重心轨迹研究54-553.5.2站高时的人体平衡特征研究55-594分析讨论59-615总结与展望61-621工作总结612展望61-626注释与参考文献62-65致谢65-66在学期间发表的论文目录66