举重失败与成功过程杠铃受力特征的比较

利用计算机图像采集卡连接摄像头拍摄同一运动员举重失败过程与成功过程的序列图像,图像经预处理后使用Hough变换自动检测杠铃位置,分别计算两过程杠铃的垂直方向和水平方向受力,分析并比较其动力学特征,寻找举重技术动作失败的原因。结果表明,尽管失败过程与成功过程在杠铃抓举上肩阶段均取得了成功,但失败过程杠铃垂直受力峰值明显高于成功过程,运动员消耗的力量明显高于成功过程;而在杠铃挺举上举阶段,失败过程运动员的上举爆发力并没有接近垂直向上,或前段体能消耗过大而力量不支,并且运动员无法用力阻止杠铃到最高点时水平出现的较大晃动,以上原因导致举重技术动作的失败。     

利用Kane多刚体动力学模型仿真举重运动

多刚体动力学模型计算与仿真人体举重过程可以优化运动员的动作技术并预测其效果。根据举重过程人体运动的特点,将人体简化为6刚体动力学系统,建立Kane多刚体动力学模型方程,以高速数字摄像拍摄的举重运动过程序列图像的初始夹角与角速度作为初始条件,对举重过程进行计算与仿真,并通过与拍摄的实际举重运动图像比较来验证模型仿真的准确性,研究多刚体动力学模型计算与仿真人体举重过程的方法。结果表明,多刚体动力学模型计算与仿真的人体举重过程与摄像拍摄的实际过程基本相符,两种方法获取的关节坐标的误差约在4~8%,离初始时刻的时间越长则模型计算与仿真结果的误差就越大,呈现误差累积效应。     

举重过程人体肌肉等效力矩的计算与分析

举重过程人体肌肉等效力矩是分析其技术动作特征的重要指标。利用计算机和高速数字摄像技术拍摄举重过程序列图像,提取人体关节点坐标,计算人体各环节肌肉等效力矩、角速度等刚体力学参数并分析其特征。结果表明,运动员举起杠铃重量的能力在很大程度上取决于上臂和前臂的肌肉爆发力矩,上臂和前臂肌肉等效力矩均显著大于其它环节的数值,大腿肌肉的等效力矩大小仅次于上臂和前臂;运动员在杠铃抓举上肩阶段消耗的体力较大,其人体各环节肌肉等效力矩数值在该阶段要高于杠铃挺举上举阶段;举重过程杠铃应尽量贴近运动员身体,相对缩短人体对杠铃发力的阻力臂,降低举起同样杠铃重量所需的人体各环节肌肉的等效力矩。