運動學研究的方法有哪些

① 運動生物力學三種主要實驗研究方法是什麼

運動生物力學運動生物力學

biomechanics

應用力學原理和方法研究生物體的外在機械運動的生物力學分支。狹義的運動生物力學研究體育運動中人體的運動規律。按照力學觀點，人體或一般生物體的運動是神經系統、肌肉系統和骨骼系統協同工作的結果。神經系統控制肌肉系統，產生對骨骼系統的作用力以完成各種機械動作。運動生物力學的任務是研究人體或一般生物體在外界力和內部受控的肌力作用下的機械運動規律，它不討論神經、肌肉和骨骼系統的內部機制，後者屬於神經生理學、軟組織力學和骨力學的研究范疇（生物固體力學）。在運動生物力學中，神經系統的控制和反饋過程以簡明的控制規律代替 ， 肌肉活動簡化為受控的力矩發生器，作為研究對象的人體模型可忽略肌肉變形對質量分布的影響，簡化為由多個剛性環節組成的多剛體系統。相鄰環節之間以關節相連接，在受控的肌力作用下產生圍繞關節的相對轉動，並影響系統的整體運動。

對於人體運動的研究最早可追溯到15世紀達·芬奇在力學和解剖學基礎上對人體運動器官的形態和機能的解釋。18世紀已出現對貓在空中轉體現象的實驗和理論研究。運動生物力學作為一門學科是20世紀60年代在體育運動、計算技術和實驗技術蓬勃發展的推動下形成的。70年代中H.哈茲將人體的神經-肌肉-骨骼大系統作為研究對象，利用復雜的數學模型進行數值計算，以解釋最基本的實驗現象。T.R.凱恩將描述人體運動的坐標區分為內變數和外變數，前者描述肢體的相對運動，為可控變數；後者描述人體的整體運動，由動力學方程確定。這種簡化的研究方法有可能將力學原理直接用於人體實際運動的模擬和理論分析。由於生物體存在個體之間的差異性，實驗研究在運動生物力學中佔有特殊重要地位。實驗運動生物力學利用高速攝影和計算機解析、光電計時器、加速度計、關節角變化、肌電儀和測力台等工具量測人體運動過程中各環節的運動學參數以及外力和內力的變化規律。

在實踐中，運動生物力學主要用於確定各專項體育運動的技術原理，作為運動員的技術診斷和改進訓練方法的理論依據。此外，運動生物力學在運動創傷的防治，運動和康復器械的改進，仿生機械如步行機器人的設計等方面也有重要作用。同時還為運動員選材提供了依據.

② 運動生物力學的分類

運動生物力學從研究的形式上，可分為理論研究方法和實驗研究方法兩大類，實驗研究方法又分實驗室測量法和運動測量法。從研究的領域上，可分為物理學研究方法、生物學研究方法和系統研究方法。從研究材料的來源上可分為原始資料數據的採集整理和資料分析方法。研究運動項目主要以運動學和動力學研究方法為主，生物學的研究方法為輔，綜合運用多種實驗手段。 美國的理查德·C.尼爾森把運動生物力學的研究方法大致概括為如下五種：（1）研究特定的運動項目或其中的某一環節的生物力學，這種主要對於運動員、尤其是只對某一運動專項感興趣的教練員非常有用。（2）研究多個運動項目中共同包含的運動動作（如著地、起跑等動作）的生物力學。最大好處是建立一種一般性的理論，這個理論是建立在經典力學定律之上，或是建立在共同的神經控制模式之上。（3）被稱為運動生物力學的評定方法，如從能耗觀點去評價運動技術的優劣等。（4）指對某一專項運動所涉及的生理學、運動學、動力學以及專項特點等有關方面進行綜合考慮。（5）討論在運動中人體器官的生物力學。 中國的周里將研究的方法分為高速攝影（二維與三維）、錄像、測力、肌電、肌力測試系統、同步測試、理論分析和CT、核磁共振其他方法。

③ 運動學參數有哪些採集方法

①研究人體機械運動的特點及規律;
②研究人體結構與機能的力學特徵;
③研究運動技術最佳化問題;
④研製和改進運動器械;
⑤預防運動損傷;
⑥為選材提供理論依據。
運動生物力學是科學高度分化下的高度結合，是運用生物學、力學以及體育技術理論探索運動技術規律的科學。它興起於20世紀60年代，它本身已超出了傳統學科界限，它是數學、力學等學科與生物學相互滲透的新學科。所以說運動生物力學是一門新興的邊緣性學科。
建立人體慣性參數模型是廣泛使用人體尺寸計算人體環節慣性參數的通用方法。其目的一方面可以直接利用人體尺寸庫中的數據，測算人體個環節的慣性參數;另一方面可以針對某一個體通過體表尺寸計算各環節的慣性參數。人體慣性參數模型的建立，對把人體運動的規律研究推進到數學化、計算計化，促進體育科學研究水平的進一步提高都具有現實意義。