运动员空中翻腾和转体姿态控制过程中转动惯量的变化
目的:分析运动员空中动作中转动惯量的变化特征.方法:根据跳水空中动作特点,建立人体多体系统模型,并开发相应的计算机仿真软件.对某运动员完成四个跳水动作(A:107B;B:407C;C:5136B;D:5235B)进行三维运动学分析和计算机仿真,获得人体总重心、外方位角及总转动惯量张量.最后计算对应于转体、翻腾和倾斜运动的三个中心主转动惯量I1、I2和I3.结果:总重心和外方位角的变化均符合真实运动情况.从四个动作的三个主转动惯量变化曲线看,I2和I3总比较接近,平均值约为I1的5倍.屈体或团身阶段时间约为0.2 s,而展开阶段约为0.1s.动作A翻腾过程中I1变化较小,平均为2.12 kg· m2;翻腾阶段I2平均为3.46 kg· m2,翻腾结束时I2达最大,为12.48 kg· m2.动作B在翻腾过程中也是I1变化较小,平均为2.32 kg· m2;但I2在翻腾开始时最大,为13.62 kg· m2,翻腾阶段平均为3.30 kg· m2.动作C和D主转动惯量变化相似.动作C的转体阶段I1较小,平均为1.15 kg· m2,转体结束时可达到4.32 kg·m2;翻腾阶段I2最小,平均为3.65 kg· m2,结束时为12.95 kg· m2.结论:空中翻腾和转体过程中转动惯量呈快速、大范围变化,不同类型空中动作的惯性参量变化差异较大.本文建立了测量计算空中转动惯量变化的方法,为运动员分析空中姿态控制提供了新方法.
空中动作、转动惯量、生物力学、计算机仿真
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G85;TN9
国家自然科学基金项目10972062;国家体育总局体育科学研究所基本科研业务费专项13-02
2014-03-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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