体操后空翻类落地动作的下肢关节负荷及其控制特征

摘要：

目的:探讨体操不同难度后空翻类落地的下肢关节负荷及其动作控制特征,为降低下肢损伤风险提供参考.方法:选取国家体操队6名男子运动员完成后空翻(BS)落地,同步采集三维运动轨迹、垂直地面反作用力(vGRF)和下肢主要肌肉的肌电(EMG).另外,分别各采集1例直体后空翻转体720°(S720)和直体后空翻转体1080°(S1080)落地的三维运动轨迹.利用LifeMod多体系统仿真软件,对3种落地动作分别建立19环节、50自由度的人体多体系统模型和落地垫模型,并进行动力学仿真.结果:BS、S720和S1080落地峰值vGRF分别为11.9、16.8和18.3倍体重.触地前100 ms内,S1080的下肢3关节屈曲角度相对较大;冲击初期(从触地到峰值vGRF),3种落地的髋、膝和踝关节快速屈曲,表现为屈肌力矩(踝背屈),而冲击后期(从峰值vGRF回到1倍体重)转变为伸肌力矩(踝跖屈),且下肢EMGs、关节反作用力及关节刚度在此阶段都达到较高水平.结论:体操运动员即将落地前,更高难度的动作需要提前屈曲下肢关节为落地做积极准备;落地冲击初期下肢关节快速主动屈曲以缓冲落地冲击,冲击后期下肢关节全力伸展以抵抗落地冲击.

关键词：体操;落地冲击;生物力学;多体系统仿真

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资助基金：国家自然科学基金项目;重庆市基础研究;前沿探索项目;武汉体育学院东湖学者计划2021

在线出版日期：2021-09-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：438-449